第一章桥梁抗震
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第一章桥梁抗震
3.按震级的地震分类
微震--- 2级以下。 有感地震--- 2-5级 中强地震--- 5-7级 强震--- 7级以上 人感觉不到 人有感觉 有不同程度破坏 巨大的破坏性
由于震源深浅、震中距大小等不同，地震造成 的破坏也不同。震级大，破坏力不一定大；震级小， 破坏力不一定就小。
二、 地震烈度
1.定义及影响因素
什么叫震源、震中、震中距？
地球内部发生地震的地方叫震源； 震源在地面上的投影点称为震中； 震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区 ； 从震中到地面上任何一点的距离称为震中距。
地震分类
一.按地震成因分类
天然地震 ---天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震
地震
人工地震
60 60
1.构造地震
92%的地震发生在 地壳中， 其余的发 生在地幔上部
震后工厂厂区
印度大地震
当地时间2001年1月26日上午8时46分（北京时 间2001年1月26日11时16分36.4秒，国际时间2001年1 月26日03时16分40秒），在印度西北部古吉拉特邦 发生一次强烈地震。据印度地震部门测定，这次地 震为里氏7.9级，震中位于北纬23.6度和东经69.8度。 至31日止，地震发生后已发生了196次余震。 死亡人数达16403人，受伤人数达55863人，经 济损失45亿美元。
唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，7.8级地震 时倒塌一层，7.1级地震时除四根门柱外，全部坍塌。
唐山地区交通局，砖混结构的三层办公楼遭到破坏。 （此处为唐山地震重点保护遗迹之一。）
唐山市河北省矿业学院图书馆，三层高的阅览室，系装 配式纯框架结构，西头倒毁，东头框架幸存。（此处为唐山地 震重点保护遗迹之一。）
本课程的学习方法——理论推导且紧密结 合规范 必备参考资料： • 公路桥梁抗震设计细则（JTG/TB02-012008) • 建筑抗震设计规范（ GB50011-2010）
桥梁抗震与抗风设计 第一讲
地震灾害与国策
地震对我国的危害性
邢台地震破坏现场 震级：7.2级 时间：1966年3月22日 死亡：8186人 损失：19.3亿元
2021/3/30
17
地震灾害与国策
地震对我国的危害性
海城地震破坏现场 震级：7.3级 时间：1975年2月4日 死亡：2041人 损失：17.5亿元
2021/3/30
群测群防工作：总则第八条规定，“国家鼓励、引导社会组织和个人
开展地震群测群防活动，对地震进行监测和预防”。由于我国的群测群 防已经实行了多年，群众把观察到的一些异常现象向地震工作部门报告， 可以弥补专业地震监测台网的不足，同时也有助于提高群众防震减灾意 识，有利于地震工作部门做好防震减灾工作。
2021/3/30
20
地震灾害与国策
地震对我国的危害性
江西九江地震破坏现场 震级：5.7级 时间：2005年11月26日 死亡：13人 损失：20.4亿元
2021/3/30
21
地震灾害与国策
地震对我国的危害性
四川汶川地震破坏现场 震级：8.0级 时间：2008年5月12日 死亡：8.7万人 损失：8451亿元
2021/3/30
发生9.0级地震。这次地震引起了巨大海啸，海啸共造成约37万人死亡，伤者 不计其数，直接经济损失估计数十亿美元，形成空前的海啸巨灾。
2021/3/30
5
地震灾害与国策
地震对人类社会的危害性
2005年巴基斯坦地震：2005年10月8日，克什米尔的印、巴控制区交界地
区突发7.8级地震，震中在巴控一侧的穆扎法拉巴德、巴格和曼瑟拉一带。在 巴控一侧死亡73276人，伤69000人，倒塌官民房屋244000套，严重损坏约20 万套，280万人受灾，直接经济损失折合达23亿美元。在印（印度）控一侧 死亡1600人，伤约5千人，近万套民房倒塌和严重破坏。
《桥梁抗震》课程教学大纲
《桥梁抗震》课程教学大纲一、课程编码及课程名称课程编码：课程名称：桥梁抗震；Bridge Anti-seismic Design二、学时、学分及适用专业总学时数：32 学分：2适用专业：土木工程专业（道路桥梁方向）三、课程教学目标通过桥梁工程抗震设计课程的学习，使学生了解桥梁结构地震破坏的特点，掌握桥梁工程抗震设计的基本原理和基本方法，以及桥梁工程的地震作用计算方法和抗震设计验算，培养一定的桥梁工程抗震设计能力。
四、课程的性质和任务本课程是为全日制本科土木工程专业道桥方向开设的介绍桥梁工程抗震设计的基本理论原理与实用方法的一门专业课；本课程的任务是使学生掌握工程地震基本知识、工程抗震原理以及结构的抗震设计方法，为学生今后解决桥梁结构概念设计和抗震设计等方面的问题奠定基础。
五、课程教学的基本要求要求学生在熟练掌握教材内容的同时，学会查阅与本课程相关的文献资料以及相关规范，使学生能够把理论知识灵活运用到实践当中。
