地震工程学(2015).ppt

1、地震工程学EarthquakeEngineering昆明理工大学建筑工程学院本课件基于李英民博士同名课件制作，特此致谢！教材胡聿贤，地震工程学(第二版)，地震出版社，2006参考书谢毓寿，地震与抗震，科学出版社，1977地震工程研究文集-纪念胡聿贤教授从事科学研究40年，地震出版社，1988魏格尔，地震工程学，科学出版社，1978金井清，工程地震学，地震出版社，1987魏琏，中国工程抗震研究四十年(1949-1989)，地震出版社，1989工力所，中国地震工程研究进展，地震出版社，1992云南省地震局，云南省地震资料汇编，地震出版社，1988陈达生，云南澜沧-耿马地震震害论文集，科学出版社，1

2、991云南省地震局，1996年丽江地震，地震出版社，1998网络资源http:/mceer.buffalo.edu/http:/www.eeri.org/http:/peer.berkeley.edu/GoGo地震工程学-总目录1地震工程学概述2地震学基础知识3工程地震地震作用与灾害4结构地震反应分析5建筑抗震设计原则和基本要求6场地、地基和基础7建筑结构抗震验算8几种建筑结构的抗震设计backback1地震工程学概述1.1地震灾害简述1.2地震工程学的发展概况1.3地震工程学的研究内容1.4地震工程学的特点1.5地震工程学与相关学科的关系backback1.1地震灾害简述地球与地震并存地震灾

3、害严重地震灾害频仍抗震防灾是有效的backback地震灾害严重L世界地震灾害严重L简况L世界十大自然灾害（据联合国，1947-1980）热带气旋（飓风、台风）、地震、洪涝、雷暴与龙卷风、雪暴、火山爆发、热浪、雪崩、滑坡、潮汐与海啸L中国是受灾最严重的国家之一L灾重：地震（7/17次5万人，4/4次20万人）L分布广L成灾比率高backback20世纪大地震速览世纪大地震速览中国唐山1976年7月28日7.8级死亡24万人日本横滨1923年9月1日8.3级死亡20万人中国甘肃1920年12月16日8.6级死亡10万人秘鲁北部1970年5月31日7.7级死亡7万人伊朗西北1990年6月21日7.3

4、7.7级死亡5万人智利奇康1939年1月24日8.3级死亡2.8万人伊朗东北部1978年9月16日7.7级死亡2.5万人亚美尼亚西北1988年12月7日6.9级死亡2.5万人危地马拉1976年2月4日7.5级死亡22778人智利瓦尔帕莱索1906年8月16日8.6级死亡2万人墨西哥中部1985年9月15日8.1级死亡9500多人阿富汗东北部1998年2月4日6.1级死亡5000人伊朗北部1997年5月10日7.1级死亡1500人哥伦比亚西部1999年1月25日6级死亡1171人21世纪大地震速览世纪大地震速览名称时间地点震级死亡人数印度洋地震海啸，2012.3.20，印尼苏门答腊岛北部，8.9

5、级，300000汶川地震，2008.5.12，四川汶川、北川，8.0级,69227人，17923人失踪印尼苏门答腊地震，2009.9.30，印尼苏门答腊岛海域，7.9级，1115海地地震，2010.1.12，海地，7.3级,30000021世纪大地震速览世纪大地震速览智利地震，2010.2.27，康赛普西翁，8.8级，507人玉树地震，20104.14，青海玉树州，7.1级，2698人日本地震，2011.311，宫城县，9.0级，15773人土耳其地震，2011.10.23，凡城，7.2级，601人21世纪大地震速览世纪大地震速览墨西哥大地震，2012.3.20，格雷罗洲梅特佩克，7.4级,2

6、人四川芦山地震，2013.4.20，四川省雅安市芦山县，7.0级，196人,失踪21人(至4月27日)backback中国大震1920年海原地震1920年12月16日20时5分53秒，宁夏海原县发生震级为8.5级的强烈地震，震中烈度12度，震源深度17公里，死亡24万人，毁城四座，数十座县城遭受破坏。1927年古浪地震1927年5月23日6时32分47秒，甘肃古浪发生震级为8级的强烈地震，震中烈度11度，震源深度12公里，死亡4万余人。地震发生时，土地开裂，冒出黑水，硫磺毒气横溢，熏死饥民无数。1933年叠溪地震1933年8月25日15时50分30秒，四川茂县叠溪镇发生震级为7.5级的大地震，

