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  • 1 # 使用者4626971672798

    我猜你是想問震中烈度和震級的換算公式。

    震級與震中烈度的對應關係有個經驗公式表示(相似的地質條件下,震源越淺破壞程度越大、烈度越高):

    震級=0.58震中烈度+1.5

    由這個公式估算,8級地震對應的震中烈度為11.2度,6級地震對應的震中烈度為7.76度(注意:這裡指震中烈度)。震級每增加一級,所釋放的能量增加30倍,烈度每增加一度,地面加速度約增加一倍。6級與8級,能量相差900倍,11度和8度,地面加速度相差8倍呢。算算看,若把建築物設防烈度8度誤說成能抗8級地震,誤差會有多驚人吧。

    震級可以用來形容本次地震的能量大小,下圖有震級和能量的換算公式。

    比如汶川抗震設防烈度是8度,2008年汶川地震震中烈度是11度,震級是里氏8.0級。

    抗震設防烈度我們放最後說。

    烈度是本地破壞程度大小,所以是地震發生後才能評定的。從抗震設計的要求來看,宏觀標誌不能直接應用,要有表徵地面運動的物理量供設計採用。有些國家的抗震設計規範規定了與地震烈度相應的地震加速度,但各國的取值不一。我們國家的烈度是分為12個等級。

    再來說抗震等級。抗震等級是設計部門依據國家有關規定,按“建築物重要性分類與設防標準”,根據設防類別、結構型別、烈度和房屋高度四個因素確定,而採用不同抗震等級進行的具體設計。以鋼筋混凝土框架結構為例,抗震等級劃分為一級至四級,以表示其很嚴重、嚴重、較嚴重及一般的四個級別。

    比如,汶川某三層鋼混框架的抗震等級是二級。可以利用下表查詢。

    最後來說說抗震設防烈度。這是為結構抗震設計提供依據的一個重要引數,是地震發生前就有的值,不過這個值是會變的,怎麼變化呢?

    中國的房屋建築採用採用三水準抗震設防目標,即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。其中:

    小震指該地區50年內超越機率約為63%的地震烈度,即眾值烈度,又稱多遇地震;

    中震指該地區50年內超越機率約為10%的地震烈度,又稱為基本烈度或設防烈度;

    大震指該地區50年內超越機率約為2%~3%的地震烈度,又稱罕遇地震。

    因此可以看出我們國家給各個地區設定的抗震設防烈度是按照中震設定的〈比如汶川是8度〉。這也是為什麼遇到罕遇地震會有很多房子倒塌,因為結構工程師設計的時候是按照中震這條基準線設計的,我們保不了所有的房子,那樣會付出很大的經濟代價,只為那2%~3%甚至更低的可能性。

    汶川抗震設防烈度是8度,如果汶川再發生一次里氏8.0級地震,震中烈度11度,汶川設計合理的房子理論上能做到“大震不倒”。

    雖然中國規範規定了“大震不倒”的要求。但是考慮到地震和結構的複雜性,結構地震倒塌的風險是客觀存在的,只是一個機率大小的問題。美國在2010年版本的ASCE-7規範中,率先提出了“面向一致倒塌率”的設計理念,要求對於常規結構,50年設計期內發生倒塌的機率不得大於1%。在2013、2016版的ASCE-7規範中,對上述要求做了進一步的完善,對不同重要性等級的結構,規定了從0.5%、1%、2.5%的50年可接受倒塌率(大致對應中國的乙類、丙類、丁類設防等級)。而中國目前缺乏相應的規定。

    從道理上說,“大震不倒”是所有抗震設計的基本要求。但是,中國目前的抗震設計,從操作上仍然是透過小震的彈性設計,再加上基於經驗的構造要求,來保證大震不倒的目標。並且對絕大部分建築是不做抗倒塌驗算的。而美國從本世紀初開始,就透過ATC-62、ATC-63、ATC-72等多個研究計劃,首先提出建築抗地震倒塌能力的驗算方法(即ATC-63計劃的最終成果FEMA P-695指南),然後用FEMA P-695的方法來檢驗美國現有抗震設計方法中各引數(如承載力折減係數,位移放大係數等)的取值合理性,進而修訂現行的抗震設計方法。而中國目前抗震設計還非常缺少這一系統性的工作,這導致一方面很多已有抗震設計方法其抗倒塌效果缺乏檢驗,另一方面很多新的結構體系由於缺少震害經驗和工程經驗,其設計方法也缺乏依據。

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