六、课程教学内容第一章绪论（共2学时）（一）本章教学基本要求1.1教学内容：桥梁结构抗震的内容1.2教学内容：桥梁结构抗震设计方法步骤1.3教学内容：桥梁结构的抗震措施（二）重点与难点重点：本课程研究方法；本课程主要包括的内容、特点难点：桥梁结构抗震设计方法步骤（三）小结本章主要介绍桥梁震害的危害性，桥梁结构抗震设计的重要性，本课程所研究的内容容及其发展方向。
第二章地震概述（共2学时）（一）本章教学基本要求2.1教学内容：了解地震成因及其分类，震源、震中、地震波的概念，以及地震波的特点 2.2教学内容：掌握震级、烈度、基本烈度、设防烈度的概念（二）重点与难点重点：地震成因及其分类；震级与烈度的概念难点：基本烈度、设防烈度的概念（三）小结第三章桥梁震害（共2学时）（一）本章教学基本要求3.1教学内容：引起桥梁震害的原因3.2教学内容：上部结构的震害3.3教学内容：支座的震害3.4教学内容：下部结构和基础的震害（二）重点与难点重点：震害的宏观调查与分析难点：分析桥梁震害的原因（三）小结第四章桥梁抗震设计概论（共12学时）（一）本章教学基本要求4.1教学内容：掌握路线等级及构造物的重要性分级、抗震设防目标、抗震设防标准、抗震设计的基本要求4.2教学内容：掌握公路工程抗震设计中场地分类与地基抗震验算方法4.3教学内容：了解单自由度弹性体系在地震作用下的强迫振动4.4教学内容：掌握地震反应谱的概念和特点，地震系数、动力系数的概念，以及应用反应谱曲线计算地震荷载4.5教学内容：了解多自由度弹性体系的自由振动和地震反应4.6教学内容：了解振型、主振型的正交性等概念，振型分解反应谱方法的原理和计算（二）重点与难点重点：抗震设防标准、抗震设计的基本要求；地震反应谱的概念和特点，地震系数、动力系数的概念，以及应用反应谱曲线计算地震荷载。
桥梁抗震——精选推荐
桥梁抗震第⼀章地震概述1、地球构造地球的内部结构为⼀同⼼状圈层构造，由地⼼⾄地表依次分化为地核（3470Km）、地幔（2900Km）、地壳（30Km）。
地球平均半径6400Km，地壳与地幔的分界⾯为莫霍⾯，是⼀个地震波传播速度急剧变化的不连续⾯。
2、地震类型构造地震、⽕⼭地震、陷落地震、诱发地震、⼈⼯地震3、⾥⽒震级概念规定以震中距100km处“标准地震仪”（周期0.8s,放⼤倍数2800,阻尼系数0.8）所记录的最⼤⽔平地动位移（单振幅,以µm计）的常⽤对数为该地震的震级。
4、地震烈度概念地震烈度：指某⼀地区的地⾯和各类建筑物遭受⼀次地震影响的强弱程度。
基本烈度：指在今后⼀定时期内，在⼀般场地条件下，可能遭受的最⼤地震烈度。
（⽤于抗震设防）地震区划：指在地图上按地震情况的差异划分出的不同区域。
5、地震波分类及特点地震波包括在地球内部传播的体波和只限于在地球表⾯传播的⾯波，其中体波包括纵（P）波和横（S）波，⽽⾯波分为瑞利波和乐浦波，对建筑物和地表的破坏主要以⾯波为主。
纵波，振动⽅向与传播⽅向⼀致或平⾏的波，即媒介（质点）的运动⽅向同波的运动⽅向相同或相反，⼜称为压缩波。
周期短，振幅⼩，波速快，可在所有介质中传播。
横波，质点的振动⽅向与波的传播⽅向垂直，是剪切波。
周期长，振幅⼤，波速慢，只能在固体介质中传播。
瑞利波，质点在与地⾯垂直的平⾯内沿波的前进⽅向做椭圆反时针⽅向运动。
振幅⼤，在地表以竖向运动为主。
乐浦波，质点在地平⾯内做与波前进⽅向相垂直的运动。
⼀般来说，与体波相⽐，⾯波的周期较长，振幅较⼤，波速较慢，⾯波的衰减也较慢，能传到较远的⽅向。
6、地震动概念，三要素，影响因素地震动，也称地⾯运动，是指由震源释放出来的地震波引起的地表附近⼟层的振动。
地震动是地震和结构抗震之间的桥梁，⼜是结构抗震设防的依据。
三要素：地震动强度（振幅、峰值）、频谱特性、强震持续时间。
影响因素：震源、传播介质与途径、局部场地条件。
桥梁抗震课件
地震灾害对人类社会和经济造成巨大的损失。除了人员伤亡 外，地震还会破坏基础设施、造成交通中断、通讯不畅等， 影响人们的生产和生活。
地震对桥梁的影响
桥梁在地震中的反应
桥梁在地震中会受到不同程度的震动和位移，如果桥梁设计不合理或抗震能力不足，就可能发生损坏或倒塌。
桥梁抗震设计
为了减轻地震对桥梁的影响，需要进行抗震设计。抗震设计需要考虑桥梁的结构形式、材料、基础等因素，采取 有效的抗震措施，如加强桥梁的支撑结构、设置减震装置等。同时，还需要进行抗震性能评估和抗震加固等工作 。
以提高桥梁的整体抗震性能。
新型抗震材料的应用
高性能混凝土
采用高强度、高韧性、高耐久性的混凝土材料， 提高桥梁的承载能力和延性。
复合材料
利用纤维增强复合材料（FRP）的轻质、高强和抗 疲劳性能，对桥梁进行加固和修复。
阻尼器
利用阻尼器的能量吸收和耗散能力，降低地震对 桥梁的冲击。
新型抗震结构的优势与挑战
பைடு நூலகம்地震的分类
根据不同的分类标准，地震可以分为不同的类型。如根据震源深度，地震可分 为浅源地震、中源地震和深源地震；根据成因，地震可分为构造地震、火山地 震、塌陷地震和人工地震等。
地震波的传播
地震波的传播方式
地震波主要通过三种方式传播： 横波、纵波和面波。横波和纵波 是地球内部传播的体波，面波则 是在地表传播的波。
抗震设计的优化策略
加强关键部位
