
地震的震級
首先要了解*基本的信息,即地震的級別。就像08汶川是8級地震。
震級:是地震大小的度量,是地震釋放能量級別的對數表示。它可通過地震儀記錄的地震波的幅度計算得出。
地震的震級只有一個,而且越高,說明地震釋放的能量越大。在世界上,包括我國在內,絕大多數國家都采用“里氏震級”標準。
將地震想像為地下埋設了炸藥,不同當量的炸藥威力不同,這種炸藥的威力就相當于地震的震級。

地震烈度:是指地面及房屋等建筑物受地震影響破壞的程度。即地震時地表宏觀物體破壞的程度,用“度”來表示。
可能你還是沒有搞清楚。那再把炸藥拿過來,把炸藥引爆,炸藥上部的房屋可能直接就倒了,震中區烈度*高,破壞*大;100公里以外的房子可能就是搖了搖,距震中越遠,烈度越低,破壞程度也越小。

比如說,1976年唐山大地震,震中唐山的烈度為11度,天津的烈度為8度,北京為6度,石家莊為5度。通常情況下,越靠近震中*大,越遠離震中越小。
你還可以想象成一個靶子,震中就是靶心10環,外邊一點9環,再靠外8環。同樣的地震,震中烈度可能是9度,往外50公里可能降低到8度,再往外150公里可能降低到7度。由于地形地質的不同,所以烈度的分布并不是個完*的同心圓,只是大致上遵循著越靠近震中越大的規律。
所以同一次震級的地震,可能造成不同烈度的破壞。
比如說汶川地震,震中汶川的烈度為11度,茂縣的烈度為10度,錦竹為9度,什邡市為8度,都江堰為7度。也就是說,越靠近震中地震烈度*大,越遠離震中越小。判斷烈度的大小,是根據人的感覺、家具及物品振動情況、房屋及建筑物受破壞的程度,以及地面出現的破壞現象等。
實際工作中為了評定烈度的高低,制訂統一的評定標準。中國均按12個烈度等級劃分烈度表。
1度;無感-僅儀器能記錄到;
2度;微有感-個特別敏感的人在完全靜止中有感;
3度;少有感-室內少數人在靜止中有感,懸掛物輕微擺動;
4度;多有感-室內大多數人,室外少數人有感,懸掛物擺動,不穩器皿作響;
5度;驚醒-室外大多數人有感,家畜不寧,門窗作響,墻壁表面出現裂紋
6度;驚慌-人站立不穩,家畜外逃,器皿翻落,簡陋棚舍損壞,陡坎滑坡;
7度;房屋損壞-房屋輕微損壞,牌坊,煙囪損壞,地表出現裂縫及噴沙冒水;
8度;建筑物破壞-房屋多有損壞,少數破壞路基塌方,地下管道破裂;
9度;建筑物普遍破壞-房屋大多數破壞,少數傾倒,牌坊,煙囪等崩塌,鐵軌彎曲;
10度;建筑物普遍摧毀-房屋傾倒,道路毀壞,山石大量崩塌,水面大浪撲岸;
11度;山川易景-房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毀,地表產生很大變化;
12度;毀滅-一切建筑物普遍毀壞,地形劇烈變化動植物遭毀滅;
地震烈度同地震震級有嚴格的區別,不可互相混淆。震級代表地震本身的大小強弱,它由震源發出的地震波能量來決定,對于同一次地震只應有一個數值。烈度在同一次地震中是因地而異的,它受著當地各種自然和人為條件的影響。如果震源越淺,則烈度一般就越高。
烈度的大小與地震震級相關,但并沒有明確的數值關系,而是因為其它條件的不同而不同。簡單說,烈度是一個主觀性比較強的參數,跟震源深淺、地震類型、地質條件等等都有關系,不同的地震會有不同的情況。正如世界上沒有兩片相同的葉子,世界上也沒有兩次相同的地震。同樣都是6級地震,一個震中烈度可能是7度,另一個可能會達到8度。
抗震設防烈度
抗震設防烈度是某個地區的屬性。比如說北京的抗震設防烈度是 8 度,上海的抗震設防烈度是 7 度。
這個是怎么確定的呢?一定程度上,設防烈度的制定跟設防目標相關。就拿北京來說,先統計一下歷史上一定時期之內影響到北京的歷次地震,看一下這些地震引起的北京地區的烈度分別是多少。比如說1976年唐山地震是6度,某某年某次地震是4度,某某年某次地震是5度……然后再利用統計學知識,根據既定的可靠度目標,比如說,讓設防烈度大于這些已經發生過的地震烈度的90%,繼而確定出一個設防烈度。換句話說,這種情況下,所有可能發生的地震里,我能保證有90%的實際地震烈度都小于我的這個設防烈度。
現在的抗震規范,采用的是 50 年內超越概率為 10% 的地震烈度作為抗震設防烈度。也就是說,50年之內,發生比這個設防烈度還大的地震烈度的可能性是10%。折算下來,也就是俗稱的「475年一遇」。
什么意思呢?475年一遇的地震,今年發生的概率是475分之*,也就是0.211%,今年不發生的概率是1減去0.211%,也就是99.789%。50年之內都不發生這樣的地震,這個概率是 99.789% 的 50次方,也就是90%。而50年之內發生這樣的地震的概率,則是 1 減去 90%,等于 10%。
也就是說,我們的目標是 475 年一遇的地震。100年一遇的地震,小意思,都在我們的設防范圍之內,也就是俗稱的「小震不壞」;500年一遇的地震,剛剛好跟我們的設防目標差不多,次要結構可能會有小范圍破壞,但是主體結構不會發生大的破壞,也就是俗稱的「中震可修」;1000年一遇的地震,已經超過了我們的設防目標,但是盡量通過合理的構造措施,保證結構足夠的延性和塑性變形能力,爭取做到房子雖然變形很大,但不會整體垮塌,保證逃生通道和逃生時間,這也就是俗稱的「大震不倒」。
抗震等級
抗震等級是建筑結構的屬性。比如說,這棟樓的抗震等級是一級,那棟樓的抗震等級是二級。抗震等級也可以在局部調整,比如這棟樓的抗震等級是三級,但是某一層或者某一個柱子的抗震等級是二級。
抗震等級當然跟抗震能力相關,但并不是說一級的就一定比二級的好。舉個類似的例子,汽車的碰撞試驗,有五星的,也有三星的,但是并不是說五星的就一定比三星的更好。一個五星的微型車,跟一個三星的大皮卡相比,孰高孰低還很難說。
抗震等級也是如此,它取決于抗震設防烈度、結構重要性、結構類型、結構高度。對于普通的鋼筋混凝土結構,可以參見抗震規范里的這張表格。

