土木工程概论13灾害.ppt

1,13,土木工程中的灾害,2,土木工程在建设和使用过程中遇到的灾害(Disarster)有两类：,一类是自然灾害如台风、龙卷风、暴雨、洪水泛滥、暴雪、沙尘暴、地震、虫灾以及各种类型的地质灾害如滑坡、泥石流等另一类是社会灾害如战争灾害、人为破坏生态平衡、火灾、工程事故灾害、老百姓深恶痛绝的“豆腐渣”腐败工程，以及近年来发生的恐怖袭击事件等了解和预防土木工程可能遇到的各种灾害是21世纪各国政府和工程界越来越普遍重视和研究的现实问题!,3,13.1,火灾,4,在世界多种灾害中发生最频繁、影响面最广的首属火灾火灾(Fire, Conflagration)对土木工程的影响：所用工程材料、工程结构承载能力,5,【火灾等级】 根据2007年6月26日，公安部下发的《关于调整火灾等级标准的通知》 新的火灾等级标准分为特别重大火灾、重大火灾、较大火灾和一般火灾四个等级 ①特别重大火灾，指造成30人以上死亡，或者100人以上重伤，或者1亿元以上直接财产损失的火灾； ②重大火灾，指造成10人以上30人以下死亡，或者50人以上100人以下重伤，或者5000万元以上1亿元以下直接财产损失的火灾； ③较大火灾，指造成3人以上10人以下死亡，或者10人以上50人以下重伤，或者1000万元以上5000万元以下直接财产损失的火灾； ④一般火灾，指造成3人以下死亡，或者10人以下重伤，或者1000万元以下直接财产损失的火灾。

注：“以上”包括本数，“以下”不包括本数6,据统计， 我国 70 年代火灾年平均损失不到 2.5 亿元， 80 年代火灾年平均损失不到 3.2 亿元进入 90 年代， 特别是 1993 年以来，火灾造成的直接财产损失上升到年均十几亿元，年均死亡 2000 多人火灾的发生趋势,7,最主要的四类原因为： 电气 生活用火不慎 违反安全规定 吸烟,8,事例1,1980年11月美国内华达州拉斯维加市米高梅大旅馆发生的重大火灾 原因：餐厅南墙电气线路短路 损失情况：伤亡惨重死亡87人，伤679人，许多贵重陈列物品被烧毁同样的原因也发生在2000年8月，莫斯科电视塔火灾；,事例2,9,10,事例3,1994年是我国建国以来火灾发生最严重的一年如6.16日广东珠海市合资企业前山纺织厂，因在车间内储存大量原棉，工人违反操作规程引起大火，造成93人死亡，156人伤残，直接经济损失达9500万元人民币当年9月新疆克拉玛依市友谊馆因电器烤燃幕布引起大火，造成323人死亡，130人伤残，且多为优秀中小学学生，这场死亡人数占建国以来第二位的恶性大火轰动了全国11,,12,,2009.2. 9,晚20:27，北京市朝阳区东三环中央电视台新址园区在建附属文化中心大楼工地发生火灾，熊熊大火在三个半小时之后才得到有效控制。

13,北配楼高159米，荷兰大都会（ＯＭＡ）建筑事务所设计，于2005年5月正式动工整个工程预算达到50亿元人民币 消防水枪只能打到北配楼四分之一高度 ，一公里范围内落灰烬 ，过火面积10余万平米，楼内十几层的中庭已坍塌，位于楼内南侧演播大厅的数字机房烧毁 千人被疏散 ，1名消防人员牺牲 违规燃放高射炮礼花致楼顶防水材料起火 事例5,14,地震发生时引起的大火，特别是引发的城市大面积火灾，更需引起人们要高度重视历史的经验值得注意15,被地震倾覆的火车震害实录－－阪神大地震1995.1.17,16,震害实录－－阪神大地震1995.1.17,17,世界上引起最大火灾、财产损失最大的地震是1923年日本关东发生的8.3 级大地震震后引起大火，火光冲天，蔓延整个东京木屋居多的东京有36.6万户房屋被烧毁，死亡和下落不明者达14万人，其中多数人是被地震引发的大火烧死的；横须贺市有3.5万户房屋被烧毁；横滨市有5.8万户房屋被烧毁估计财产损失28亿美元18,引出的教训是要充分认识和了解火灾发生的规律，及预防、减灾的措施⑴ . 认识规律：火灾是一个燃烧过程其过程要经过“发生、蔓延和充分燃烧”几个阶段。