对桥梁的关键部位如桥墩 、支座等采取加强措施， 提高其抗震能力。
设置减震装置
在桥梁结构中设置减震支 座、阻尼器等减震装置， 减小地震对桥梁的冲击。
优化施工方法
采用合理的施工方法和技 术，确保桥梁结构的整体 性和稳定性，提高其抗震 性能。
地震对桥梁的影响
桥梁在地震中的反应
桥梁在地震中会受到不同程度的震动和位移，如果桥梁设计不合理或抗震能力不足，就可能发生损坏或倒塌。
桥梁抗震设计
为了减轻地震对桥梁的影响，需要进行抗震设计。抗震设计需要考虑桥梁的结构形式、材料、基础等因素，采取 有效的抗震措施，如加强桥梁的支撑结构、设置减震装置等。同时，还需要进行抗震性能评估和抗震加固等工作 。
以提高桥梁的整体抗震性能。
新型抗震材料的应用
高性能混凝土
采用高强度、高韧性、高耐久性的混凝土材料， 提高桥梁的承载能力和延性。
复合材料
利用纤维增强复合材料（FRP）的轻质、高强和抗 疲劳性能，对桥梁进行加固和修复。
阻尼器
利用阻尼器的能量吸收和耗散能力，降低地震对 桥梁的冲击。
新型抗震结构的优势与挑战
பைடு நூலகம்地震的分类
根据不同的分类标准，地震可以分为不同的类型。如根据震源深度，地震可分 为浅源地震、中源地震和深源地震；根据成因，地震可分为构造地震、火山地 震、塌陷地震和人工地震等。
地震波的传播
地震波的传播方式
地震波主要通过三种方式传播： 横波、纵波和面波。横波和纵波 是地球内部传播的体波，面波则 是在地表传播的波。
抗震设计的优化策略
加强关键部位
对桥梁的关键部位如桥墩 、支座等采取加强措施， 提高其抗震能力。
设置减震装置
在桥梁结构中设置减震支 座、阻尼器等减震装置， 减小地震对桥梁的冲击。
优化施工方法
采用合理的施工方法和技 术，确保桥梁结构的整体 性和稳定性，提高其抗震 性能。
桥梁抗震ppt课件
3. 计算等效单自由度{系Fe统rr}的等c c效orr 刚度和等效粘滞阻尼比；
4. 利用反应谱方法计算结构特征力效应和特征位移效应－需求分析；
5. 进行需求/能力比计算，评估结构的抗震性能。
精品课件
32
单振型反应谱法
反应谱的概念
根据D’Alembert原理，单自由度振子的振动方程可以表示为：
上述振动方程的m 解(可g 以y 用) 杜cy 哈美k（ y0 Duhay m e2 l）积y 分公2y式 来g 表示：
抗震设防标准制定原则
桥梁工程的抗震设防标准，即为如何确定“地震荷载”的 标准。荷载定得越大，即抗震设防标准要求越高，桥梁在 使用寿命期间为抗震设防需要投入的费用也越大。然而， 桥梁在使用寿命期间遭遇抗震设防标准所期望的地震总是 少数。这就是决策的矛盾点：一方面要求保证桥梁抗震安 全，另一方面又要适度投入抗震设防的费用，使投入费用 取得最好的效益 。
精品课件
33
单振型反应谱法
反应谱的概念
由于地震加速度是不规则的函数，上述积分公式难以直接求积， 一般要通过数值积分的办法来求得反应的时程曲线。对不同周期和阻 尼比的单自由度体系，在选定的地震加速度输入下，可以获得一系列
的相对位移y、相对速度 y 和绝对加速度 y 的反应时程曲线，并可从
中找到它们的最大值。以不同单自由度体系的周期Ti为横坐标，以不 同阻尼比C为参数．就能绘出最大相对位移、最大相对速度和最大绝对 加速度的谱曲线，分别称为相对位移反应谱、拟相对速度反应谱和拟 加速度反应谱(分别可简称为位移反应谱、速度反应谐和加速度反应谱)， 并用符号记为SD、PSV和PSA，这三条反应谱曲线合起来简称为反应谱。
称为动力放大系数，其值可以直接由标准化反应谱曲线确定。上
4. 利用反应谱方法计算结构特征力效应和特征位移效应－需求分析；
5. 进行需求/能力比计算，评估结构的抗震性能。
精品课件
32
单振型反应谱法
反应谱的概念
根据D’Alembert原理，单自由度振子的振动方程可以表示为：
上述振动方程的m 解(可g 以y 用) 杜cy 哈美k（ y0 Duhay m e2 l）积y 分公2y式 来g 表示：
抗震设防标准制定原则
桥梁工程的抗震设防标准，即为如何确定“地震荷载”的 标准。荷载定得越大，即抗震设防标准要求越高，桥梁在 使用寿命期间为抗震设防需要投入的费用也越大。然而， 桥梁在使用寿命期间遭遇抗震设防标准所期望的地震总是 少数。这就是决策的矛盾点：一方面要求保证桥梁抗震安 全，另一方面又要适度投入抗震设防的费用，使投入费用 取得最好的效益 。
精品课件
33
单振型反应谱法
反应谱的概念
由于地震加速度是不规则的函数，上述积分公式难以直接求积， 一般要通过数值积分的办法来求得反应的时程曲线。对不同周期和阻 尼比的单自由度体系，在选定的地震加速度输入下，可以获得一系列
的相对位移y、相对速度 y 和绝对加速度 y 的反应时程曲线，并可从
中找到它们的最大值。以不同单自由度体系的周期Ti为横坐标，以不 同阻尼比C为参数．就能绘出最大相对位移、最大相对速度和最大绝对 加速度的谱曲线，分别称为相对位移反应谱、拟相对速度反应谱和拟 加速度反应谱(分别可简称为位移反应谱、速度反应谐和加速度反应谱)， 并用符号记为SD、PSV和PSA，这三条反应谱曲线合起来简称为反应谱。
称为动力放大系数，其值可以直接由标准化反应谱曲线确定。上
