Причины землетрясений

Содержание.

	Введение	6
Тема №1	Сейсмические явления. Основные понятия. Причины и оценки интенсивности землетрясений. Сейсмические волны	8
	1.1. Сейсмические волны	8
	1.2. Основные понятия	9
	1.3. Причины землетрясений	9
	1.4. Механизм землетрясений	11
	1.5. Шкала интенсивности	13
Тема №2	Сейсмические районирование и микрорайонирование	15
	2.1. Сейсмическое районирование	15
	2.2. Сейсмическое микрорайонирование	19
Тема №3	Архитектурно-планировочное решения застройки городов и населенных пунктов, размещение гидротехнических сооружений	26
	3.1. Архитектурно-планировочное решения застройки городов и населенных пунктов	27
	3.2. Размещение и требования к гидротехническим сооружениям	31
Тема №4	Принципы обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений	34
	4.1. Отражение принципов сейсмозащиты в национальных нормах	34
	4.2. Активные способы сейсмозащиты	37
	4.3. Пассивные способы сейсмозащиты	42
	4.4. Принципы и критерии выбора расчетных схем	44
Тема №5	Архитектурные и конструктивные требования к зданиям и сооружениям	45
	5.1. Объемно-планировочные решения	48
	5.2. Динамические характеристики строительных материалов	54
Тема №6	Конструктивные решения	55
	6.1. Антисейсмические швы	55
	6.2. Стыки конструкций	57
	6.3. Металлические конструкции	58
	6.4. Железобетонные конструкции	59
	6.5. Перекрытия и покрытия	61
	6.6. Антисейсмические пояса	65
	6.7. Перегородки	66
	6.8. Лестницы	67
	6.9. Фундаменты	67
Тема №7	Расчеты на сейсмические воздействия. Определение сейсмических нагрузок	70
	7.1. Основные этапы создания теории сейсмостойкого строительства	70
	7.2.   Определение сейсмической нагрузки	73
Тема №8	Особенности проектирования зданий различных типов	76
	8.1. Каркасные здания	76
	8.2. Крупнопанельные здания	78
	8.3. Здания с несущими стенами из кирпича или каменной кладки	79
	8.4. Здания из монолитного бетона, объемно-блочные и сборно-монолитные	81
	8.5. Деревянные здания	83
	8.6. Здания со стенами из местных материалов	87
Тема №9	Проектирование и оценка состояния гидротехнических сооружений на сейсмические воздействия	87
	9.1. Георадиолокационные исследования для оценки состояния гидротехнических сооружений	87
	9.2. Сейсморазведочные исследования гидротехнических сооружений	91
	Заключение	96
	Список используемых источников	98

Введение.

«Сейсмостойкость сооружений» входит в цикл специальных дисциплин при подготовке инженеров специальности 270102 «Промышленное и
гражданское строительство».

История создания сейсмостойких конструкций достаточно коротка,
хотя еще в античный период и в эпоху Возрождения пытались классифицировать землетрясения, но наукой «сейсмостойкость сооружений» стала только в XX веке.

При изучении дисциплины студенты получают знания о сейсмостойкости строительных объектов, фундаментов и гидротехнических сооружений. Значительную угрозу для населения и объектов экономики страны
представляют сейсмические опасности, так как более 25 процентов территории Российской Федерации с населением 20 млн человек может подвергаться землетрясениям силой 7 баллов и выше. Значительная часть территории России, охватывающая южные и восточные районы страны, находится в зоне современных тектонических движений. На сейсмоопасных
территориях находится большое количество и жилых зданий, которые
имеют дефицит сейсмостойкости в 2-3 балла, что в случае сильного земле-
трясения может привести к их серьезным разрушениям.

С целью интенсификации и индивидуализации обучения, реализации
современных информационных технологий, развития у студентов навыков
самообразования разработан банк тестовых заданий для информационной
обучающей среды СКАТ, ориентированных на самоконтроль, текущий
контроль успеваемости и промежуточную аттестацию студентов по этой
дисциплине.

Компьютерное тестирование имеет следующие преимущества:

- оценивание результатов тестирования осуществляется мгновенно,
автоматически фиксируется и сохраняется на длительное время;

- возможность формирования достаточно большого количества вариантов теста;

- возможность реализации удобных процедур ввода, модификации
тестовых материалов;

- возможность формирования тестов, различных по уровню обученности испытуемых;

- возможность управления как содержимым теста, так и стратегией
проверок в ходе тестирования;

- отсутствует необходимость в бумажных носителях и листах ответа;

- нет необходимости в синхронизации процесса тестирования для
группы испытуемых (каждый тестируемый выбирает самостоятельный
темп работы с тестом);

- легко ввести временные ограничения или временное отслеживание
процесса тестирования;

-использование мультимедийных компонент и графических изображений высокого качества (объем, цвет), доступных при компьютерном тестировании, обеспечивает правильное и быстрое восприятие содержания задания, а с психологической точки зрения снимает напряжение с тестируемого.

Необходимо отметить, что все вышеперечисленные преимущества
достижимы лишь при правильной организации технологии компьютерного
тестирования и наличия соответствующих программных средств.

 

Тема №1. Сейсмические явления. Основные понятия.

Причины и оценки интенсивности землетрясений.

Сейсмические волны.

Сейсмические волны.

Ежегодно на земном шаре происходит свыше 300 тыс. землетрясений, в результате которых погибает около 10 тыс. человек.

