微信交流

抗震概念:基本加速度,地震分组,特征周期

一、基本地震加速度:先算地震的 “推力大小”

简单说,基本地震加速度是 “地震对地面产生的最大‘推力’” 的量化指标,直接决定房子要 “扛住多大的冲击力”。你推桌子时,“用 50 斤力推” 和 “用 100 斤力推”,这个 “50 斤 / 100 斤” 就类似基本地震加速度。

烈度越高,加速度越大(推力越强)。比如:
设防烈度 6 度 → 基本地震加速度 0.05g(g 是重力加速度,约 9.8 米 / 秒 ²,0.05g 就是 “相当于重力 的5% 的推力”);
设防烈度 7 度 → 分 0.10g(弱 7 度)、0.15g(强 7 度);
设防烈度 8 度 → 分 0.20g(弱 8 度)、0.30g(强 8 度);
设防烈度 9 度 → 0.40g。

比如汶川地震震中(烈度 11 度),加速度远超 0.40g,推力极强,所以房子破坏严重。

某地区基本地震加速度 0.20g(8 度),设计师就要确保房子能扛住 “相当于重力 20% 的推力” 比如用更粗的钢筋固定柱子,避免柱子被推歪;用更结实的墙体,避免被推力震裂。


二、特征周期:地震的 “冲击节奏”—— 房子会被 “晃晕”

一个地震波是由很多不同周期的波藕合在一起。

特征周期是 “地震晃动物体的‘节奏’(周期)中,最容易让房子‘共振’的那个关键节奏”。

就像你荡秋千时,“推一下的间隔 1 秒”(节奏)最容易让秋千越晃越高;

如果节奏不对,秋千就晃不起来 

地震的 “特征周期”,就是最容易让房子 “晃起来最严重” 的那个 “晃动节奏”,又叫特征周期。

每个房子都有自己的 “固有周期”(比如高层住宅像 “长鞭子”,晃一下的周期长,约 1-3 秒;

低层平房像 “短棍子”,晃一下的周期短,约 0.2-0.5 秒)。

如果地震的 “特征周期” 和房子的 “固有周期” 接近,就会发生 “共振”

房子会像秋千一样被越晃越猛,哪怕推力不大,也可能被晃塌。

地震在不同的地方周期是不同的,比如近地点和远地点,周期从小变大,近地点可以看作是第一组,远地点可以看作是第三组。

此外,地质的条件还会改变周期。

特征周期由 “场地类别” 决定(地面越软,周期越长):

地震的 “晃动感” 会通过地面(场地土)传递给房子,地面的软硬会改变地震的 “节奏”

硬场地(岩石地、硬土层):地震波传递快,“节奏快”(特征周期短,约 0.2-0.4 秒)—— 适合高层房子(固有周期长),不容易共振;

软场地(淤泥地、填海区):地震波传递慢,“节奏慢”(特征周期长,约 0.6-1.0 秒)—— 适合低层房子(固有周期短),高层房子遇到长周期地震更易共振!

比如上海浦东(很多填海区,软场地),特征周期比北京(多硬土层)长,所以上海的高层建筑抗震设计,会关注 “长周期共振” 问题。


三、地震分组:给地震 “分类型”

地震分两种主要类型,对应的 “节奏” 不同。

近震 / 本地震(震源在本地或附近,比如 100 公里内):地震波传递快,“节奏偏快”(特征周期短);

远震(震源在几百公里外,比如云南地震影响到广西):地震波要穿过多层地质,“节奏偏慢”(特征周期长)。

如果不分组,用 “近震的快节奏标准” 设计房子,遇到远震的慢节奏,可能因为 “没防住慢晃” 而损坏。

我国会根据地区的 “地震活动特点”(比如是否靠近大断层、历史上远震多还是近震多),给每个地区定 “地震分组”(第一组、第二组、第三组),再结合 “场地土类型”,最终确定该地区的 “特征周期具体数值”:

同一场地(比如都是软土):分组越靠后(第三组),特征周期越长(慢节奏越明显);

同一分组(比如都是第二组):场地越软,特征周期越长。

同样是软场地,新疆(多远震,可能划第三组)的特征周期,会比四川(多近震,可能划第二组)更长,房子需要更关注 “慢节奏共振”。

未经允许不得转载:工程设计学习网 | 道路给排水专业 » 抗震概念:基本加速度,地震分组,特征周期

评论

5+8=