桥梁抗震-全书回顾课件
(a) 喇叭型墩
(b) 柱式墩
图2.29 1994年美国北岭地震Mission-Gothic桥的墩柱剪切破坏
图2.30 1999年台湾集集地震中实体矮墩的剪切破坏
（3) 墩柱的基脚破坏
非常少见，一旦出现后果严重
图2.31 1971年美国的圣费南多地 震中墩柱基脚破坏：22根螺纹钢 筋从桩基础中拔出，导致桥墩倒 塌。由于墩底主钢筋的构造处理 不当，造成主钢筋的锚固失败。
3.2 框架墩的震害
框架墩的震害比较常见。 框架墩的震害主要表现为： 盖梁破坏：剪切破坏，弯曲破坏，钢筋锚固长度不够引起破坏 墩柱破坏 节点破坏：剪切破坏
图2.32 1989年美国洛马·普里埃塔地震中Cypress高架桥 800m上层框架塌落：梁柱结点配筋不足，竖直柱体配 筋连续性和横向箍筋不足。盖梁钢筋的锚固长度不够。
1.3 《中国地震动参数区划图》
• 中国地震动峰值加速度区划图（设防水准：50年超越概率10% ） • 中国地震动反应谱特征周期区划图
1.4 重大建设工程的设防要求
《防震减灾法》规定：“重大建设工程和可能发生严重次生灾害 的建设工程，必须进行地震安全性评价，并根据地震安全性评价 的结果，确定抗震设防要求，进行抗震设防”
一、地震的基本知识
1. 工程抗震设防的对象
浅源（深度 <60km ） 构造地震
与地质构造密切相关， 往往发生在地应力比较 集中、构造比较脆弱的 地段，即原有断层的端 点或转折处、不同断层 的交汇处。
《规范》规定：
选择桥位时，应尽量避开抗震危险地段，充分利用抗震有利地段 （发震断层及其邻近地段，地震时可能发生大规模滑坡、崩塌等的不良地质地段）
• 基础破坏：桩基自身设计强度的不足或构造处理不当
桥梁结构的抗震加固
摇晃颠簸，行 结构受损，需 0.31～ 干硬土有裂
250
25
8
走困难
要维修。
0.5
缝；砖烟囱遭 （178~353） （19～35）
受严重破坏。
干硬土上开
裂；基岩出现
9 座立不稳，行动 墙体龟裂、局 0.51～ 裂缝；滑坡、
500
50
可能摔跤。 部倒塌，修复 0.7 坍方常见；砖 （354~707） （36～71）
微震
M M≥7 7＞M≥5 5＞M≥3 3＞M≥1
超微震
M＜1
182
中国地震裂度表
表 10-3
一 般房 屋
其它
参考物理指标
烈
人的感觉
大多数房屋 平均震
现象
平均加速度
水平速度
度
震害程度 害指数
（cm/s2）
（cm/s2）
1
无感觉
2 室内个别人有 感觉
3 室内少数人有 门、窗轻微作
悬挂物
感
响
摇晃
室内多数人有
⑷ 人工诱发地震：水库储水或向地下灌水造成；地下爆炸引起，见表 10-3。
2．按震源深度分类：见表 10-1。
3．按震级大小分类：见表 10-2。
按震源深度分类 表 10--1
按震级大小分类
表 10—2
名称 浅源地震
中源地震 深源地震
震源深度（km） 0～70 70～300 ＞300
名称 大地震 中地震或强震 小地震或弱震
PAE = 0.5γH 2 (1− kU )K AE
10-15
式中：γ——是土容重；
H——是滑动土在挡墙的接触高度； kU ——表示竖向地震加速度系数； K AE ——是动土压力系数： K AE =KA +0.75ky；KA 未静主动土压力系数；
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全世界地震主要分布于以下两个带：
（1）环太平洋地震带：包括南北美洲的太平洋沿岸和从阿 留申群岛、堪察加半岛、经千岛群岛日本列岛南下至 我国台湾省，再经菲律宾群岛转向东南，直到新西兰。
（2）喜马拉雅——地中海地震带：从印度、尼泊尔经缅甸 至我国横断山脉、喜马拉雅山区，越帕米尔高原，经 中亚细亚到地中海及其附近。
死亡人数达16403人，受伤人数达55863人，经 济损失45亿美元。
座落在活断层上的一座二层小学教学楼被完全摧毁。
7.8级地震造成达180公里的破碎带，水平和垂直错 距都很大，引起地表沉陷、隆起、裂缝、液化等地表 破坏，同时造成建筑物的大量毁坏。
伊兹米特市一楼房底层空旷，结构不合理，房屋整 体倾斜，二楼成了一楼。
地震
天然地震 ---天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震 人工地震
人工地震
因人为因素直接造成的地震是人工地震。
如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井 中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压 力，有时也会诱发地震。
1962年3月19日在广东河源新丰江水库坝区发生 了迄今我国最大的水库诱发地震，震级为6.1级。
喜马拉雅—— 地中海地震带Fra bibliotek环太平洋地震带
以上两个地震带释放的能量，约占全球所有地震释放 能量的98%。
2.我国是一个地震灾害最严重的国家