火灾的严重程度主要取决于持续时间和温度，这两者又受到工程材料、燃烧空间、灭火能力等多方面的因素⑵. 预防措施： 要根据火灾发生的严重程度设防、减灾,19,材料耐燃性：采用阻燃材料； 火焰的传播：设置防火分区、隔断； 燃烧空间：减少面积，降低高度； 环境的热工性能：降温、减氧、失热； 灭火能力：消防设施、消防人员燃烧的三要素：可燃物、助燃物及着火源 防火的主要措施就是： 控制可燃物、隔绝助燃物、消除着火源20,⑶. 要认识不同工程材料的耐火性能,21,⑷. 防止火灾的重要措施:,22,与建筑防火相关的部分规范,《民用建筑防火规范》和《建筑电气防火设计规范》两个国家强制标准 目前现行的国家标准、行业标准中，《住宅设计规范》、《火灾自动报警系统设计规范》、《民用建筑电气设计规范》及《高层民用建筑设计防火规范》等对于合理设计避免引发电气火灾并保证在火灾发生时消防设备的可靠运行，确保人员、物质疏散和控制火势蔓延方面起到了一定的作用23,13.2 地震灾害,24,1． 地震灾害的特点 (1)突发性强 地震发生十分突然，一次地震，持续时间往往只有几十秒钟，这是其它自然灾害难以相比的。

2)破坏性大 发生在人口稠密、经济发达地区的大地震，往往可能造成大量人员伤亡和巨大经济损失据有关资料记载，1976年中国河北唐山7.8级大地震，死亡24万多人据统计本世纪以来，全世界因地震死亡的人数达100多万人，占各种自然灾害死亡总数的54%，平均每年所造成的经济损失高达几十亿美元25,(3)社会影响深运 大地震由于突发性强、伤亡惨重、经济损失巨大，往往会产生一系列连锁反应，对于一个地区甚至一个国家的社会生活和经济活动造成巨大冲击4)防御难度大 与洪水、干旱、台风等气象灾害相比，地震的预测要困难得多同时，建筑物抗震性能的提高，需要大量资金的投入，这也不是短时期能够做到的26,震后的唐山市鸟瞰,2．地震引起的灾害,27,(1)直接灾害 由地震的直接作用，如地震波引起的强烈振动、地震断层的错动和地面变形等所造成的灾害称为地震直接灾害，它主要包括以下一些现象：建筑物破坏、生命线工程破坏、地面破坏,28,,,汶川县震前震后对比 记住这曾经美好平静的小城,29,,,上图为2006年8月11日拍摄的绵竹遵道镇鹏花村下图为2008年5月16日在同一地点拍摄,30,,,北川的地表破裂（黄润秋）,31,,,汉旺镇的地表破裂（2008.5.15）,,,,升高1.3米左右,32,,,,,,1.0米左右,汉旺镇的地表破裂（2008.5.15）,33,,丰泰印务厂(2008.05.24) 最大喷砂孔直径约20cm（曹振中）,砂土液化,34,,丰泰印务厂(2008.05.24) 最大喷砂孔直径约20cm（曹振中）,35,(2)次生灾害 由地震引发的火灾、水灾、海啸、有毒物质泄漏、和疫病流行等灾害，称为地震的次生灾害。

地震时，由于电线短路、煤气泄漏、油管破裂、炉灶倒等原因，往往造成火灾 地震山崩堵塞河道，形成“地震湖”，会使上游一些地区被水淹没一旦地震湖溃决，下游便会遭到严重水灾另外，地震时如果水库大坝遭到破坏，也会造成水灾36,水库垮坝,震害实录－－台湾集集大地震1999.9.21,37,王家岩滑坡,新北川中学滑坡,老县城,新县城,,,黄润秋提供,38,,906人死亡！,新北川中学岩崩,黄润秋提供,39,,,1600人死亡！,老县城,黄润秋提供,王家岩岩崩,40,唐家山滑坡5.12地震后影像,,,,,主滑体,滑坡壁,,侧滑体,,高位崩滑,,,,800m,,620m,唐家山滑坡主滑体长约800米，宽约620米，总方量约3500万方，是堰塞坝的主体，估计坝高80-100米，滑坡壁清晰，该滑坡应为高速滑坡根据黄润秋资料修改),唐家山滑坡5.12地震后影像,41,,就是这处山体的滑坡形成了堰塞湖,42,,地震中形成的唐家山堰塞湖,43,唐家山堰塞湖的上游,44,5月26日，这张卫星照片显示北川附近的唐家山堰塞湖在地震后的形成过程左图拍摄于2006年5月14日，右图拍摄于2008年5月22日汶川地震后。

