土木工程防灾减灾课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第九章 土木工程防灾减灾,9.1 灾害及灾害类型,9.2,主要灾害与防灾减灾对策,第九章 土木工程防灾减灾9.1 灾害及灾害类型,1,9.1 灾害及灾害类型,灾害就是指那些由于自然的或社会(人为)的原因，对人类的生存和社会的发展造成损害的各种现象。,工程灾害包括,自然灾害,和,人为灾害,。自然灾害主要指,地震灾害、风灾、水灾、地质灾害,等，人为灾害则包括,火灾及由于设计、施工、管理、使用失误造成的工程质量事故,。,(1),灾害概况,9.1 灾害及灾害类型 灾害就是指那些由于自然的或社会,2,自然灾害是人类依赖的自然界中所发生的异常现象，自然灾害对人类社会所造成的危害往往是触目惊心的。自然灾害及其衍生灾害都对人类的生产和生活造成了严重的影响和后果，主要包括以下几个方面：,造成人口的大量死亡,给社会经济造成破坏,造成社会不稳定,(2),自然灾害,自然灾害是人类依赖的自然界中所发生的异常现象，自然灾,3,1976年我国,唐山,发生7.8级的地震，不仅大量的房屋建筑倒塌毁坏，而且造成,24.2万人,丧生,1970,年,孟加拉国热带旋风,造成,3050,万,人死亡,1976年我国唐山发生7.8级的地震，不仅大量,4,1985年,哥伦比亚火山爆发,导致,2.2万,人遇难,1987年我国,大兴安岭,森林大火，不仅烧毁了大片森林，还使得,200,人为之献出生命,1985年哥伦比亚火山爆发导致2.2万人遇难,5,2000年,印度孟加拉邦,洪水灾害,使,1000人,死亡,2004年11月，河北沙河发生,矿难，,被困井下矿工达到人，死亡人数达到人,2000年印度孟加拉邦 2004年11月，河北沙,6,2004年5月戴高乐,机场一处屋顶发生坍塌事故,，造成6人死亡，多人受伤,2004年11月斯洛伐克塔特拉山地区，,暴风雪使数千棵树倒地,据初步统计，约三百万立方米木材被毁，约占该国年木材产量的90%,土木工程防灾减灾课件,7,2010年4月14日上午7时49分，青海省玉树藏族自治州玉树县发生两次地震，最高震级7.1级，地震震中位于县城附近。截至4月20日15时，余震共1278个。截至2010年5月30日18 时共2698人遇难，已确认身份2687 人，其中学生199人。,2010年4月14日上午7时49分，青海省玉,8,2010年8月7日，甘南藏族自治州舟曲县城东北部山区突降特大暴雨，降雨量达97毫米，持续40多分钟，引发特大山洪地质灾害，泥石流，流经区域被夷为平地。截至2010年9月7日，,舟曲87特大泥石流灾害,中遇难1481人，失踪284人。,2010年8月7日，甘南藏族自治州舟曲县城东北部山区突降特大,9,2012年7月21日，北京及其周边地区遭遇61年来最强暴雨及洪涝灾害。此次暴雨造成房屋倒塌10660间，160.2万人受灾，经济损失116.4亿元，已造成79人遇难。,2012年7月21日，北京及其周边地区遭遇61年来最强暴雨及,10,时间,地点,灾害种类,基本情况,1975,年,8,月,河南驻马店,洪水,汝河、沙颍河、唐白河三大水系各干支流河水猛涨，漫溢决堤，板桥、石漫滩水库垮坝失事，造成特大洪水，直接经济损失,100,亿元。,1976,年,7,月,28,日,河北唐山,地震,震源深度,12,公里，震中烈度达,11,度，造成,24.2,万人死亡，,16.4,万人受重伤，仅唐山地区总的直接经济损失达,54,亿元。,1985,年,8,月,辽河流域,洪水,造成辽河流域中小河流决口,4000,多处，致使,60,多个市、县，,1200,多万人，,6000,多万亩农田和 大批工矿企业遭受特大洪水袭击，死,230,人，直接经济损失,47,亿元，东北三省减产粮食,100,亿斤。,1998,年,7,月下旬至,9,月中旬初,长江流域,洪水,自,1954,年以来长江全流域性大洪水，受灾人数上亿，近,500,万所房屋倒塌，,2000,多万公顷土地被淹，经济损失达,1600,多亿元人民币。,2008,年,南方地区,雪灾,全国,19,个省级行政区均受影响，死亡,129,人，失踪,4,人，紧急转移安置,166,万人；农作物受灾面积,1.78,亿亩，倒塌房屋,48.5,万间，损坏房屋,168.6,万间；因灾直接经济损失,1516.5,亿元。