中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个 震灾严重的国家。1900年以来，中国死于地震的人数达55万之 多，占全球地震死亡人数的53%；1949年以来，100多次破坏性 地震袭击了22个省（自治区、直辖市），其中涉及东部地区14 个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%， 地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。
地震分类
一.按地震成因分类 二.按震源深浅分类
浅源地震——震源深度小于60千米的称为浅源地震。 全世界85%以上的地震都是浅源地震。
中源地震——震源深度在60至300千米的称为中源地震。 深源地震——震源深度在300千米以上的称为深源地震。
目前有记录的最深震源达720公里。 浅源地震波及范围小，但破坏力大；深源地震波及范 围大，但破坏力小。
震后工厂厂区
印度大地震
当地时间2001年1月26日上午8时46分（北京时 间2001年1月26日11时16分36.4秒，国际时间2001年1 月26日03时16分40秒），在印度西北部古吉拉特邦 发生一次强烈地震。据印度地震部门测定，这次地 震为里氏7.9级，震中位于北纬23.6度和东经69.8度。 至31日止，地震发生后已发生了196次余震。
《桥梁抗震》学习参考书目录
• [1] 周云 张文芳 宗兰等主编. 土木工程抗震设计（ 第二版）. 科学出版社. 2011
• [2] 叶爱君 主编.桥梁抗震. 人民交通出版社. 2011 • [3] 克拉夫 等主编.王光远 等译. 结构动力学. 高等
教育出版社。
• [4] 龙驭球 主编.结构力学（I，II） .高等教育出版 社
20世纪全球两次死亡20万人以上的大地震均发生于我国。
1920年宁夏海原地震（8.5级）死亡23.4万人。
1976年河北唐山地震（7.8级）死亡24.2万人。
3.我国的地震活动地区
我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。
这五个地区是：
①台湾省及其附近海域； ②西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部； ③西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓； ④华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、 山东中部和渤海湾； ⑤东南沿海的广东、福建等地。
汶川大地震（8.0级）
2008年5月12日，重创约50万平方公里的中国 大地！死亡69227人，伤37万人，直接经济损失 8452亿元人民币。 近年我国的青海玉树 ，四川 雅安……
二、我国的地震情况
1.我国是一个多地震国家
据统计，我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。 原因是：我国正好介于地球的两大地震带之间。
4.目前的地震形势
地震的发生有间歇性。一段时间内发生较频繁，一段 时间内较平静。
我国目前处于地震活跃期。
§1.2 地震的一些基本概念
什么是地震？
地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引 起的地球表层的振动 。
地震是一种自然现象，地球上每天都在发生地震， 一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到；能造 成破坏的约有1000次； 7级以上的大地震平均一年有十 几次。目前记录到的世界上最大地震是 8.9级，发生于 1960年5月22日的智利地震。
横波特点:周期长、振幅大、
波速慢,100-800m/s
纵波特点:周期短,振幅小,
波速快,200-1400m/s
瑞利波 面波 乐甫波
面波比体波衰减慢、振幅大、
面
周期长、传播远。建筑物破坏
主要由面波造成。
§1.3 震级与烈度
一、 地震震级 1.定义
反映一次地震本身大小的等级，用M表示
M log A
式中A表示标准地震仪距震中100km纪录的最大水平地 动位移，单位为微米。
桥梁抗震
学科：地震工程学科
是将地球物理学、地质学、地震学、工程力学（材料力 学、结构静力学、结构动力学）、结构工程学（钢筋混凝土 结构学、钢结构学、地基与基础）、施工技术等多方面理论 予以综合，针对建造的建筑物在地震作用下必须安全这一目 的而产生一门科学体系。
主要学习目的：
1. 了解结构抗震的基本知识、基本理论、基本技能，了解 抗震分析和设计的一般规律；
二、地震烈度
1.地震烈度定义及影响因素 2.地震烈度表 3.基本烈度（偶遇烈度或中震烈度） 4.设防烈度
按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据 的地震烈度称为设防烈度，用Id表示。）
设防烈度的取值依据：
规范规定：一般情况下，可采用《中国地震动参数区划图》 中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的 城市，可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。