45,3. 有关地震的几个基本概念,烈度与震级、震源深度、震中距、地质条件、房屋类别有关,地震Earthquake震级 Earthquake Magnitude 以震源释放的能量确定烈度 Intensity ： 某地区各类建筑物受一次地震影响的强烈程度只有一个震级，却有多个烈度区46,,4. 世界发生的地震主要集中在两个地带,,环太平洋地带喜马拉雅—地中海地带 我国正好介于两大地震带之间，是多地震国家47,,,,,48,,,,49,5. 地震对土木工程设施的破坏作用,⑴. 地震的地面运动（水平和竖向）使工程结构受到多次反复的地震荷载，轻者震裂、重者倒塌或扭曲⑵. 地震的地面运动还会造成地裂、地陷、山崩、滑坡、泥石流等次灾害；同时还会使某些地基震后液化而使地面冒水、喷砂前者使工程结构断裂、倒塌，后者使地基丧失承载能力50,6. 地震给土木工程设施造成灾害的一般现象,1）震害的严重程度往往与房屋的轮廓、体型、结构体系有直接关系；,51,一幢房屋的长轴方向与地震荷载作用方向相垂直时，更易遭受震害一幢房屋两个不同部分连在一起时，可能在连接处断裂；一幢房屋高低悬殊部分连接的部位，可能断裂；一幢房屋的底部支承“软”时，易受震害；一幢房屋的自振周期与地震时地面运动的周期相近时，会使房屋发生很大的晃动而破坏；两幢房屋靠得太近时会因地震互撞而破坏。

52,多层砖混结构的震害规律,X形裂缝 位置（窗间墙或窗下墙）,,,外纵墙的外闪脱落顶层墙角的局部塌落,,53,,,外墙脱落,54,,,55,,56,砖柱的断折,,57,局部房屋倒塌或整个房屋倒塌,58,,1995.1.17 阪神大地震,59,钢筋混凝土框架结构的震害往往表现为填充墙四周开裂或出现墙体的交叉裂缝，梁柱节点破坏，立柱断裂或倾斜；,60,,61,柱端产生塑性铰,,62,,,柱端产生塑性铰,63,地基液化失效的震害往往引起房屋倾斜和开裂,64,桥梁结构的震害往往表现为桥墩、桥台毁坏，主梁坠落，拱圈开裂及拱上结构塌落等桥墩斜向断裂,65,66,,67,68,7.土木工程防震抗震,土木工程防震抗震的方针是: 预防为主,预防地震灾害的主要措施有: （1）. 加强对地震的观测和强震预报； （2）. 对土木工程设施进行抗震设防69,⑶. 对土木工程设施进行抗震设防,A 确定每个国家的地震烈度区划图，规定各地区的基本烈度（即可能遭遇超越概率为10%的设防烈度），作为工程设计和各项建设工作的依据 B 国家建设主管部门颁布工程抗震设防标准，各建设项目主管部门应在建设的过程（包括场址选择、可行性研究、编制计划任务书等）中遵照执行。

C 国家建设主管部门颁布抗震设计规范70,D 设计单位在对抗震设防区的土木工程设施进行设计时，要严格遵守抗震设计规范，并尽可能地采取隔震、消能等地震减灾措施； E 施工单位和质量监督部门应严格保证建设项目的抗震施工质量； F 位于抗震设防区内的未按抗震要求设计的土木工程项目，要按抗震设防标准的要求补充进行抗震加固71,1、建筑地基基础设计规范(GB 50007---2002 ) Code for design of building foundation 2、建筑结构荷载规范[GB 50009—2001 (2006 年版)] Load code for the design of building structures 3、混凝土结构设计规范 (GB 50010-2010) Code for design of concrete structures 4、建筑抗震设计规范 (GB 50011-2010 ) Code for seismic design of buildings 5、高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ 3-2010) Technical Specification for Concrete Structure of Tall Buildings 6、建筑抗震加固技术规程(JGJ 116-98) Technical Specification for Seismic Strengthening of Building,。