7、震中烈度10度，叠溪镇被摧毁。震前犬哭马嘶，蛇出鼠惊，乌鸦惨啼，母鸡司晨。震时地吐黄雾，城郭无存，岷江断流，壅坝成湖。1950年察隅地震1950年8月15日22时9分34秒，西藏察隅县发生震级为8.5级的强烈地震，震中烈度12度，死亡近4000人。喜马拉雅山几十万平方公里大地面目全非，雅鲁藏布江被截成四段。1966年邢台地震邢台地震由两个大地震组成：1966年3月8日5时29分14秒，河北省邢台专区隆尧县发生震级为6.8级的大地震，震中烈度9度；1966年3月22日16时19分46秒，邢台专区宁晋县发生震级为7.2级的大地震，震中烈度10度。两次地震共死亡8064人，伤38000人，经济损失1

8、0亿元。地震发生后，漫天飘雪。1970年通海地震1970年1月5日1时0分34秒，云南省通海县发生震级为7.7级的大地震，震中烈度为10度，震源深度为10公里，死亡15621人，伤残32431人。震前，豕突犬吠，雀啼鱼惊，墙缝喷水，骡马伤人。震时，村寨房屋尽毁，地面或裂或陷。1976年年7月月28日唐山大地震日唐山大地震1976年7月28日，北京时间凌晨3时42分53.8秒，如有四百枚广岛原子弹，在距地面十六公里的地壳中猛然爆炸，唐山这座百万人口的城市，顷刻间被夷为平地。1976年7月28日凌晨3时42分，河北省冀东地区的唐山、丰南一带突然发生7.8级强地震，新兴的重工业城市唐山蒙受惨重灾难，

9、被夷为一片废墟。地震震中在唐山路南区的吉祥路一带，即北纬39度38，东经118度11，震中烈度达11度，震源深度12公里。极震区以唐山为中心向四面延伸，约47平方公里。唐山市老区多为老式单层民房，震后变成一片瓦砾；新市区大多是砖混结构多层建筑，几乎倒塌殆尽；钢筋混凝土框架结构的高层建筑物亦未能幸免，铁路轨道发生蛇形扭曲或由于路基下沉而呈波浪式起伏，地表产生宽大裂缝，桥梁普遍塌毁。地震构造裂缝延伸达8公里，裂缝带附近的地面运动非常惊人，其两则200多米的范围内连人都被抛向空中。地震的影响区域极大，强震波及我国东部的广大地区，北起黑龙江的满洲里，南至河南的漂河，东临渤海湾，西抵宁夏的名咀山，14个

10、省、市、自治区、200多万平方公里土地上居住的几亿人受到扰动。遭受地震破坏的区域约21万多平方公里，其中严重破坏区3万多平方公里。区内民房大量倒塌，农田淤满泥沙，水渠、水并堵塞，公路，铁路、桥梁损毁。据京津唐地区累计，地震中死亡24.2万地震造成公路断裂地震造成公路断裂震中烈度为震中烈度为1111度，桥梁坍塌，交通彻底中断度，桥梁坍塌，交通彻底中断（唐山地震）丰南火车站。铁轨弯曲变形。（唐山地震）丰南火车站。铁轨弯曲变形。（唐山地震（唐山地震)汉沽天津旭日化工厂，高汉沽天津旭日化工厂，高2626米的水塔，米的水塔，底座为砖底座为砖结构，储水池为钢筋混凝土结构，向北结构，储水池为钢筋混凝土结构，

11、向北2020度东方向倒塌。度东方向倒塌。(唐山地震唐山地震)北京白塔寺，塔顶和塔基部分砖被震落北京白塔寺，塔顶和塔基部分砖被震落唐山地震破坏了的大桥唐山地震破坏了的大桥唐山地震破坏了的大桥汶川大地震2008年5月12日14时28分04秒，四川汶川、北川发生里氏8.0级地震，地震造成69227人遇难，374643人受伤，17923人失踪。此次地震为新中国成立以来国内破坏性最强、波及范围最广、总伤亡人数最多的一次地震，被称为“汶川大地震”。为表达全国各族人民对四川汶为表达全国各族人民对四川汶川大地震遇难同胞的深切哀悼，川大地震遇难同胞的深切哀悼，国务院决定，国务院决定，20082008年年5 5月