一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的 具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈 度。用Ib表示。
相当于475年一遇的最大地震的烈度。
基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。
各地区的基本烈度由《中国地震烈度区划图》确定。 该图是地震动区划的早期形式，现在由《中国地震动参 数区划图》（GB18306-2001)取代成为抗震设防的依据。
2002年6月29日晨1：20发生于吉林的7.2级地震，震源 深度为540km，无破坏。
1960年2月29日发生于摩洛哥艾加迪尔城的5.8级地震， 深度为3km。震中破坏极为严重，但破坏仅局限在震中8km内。
地震波
地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波。
地震波分为体波和面波。
体波 横波（S波） 纵波（P波）
什么叫震源、震中、震中距？
地球内部发生地震的地方叫震源； 震源在地面上的投影点称为震中； 震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区 ； 从震中到地面上任何一点的距离称为震中距。
地震分类
一.按地震成因分类
地震
天然地震 ---天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震
人工地震
60 60
1.构造地震
92%的地震发生在 地壳中， 其余的发 生在地幔上部
150万人口中死亡24万，伤16万；直接经济损失 100亿元，震后重建费用100亿元。
唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，7.8级地震 时倒塌一层，7.1级地震时除四根门柱外，全部坍塌。
唐山地区交通局，砖混结构的三层办公楼遭到破坏。 （此处为唐山地震重点保护遗迹之一。）
唐山市河北省矿业学院图书馆，三层高的阅览室，系装 配式纯框架结构，西头倒毁，东头框架幸存。（此处为唐山地 震重点保护遗迹之一。）
太低
霜冻、大风雪
极端强风
台风、龙卷风
地貌方面
板块活动 重力作用
地震、海啸、火山爆发 泥石流、雪崩
与动物、微生物有关
生物方面
蝗虫、白蚁等 細菌或病毒
虫害 疾病︰如伤寒、“非典”、瘟
疫 与植物有关
真菌
病害︰如小麦的铁锈病
数量激增
野草蔓延、赤潮
唐山大地震
1976年7月28日3时42分54秒，在河北省唐山、 丰南一带（东经118.0度，北纬39.4度），发生了 7.8级强烈地震，震中区烈度11度。地震波及天津市 和北京市。这次地震发生在工矿企业集中、人口稠 密的城市，极震区内工矿设施大部分毁坏，主要表 现为厂房屋顶塌落，围护墙多数倒塌，高层建筑和 一般民房几乎全部坍塌。震区内普遍发生铁路路基 下沉，铁轨弯曲变形；公路路面开裂；桥墩错动、 倾倒，梁体移动及坠落等。但是地下矿井的破坏比 地面建筑轻得多。
一、地震是群灾之首
灾害
人为灾害
自然灾害
人为灾害：
火灾、污染（大气、 水、海洋）、核泄 漏、战争等
自然灾害：
地震灾害是群灾之 首，它具有突发性和不 可预测性，以及频度较 高，并产生严重次生灾 害，对社会也会产生很 大影响等特点。
引致灾害的自然作用
灾害类別
极端雨量
太多
洪灾
气象方面
太少
极端气温
干旱
太高
热浪
人感觉不到 人有感觉 有不同程度破坏 巨大的破坏性
由于震源深浅、震中距大小等不同，地震造成 的破坏也不同。震级大，破坏力不一定大；震级小， 破坏力不一定就小。
二、 地震烈度
1.定义及影响因素
一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度， 简称为烈度。用I表示。
一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震 中距小烈度就高，反之烈度就低。震中点的烈度称为“震 中烈度”。对于浅源地震，震级M与震中烈度I0 大致关 系为
台湾9.21地震对桥梁结构的影响
（1）环太平洋地震带：包括南北美洲的太平洋沿岸和从阿 留申群岛、堪察加半岛、经千岛群岛日本列岛南下至 我国台湾省，再经菲律宾群岛转向东南，直到新西兰。
（2）喜马拉雅——地中海地震带：从印度、尼泊尔经缅甸 至我国横断山脉、喜马拉雅山区，越帕米尔高原，经 中亚细亚到地中海及其附近。
死亡人数达16403人，受伤人数达55863人，经 济损失45亿美元。
座落在活断层上的一座二层小学教学楼被完全摧毁。
7.8级地震造成达180公里的破碎带，水平和垂直错 距都很大，引起地表沉陷、隆起、裂缝、液化等地表 破坏，同时造成建筑物的大量毁坏。
伊兹米特市一楼房底层空旷，结构不合理，房屋整 体倾斜，二楼成了一楼。
地震
天然地震 ---天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震 人工地震
