土木工程的防灾与减灾
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北京地铁 地面枢纽站 RC平台上 隔震支座 施工安装
劉洪喬
宿迁市教育大厦（粘滞阻尼器） 美国世贸双塔楼
采用 粘弹性阻尼器 每塔楼 10000 个
劉洪喬
地震
次生灾害
地震次生灾害是指：由于强烈地震使山体 崩塌，形成滑坡，泥石流；水坝河堤决口造成 水灾；震后流行瘟疫；易燃易爆物的引燃造成 火灾、爆炸或由于管道破坏造成毒气泄漏以及 细菌和放射性物质扩散对人畜生命威胁等等， 统称为次生灾害。
劉洪喬
2005年11月6日凌晨， 美国中西部地区的肯塔基 州和印第安纳州遭到了一 股强劲龙卷风的袭击，造 成至少22人死亡，另有至 少200人受伤。
劉洪喬
从国际中心站俯视飓风“伊万”
台 风 的 卫 星 照 片
“伊万”袭击过的美国村庄
劉洪喬
扭转最大时，右边人行
照片说明中跨的道扭比左曲边高出8.5m 运动导致它首先破坏
工程领域著名的风灾破坏
工程领域中最著名 的风灾破坏为美国 Tacoma悬索桥的风毁 事件。
对于高层建筑、 大跨结构、柔性大跨 桥梁、输电塔和渡槽 等受风面积大的柔性 结构，抗风设计与抗 震设计具有同等的重 要意义。
地震带来的次灾害泥石流
劉洪喬
消防人员面对大火束手无策
大火过后的神户市长田区
1995年阪神大地震是一个直接发生在现代化大都市 下方的大地震，震源又浅，即为所谓的“都市直下型地 震”。它不可避免地要造成城市建筑、构筑物的大量倒塌 毁坏和人员伤亡，并进一步引发火灾等次生灾害。城市交 通、通讯、供电、供气、供水等生命线工程的破坏造成城 市功能的丧失或瘫痪，生产、金融、商业等活动的停滞引 起灾害的连锁放大反应。
隔震结构模型图
隔震层
隔震器
阻尼器
劉洪喬
隔震技术应用概况
世界三国 隔震结构研究和工程应用特色: 日本:大量试验研究,有规程(1992 指导书)
已建近 3200 幢, 世界最高 隔震住宅楼 43层 美国:大量试验研究,有规程(1986 UBC)
已建近 100 幢, 世界规模最大 隔震加固历史建筑 28层 中国:大量试验研究,有规程(2001 规程,规范,标准)
劉洪喬
人工地震
三峡水库建设以来层诱发数百次小型地震
劉洪喬
13.1.2 风 灾
台风（热带风暴、强热带风暴 ）：急速旋转的 暖湿气流，直径在600～1000km 不等,中心 时速常超过180km/h
龙卷风：龙卷风是一股急速上升的旋转气流， 呈漏斗状，移动速度通常超过每小时300 km。
风的次生灾害：风暴潮、巨浪、强暴雨，进而 又会引发地质灾害。
劉洪喬
2006年第14号 台风“云娜”
新中国成立以来， 浙江先后遭遇11次大 规模的台风，平均死 亡人数近700人。
1956年12号强台 风，造成4925人死亡； 1994年的17号强台 风，造成1126人死亡；
1997年11号强台 风造成236人死亡。
“云娜”在台州温 岭石塘登陆后，席卷 浙江，并以浙江历史 上从未有过的最高雨 量记录倾泻暴雨。已 有164条生命不幸逝 去了。
劉洪喬
减震效果
劉洪喬
传统房屋与隔震房屋
传统房屋 地震时 激烈晃动， 房屋加速度放大 100% 250% 梁柱裂,内部装饰,设 备破坏
隔震房屋 地震时 缓慢平动(长周期) 房屋加速度减少100% 40%，结构弹性(变形集中 在柔软支座)，保护结构 和 内部装饰,设备 隔震/不隔震=1/6
劉洪喬
劉洪喬
地震
震源：地壳深处地震能源首先辐射出地震波的那个点 震中：震源在地表的投影 震源深度：震源至地面的垂直距离。 震中距：从地表任一点到震中的距离
通常把震源深度在60km以内的地震叫做浅源地震，60-
300km以内的叫中源地震，300km以上的叫深源地震。世
界上绝大多数地震是浅源地震。
劉洪喬
劉洪喬
13.1.1 13.1.2 13.1.3 13.1.4
地震灾害及抗灾 风灾及抗风 地质灾害及防护 其他灾害
劉洪喬
13.1.1 地震灾害及抗震
地震分为天然地震和人工地震两大类。 天然地震主要是构造地震，它是由于地下深处
岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释 放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去， 到地面引起的房摇地动。构造地震约占地震总 数的90%以上。其次是由火山喷发引起的地震， 称为火山地震，约占地震总数的7%。 人工地震是由人为活动引起的地震。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。
第13章 土木工程防灾与减灾
13.1 工程灾害与防灾 13.2 工程结构检测鉴定与加固
灾害
灾害：由于自然的、社会（人为）的或社会与自然组 合的原因，对人类的生存和社会的发展造成损害的各种现象。
交通灾难
地质灾害 风灾
海洋灾难 火山喷发
生物灾难 环境污染
水灾
火灾
地震灾害
劉洪喬
13.1、工程灾害与防灾
已建近 500 幢, 世界面积最大 隔震住宅楼群 50万M2(48栋)
中国隔震工程分布
劉洪喬
北京隔震住宅楼建筑群
北京地铁 地面枢纽站 大面积平台上 隔 震住宅楼(建设中) ● RC 大平台（2000米1500米）上 建造 48 幢 9层的 隔震住宅楼 ● 隔震建筑面积 480,000平方米 目前 世界面积最大 隔震建筑群
2001）
劉洪喬
工程结构抗震
工程抗震方面的重大进展： 工程减震、隔震的理论研究和应用 减震方面：各种阻尼器的应用 隔震方面：橡胶垫隔震、铅心隔震及两者组合隔震
有待于继续研究的问题： 工程系统抗震研究（或生命线工程系统） 修建大型水库诱发地震的问题
劉洪喬
抗震、隔震
隔震技术基本原理
通常在上部结构与基础之间设置隔震支座ห้องสมุดไป่ตู้消能装置，阻 隔地面运动向上部结构的传递，从而减少上部结构的地震反应。
劉洪喬
一九七六年，中 国唐山市发生大 地震。 唐山大地 震，是迄今为止 四百多年世界地 震史上最悲惨的 一页。
死亡：242769人
重伤：164851人
劉洪喬
汶川大地震
劉洪喬
工程结构抗震
我国结构抗震的发展：无抗震设防意识 →重视地震灾害（始于66年邢台地震， 76年唐山地震后进一步加强）。
《中华人民共和国防震减灾法》 《建筑结构抗震设计规范》（GB50011-
劉洪喬
宿迁市教育大厦（粘滞阻尼器） 美国世贸双塔楼
采用 粘弹性阻尼器 每塔楼 10000 个
劉洪喬
地震
次生灾害
地震次生灾害是指：由于强烈地震使山体 崩塌，形成滑坡，泥石流；水坝河堤决口造成 水灾；震后流行瘟疫；易燃易爆物的引燃造成 火灾、爆炸或由于管道破坏造成毒气泄漏以及 细菌和放射性物质扩散对人畜生命威胁等等， 统称为次生灾害。
劉洪喬
2005年11月6日凌晨， 美国中西部地区的肯塔基 州和印第安纳州遭到了一 股强劲龙卷风的袭击，造 成至少22人死亡，另有至 少200人受伤。
劉洪喬
从国际中心站俯视飓风“伊万”
台 风 的 卫 星 照 片
“伊万”袭击过的美国村庄
劉洪喬
扭转最大时，右边人行
照片说明中跨的道扭比左曲边高出8.5m 运动导致它首先破坏
工程领域著名的风灾破坏
工程领域中最著名 的风灾破坏为美国 Tacoma悬索桥的风毁 事件。
对于高层建筑、 大跨结构、柔性大跨 桥梁、输电塔和渡槽 等受风面积大的柔性 结构，抗风设计与抗 震设计具有同等的重 要意义。
地震带来的次灾害泥石流
劉洪喬
消防人员面对大火束手无策
大火过后的神户市长田区
1995年阪神大地震是一个直接发生在现代化大都市 下方的大地震，震源又浅，即为所谓的“都市直下型地 震”。它不可避免地要造成城市建筑、构筑物的大量倒塌 毁坏和人员伤亡，并进一步引发火灾等次生灾害。城市交 通、通讯、供电、供气、供水等生命线工程的破坏造成城 市功能的丧失或瘫痪，生产、金融、商业等活动的停滞引 起灾害的连锁放大反应。
隔震结构模型图
隔震层
隔震器
阻尼器
劉洪喬
隔震技术应用概况
世界三国 隔震结构研究和工程应用特色: 日本:大量试验研究,有规程(1992 指导书)
已建近 3200 幢, 世界最高 隔震住宅楼 43层 美国:大量试验研究,有规程(1986 UBC)
已建近 100 幢, 世界规模最大 隔震加固历史建筑 28层 中国:大量试验研究,有规程(2001 规程,规范,标准)
劉洪喬
人工地震
三峡水库建设以来层诱发数百次小型地震
劉洪喬
13.1.2 风 灾
台风（热带风暴、强热带风暴 ）：急速旋转的 暖湿气流，直径在600～1000km 不等,中心 时速常超过180km/h
龙卷风：龙卷风是一股急速上升的旋转气流， 呈漏斗状，移动速度通常超过每小时300 km。
