土木工程概论13灾害
土木工程中的灾害
土木工程在建设和使用过程中遇到的灾害(Disarster)有两类：
一类是自然灾害如台风、龙卷风、暴雨、洪水泛滥、暴雪、沙尘暴、地震、虫灾以及各种类型的地质灾害如滑坡、泥石流等。
另一类是社会灾害如战争灾害、人为破坏生态平衡、火灾、工程事故灾害、老百姓深恶痛绝的“豆腐渣”腐败工程，以及近年来发生的事件等。
了解和预防土木工程可能遇到的各种灾害是21世纪各国政府和工程界越来越普遍重视和研究的现实问题!
13.1火灾
在世界多种灾害中发生最频繁、影响面最广的首属火灾。
火灾
(Fire, Conflagration)对土木工程的影响：所用工程材料、工程结构承载能力
【火灾等级】
根据2007年6月26日，公安部下发的《关于调整火灾等级标准的通知》。新的火灾等级标准分为特别重大火灾、重大火灾、较大火灾和一般火灾四个等级。
①特别重大火灾，指造成30人以上死亡，或者100人以上重伤，或者1亿元以上直接财产损失的火灾；
②重大火灾，指造成10人以上30人以下死亡，或者50人以上100人以下重伤，或者5000万元以上1亿元以下直接财产损失的火灾；
③较大火灾，指造成3人以上10人以下死亡，或者10人以上50人以下重伤，或者1000万元以上5000万元以下直接财产损失的火灾；
④一般火灾，指造成3人以下死亡，或者10人以下重伤，或者1000万元以下直接财产损失的火灾。（注：“以上”包括本数，“以下”不包括本数。）
1最主要的四类原因为：
电气
生活用火不慎
违反安全规定
吸烟
地震发生时引起的大火，特别是引发的城市大面积火灾，更需引起人们要高度重视。历史的经验值得注意。
引出的教训是要充分认识和了解火灾发生的规律，及预防、减灾的措施。
⑴ .  认识规律：火灾是一个燃烧过程。其过程要经过“发生、蔓延和充分燃烧”几个阶段。火灾的严重程度主要取决于持续时间和温度，这两者又受到工程材料、燃烧空间、灭火能力等多方面的因素。
⑵.  预防措施：要根据火灾发生的严重程度设防、减灾
燃烧的三要素：可燃物、助燃物及着火源。
防火的主要措施就是：控制可燃物、隔绝助燃物、消除着火源。
材料耐燃性：采用阻燃材料；
火焰的传播：设置防火分区、隔断；
燃烧空间：减少面积，降低高度；
环境的热工性能：降温、减氧、失热；
灭火能力：消防设施、消防人员。
与建筑防火相关的部分规范
●《民用建筑防火规范》和《建筑电气防火设计规范》两个国家强制标准。
目前现行的国家标准、行业标准中，《住宅设计规范》、《火灾自动报警系统设计规范》、《民用建筑电气设计规范》及《高层民用建筑设计防火规范》等对于合理设计避免引发电气火灾并保证在火灾发生时消防设备的可靠运行，确保人员、物质疏散和控制火势蔓延方面起到了一定的作用。
13.2地震灾害
1．地震灾害的特点
(1)突发性强。地震发生十分突然，一次地震，持续时间往往只有几十秒钟，这是其它自然灾害难以相比
的。
(2)破坏性大发生在人口稠密、经济发达地区的大地震，往往可能造成大量人员伤亡和巨大经济损失据有关资料记载，1976年中国河北唐山7.8级大地震，死亡24万多人。据统计本世纪以来，全世界因地震死亡的人数达100多万人，占各种自然灾害死亡总数的54%，平均每年所造成的经济损失高达几十亿美元
(3)社会影响深运
大地震由于突发性强、伤亡惨重、经济损失巨大，往往会产生一系列连锁反应，对于一个地区甚至一个国家的社会生活和经济活动造成巨大冲击。
(4)防御难度大
与洪水、干旱、台风等气象灾害相比，地震的预测要困难得多。同时，建筑物抗震性能的提高，需要大量资金的投入，这也不是短时期能够做到的。
1 2．地震引起的灾害
(1)直接灾害由地震的直接作用，如地震波引起的强烈振动、地震断层的错动和地面变形等所造成的灾害称为地震直接灾害，它主要包括以下一些现象：建筑物破坏、生命线工程破坏、地面破坏砂土液化
唐山地震死多少人(2)次生灾害由地震引发的火灾、水灾、海啸、有毒物质泄漏、和疫病流行等灾害，称为地震的次生灾害。
地震时，由于电线短路、煤气泄漏、油管破裂、炉灶倒等原因，往往造成火灾。地震山崩堵塞河道，形成“地震湖”，会使上游一些地区被水淹没。一旦地震湖溃决下游便会遭到严重水灾。另外，地震时如果水库大坝遭到破坏，也会造成水灾。
3.  有关地震的几个基本概念
●地震震级以震源释放的能量确定
烈度：某地区各类建筑物受一次地震影响的强烈程度。只有一个震级，却有多个烈度区。烈度与震级、震源深度、震中距、地质条
4. 世界发生的地震主要集中在两个地带
●环太平洋地带喜马拉雅—地中海地带
5.  地震对土木工程设施的破坏作用
⑴.  地震的地面运动（水平和竖向）使工程结构受到多次反复的地震荷载，轻者震裂、重者倒塌或扭曲。
⑵.  地震的地面运动还会造成地裂、地陷、山崩、滑坡、泥石流等次灾害；同时还会使某些地基震后液化而使地面冒水、喷砂。前者使工程结构断裂、倒塌，后者使地基丧失承载能力。
6.  地震给土木工程设施造成灾害的一般现象