人工地震
因人为因素直接造成的地震是人工地震。
如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井 中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压 力，有时也会诱发地震。
1962年3月19日在广东河源新丰江水库坝区发生 了迄今我国最大的水库诱发地震，震级为6.1级。
喜马拉雅—— 地中海地震带Fra bibliotek环太平洋地震带
以上两个地震带释放的能量，约占全球所有地震释放 能量的98%。
2.我国是一个地震灾害最严重的国家
中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个 震灾严重的国家。1900年以来，中国死于地震的人数达55万之 多，占全球地震死亡人数的53%；1949年以来，100多次破坏性 地震袭击了22个省（自治区、直辖市），其中涉及东部地区14 个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%， 地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。
地震分类
一.按地震成因分类 二.按震源深浅分类
浅源地震——震源深度小于60千米的称为浅源地震。 全世界85%以上的地震都是浅源地震。
中源地震——震源深度在60至300千米的称为中源地震。 深源地震——震源深度在300千米以上的称为深源地震。
目前有记录的最深震源达720公里。 浅源地震波及范围小，但破坏力大；深源地震波及范 围大，但破坏力小。
震后工厂厂区
印度大地震
当地时间2001年1月26日上午8时46分（北京时 间2001年1月26日11时16分36.4秒，国际时间2001年1 月26日03时16分40秒），在印度西北部古吉拉特邦 发生一次强烈地震。据印度地震部门测定，这次地 震为里氏7.9级，震中位于北纬23.6度和东经69.8度。 至31日止，地震发生后已发生了196次余震。
《桥梁抗震》学习参考书目录
• [1] 周云 张文芳 宗兰等主编. 土木工程抗震设计（ 第二版）. 科学出版社. 2011
• [2] 叶爱君 主编.桥梁抗震. 人民交通出版社. 2011 • [3] 克拉夫 等主编.王光远 等译. 结构动力学. 高等
教育出版社。
• [4] 龙驭球 主编.结构力学（I，II） .高等教育出版 社
20世纪全球两次死亡20万人以上的大地震均发生于我国。
1920年宁夏海原地震（8.5级）死亡23.4万人。
1976年河北唐山地震（7.8级）死亡24.2万人。
3.我国的地震活动地区
我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。
这五个地区是：
①台湾省及其附近海域； ②西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部； ③西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓； ④华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、 山东中部和渤海湾； ⑤东南沿海的广东、福建等地。
汶川大地震（8.0级）
2008年5月12日，重创约50万平方公里的中国 大地！死亡69227人，伤37万人，直接经济损失 8452亿元人民币。 近年我国的青海玉树 ，四川 雅安……
二、我国的地震情况
1.我国是一个多地震国家
据统计，我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。 原因是：我国正好介于地球的两大地震带之间。
4.目前的地震形势
地震的发生有间歇性。一段时间内发生较频繁，一段 时间内较平静。
我国目前处于地震活跃期。
§1.2 地震的一些基本概念
什么是地震？
地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引 起的地球表层的振动 。
地震是一种自然现象，地球上每天都在发生地震， 一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到；能造 成破坏的约有1000次； 7级以上的大地震平均一年有十 几次。目前记录到的世界上最大地震是 8.9级，发生于 1960年5月22日的智利地震。
横波特点:周期长、振幅大、
波速慢,100-800m/s
纵波特点:周期短,振幅小,
波速快,200-1400m/s
瑞利波 面波 乐甫波
面波比体波衰减慢、振幅大、
面
周期长、传播远。建筑物破坏
主要由面波造成。
§1.3 震级与烈度
一、 地震震级 1.定义
反映一次地震本身大小的等级，用M表示
M log A
式中A表示标准地震仪距震中100km纪录的最大水平地 动位移，单位为微米。
桥梁抗震
学科：地震工程学科
