地震科普:现代建筑设计怎么考虑地震

楼市   教育   2023-08-07 21:00   上海  
一、什么是地震?

地震,又称地动、地振动,是地壳快速释放能量过程中造成的振动,期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂是引起地震的主要原因


据统计,地球上每年约发生500多万次地震,即每天要发生上万次的地震。其中绝大多数太小或太远,以至于人们感觉不到;真正能对人类造成严重危害的地震大约有十几二十次;能造成特别严重灾害的地震大约有一两次。
地震是一种突发式的强振动,一般从地震开始到结束仅几秒到几十秒,最多一分多钟,但其破坏性极大,给世界人民带来了巨大的人员伤亡和经济损失,是必须认真对待的一种灾害。
二、什么是震级与烈度
震级:是指地震大小,通常用字母M表示。地震愈大,震级数字也愈大,世界上最大的震级为9.5级。它是根据地震波记录测定的一个没有量纲的数值,用来在一定范围内表示各个地震的相对大小(强度)。
地震释放的能量来表示地震的大小,即地震的震级。震级大的地震,释放的能量多;震级小的地震,释放的能量少。中国一般采用里氏震级。通常小于2.5级的地震称为小地震,2.5-4.7之间的地震称为有感地震。震级每相差1.0级,能量相差大约30倍
地震烈度是指某一地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响破坏的强烈程度,是衡量某次地震对一定地点影响程度的一种度量。同一地震发生后,不同地区受地震影响的破坏程度不同,烈度也不同,受地震影响破坏越大的地区,烈度越高。判断烈度的大小,是根据人的感觉、家具及物品振动的情况、房屋及建筑物受破坏的程度以及地面出现的破坏现象等。
影响烈度的大小有下列因素:地震等级、震源深度、震中距离、土壤和地质条件、建筑物的性能、震源机制、地貌和地下水等。例如,在其它条件相同的情况下,震级越高,烈度也越大。地震烈度是表示地震破坏程度的标度,与地震区域的各种条件有关,并非地震之绝对强度。
三、设计时怎么考虑地震?

抗震设防烈度,是建筑物在抗震设计时设定的可以承受的地震烈度。

《建筑抗震设计规范》对我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度进行了相关规定。按市级抗震设防烈度分布如下:

6度区(0.05g)209个;

7度区(0.10g)201个;

7度半区(0.15g)130个;

8度区(0.20g)108个;

8度半区(0.30g)30个;

9度区(0.40g)9个;

我国大部分地区位于6度区(31%)、7度区(29%),少量地区位于8度半、9度区,9度区以四川、云南、西藏、新疆、台湾等地区为主。

以地震多发四川省为例,大部分地区在7度及以上。

按本规范进行抗震设计的建筑,其基本的抗震设防目标是:当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理可继续使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般性修理仍可继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

根据抗震规范,建筑水平地震作用与水平地震影响系数及结构自重有关;

而水平地震影响系数与抗震设防烈度有关,因此:

现代建筑抗震设计主要与抗震设防烈度及建筑本身布置有关。

当然,随着技术水平的提升,除了传统的抗震,减震、隔震等在现代建筑中也逐步开始广泛运用。


四、现代建筑能抵抗几级地震?

震级与烈度是两个完全不同的概念,根据相关文献粗略估算,震级与烈度关系估算如下:

现代建筑基本上采用6-8度抗震设防烈度,也就是说:
位于震中,可抵抗5-6级地震;
位于50公里左右,可抵抗6-7级地震;
位于100公里左右,可抵抗7-8级地震。

震中烈度较高,超过震中50公里,烈度衰退比较明显。


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