,2008,年,5,月,12,日,四川汶川,地震,震源深度,10-20,公里，震中烈度达,11,度，造成,69225,人死亡，,374640,人受伤，,17939,人失踪，直接经济损失达,8451,亿元人民币。,时间地点灾害种类基本情况1975年8月河南驻马店洪水汝河、沙,11,由于人们,不当的知识或缺乏知识、不当的选址、不当的设计、不当的施工、不当的使用和不当的维护,，导致所建造的土木工程不能抵御突发的载荷，导致土木工程的失效和破坏，乃至倒塌而造成了灾害，给人类带来了损失。,土木工程灾害的,特点,土木工程是造成灾害的主要载体,减轻这种灾害的主要手段和方法必须要依靠土木工程方法，其他方法都不能根本地解决土木工程灾害问题,(3) 人为灾害,由于人们不当的知识或缺乏知识、不当的选址、不当的设计,12,2009年，中央电视台北配楼由于燃放烟花引起大火，造成直接经济损失16383万元。,2009年，中央电视台北配楼由于燃放烟花引起大火，造,13,2011年7月23日8点30分左，北京南站开往福州站的D301次动车组列车运行至甬温线上海铁路局管内永嘉站至温州南站间双屿路段，与前行的杭州站开往福州南站的D3115次动车组列车发生追尾事故，后车四节车厢从高架桥上坠下。这次事故造成40人（包括3名外籍人士）死亡，约200人受伤。,2011年7月23日8点30分左，北京南,14,2013年2月1日连霍高速公路渑池段义昌大桥发生特大烟花爆竹爆炸事故，大桥南半幅发生坍塌。本次事故造成14人死亡，8人受伤。事故发生的直接原因为，使用不具有危险货物运输资质的货车，不按照规定进行装载，长途运输违法生产的烟火药剂爆炸物和烟花爆竹，途中紧急刹车，导致车厢内爆炸物发生撞击、摩擦引发爆炸。,2013年2月1日连霍高速公路渑池段义昌大桥发,15,土木工程灾害主要内容,土木工程规划性防灾,工程性防灾,工程结构抗灾,工程技术减灾,工程结构在灾后的检测与加固,前面4项内容是灾害发生前进行的工作，第5项内容是灾害发生后进行的工作，涉及灾害材料学、灾害检测学、工程修复和加固等领域。,土木工程灾害主要内容 前面4项内容是灾害发生前,16,9.2 主要灾害与防灾减灾对策,9.2.1 地震灾害及其防灾减灾对策,地震,，又称地动、地振动，是自然灾害中发生最多、影响最大的一种。从时间上看，地震有活跃期和平静期交替出现的,周期性现象,。从空间上看，地震的分布呈一定的带状。,地震震级,是划分震源放出的能量大小的等级，,一次地震只有一个震级,，但它所造成的破坏，在不同的地区是不同的。,地震烈度,是指某地区地表面和建筑物受地震影响和破坏的程度，,一次地震，在不同的地区，可以划分出好几个烈度,。地震烈度的大小主要与地震震级、震中距、震源深浅、地质构造、地形、建筑物类型等因素有关。,(1),地震灾害基本概况,9.2 主要灾害与防灾减灾对策 9.2.1 地震灾害及其防灾,17,土木工程防灾减灾课件,18,地震分为,天然地震,和,人工地震,两大类。天然地震主要是,构造地震,，它是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，,构造地震约占地震总数的,90%,以上,。,构造地震产生原理,地震分为天然地震和人工地震两大类。天然地震主要是构造,19,土木工程防灾减灾课件,20,2008年，四川,汶川特大地震,是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广、救灾难度最大的一次地震，,震级达里氏8级，最大烈度达11度，余震3万多次。,引发的崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生灾害举世罕见。汶川大地震也震断了外界连接震中地区的所有公路、桥梁，致使灾区群众和救灾队伍、救灾机械、救灾物资被阻断在了“生命线”两边。,2008年，四川汶川特大地震是新中国成立以来破坏性最强,21,结构物破坏的影响因素,与,地震本身,有关，地震震级越大，震中距越小，震源深度越浅，破坏越重；,与,结构本身的质量,，包括其结构是否合理，施工质量是否到位等；,结构物所在地的,场地条件,，包括场地土质的坚硬程度、覆盖层的深度等等；,局部地形,对震害的影响也很大。,(2),地震灾害的土木工程对策,对于地震灾害采用的土木工程对策主要从,规划设计和施工建造,两方面着手，选择,有利的抗震设计方法和原则,，并对结构物采取合理可行的,减震措施,以减轻地震力对结构造成的影响。