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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二章 地震烈度,2.1,地震烈度和宏观标志,它表示一次地震时在某一地区的一些宏观标志（包括人的感觉、建筑结构的损坏、器物的反应和自然现象的变化等）遭受地震影响的强弱程度。,地震引起,地震动,及其影响强弱程度的一种标度。以人的感觉、器物反应、房屋等结构和地表破坏程度综合评定，反映一定地域范围内（如自然村或城镇部分区域）平均水平。,2,）间接含义可以推断地震动强弱，指的是原因；,3,）,是宏观现象，而不是物理量，不是定量的测量；,4,）,是地震在一定区域内影响的平均程度,对定义的说明：,1),四种宏观标志是地震的后果，,直接定义是影响程度，指的是后果；,2,）,烈度随离开震中的距离而减小，震中烈度最高,3,）,震级越大，震源深度越浅，震中烈度越高,由此图看出：,1,）一次地震有一个震级，表示地震能量大小，但因地点不同而多个烈度；,1874,年意大利人罗西（,M.S.de Rossi,）编制了最早有实用价值的地震烈度表,1881,年瑞士人（,F.A.,Forel,）也独立提出内容相似的烈度表，两人在,1883,年联名发表了,罗西,-,佛瑞尔烈度表，,1883,（,Rossi-,Forel,;RF,）。,2.2,地震烈度表（起源与发展）,1564,年意大利伽斯塔尔第（,J.,Gastaldi,）在地图上用各种颜色标注阿尔卑斯（,Maritime Alps,）地震破坏程度不同的地区，这是地震烈度概念和烈度分布图的雏形。,1897,年意大利人麦卡利（,G.,Mercalli,）,修改各烈度宏观现象的标志；,1904,年意大利人坎卡提出将麦卡利烈度表的,10,度细分为,12,度，,1912,年德国人西贝尔格（,A.,Sieberg,）在全面收集宏观调查资料的基础上，对麦卡利,-,坎卡尼烈度表加以改进，至,1923,年形成了麦卡利,-,坎卡尼,-,西贝尔格（,MCS,）烈度表。,地震烈度表（起源与发展）,日本人关谷清景于,1885,年编制烈度表，后经大森房吉和河角广等人的研究改进，以木结构房屋、石墓碑、石灯笼翻倒等现象评定烈度,。,1952,年苏联麦德维捷夫（,S.V.,Medvegev,）基于,MCS,烈度表，并用弹性球面摆的最大相对位移作当量编制烈度表。,1957,年谢毓寿根据中国的房屋类型和震害特点，参照麦德维捷夫烈度表，编制了,新的中国地震烈度表,，,1931,年美国人伍德（,H.O.Wood,）和纽曼（,F.Newman,）归纳简化了描述，提出修正的麦卡利（,Modifield,Mercalli,;MM,）烈度表，,1856,年里希特改进。,1964,年麦德维捷夫又和德国人斯彭怀尔，捷克人卡尼克共同编制,MSK,烈度表。,20,世纪,90,年代初欧洲地震委员会工程地震分委员会组织专业工作组，在此表基础上不断试用和修订，于,1998,年公布和使用欧洲地震烈度表。,1999,年中国修改,1980,年表，颁布,中国地震烈度表（,GB/T177421999,）,。,1995,年日本气象厅改进烈度表,2008,年对中国烈度表修订。,1,）,以四种宏观现象评定烈度,2,）除日本外，都分为,12,度，日本分,8,度，最高,7,度，实际上分,10,度,3,）只用整数分度，小数点没有物理意义，评定中有用强弱之分，无定义。,烈度表特点,4,）没有公认的物理当量对应,5,）没有世界通用的烈度表,常用烈度表对照,烈度表 烈度,中国,MM ,欧洲,R-F -,日本,0 -+-+,有的文献日本烈度表的排序不整齐，是按照对应加速度排的，不方便,阅读烈度表（见教材,P17,）,1,）,人的感觉,敏感的频段：坐：,46Hz,，站：,512Hz,头晕，心慌,2.3,分析评定烈度的宏观现象（震害指数）,加速度（,g,）,频率（,Hz,）,0.01,0.1,1.0,10,100,1000,1,）,人的感觉,敏感的频段：坐：,46Hz,，站：,512Hz,头晕，心慌,低烈度就有感觉，从,度开始，到,度，实际上,开始有房屋破坏评定，就不用了,人的敏感程度不同,高楼的反应与地面差别大,分析评定烈度的宏观现象,结论：多用于低烈度,2,）,器物反应,室内的器物：吊灯、家具、书、货物等,只规定到,度或度的表现，用于评定低烈度。