12、月1919日至日至2121日为全国哀悼日。自日为全国哀悼日。自20092009年年起，每年起，每年5 5月月1212日为全国防灾减日为全国防灾减灾日。灾日。backback地震灾害频仍L灾害日趋频繁L产生自然灾害的直接原因自然现象L产生自然灾害的结构原因“社会”本身的弱点L灾情日趋严重L城市“黑洞”现象日益加剧L生命线系统的脆弱L近年来的五大自然灾害L火山爆发、地震、风灾、陨石袭击、温室效应backback静力阶段反应谱阶段动力阶段1.2地震工程学的发展概况backback地震动地震地质背景、强震观测、地震动特性、地震动模拟、震害分析工程结构地震反应抗震试验、理论分析抗震减灾理论抗震设计理论、

13、结构振动控制理论、地震危险性分析、震害预测理论、防灾规划、灾害控制理论1.3地震工程学的研究内容InputSystemOutput地震工程学的研究内容地震工程学的研究内容是研究地震动、工程结构地震反应和抗震是研究地震动、工程结构地震反应和抗震减灾理论的科学。减灾理论的科学。工程地震地震危险性分析和地震区划结构抗震抗震规范、抗震设计、抗震鉴定、抗震加固地震动：地震动：地震动的研究主要包括：地震地质背景、强震观测、地震动基本特性、地震动的模拟及场地震害现象分析等。这些内容正好是地震学与地震工程学的交叉点，可归入工程地震。目的在于通过对地面运动规律、地震动特性、震害现象的了解和总结，结合地震工程学的

14、后续内容，探求从工程角度减轻和控制地震灾害的方法。因此，地震动研究是工程结构动力性能与抗震减灾理论的基础。工程结构地震反应：工程结构地震反应：主要包括试验研究与理论分析研究两部分。进行各种结构的抗震性能试验。通过对试验现象和结果的分析与总结获得对结构抗震性能的某种程度的了解，用以指导今后的结构抗震设计。抗震减灾理论：抗震减灾理论：抗震设计理论、结构振动控制理论、地震灾害预测理论、防灾规划及地震灾害控制理论等诸多内容。抗震减灾理论是近年来颇为活跃的一个领域，也是地震工程学研究的根本目标。地震工程学上述三部分内容构成了一个有机的地震工程学上述三部分内容构成了一个有机的整体。没有对整体。没有对地震动

15、地震动的了解，地震工程学的研的了解，地震工程学的研究就成为无本之木，没有究就成为无本之木，没有抗震减灾理论抗震减灾理论的发展的发展与应用，地震工程学的研究就只是纸上谈兵。与应用，地震工程学的研究就只是纸上谈兵。同样，在现阶段的科学技术水平下，没有对同样，在现阶段的科学技术水平下，没有对工工程结构地震反应程结构地震反应的研究，人类也很难真正有效的研究，人类也很难真正有效地减轻和控制地震灾害。地减轻和控制地震灾害。backback1.4地震工程学的特点研究基础强震观测、震害经验与试验研究研究重点地震作用研究热点结构非线性与复杂地震动输入发展方向广泛应用概率论、控制论、规划论backback地震工程

16、学与地震学地震工程学与土木工程地震工程学与社会学1.5地震工程学与相关学科的关系地震学地震学研究固体地球介质中地震的研究固体地球介质中地震的发生发生、地震波的、地震波的传播传播以及地以及地震的震的宏观后果宏观后果等课题的综合性科学。固体地球物理学的等课题的综合性科学。固体地球物理学的一个分支，也是地质学和物理学的边缘科学。一个分支，也是地质学和物理学的边缘科学。利用地震学的基本原理探测地下资源，找油、找气、找矿物，这就是地震勘探。还可以利用地震资料研究地球内部的构造及地壳构造。地震也给出地质活动的信息，有助于地质学的研究。研究地震发生的地质条件，由地质条件及地质活动的情报对地震作出估计和准确的预报是地震地质的重要目标。地震工程学与社会经济学地震工程学与社会经济学为了尽量减小这种灾害损失，需要研究地震可能为了尽量减小这种灾害损失，需要研究地震可能引起的各种引起的各种损失损失，通过决策分析，采取相应，通过决策分析，采取相应措施措施，使工程投资与震害损失之和为最小。使工程投资与震害损失之和为最小。地震引起的损失，除了直接经济损失外，还包括地震引起的损失，除了直接经济损失外，还包括各种政治、人