第五篇 建筑结构抗震基本知识

§12 建筑结构抗震基本知识

12.1 地震基本知识

强烈地震是世界最严重的自然灾害之一，它在极短的时间内造成惨重的人员伤亡和巨

大的财产损失。一次又一次的地震灾难及教训，警示人们：防震减灾任重道远，刻不容缓！
为了最大限度地减轻地震灾害，搞好新建工程的抗震设计是一项重要的根本的减灾措施。本
章扼要介绍地震及房屋建筑抗震设防的基本知识。
一、地震及其破坏作用
1.地震的成因和类型

地震俗称地动，是一种具有突发性的自然现象。地震按其发生的原因，主要有火山地震、

陷落地震、人工诱发地震以及构造地震。构造地震破坏作用大，影响范围广是房屋建筑抗震
研究的主要对象。在建筑抗震设计中，所指的地震是由于地壳构造运动（岩层构造状态的变
动）使岩层发生断裂、错动而引起的地面振动，这种地面振动称为构造地震，简称地震。
地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。震源正上方的地面称为震中。震中附近地面运
动最激烈，也是破坏最严重的地区，叫震中区或极震区。地面上某处到震源的距离叫震源距。
震源至地面的距离称为震源深度。一般把震源深度小于 60Km 的地震称为浅源地震；60～
300Km 称为中源地震；大于 300Km 成为深源地震。中国发生的绝大部分地震均属于浅源地
震。

地震引起的振动以波的形式从震源向四周传播，这种波就称为地震波。地震波按其在地

壳传播的位置不同，分为体波和面波。

体波是在地球内部由震源向四周传播的波，分为纵波（P 波）和横波（S 波）。纵波

（P 波）是由震源向四周传播的压缩波，介质质点的振动方向与波的传播方向一致，引起
地面垂直振动，周期短、振幅小、波速快。横波（S 波）传播的是由震源向四周传播的剪切波
介质质点的振动方向与波的传播方向垂直，引起地面水平振动，周期长、振幅大、波速慢。
面波是体波经地层界面多次放射、折射形成的次生波。面波的质点振动方向比较复杂，既引
起地面水平振动又引起地面垂直振动。当地震发生时，纵波首先到达，使房屋产生上下颠簸，
接着横波到达，使范围产生水平摇晃，一般是当面波和横波都到达时，房屋振动最为激烈。
2.地震的破坏作用
（1）地表的破坏现象

① 地裂缝

在强烈地震作用下，常常在地面产生裂缝，根据产生的机理，可分为重力地裂缝和构

造地裂缝两种。重力地裂缝是由于地面作剧烈震动而引起的惯性力超过了土的抗剪强度所致。
构造地裂缝与地质构造有关，是地壳深部断层错动延伸至地面的裂缝。
② 喷砂冒水

在地下水位较高的平原及沿海地区，地下存在埋深较浅的细砂或粉土层时地震发生时，

强烈震动使地下水压力急剧增高，使饱和的细砂或粉土颗粒处于悬浮状态，造成这部分土
体液化，从地裂缝或土质松软的地方冒出地面，形成喷砂冒水现象。严重的地方可造成房屋
下沉、倾斜、开裂甚至倒塌。
③ 地面下沉

在强烈的地震作用下，在回填土和孔隙较大粘性土等松软而压缩性较高的土层中，往

往发生震陷，使建筑物破坏。此外，在岩溶洞和采空区也常发生震陷。
④ 滑坡、坍方

在强烈的地震下，常引起河岸、陡坡滑坡，有时规模很大，造成公路堵塞、岸边建筑物

破坏。
（2）建筑物破坏

① 结构丧失整体性

建筑物一般都由许多构件组成，在地震作用下因构件连接不牢、支撑长度不够或作为支

座的墙体倒塌、柱断裂，都会引起结丧失整体性而破坏。
② 承重结构承载力不足而引起的破坏

作为结构主要承重的构件，墙、柱、梁等由于其强度不足，在地震发生时首先破坏，不

能继续承受重力荷载从而造成房屋倒塌。
③ 地基失效

当建筑物建在软弱的地基土上或建在液化的地基土上，而又未进行特殊处理，在地震

发生时地基土的抗剪承载力不能抵抗重力的继续作用，从而造成房屋的局部倾斜或不均匀
下沉。
（3）次生灾害