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结构工程师如何在震后快速评估自己设计房子的安全性

文章出处:悍马加固材料人气:239发表时间:2017-10-17 14:28:00【

地震发生后,人们揪心的是同胞们的生命安全,而结构工程还要担心自己设计的房子是否安好。地震后如何以更快的速度评估自己设计房子的安全性,对于结构工程师来说其实是一件比较容易的事情,你需要的仅仅是几个公式和表格。

地震烈度估算  

1.估算震中烈度

每次地震,地震震级是可以立马获取的。我们首先需要根据震级推出震中烈度。我国在20世纪70年代研究全国烈度时,根据我国1900年以来的152次地震资料求得的关系为:

M=0.66I0+0.98

式中M为震级,I0为震中烈度。

2.估算所在地烈度

估算所在地烈度

 历次地震烈度大部分是以椭圆形向外分布逐渐衰减,通用公式:

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许多学者对历次地震统计得出了很多烈度衰减公式,大家可以根据地震发生地有选择性的选用,通过对我国138次地震统计,得出大陆地区烈度衰减公式为:

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应当注意:各个地区烈度衰减公式不同,应采用不同的参数,不同的参数估算出的烈度差异可能高达2度;若不知道方向性,可取两者平均值;烈度是破坏程度的表象,还与场地土类别有关,尤其存在液化土或震陷土等,估算时应进行适当修正。在一个大的烈度分布区中可能零星的分布写烈度异常区,1970年云南通海地震中杞麓湖异常区内的烈度不大区高出2度之多。

地震烈度速报与调查

地震烈度速报是利用观测地震动记录,无需现场调查而快速计算各观测点的地震影响程度(以仪器烈度和地震动参数表示),进而给出完整的地震影响场,并快速发布,为人员伤亡估计和经济损失评估以及地震应急救援决策和工程抢险修复决策提供依据。地震监测台站越密集,对地震影响场的了解就越全面和详细。

当年进行烈度速报的是美国地质勘探局USGS。

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近年来我们国家也跟上来了,据报道目前中国绝大部分地区监测能力达到2.5级,实现国内地震2分钟自动速报(包含地震烈度分布图),60秒内向数亿社会公众推送地震信息。

汶川8.0级地震发生后,中国地震局组织赴四川、甘肃、陕西、重庆、云南、宁夏等省(自治区、直辖市)开展了现场调查,调查面积达50万平方公里,调查点4150个,在实地调查基础上,于地震发生100多天后编绘了汶川8.0级地震烈度分布图。

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规范中各地震水准对应的烈度

我们熟悉的概念就是“小震不坏,中震可修,大震不倒”,一次地震来了,对我的房子来说到底是什么样的地震水准呢?如果我们知道了房子所在地的烈度也就知道房子所处的加速度了,所以我们有必要整理下地震烈度和加速度的关系。

根据2015版地震动区划图,地震烈度与加速度关系如下表。

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根据2016版抗震规范,各地震水准峰值加速度如下表。

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综合上述两个表格,可以推算出各地震水准对应的烈度水平。

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符号+或-表示接近的意思,+表示强,-表示弱。由于烈度的加速度为一个区间,此表和他人提供的表格可能有所不同。

规范中各地震水准构件的破坏程度

按规范正常进行设计的房子,根据高规一般性能目标能达到D级,根据相应的性能水准可以估计各构件的破坏程度。

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实例分析

我们就以汶川地震来举个例子吧。

举个例子

1.前提条件

建筑按正常程序进行了设计、图审、施工及验收。不包含提高性能的设计。烈度衰减公式采用西南地区。映秀、都江堰以及成都在汶川地震前基本按7度(0.1g)进行抗震设计,设计小震对应于5度强,设计中震对应于7度,设计大震对应于8度强。

2. 映秀

根据公式推得震中映秀镇的烈度接近11度,与地震局调查后发布的烈度图一致。远远超过了设计大震8度强,故房屋基本倒塌。

3.都江堰

都江堰距震中约30公里,根据公式推得实际烈度接近8.5度,大于地震局调查后发布的烈度8度,为短轴方向的原因。这个实际烈度正好在设计大震8度强附近,故可能有部分房屋倒塌,未倒塌房屋破坏也比较严重。

震后对建于1990年以后的551栋房屋进行调查统计,其中1%的房屋倒塌,17%的房屋严重破坏。

4.成都

成都距震中约75公里,根据公式推得实际烈度接近7.5度,大于地震局调查后发布的烈度7度,短轴效应比较明显。这个实际烈度正好在设计中震附近,处于中震可修的水平,故房屋不会倒塌,但是根据性能表可以推断构件为中度损坏,需要进行修复后使用。


原文链接http://www.shhorse.com/Article/jggcsrshzzh_1.html

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