Среди известных землетрясений самым крупным считается землетрясение, произошедшее в Китае в 1556 г. в провинции Шанси. Оно унесло
жизни около 860 тыс. человек. В 1755 г. сильнейшее землетрясение и вызванные им волны цунами разрушили г. Лиссабон. Были превращены в
развалины около 15000 домов, погибла четверть населения города. В Индийской провинции Ассам в 1897 г. землетрясение разрушило все на территории 350 тыс. кв. км. Возникли трещины в грунте, реки изменили течение, некоторые дома погрузились в мягкий грунт до крыш. Землетрясение
1908 г. в Италии с гипоцентром под дном Мессинского пролива было одним из самых сокрушительных. Разрушено 98 % зданий, погибло около
100 тыс. человек. Токийское землетрясение 1923 г. разрушило города Иокогаму и Токио. Более 1 млн зданий было разрушено, более 400 тыс. зданий сгорело и более 200 тыс. зданий смыла морская волна. Погибло свыше
150 тыс. человек. Дно бухты Сагама вдоль тектонической линии поднялось
к северу на 200 м и опустилось к югу на 100 м.

Сейсмическая волна

На территории бывшего СССР наиболее крупным было Ашхабадское землетрясение 1948 г. (Туркмения). Тогда погибло около 200 тыс. человек и город был разрушен полностью. Во-первых, эпицентр располагался под самим городом, во-вторых, большинство зданий было построено из
кирпича-сырца на глине.

В 1966 г. от землетрясения, достигшего 9 баллов, сильно пострадал г.
Ташкент. Из землетрясений последних лет следует отметить Спитакское
(Армения) в 1988 г., которое унесло около 10 тыс. человеческих жизней.

Основной причиной гибели людей является не столько само землетрясение, сколько те последствия, которые оно вызывает. В первую очередь - это катастрофические разрушения зданий и сооружений в зоне действия землетрясения. Поэтому необходимы знания по комплексу вопросов, связанных со строительством в сейсмических районах.

Основные понятия.

Сейсмос - греческое слово, означающее землетрясение.

Сейсмология - наука о землетрясениях.

Инженерная сейсмология - раздел сейсмологии, занимающийся изучением сейсмических явлений, применительно к вопросам сейсмостойкого
строительства.

Сейсмостойкое строительство - область строительной техники, предназначенная для обеспечения надежности работы зданий и сооружений в сейсмоопасных зонах.

Наука о сейсмостойком строительстве включает в себя широкий круг
вопросов, в том числе геофизику, геологию, теорию колебаний, динамику
сооружений, прочность материалов при динамических нагрузках, сейсмостойкие строительные конструкции и технологию строительного производства.

 

Причины землетрясений.

Демокрит, древнегреческий философ-материалист (460-370 гг. до
нашей эры), полагал, что причиной землетрясений является вода (просачивающася из морей, рек, озер). Аристотель (380-322 гг. до нашей эры) считал, что причиной землетрясений является воздух, просачивающийся из
недр под большим давлением. М.В. Ломоносов (1711-1765 гг.) указал на
связь землетрясений с внутриземными процессами (например, землетрясение как результат горообразования). И. Кант (1724-1804 гг.) считал, что
причиной землетрясений является взаимодействие купоросной кислоты и
железа внутри земной поверхности и как результат - выделение большого
количества паров, вызывающих землетрясения.

В начале XIX в. существовало две теории о землетрясениях:

- нептунная (действие морей);

- плутонная (действие вулканов).

Связь землетрясений со строением Земли и протекающими в ее глубинах процессами очевидна, и поэтому изучение физики Земли лежит в
основе познания причин землетрясений.

Средний радиус Земли К₃ = 6368 км. Непосредственно можно сказать, что мы знаем о строении Земли до глубины около 13 км (Кольская
скважина), что составляет 0,2 % К₃. В настоящее время из-за технических
трудностей изучение Земли осуществляется геофизическими методами.

Геофизические методы - это в основном методы сейсморазведки, ко-
торая изучает скорость прохождения волн через различные слои Земли.
Сейсмические волны возбуждаются взрывом, их распространение фикси-
руется сейсмоприемником. По скорости распространения волны (а эта ско-
рость различна в различных породах Земли) судят о мощности и физико-
механических характеристиках пород. Однако окончательного ответа о
строении Земли геофизические методы тоже не дают.

 

Строение земли.

Наблюдениями за поверхностью Земли установлены факты ее перемещения по вертикали и горизонтали. Эти движения называются тектоническими.

О причинах таких перемещений существует ряд гипотез:

- гипотеза дрейфа материков;

- теория тектонических плит.

В настоящее время предпочтение отдается второй гипотезе.

Кора и подстилающая ее верхняя мантия образуют литосферу (от латинского - камень). Считается, что литосфера разделена на несколько огромных плит, перемещающихся относительно друг друга, плавая по разо-
гретому слою астеносферы и по площади сопоставимых с континентами.
Согласно этой теории, основные движения происходят по границам плит, где различают хребты, желоба и трансформные разломы (рис. 1.3). Эти
плиты могут расходиться, тогда между ними образуется рифтовая зона, как
правило, отмеченная на поверхности цепью горных хребтов и впадин.
Особенно четко это видно на примере Срединного Атлантического хребта, проходящего по дну Атлантического океана.

 

Таким образом, причинами землетрясений можно считать:

- тектонические процессы - внезапное освобождение части энергии
деформаций, накопленной в коре за счет сил горообразования;

- вулканические процессы - внезапные изменения в земной коре в
связи с проникновением магмы в ее полутвердые слои с расширением су-
ществующих или возникновением новых трещин и с нарушением условий
равновесия тепла и напряжений.

Космические наблюдения подтверждают наличие геосинклиналъных
поясов с рифтовыми зонами, желобами, разломами, вдоль которых происходит постепенное деформирование пород.