简介 地震害实例→ 地震用特点 房屋破环的直接原因 震害的规律
简 介 ⚫ 地震灾害实例 ⚫ 地震作用特点 ⚫ 房屋破坏的直接原因 ⚫ 震害的规律 [4] [1]
地震灾害实例 1976年7月28日唐山大地震,在唐山 (烈度达10度)、天津(8度)、北京 (6度)的高层建筑发生了严重的震害 1977年5月7日罗马尼亚地发生地震, 烈度为8~9度的布加勒斯特倒塌高层 建筑33座 1985年9月19日墨西哥城遭受严重地 震,受害最大的是10~20层钢筋混凝 土高层建筑
⚫ 地震灾害实例 • 1976年7月28日 唐山大地震，在唐山 （烈度达10度）、天津（8度）、北京 （6度）的高层建筑发生了严重的震害 • 1977年5月7日 罗马尼亚地发生地震， 烈度为8～9度的布加勒斯特倒塌高层 建筑33座 • 1985年9月19日 墨西哥城遭受严重地 震，受害最大的是10～20层钢筋混凝 土高层建筑
●地震作用的特点 地震波传播产生地面运动,通过基础影响上部结 构产生的振动称为结构的地震反应,包括加速度、 速度和位移反应。 地震波可以分解为六个振动分量:两个水平分量, 个竖向分量和三个转动分量。对建筑结构造成 破坏的,主要是水平振动和扭转振动。 大多数结构的设计计算主要考虑水平地震作用, 原因如下: 地面水平振动使结构产生移动和摆动 扭转振动使结构扭转,其对房屋破坏性很大,但目前尚无法计算,主 要采用概念设计方法加大结构的抵抗能力,以减少房屋破坏程度 地面竖向振动只在震中附近的高烈度区影响房屋结构
⚫ 地震作用的特点 • 地震波传播产生地面运动，通过基础影响上部结 构产生的振动称为结构的地震反应，包括加速度、 速度和位移反应。 • 地震波可以分解为六个振动分量：两个水平分量， 一个竖向分量和三个转动分量。对建筑结构造成 破坏的，主要是水平振动和扭转振动。 • 大多数结构的设计计算主要考虑水平地震作用， 原因如下： ✓ 地面水平振动使结构产生移动和摆动 ✓ 扭转振动使结构扭转，其对房屋破坏性很大，但目前尚无法计算，主 要采用概念设计方法加大结构的抵抗能力，以减少房屋破坏程度 ✓ 地面竖向振动只在震中附近的高烈度区影响房屋结构
●地震作用的特点 地面运动的特性可以用三个特征量来描述:强 度(由振幅值大小表示)、频谱和持续时间 强度、频谱和持续时间也被称为地震动三要素, 其原因是: √如果地震的加速度或速度幅值很大,但地震时间短,建筑的破坏 可能不大 如果地面运动的加速度或速度幅值不太大,但地震波的卓越周期 q)(频谱分析中能量占主导地位的频率成分)与结构物基本周期接 加速度近,或者振动时间很长,其将对建筑物造成严重影响
• 地面运动的特性可以用三个特征量来描述：强 度（由振幅值大小表示）、频谱和持续时间。 • 强度、频谱和持续时间也被称为地震动三要素， 其原因是： ✓ 如果地震的加速度或速度幅值很大，但地震时间短，建筑的破坏 可能不大 ✓ 如果地面运动的加速度或速度幅值不太大，但地震波的卓越周期 （频谱分析中能量占主导地位的频率成分）与结构物基本周期接 近，或者振动时间很长，其将对建筑物造成严重影响 ⚫ 地震作用的特点
●地震作用的特点 地面运动的特性除了与震源所在位置、深度、地 震发生原因、传播距离等因素有关外,还与地震 传播经过的区域和建筑物所在区域的场地土性质 有密切关系: 观测表明,不同性质的土层对地震波包含的各种频 率成分的吸收和过滤效果不同。地震波在传播过程中, 振幅逐渐衰减,在士层中高频成分易被吸收,低频成分 振动传播得很远。因此,在震中附近或在岩石等坚硬土 壤中,地震波中短周期成分丰富。在距震中较远的地方, 或当冲击土层厚、土壤又较软时,短周期成分被吸收而 导致长周期成分为主,这对高层建筑十分不利。此外, 当深层地震波传到地面时,土层又会将振动放大,土层 性质不同,放大作用也不同,软土的放大作用较大
• 地面运动的特性除了与震源所在位置、深度、地 震发生原因、传播距离等因素有关外，还与地震 传播经过的区域和建筑物所在区域的场地土性质 有密切关系： ✓ 观测表明，不同性质的土层对地震波包含的各种频 率成分的吸收和过滤效果不同。地震波在传播过程中， 振幅逐渐衰减，在土层中高频成分易被吸收，低频成分 振动传播得很远。因此，在震中附近或在岩石等坚硬土 壤中，地震波中短周期成分丰富。在距震中较远的地方， 或当冲击土层厚、土壤又较软时，短周期成分被吸收而 导致长周期成分为主，这对高层建筑十分不利。此外， 当深层地震波传到地面时，土层又会将振动放大，土层 性质不同，放大作用也不同，软土的放大作用较大。 ⚫ 地震作用的特点
