Строение земного шара
Элемент структуры земного шара
|
Тип слоя
|
Мощность слоя (h1), Км
|
Скорость распространения гипоцентральных
сейсмических волн, км/с
|
Материк
|
Океан
|
Горы
|
Равнина
|
|
Продольных Vpi
|
Поперечных Vri
|
Кора
|
1
2
3
|
Осад. породы
Гранит
Базальт
|
–
40,0
20,0
|
1,0
|
|
6,1
6,9
8,0
|
3,5
3,9
4,5
|
Мантия
|
4
5
6
|
Верхняя Мантия
Средняя Мантия
Нижняя Мантия
|
400
560
1700
|
8,1
9,8
12,5
|
4,6
5,6
7,0
|
Ядро
|
7
8
|
Внешняя оболочка ядра
Субъядро
|
2200
1250
|
9,3
11,2
|
–
–
|
Время наступления главной фазы землетрясения (прихода поверхностных сейсмических волн), при которой здания и сооружения получают определенные степени разрушения, вычисляется по формуле
 , (2.30)
где Vrm – средняя скорость распространения поверхностных волн
 , (2.31)
где Ii и Vri – протяженность и скорость распространения поверхностных сейсмических волн на i-том участке с одинаковым типом грунта.
Скорость распространения поверхностных сейсмических волн, в зависимости от типа грунта, приведена в табл. 2.13.
Интервал времени от наступления первой фазы землетрясения до наступления главной фазы землетрясения определяется по формуле
 . (2.32)
Таблица 2.13
Скорость распространения поверхностных сейсмических волн
№
п/п
|
Тип грунта
|
Скорость поверхностных сейсмических волн, км/с
|
|
Скальные грунты
|
|
1
|
Граниты
|
5,60
|
2
|
Известняки, сланцы и гнейсы плотные
|
4,00
|
3
|
Песчаники плотные
|
2,60
|
4
|
Известняки, сланцы и песчаники нарушенные
|
1,90
|
|
Полускальные грунты
|
|
5
|
Гнейсы
|
2,70
|
6
|
Мергели
|
2,30
|
7
|
Сцементированные пески
|
1,65
|
|
Крупнообломочные грунты
|
|
8
|
Щебнистые и галечниковые
|
1,70
|
9
|
Гравийные из кристаллических пород
|
1,55
|
10
|
Гравийные из осадочных пород
|
1,40
|
|
Песчаные грунты
|
|
11
|
Пески гравелистые и крупные
|
1,35
|
12
|
Пески средней крупности
|
1,20
|
13
|
Пески мелкие и пылеватые
|
0,95
|
|
Глинистые грунты
|
|
14
|
Глины
|
1,20
|
15
|
Суглинки
|
1,10
|
16
|
Супеси
|
0,95
|
17
|
Суглинки и супеси рыхлые
|
0,65
|
18
|
Насыпные и почвенные грунты
|
0,35
|
19
|
Водонасыщенный грунт (пески со степенью влажности более 0,8; супеси, суглинки и глины с консистенцией более 1,0)
|
1,75
|
20
|
Водонасыщенный грунт (пески со степенью влажности менее 0,8; супеси, суглинки и глины с консистенцией менее 1,0)
|
0,60
|
Динамику разрушения зданий и сооружений при воздействии землетрясения целесообразно использовать для разработки рекомендаций по обеспечению защиты и снижению тяжести поражения людей, находящихся в зданиях и сооружениях на момент землетрясения.
Результаты оценки последствий землетрясений содержат сведения о количестве зданий и сооружений, получивших различные степени разрушений. Для автоматизации обработки полученной информации перечисленные сведения представляются в виде формализованных бланков (табл. 2.9, 2.10).
Пример оценки последствий землетрясения на территории города
Дано: жилое здание (по плану или карте города) – кирпичное с железобетонными перекрытиями, многоэтажное, находится в 7-балльной зоне (между 8- и 7-балльными изосейстами) (рис. 2.1). Расстояние между изосейстами: 8- и 7-балльной – 2000 м (R1 = 2000 м); 7- и 6-балльной – 1000 м (R1= 1000м). Привязка здания к 7-балльной изосейсте составляет 300 м
(Rз= 300 м). Здание находится в 1-м квартале города «N».