再高的烈度下无法区别,分析评定烈度的宏观现象,关于物体跳起判断竖向加速度,3,）,房屋破坏,是主要的指标，原因：,a,）是地震主要破坏对象,b,）量大面广，便于统一尺度,c,）工程上感兴趣，作为地震作用的度量,房屋不同结构类型的抗震性能有差异，应当分类评定,分析评定烈度的宏观现象,房屋的按抗震性能大小的分类钢结构框筒，剪力墙框剪钢筋混凝土框架，钢筋混凝土柱厂房砖混结构（底框，内框），砖柱厂房木结构（砖木，土木）石结构生土房屋（土坯、夯土、窑洞等）,2008,版中国烈度表只用三类：,A,类：,木构架和土、石、砖墙建造的旧式房屋；,B,类：,未经抗震设计的单层或多层砖砌体房屋,;,C,类：按照,度,抗震设计的单层或多层砖砌体房屋,.,1998,版欧洲烈度表不管哪种结构类型，按照易损性（即抗震性能强弱）大小归类。,结构类型,易损性等级,A,B,C,D,E,F,砖石砌体,毛石、碎石,土坯、土块,简易条石或块石,大型条石或块石,未加筋砌体,未加筋砌体，楼板现浇,加筋或有约束的砖石砌体,钢筋混凝土结构,未经抗震设计的框架,适当抗震设计的框架,高标准抗震设计的框架,未经抗震设计的剪力墙,适当抗震设计的剪力墙,高标准抗震设计的剪力墙,钢,钢结构,木,木结构,注：,表示最可能的易损性等级；表示所在范围；,表示不大可能。,3,）,房屋破坏,每个烈度对应各类房屋破坏的,程度,和,比例,程度用破坏等级：完好、轻微、中等、严重，毁坏。数量用模糊词：个别、少数、多数、绝大多数,分析评定烈度的宏观现象,个别：为,10%,以下；,少数：为,10%,45%,；,多数：为,40%,70%,；,大多数”为,60%,90%,绝大多数：为,80%,以上。,特点：搭接,首先用搭接处理模糊量词与比例的关系,1998,欧洲烈度表,3,）,房屋破坏,房屋破坏的量化指标,震害指数,单体房屋（结构）破坏的震害指数按照破坏等级评定：,以,0,表示完好，,1.0,表示彻底毁坏，其余破坏等级介于二者之间,分析评定烈度的宏观现象,木构架房屋震害指数（胡聿贤，,1970,）,震害描述,震害指数,全部倒平,1.0,墙体全部倒塌，木架歪斜,0.8,墙体大部分倒塌，屋架基本未倾斜,0.6,墙体局部倒塌,0.4,墙体开裂无倒塌,0.2,基本无损或完好,0.0,中国烈度表（,2008,）,破坏等级,震害指数范围,标准值,毁坏,0.851.0,1.0,严重破坏,0.550.85,0.7,中等破坏,0.30.55,0.4,轻微破坏,0.10.3,0.2,基本完好,0.00.1,0.0,基本完好,：建筑物,承重,和非承重构件完好，或个别非承重构件轻微损坏，不加修理可继续使用。,轻微破坏,：个别承重构件出现可见裂缝，非承重构件有明显裂缝，不需要修理或稍加修理即可继续使用。,中等破坏,：多数承重构件出现轻微裂缝，部分有明显裂缝，个别非承重构件破坏严重，需要一般修理。,严重破坏,：多数承重构件破坏较严重，或有局部倒塌，需要大修，个别建筑修复困难。,毁坏,：多数承重构件严重破坏，结构濒于崩溃或已倒毁，已无修复可能。,图,A5.1-1,基本完好。仅屋顶烟囱掉头，其余完好。（包头大同,阳高地震，,1996,）,图,A5.1-2,破坏（轻微破坏）。主体结构完好，墙角开裂。（包头地震，,1996,）,图,A5.1-3,破坏（中等破坏）。仅山墙有细裂缝（东乌地震，,2004,）,）,图,A5.1-4,毁坏（严重破坏）。局部承重墙严重开裂，房屋未变形。（内蒙巴林左旗地震，,2003,）,图,A5.1-5,毁坏。墙体酥裂，房屋倾斜变形。（云南大姚地震，,2003,）,中等破坏,青海共和地震，中等破坏,严重破坏,大同,-,阳高地震，严重破坏,毁坏,青海共和地震，毁坏,基本完好。结构完好，女儿墙开裂。（新疆巴楚地震，,2003,）,轻微破坏。墙角裂缝，主体结构完好，窗台下有细裂缝。（包头地震，,1996,）,中等破坏。少部分墙体裂缝，其余完好。（巴楚地震，,2003,）,严重破坏。纵墙倒塌，横墙完好。（云南丽江地震，,1996,）,毁坏。