比如說,上海的一棟高層住宅樓,采用剪力墻結構,高度為100米。我們就去查表,上海設防烈度為7度,抗震墻結構高度大于80米,所以是二級。再比如說,濟南的一棟高層寫字樓,框架核心筒。我們繼續查表,濟南是6度區,所以框架核心筒的框架部分是三級,核心筒部分是二級。
注意到,我們說這張表適用于「普通的鋼筋混凝土結構」,也就是所謂的「丙類建筑」。目前的抗震規范,已經把中小學校舍提高到了「乙類建筑」。換言之,醫院、中小學校舍等等非常重要的建筑物,需要在這張表的基礎上進一步提高,一般是查表的時候提高一個烈度。
比如說,以上海為例,同樣是小于24米的框架結構,如果是菜市場,那就按7度查表,也就是三級,如果是小學教學樓,那就要按7+1=8度查表,抗震等級為二級。也就是說,同一個地區、同一個結構類型、差不多高度的建筑物,中小學、醫院等等通常要比菜市場、普通辦公樓、住宅樓高一個抗震等級。
抗震等級有什么用呢?主要體現在結構的各種內力調整和構造措施上。

比如一級框架結構的角柱,*小配筋率需要到達1.1%,而四級的角柱,*小配筋率達到0.7%就可以了。也就是說,在計算允許的前提下,抗震等級低的結構可以用更少的鋼筋。

再比如說,一級和二級框架結構的角柱,箍筋必須全高加密,而三級和四級的角柱就不需要特殊處理。
總結
地震震級是地震的屬性,一次地震只有一個震級。
地震烈度是地震對某個地區的影響,震中高,越往外越低。震中烈度和震級有關。
設防烈度可以簡單理解成某個地區475年內所能發生的*強烈的地震烈度。如果實際發生的地震引起的烈度不大于設防烈度,建筑結構應該要做到不發生永*性的、不可修復的的破壞。
抗震等級是建筑物的屬性,越重要、越容易受地震襲擊、越需要保護的建筑物,抗震等級越高,對抗震能力的要求也越高。
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