是将地球物理学、地质学、地震学、工程力学（材料力 学、结构静力学、结构动力学）、结构工程学（钢筋混凝土 结构学、钢结构学、地基与基础）、施工技术等多方面理论 予以综合，针对建造的建筑物在地震作用下必须安全这一目 的而产生一门科学体系。
主要学习目的：
1. 了解结构抗震的基本知识、基本理论、基本技能，了解 抗震分析和设计的一般规律；
二、地震烈度
1.地震烈度定义及影响因素 2.地震烈度表 3.基本烈度（偶遇烈度或中震烈度） 4.设防烈度
按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据 的地震烈度称为设防烈度，用Id表示。）
设防烈度的取值依据：
规范规定：一般情况下，可采用《中国地震动参数区划图》 中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的 城市，可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。
一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的 具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈 度。用Ib表示。
相当于475年一遇的最大地震的烈度。
基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。
各地区的基本烈度由《中国地震烈度区划图》确定。 该图是地震动区划的早期形式，现在由《中国地震动参 数区划图》（GB18306-2001)取代成为抗震设防的依据。
2002年6月29日晨1：20发生于吉林的7.2级地震，震源 深度为540km，无破坏。
1960年2月29日发生于摩洛哥艾加迪尔城的5.8级地震， 深度为3km。震中破坏极为严重，但破坏仅局限在震中8km内。
地震波
地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波。
地震波分为体波和面波。
体波 横波（S波） 纵波（P波）
什么叫震源、震中、震中距？
地球内部发生地震的地方叫震源； 震源在地面上的投影点称为震中； 震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区 ； 从震中到地面上任何一点的距离称为震中距。
地震分类
一.按地震成因分类
地震
天然地震 ---天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震
人工地震
60 60
1.构造地震
92%的地震发生在 地壳中， 其余的发 生在地幔上部
150万人口中死亡24万，伤16万；直接经济损失 100亿元，震后重建费用100亿元。
唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，7.8级地震 时倒塌一层，7.1级地震时除四根门柱外，全部坍塌。
唐山地区交通局，砖混结构的三层办公楼遭到破坏。 （此处为唐山地震重点保护遗迹之一。）
唐山市河北省矿业学院图书馆，三层高的阅览室，系装 配式纯框架结构，西头倒毁，东头框架幸存。（此处为唐山地 震重点保护遗迹之一。）
太低
霜冻、大风雪
极端强风
台风、龙卷风
地貌方面
板块活动 重力作用
地震、海啸、火山爆发 泥石流、雪崩
与动物、微生物有关
生物方面
蝗虫、白蚁等 細菌或病毒
虫害 疾病︰如伤寒、“非典”、瘟
疫 与植物有关
真菌
病害︰如小麦的铁锈病
数量激增
野草蔓延、赤潮
唐山大地震
1976年7月28日3时42分54秒，在河北省唐山、 丰南一带（东经118.0度，北纬39.4度），发生了 7.8级强烈地震，震中区烈度11度。地震波及天津市 和北京市。这次地震发生在工矿企业集中、人口稠 密的城市，极震区内工矿设施大部分毁坏，主要表 现为厂房屋顶塌落，围护墙多数倒塌，高层建筑和 一般民房几乎全部坍塌。震区内普遍发生铁路路基 下沉，铁轨弯曲变形；公路路面开裂；桥墩错动、 倾倒，梁体移动及坠落等。但是地下矿井的破坏比 地面建筑轻得多。
一、地震是群灾之首
灾害
人为灾害
自然灾害
人为灾害：
火灾、污染（大气、 水、海洋）、核泄 漏、战争等
自然灾害：
地震灾害是群灾之 首，它具有突发性和不 可预测性，以及频度较 高，并产生严重次生灾 害，对社会也会产生很 大影响等特点。
引致灾害的自然作用
灾害类別
极端雨量
太多
洪灾
气象方面
太少
极端气温
干旱
太高
热浪
人感觉不到 人有感觉 有不同程度破坏 巨大的破坏性
由于震源深浅、震中距大小等不同，地震造成 的破坏也不同。震级大，破坏力不一定大；震级小， 破坏力不一定就小。
二、 地震烈度
1.定义及影响因素
一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度， 简称为烈度。用I表示。
一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震 中距小烈度就高，反之烈度就低。震中点的烈度称为“震 中烈度”。对于浅源地震，震级M与震中烈度I0 大致关 系为
台湾9.21地震对桥梁结构的影响