●地震作用的特点 建筑本身的动力特性对建筑物是否破坏和破坏程 度也有很大的影响。(建筑物动力特性是指建筑物的 自振周期、振型和阻尼,它们与建筑的质量和结构的刚 度有关。 √质量大、刚度大、周期短的建筑物在地震作用下的惯性 力较大 刚度小、周期长的建筑物位移较大,但惯性力较小 当地震波的卓越周期与建筑物自振周期相近时,会引起 类共振,结构的地震反应加剧
• 建筑本身的动力特性对建筑物是否破坏和破坏程 度也有很大的影响。（建筑物动力特性是指建筑物的 自振周期、振型和阻尼，它们与建筑的质量和结构的刚 度有关。） ✓ 质量大、刚度大、周期短的建筑物在地震作用下的惯性 力较大 ✓ 刚度小、周期长的建筑物位移较大，但惯性力较小 ✓ 当地震波的卓越周期与建筑物自振周期相近时，会引起 类共振，结构的地震反应加剧 ⚫ 地震作用的特点
●房屋破坏的直接原因 √地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂缝 或错位等地面变形,对上部建筑物的直 接危害。 √地震引起的砂土液化,软土震陷等地基失 效,对上部建筑物的破坏。 √建筑物在地面激发下产生剧烈震动过程中 因结构强度不足、过大变形、连接破坏, 结构失稳或整体倾覆而破坏
✓ 地震引起的山崩、滑坡、地陷、地面裂缝 或错位 等地面变形，对上部建筑物的直 接危害。 ✓ 地震引起的砂土液化，软土震陷等地基失 效，对上部建筑物的破坏。 ✓ 建筑物在地面激发下产生剧烈震动过程中 因结构强度不足、过大变形、连接破坏， 结构失稳或整体倾覆而破坏。 ⚫ 房屋破坏的直接原因
震害规律 地基方面 砂土液化引起地基不均匀沉陷,导致 上部结构破坏或整体倾斜。 在具有深厚软弱冲击土层的场地土, 高层建筑的破坏率显著曾高 当高层建筑的基础周期与场地自振周 期相近时,破坏程度因共振效应而加 重
⚫ 震害规律 ✓ 地基方面 • 砂土液化引起地基不均匀沉陷，导致 上部结构破坏或整体倾斜。 • 在具有深厚软弱冲击土层的场地土， 高层建筑的破坏率显著曾高。 • 当高层建筑的基础周期与场地自振周 期相近时，破坏程度因共振效应而加 重
震害规律 √房屋体形方面 L形等复杂平面房屋破坏率显著增高 有大地盘的高层建筑群房顶面与主楼相接处 楼板面积突然减小的楼层破坏程度加重 房屋高宽比值较大且上面各层刚度很大的高层建筑底层 框架柱因地震倾覆力矩引起的巨大压力而发生剪压破坏 防震缝处多因缝的宽度太小而发生碰撞
✓房屋体形方面 • L形等复杂平面房屋破坏率显著增高 • 有大地盘的高层建筑群房顶面与主楼相接处 楼板面积突然减小的楼层破坏程度加重 • 房屋高宽比值较大且上面各层刚度很大的高层建筑底层 框架柱因地震倾覆力矩引起的巨大压力而发生剪压破坏 • 防震缝处多因缝的宽度太小而发生碰撞。 ⚫ 震害规律
●震害规律 √结构体系方面 相对框架体系而言,采用“框一墙体系”(框剪体系)的房 屋破坏程度轻,特别有利于保护填充墙和装饰免遭破坏 采用“填充墙框架”体系的房屋,在钢筋混凝土框架平面内 嵌砌砖填充墙时,柱上部易发生剪切破坏,外墙框架柱在窗 洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切破坏。 采用“钢筋混凝土板柱体系”的房屋,或因楼板冲切破坏, 或因楼层侧移过大柱顶、柱脚破坏,各层楼板坠落,重叠在 地面上。 采用“框托墙”体系(框支剪力墙)的房屋,相对柔弱的底 层,破坏程度十分严重
⚫ 震害规律 ✓结构体系方面 •相对框架体系而言，采用“框－墙体系”（框剪体系）的房 屋破坏程度轻，特别有利于保护填充墙和装饰免遭破坏。 •采用“填充墙框架”体系的房屋，在钢筋混凝土框架平面内 嵌砌砖填充墙时，柱上部易发生剪切破坏，外墙框架柱在窗 洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切破坏。 •采用“钢筋混凝土板柱体系”的房屋，或因楼板冲切破坏， 或因楼层侧移过大柱顶、柱脚破坏，各层楼板坠落，重叠在 地面上。 •采用“框托墙”体系（框支剪力墙）的房屋，相对柔弱的底 层，破坏程度十分严重