1）震害的严重程度往往与房屋的轮廓、体型、结构体系有直接关系；
●一幢房屋的长轴方向与地震荷载作用方向相垂直时，更易遭受震害。
●一幢房屋两个不同部分连在一起时，可能在连接处断裂；
●一幢房屋高低悬殊部分连接的部位，可能断裂；
●一幢房屋的底部支承“软”时，易受震害；
一幢房屋的自振周期与地震时地面运动的周期相近时，会使房屋发生很大的晃动而破坏；
●两幢房屋靠得太近时会因地震互撞而破坏。
●地基液化失效的震害往往引起房屋倾斜和开裂
桥梁结构的震害往往表现为桥墩、桥台毁坏，主梁坠落，拱圈开裂及拱上结构塌落等。
7.土木工程防震抗震方针是:  预防为主
预防地震灾害的主要措施有:
（1）. 加强对地震的观测和强震预报；（2）. 对土木工程设施进行抗震设防。
⑶.  对土木工程设施进行抗震设防
A 确定每个国家的地震烈度区划图，规定各地区的基本烈度（即可能遭遇超越概率为10%的设防烈度），作为工程设计和各项建设工作的依据。
B 国家建设主管部门颁布工程抗震设防标准，各建设项目主管部门应在建设的过程（包括场址选择、可行性研究、编制计划任务书等）中遵照执行。
C 国家建设主管部门颁布抗震设计规范。
D 设计单位在对抗震设防区的土木工程设施进行设计时，要严格遵守抗震设计规范，并尽可能地采取隔震、消能等地震减灾措施；
E 施工单位和质量监督部门应严格保证建设项目的抗震施工质量；
F 位于抗震设防区内的未按抗震要求设计的土木工程项目，要按抗震设防标准的要求补充进行抗震加固。
⑷.  要树立高度抗震设防意识抗震设防不能有侥幸心理，不能因考虑抗震设防增加建设资金随意去掉抗震加固费用。抗震设防应按照“小震不坏，中震可修，大震不倒”的原则设计土木工程，合理的使用建设资金。
地震是可怕的，但满足抗震设防要求所设计和施工的土木工程应该是可靠的，至少是“裂而不倒”这是被过去许多
13.4 风灾
1.风灾的概念
风灾多来自台风和龙卷风的动力作用，它们对结构施加的荷载比结构设计中假设的风荷载大很多倍，会产生严重的后果。
2.风灾主要表现为台风（飓风）和龙卷风的破坏作用
⑴.  何谓台风（Typhoon）
●台风是大气的剧烈扰动。其形成有两个基本条件—热和湿。故仅起源于热带赤道附近（热
带气旋）。由于它是海洋面上局部积聚的湿热空气大规模上升至高空，使周围低层空气向中心流动所形成的，因而呈大旋涡状。其直径约200~1000km，巨型台风可达1000 km 以上，中心“台风眼”半径多为5~30km。
●我国规定台风中心附近地面最大风力为8~11级时称台风或热带风暴（地面移动速度
17.2～28.4km/h)，12级以上时称为强台风或强热带风暴。
⑵龙卷风由猛烈的大雷雨发展而成。有着转动的气柱，并通常伴有漏斗状向下伸展在重云。它的旋涡直径一般60~250m，以高达134m/s(480km/hr) 的速度旋转，移动速度每小时数十公里，所经路程，短的只几十米，长的可超过100km，持续时间自几分钟至几小时。它是所有风力中最具毁坏性的风，破坏力极大。
（3）.  抗风减灾
●风灾的破坏作用不可低估，要加强重点防范。
●这是因为台风、龙卷风对土木工程结构施加的荷载比结构设计中通常假设的风荷载要
高出多少倍，对人类生命及财产造成巨大危险。
●将土木工程设计成能抵御台风和龙卷风是不可能的，但要对重点地区、建筑物和构筑物
的重点部位加强防范。如沿海地区的重要设施、屋面板、屋盖和玻璃幕墙的锚固等。要特别重视大风引起高耸结构、高层建筑、柔性结构大幅度摇晃无法使用或造成共振破坏
3. 工程事故灾难的原因
⑴.  从技术方面看：大体有设计方面地质资料勘察严重失误，或根本没有进行勘察；地基承载力不够，同时基础设计又严重失误；结构方案、结构计算或结构施工图有重大错误，或凭“经验”、“想象”设计，无图施工；
施工方面：材料和半成品的质量严重低劣，甚至采用假冒伪劣的产品和半成品；施工和安装过程中偷工减料，粗制滥造；施工的技术方案和措施中有重大失误；
使用方面：使用中盲目增加使用荷载，随意变更使用环境和使用状态；任意对已建成工程打洞、拆墙、移柱、改扩建、加层……。
⑵.  从管理方面看：大体有由非相应资质的设计、施工单位（甚至无营业执照的设计、施工单位）进行
设计，施工；建筑市场混乱无序，出现前述的“六无”工程项目；“层层分包”现象普遍，使设计、施工的管理处于严重失控状态；企业经营思想不正，片面追求利润、产值，没有建立可靠的质量保证制度；无固定技工队伍，技术工人和管理人员素质太低；
14.4以及意外事故
9.11事故后对高层建筑安全方面的思考
●材料和结构的耐火、耐久性问题；
●选择更为坚实可靠的主体结构体系，建立多道抗撞击防线；
●在结构体系中建立防止结构连续倒塌的机制；
●在建筑设置中建立绝对安全可靠的逃亡通道；
●解决在危机情况下大批人员的紧急疏散问题。。。。

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