Оценить последствия землетрясения для данного здания.
Определим максимально возможную балльность землетрясения для указанного здания.
Вариант А. Изосейсты построены с учетом данных по микрорайонированию. Зона средней балльности имеет ширину, равную:
Z = 0,5(R1 + R2) = 0,5(2000 + 1000) = 1500 м;
Rз= 300 м < 0,5 R1 = 1000;
cледовательно, здание находится в 7-балльной зоне. Более точная величина балльности может быть получена по формуле (2.21)
Iз = Iб + (I1 – I6) Rз/R индекс = 7 + (8 – 7)∙300/2000 = 7,15.
Вывод: указанное здание находится в 7-балльной зоне.
Вариант Б. Изосейсты построены без учета данных по микрорайонированию. Для учета данных по микрорайонированию требуются инженерно-геологические условия месторасположения здания и окружающей местности.
Выявлено, что здание построено на насыпных грунтах, а окружающий грунт – песок. В этом случае балльность возможного землетрясения определяется по формуле (2.20). В результате этого Iб – балльность ближней базисной изосейсты или местонахождения здания – соответственно равна 7 и 7,15 баллов; ∆Iб и I определяются по табл. 2.8 и составляют: ∆Iб = 1,6 – для песка; ∆I = 2,6 – для насыпного грунта. На основании приведенных результатов балльность составляет: в первом случае I = 7 – (1,6 – 2,6) = 8 баллов; во втором случае I = 7,15 – (1,6 – 2,6) = 8,15 баллов.
Вывод: указанное здание находится в 8-балльной зоне.
В зависимости от типа здания и балльности зон (7–8 баллов) определяется степень разрушения здания: для 7 баллов – сильные разрушения; для 8 баллов – полные разрушения.
Вывод: жилое кирпичное с железобетонными перекрытиями многоэтажное здание получает сильное разрушение, а с учетом данных по сейсмическому микрорайонированию, – полное разрушение.
Для оценки последствий катастрофических землетрясений необходимо использовать справочные данные (табл. 2.14, см. также табл. 2.11).
Таблица 2.14
Интенсивность землетрясения, приводящая к различным степеням
разрушений зданий или сооружений
Конструктивное решение
здания или сооружения
|
Интенсивность землетрясения в баллах,
приводящая к различным степеням
разрушения зданий или сооружений
|
слабым
|
средним
|
сильным
|
полным
|
Кирпичные и каменные с несущими наружными и внутренними продольными стенами и железобетонными перекрытиями:
малоэтажные
многоэтажные
|
6,0...7,0
5,0...6,0
|
7,0...7,5
6,0...7,0
|
7,5...8,0
7,0...7,5
|
> 8,0
> 7,5
|
То же с антисейсмической защитой:
малоэтажные
многоэтажные
|
6,5...7,5
6,0...7,0
|
7,5...8,0
7,0...8,0
|
8,0...8,5
8,0...8,5
|
> 8,5
> 8,5
|
Малоэтажные здания со стенами из туфа
|
5,0...5,5
|
5,5...6,0
|
6,5...7,0
|
> 7,0
|
Каркасно-кирпичные (каменные) с железобетонными перекрытиями:
малоэтажные
многоэтажные
|
6,5...7,5
5,5...6,5
|
7,5...8,0
6,5...7,5
|
8,0...8,5
7,5...8,0
|
> 8,5
> 8,0
|
То же с антисейсмической защитой:
малоэтажные
многоэтажные
|
7,0...8,0
6,0...7,0
|
8,0...8,5
7,0...8,0
|
8,5...9,0
8,0...8,5
|
> 9,0
> 8,5
|
Бетонные или железобетонные крупноблочные:
малоэтажные