风的次生灾害：风暴潮、巨浪、强暴雨，进而 又会引发地质灾害。
劉洪喬
2006年第14号 台风“云娜”
新中国成立以来， 浙江先后遭遇11次大 规模的台风，平均死 亡人数近700人。
1956年12号强台 风，造成4925人死亡； 1994年的17号强台 风，造成1126人死亡；
1997年11号强台 风造成236人死亡。
“云娜”在台州温 岭石塘登陆后，席卷 浙江，并以浙江历史 上从未有过的最高雨 量记录倾泻暴雨。已 有164条生命不幸逝 去了。
劉洪喬
减震效果
劉洪喬
传统房屋与隔震房屋
传统房屋 地震时 激烈晃动， 房屋加速度放大 100% 250% 梁柱裂,内部装饰,设 备破坏
隔震房屋 地震时 缓慢平动(长周期) 房屋加速度减少100% 40%，结构弹性(变形集中 在柔软支座)，保护结构 和 内部装饰,设备 隔震/不隔震=1/6
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劉洪喬
地震
震源：地壳深处地震能源首先辐射出地震波的那个点 震中：震源在地表的投影 震源深度：震源至地面的垂直距离。 震中距：从地表任一点到震中的距离
通常把震源深度在60km以内的地震叫做浅源地震，60-
300km以内的叫中源地震，300km以上的叫深源地震。世
界上绝大多数地震是浅源地震。
劉洪喬
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13.1.1 13.1.2 13.1.3 13.1.4
地震灾害及抗灾 风灾及抗风 地质灾害及防护 其他灾害
劉洪喬
13.1.1 地震灾害及抗震
地震分为天然地震和人工地震两大类。 天然地震主要是构造地震，它是由于地下深处
岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释 放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去， 到地面引起的房摇地动。构造地震约占地震总 数的90%以上。其次是由火山喷发引起的地震， 称为火山地震，约占地震总数的7%。 人工地震是由人为活动引起的地震。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。
第13章 土木工程防灾与减灾
13.1 工程灾害与防灾 13.2 工程结构检测鉴定与加固
灾害
灾害：由于自然的、社会（人为）的或社会与自然组 合的原因，对人类的生存和社会的发展造成损害的各种现象。
交通灾难
地质灾害 风灾
海洋灾难 火山喷发
生物灾难 环境污染
水灾
火灾
地震灾害
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13.1、工程灾害与防灾
已建近 500 幢, 世界面积最大 隔震住宅楼群 50万M2(48栋)
中国隔震工程分布
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北京隔震住宅楼建筑群
北京地铁 地面枢纽站 大面积平台上 隔 震住宅楼(建设中) ● RC 大平台（2000米1500米）上 建造 48 幢 9层的 隔震住宅楼 ● 隔震建筑面积 480,000平方米 目前 世界面积最大 隔震建筑群
2001）
劉洪喬
工程结构抗震
工程抗震方面的重大进展： 工程减震、隔震的理论研究和应用 减震方面：各种阻尼器的应用 隔震方面：橡胶垫隔震、铅心隔震及两者组合隔震
有待于继续研究的问题： 工程系统抗震研究（或生命线工程系统） 修建大型水库诱发地震的问题
劉洪喬
抗震、隔震
隔震技术基本原理
通常在上部结构与基础之间设置隔震支座ห้องสมุดไป่ตู้消能装置，阻 隔地面运动向上部结构的传递，从而减少上部结构的地震反应。
劉洪喬
一九七六年，中 国唐山市发生大 地震。 唐山大地 震，是迄今为止 四百多年世界地 震史上最悲惨的 一页。
死亡：242769人
重伤：164851人
劉洪喬
汶川大地震
劉洪喬
工程结构抗震
我国结构抗震的发展：无抗震设防意识 →重视地震灾害（始于66年邢台地震， 76年唐山地震后进一步加强）。
《中华人民共和国防震减灾法》 《建筑结构抗震设计规范》（GB50011-