荷载8
第15节  地震基础知识
重点回顾：
①阵风系数和风振系数有什么区别？
*风振系数把风成份中的脉动风引起的风振效应转换成等效静力荷载所乘的系数。 
*阵风系数是在不考虑风振系数时,考虑到瞬时风比平均风要大所乘的系数.
②三种临界范围都是什么？旋涡脱落有什么特点？结构上如何处理？
亚临界范围：当3.0×102≤Re＜3.0×105时，周期性脱落， St≈0.2；风速小，构造处理。
超临界范围：当3.0×105≤Re＜3.5×106时，随机性，St离散性很大；不共振，不处理。
跨临界范围：当Re≥3.5×106时，脱落又重新出现大致的规则性，St=0.27~0.3。当旋涡脱落频率fs与结构横向自振频率接近时，结构会发生剧烈的共振。风速大，易共振，应进行横风向风振验算。
③震源、震中、震源深度、震中距，按震源深度不同，划分为浅＜60，中60~300，深＞300。
④地震波分类：体波（纵波P，横波S），面波（瑞雷波R，乐甫波L）。速度大小顺序？破坏强弱？
地震波规律：P波，几秒；S波，几秒；面波。（如果离门近有两次逃生机会）
逃生技巧：
①生命三角说：
美国资深救援人员，通过楼体爆破试验得到，20个标本中，10个位于生命三角区的全部存活了，因此提出生命三角理论，但该理论饱受争议。（1.三角区不固定；2.爆破和地震不一样）
②通行方法：
伏地（应该蹲下而不是趴下或躺下）、遮挡、手抓牢
非结构构件砸伤人的概率远大于房屋倒塌
家具在地震过程中会移动→挤压
卫生间是相对安全的地方：开间小，配筋多，有水源
2）震级
震级是衡量一次地震释放能量大小的指标，一次地震只有一个震级。
1935年由里克特(Richter)给出震级的定义（里氏震级）：标准地震仪(指周期为0.8s，阻尼系数为0.8，放大倍数为2800的地震仪)在距震中100 km处记录的最大水平地面位移（单位μm，10-6m）的常用对数。
非标准情况（地震仪不标准，震中距不是100km）有相应的换算方法。
表达式M=lgA
M——里氏震级；
A——标准地震仪记录到的最大振幅，μm。
M＜2，微震；2~4，有感地震；＞5破坏性地震；＞7，大地震；＞8特大地震。
唐山地震：7.8级，汶川地震：8.0级，曾经的最大地震，8.9级，智力，1960。
震级M与地震能量E之间的关系为
                      （5-3）
式中  E——地震释放的能量，单位为尔格，E=1011.8+1.5M。
震级是衡量一次地震释放能量大小的尺度，震级每差一级，地震释放的能量差32倍。
3）烈度
建筑物受地震影响的强烈程度，按后果（破坏程度）分类，共12度。P120，地震烈度表。
一次地震，一个震级，很多烈度。离震中远，震级小，场地特殊（冲击平原），烈度越小。
汶川地震，北川离汶川远，115.2级地震什么概念度，成都离汶川近，6-7度（成都不位于地震带，且为冲积平原）；哈尔滨位于冲击平原。
4）震级与震中烈度的关系
震级和烈度之间的关系受到很多因素的影响，场地土，距离，震源深度等，只能给出大致的对应关系。对于浅源地震（震源深度在10~30km的），震中烈度I0和震级M之间的对照关系，教材P122，表5-3。经验公式
5）地面运动强度与烈度的关系
地面运动强度（加速度）与烈度的关系为：a=1.25×2I-7 (m/s2)，7度：125（cm/s2，gal）；8度：250；9度500。
5.2地震区划与地震作用
1.地震烈度区划
抗震设计要有依据，哈尔滨的房子和智力的房子考虑的地震作用应该是一样大的吗？哪个
地方用多大的地震作用进行设计？对地区进行归类。
地震的发生地点、时间和强度都具有不确定性，——基于概率含义的地震预测。根据区域性地质构造、地震活动性和历史地震资料，划分潜在的震源区。《中国地震烈度区划图》给出的是该地区的基本烈度。
基本烈度：50年内，一般场地条件下，超越概率是10%的烈度。（对应于475年一遇，可靠度很高）(1-1/T)50=0.9，得到T=475。。（小震，63.2%，50.5年；中震90%，475年，大震1642~2475年）
2.地震小区划
地震区划是针对全国的，如果把工作做细，针对城市或者某个大企业，给出城市的烈度，就是地震小区划。
*以前地震预报监测排第一，现在抗震排第一。（测不准）
地震局名声很不好：抗震救援，出租车免费拉，一问是地震局的→下去！
孙柏涛，工力所所长，国家代表
智力地震，9度设防，剪力墙一个没倒，一个城市只有一个框架结构倒塌；
唐山地震、汶川、玉树地震，砖房一片一片的倒；
网上舆论：施工质量不好——豆腐渣工程；实际：房屋的抗震水平不行。
打包带加固法；圈梁构造柱（大包装带）
教材P285，附录5。
    城镇的抗震设防烈度是不是可能发生的最大烈度？（475年一遇的地震烈度），这个值
也是不断调整的，汶川7度——8度（08规范）。P293。
3.设计地震分组
距震源远近，破坏特点不一样。一次地震的地震波含有多个周期成分，如果离震源比较近，高频起控制作用——短周期结构破坏严重，如砌体；如果离震源比较远，土把地震波中的高频成分滤掉了，低频起控制作用——长周期结构破坏严重，如高层，大跨结构等。
所以要根据某个城市距离潜在震源距离的远近，进行设计地震分组。
以前：近震、远震；
现在：第一组（近震）、第二组（中震）、第三组（远震）
*从来没发生过地震的地方，如果发生，认为就在这个地方发生，所以归为第一组；
*自己不振，别人一震就传过来，就是远震，比如成都
4.地震作用的性质
地震不是荷载，是作用。地震作用的大小，以及它的效应（内力、变形、裂缝等）与结构的动力特性（自振周期、振型、阻尼）有关，是结构在地面运动条件下的动力反应。所以地震作用需要通过动力计算得到。
5.地震作用的确定方法
很多国家都通过反应谱理论来确定地震作用。
加速度反应谱是怎么来的？
对单质点体系输入地震波
得到单质点体系的加速度时程曲线
取这条加速度时程曲线上的最大值
   
对不同周期的单质点体系输入这条地震波
把周期作为横轴，最大加速度反应作为纵轴，得到单质点体系的单条地震波激励下的加速度反应谱

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