многоэтажные
|
6,5...7,0
6,0...6,5
|
7,0...7,5
6,5...7,5
|
7,5...8,0
7,5...8,0
|
> 8,0
> 8,0
|
То же с антисейсмической защитой:
малоэтажные
многоэтажные
|
7,0...7,5
6,5...7,0
|
7,5...8,0
7,0...8,0
|
8,0...8,5
8,0...8,5
|
> 8,5
> 8,5
|
Железобетонные крупнопанельные:
малоэтажные
многоэтажные
повышенной этажности
|
6,0...7,0
5,0...6,0
5,5...6,0
|
7,0...7,5
6,0...7,5
6,0...7,0
|
7,5...8,0
7,5...8,0
7,0...7,5
|
> 8,0
> 8,0
> 7,5
|
То же с антисейсмической защитой:
малоэтажные
многоэтажные
повышенной этажности
|
6,5...7,5
5,5...7,0
6,0...6,5
|
7,5...8,0
7,0...7,5
6,5...7,5
|
8,0...8,5
7,5...8,5
7,5...8,0
|
> 8,5
> 8,5
> 8,0
|
Железобетонные крупнопанельные с несущими наружными стенами и внутренним продольным каркасом:
малоэтажные
многоэтажные
повышенной этажности
|
6,0...6,5
5,5...6,0
5,0...6,0
|
6,5...7,5
6,0...7,5
6,0...7,0
|
7,5...8,5
7,5...8,0
7,0...8,0
|
> 8,5
> 8,0
> 8,0
|
Продолжение табл. 2.14
Конструктивное решение
здания или сооружения
|
Интенсивность землетрясения в баллах,
приводящая к различным степеням
разрушения зданий или сооружений
|
слабым
|
средним
|
сильным
|
полным
|
То же с антисейсмической защитой:
малоэтажные
многоэтажные
повышенной этажности
|
6,5...7,0
6,0...6,5
5,5...6,5
|
7,0...8,0
6,5...8,0
6,5...8,0
|
8,0...9,0
8,0...8,5
8,0...8,5
|
> 9,0
> 8,5
> 8,5
|
Железобетонные крупнопанельные с полным продольным каркасом:
многоэтажные
повышенной этажности
высотные
|
7,0...7,5
6,5...7,5
6,5...7,5
|
7,5...8,0
7,5...8,5
7,5...8,5
|
8,0...8,5
8,5...9,0
8,5...9,0
|
> 8,5
> 9,0
> 9,0
|
То же с антисейсмической защитой:
многоэтажные
повышенной этажности
высотные
|
6,5...7,5
7,0...8,0
7,0...7,5
|
7,5...8,5
8,0...8,5
7,5...8,5
|
8,5...9,0
8,5...9,0
8,5...9,0
|
> 9,0
> 9,0
> 9,0
|
Железобетонные объемно-блочные:
малоэтажные
многоэтажные
|
6,0...6,5
5,5...6,0
|
6,5...7,0
6,0...7,5
|
7,0...8,5
7,5...8,0
|
> 8,5
> 8,0
|
То же с антисейсмической
защитой:
малоэтажные
многоэтажные
|
6,0...7,0
5,5...6,5
|
7,0...8,0
6,5...8,0
|
8,0...9,0
8,0...9,0
|
> 9,0
> 9,0
|
Железобетонные монолитные бескаркасные:
многоэтажные
повышенной этажности
высотные
|
7,5...8,0
7,0...8,0
7,0...7,5
|
8,0...9,0
8,0...8,5
7,5...8,5
|
9,5...10,0
9,0...10,0
9,5...10,0
|
>10,0
> 9,5
> 9,5
|
То же с антисейсмической защитой:
многоэтажные
повышенной этажности
высотные
|
7,5...8,5
7,0...8,0
7,5...8,0
|
8,5...9,5
8,0...9,0
8,0...9,5
|
9,5...10,0
9,0...10,0
9,5...10,0
|
> 10,0
> 10,0
> 10,0
|
Железобетонные каркасные зального типа (здания с большими пролетами и шагами опор, образующими помещения большой площади)
|
7,0...7,5
|
7,6...8,0
|
8,0...8,5
|
> 8,5
|
То же с антисейсмической защитой
|
7,0...8,0
|
8,0...8,5
|
8,5...9,0
|
> 9,0
|
Железобетонные большепролетные
|
7,5...8,0
|
7,5...8,0
|
8,0...8,5
|
> 8,5
|
То же с антисейсмической защитой
|
7,5...8,0
|
8,0...8,5
|
8,5...9,0
|
> 9,0
|
Железобетонные каркасные зального типа с покрытием в виде железобетонных оболочек и складок
|
6,0...7,0
|
7,0...8,0
|
8,0...9,0
|
> 9,0
| |
Скачать 3.06 Mb.