新疆巴楚琼库尔恰克乡政府办公楼，底层断裂，山墙开裂，顶层局部塌。（新疆巴楚地震，,2003,）,同前，底层断裂。,同前，内墙酥裂。,同前，顶层楼顶开裂掉落。,同类房屋的平均震害指数,：,x,-,平均震害指数,x,i,-,第,i,个破坏等级的震害指数,n,-,第,i,个牌号等级房屋间数或栋数,N,-,该类房屋总间数或栋数,-,第,i,个破坏等级的百分比,不同类别房屋要用统计关系换算为一个指数,记第,j,类房屋与基准,w,类房屋震害指数的换算系数为 ，,若调查点（如自然村）所有被调查的房屋总间数为 ，,则该调查点的平均震害指数为加权平均：,平均震害指数与烈度的关系（以前）：,烈度,指数,0.10.3,0.30.5,0.50.7,0.70.9,0.9,由于计算一个调查点的平均震害指数很麻烦，新烈度表采用各类房屋分别用各自的指数与烈度对应，问题是可能产生矛盾。,如果烈度能定量化，可避免很多问题。可以为烈度配上物理当量，例如加速度，称为类度的物理指标。,这个问题后面讲,4,）,地质破坏,滑坡、崩塌、塌陷、液化等，在沙漠、高山等无人区，只有这个指标；,一般是高烈度的宏观现象，但是：,a,）有的现象如液化，崩塌等在,度就可能出现，不一定是高烈度标志,b,）破坏机理不一样，断层出露附近房屋破坏并不严重,分析评定烈度的宏观现象,基于此，欧洲烈度表删去了用地质破坏作指标,由于在工程地震学中强调要用烈度反映地震动（地震作用）的强度，因此在综合评定时，如果遇到两者矛盾，服从房屋评定的结果。,对于工程应用而言，,-,度有意义，评定以此为主。,1,）,平均性,单体只有破坏等级，不能说某个房屋是几度破坏，或凭单栋房屋评定烈度,2,）综合性,要综合考虑四个宏观现象，特别有矛盾的时候，以房屋破坏评定为主,3,）模糊性,调查点大小简单规定，量词是模糊的，尽管努力数量化，但越量化矛盾越多,烈度的特性,4,）,主观性,个体掌握有差异，经常争论,5,）间接性,以后果推测原因，结构和地质破坏的机理不同，因此推论的结果差异大。,6,）宏观性,评定指标是宏观现象，结果只有整数值,烈度的特性,烈度分布图；等震线图（,isoseismal,map,、,如何绘制？,现场调查（,度以上）,通讯（电话，网络等）,圈外包线，允许圈内有少数不同烈度点,调查越详细，等震线越不规则,2.4,地震烈度分布规律烈度异常区，要有一定面积，如县城以上,2008,年四川汶川大地震，高烈度紧靠发震断层，短轴方向衰减很快,1970,年云南通海地震，极震区紧靠发震断层，成带状分布,1975,年辽宁海城地震，基本上成椭圆,1976,年河北唐山大地震，异常区很多，受场地影响,2003,年新疆巴楚地震：高烈度与低烈度方向不一致，可能因震源和场地影响不同。,1556,年陕西华县大地震，山区和平原衰减极不相同,1976,年危地马拉地震，反映出明显的方向性效应，断层破裂前方震害大,1,）作为,地震作用的量度指标,即地震动强度参数，在没有仪器测量之前是唯一的参量。,作为抗震设计的输入参量，表现为抗震设计规范的设计地震动参数为此需要将烈度转换为加速度。,2.5,烈度的重要性（烈度的应用）,作为抗震设防标准的参数，城市和结构的设防标准，例如城市设防、抗震加固的标准。,2,）抗震经验总结的根据,抗震构造措施，例如圈梁和构造柱，没有合适的计算模型，只有经验，是从震害中总结的，针对不同烈度而言。,3,）震害预测的输入参数，特别用到经验方法时,2.5,烈度的重要性（烈度的应用）,4,）地震动衰减规律，可以增加历史地震资料，预测地震动,5,）地震学相关研究,由烈度反推震级，研究历史地震活动性,反映断层走向,显示断层面上破裂的发展方向,2.5,烈度的重要性（烈度的应用）,极震区面积推测震源深度,极震区面积推测震源深度,6,）场地对地震动的影响,烈度异常区,烈度衰减的区域特性,2.5,烈度的重要性（烈度的应用）,2,）作为,地震后果的量度指标,应急救灾的基础信息,设置烈度计,2.5,烈度的重要性（烈度的应用）,第二章结束,中国烈度表（,2008,）,震害描述,震害指数,全部倒平,1.0,墙体全部倒塌，木架歪斜,0.8,墙体大部分倒塌，屋架基本未倾斜,0.6,墙体局部倒塌,0.4,墙体开裂无倒塌,0.2,基本无损或完好,0.0,