,结构物破坏的影响因素(2) 地震灾害的土木工程对策对于地震灾,22,国内外,土木工程抗震原则,我国一般建设工程抗震设防要求采用三个水准概率来设防,“,小震不坏、中震可修、大震不倒,”,地震抗震标准，针对不同地区的建筑物是不一样的,采用一些新的建筑理念和结构形式来抵抗地震作用,国内外土木工程抗震原则,23,9级强震下日本建筑为何不垮,日本堪称世界上地震最多的国家，每年发生有感地震约1000多次，全球10%的地震均发生在日本及其周边地区，因此日本的房屋设计对抗震有非常严格的要求。,“地震时杀人的不是地震，而是建筑。”这是地震灾害学中一句著名的话。2011年3月11日13时46分日本仙台发生9.0级地震，在本次强震中，日本虽然损失惨重，但多数坚挺不倒的高层建筑物，以顽强的“不死鸟”形象，从一个侧面展示着第一抗震强国实打实的抗震能力。,9级强震下日本建筑为何不垮,24,“多震日本”被公认为世界第一的抗震强国。其中，日本多数建筑采用,钢结构和木结构,，其,良好的抗震性,是建筑物经历强震坚挺不倒的主要原因。,目前日本的建筑，在抗震方面基本上分为3类。一是,耐震结构,；二是,制震结构,；三是,免震结构,。,所谓的,耐震构造，其最主要的原理就是提高柱子和墙壁的强度和韧度，,建筑物总体经得住震动，目前我国主要采用这种方法。,而免震结构和制震结构都是比较新的技术。在日本，将抗震结构的建筑改为免震建筑，成本只需增加5%-10%。,“多震日本”被公认为世界第一的抗震强国。其中，日,25,此外，日本建筑在,选材,上也格外讲究，比如在欧洲、中国经常被当作主要建筑材料的砖瓦，现在在日本建筑上几乎已经找不到踪影。“1923年的关东大地震证明,砖结构房屋不抗震,。从那以后开始，砖结构建筑在日本几乎不再被使用，取而代之的是辅以,轻型墙面材料的钢筋混凝土结构,。”,在冬天经常下雪的日本东北地区，为了应付,积雪,，当地人在建造房屋时，,房顶多采用铁板材料,。使用铁板作为屋顶，是因为比使用瓦片的建筑物质量要轻许多。此外，为了御寒，这个地区民居的房间,门、窗开口的幅度较小,，这使得房间更具有抗震性。房屋倒塌少，很大程度上减少了人员死伤。,此外，日本建筑在选材上也格外讲究，比如在欧洲、,26,另一方面，为了提高传统木结构建筑的抗震能力，日本普通的民宅采用了,箱体设计,地震发生时，房屋整体翻滚，不至于损毁。专业技术人员还会定期对民房进行抗震加固等级评定，政府会酌情给予居民适当的补贴鼓励。,很多房子被海浪挪出很远但全然没有散架,另一方面，为了提高传统木结构建筑的抗震能力，日本普通的民宅,27,每次大震后修改建筑法,每一次发生特大地震后，日本国土交通省都会组织力量进行建筑抗震调查，根据调查结果提出对建筑基准法的修改意见。而日本建筑师在设计建筑时，也会严格按照建筑基准法的抗震要求。一个建筑工程，要从政府部门获得开工许可，除了要上交设计图纸、施工图纸等文件外，还必须提交,建筑抗震报告书,。普通的一个八九层公寓楼,其抗震报告书动辄厚达两三百页。建筑抗震报告书必须经过相关部门或人员的检查,确认无误后才能开工。,每次大震后修改建筑法,28,在日本近代，损失最惨重的地震要数1923年的关东大地震和1995年的神户大地震。但除上述两大地震损失惨重外，其余地震造成的损失可以说并不严重。这不但与日本使用,轻质材料(主要为木材),建房有关，也与日本在,地震设防方面的研究成果和技术水平,有很大关系，日本建筑的地震设防也有一个从,耐震、制震到免震,，从,防死、防伤到防损坏,的发展过程。,土木工程防灾减灾课件,29,防震技术,刚性结构提高建筑物的抗震性能,一座号称日本最高的公寓，该公寓每坪(约3.3平米)价800万日元(约48万元),在刚开始销售后不久即售罄，一个重要因素就是这些高层公寓多半与高层写字楼作了同等水平的抗震设计。使用了与美国纽约世界贸易中心相同的钢管168根，确保了抗震强度。这种钢管的直径最大达800毫米，厚度达40毫米，而且钢管中还注入了比通常混凝土强度高3倍的高强度混凝土。,防震技术,30,在中国，高层公寓通常以柔性结构为主流，一般靠整个建筑来减弱地震引起的摇动。这种建筑在强风刮过来时，楼的结构也会发生一定的摇动。而日本建筑多数采取刚性结构，这样摇动大大降低。例如，7级以上的大地震发生时，柔性结构的建筑一般要摇动1米左右，而刚性结构建筑只摇动30厘米。”,在中国，高层公寓通常以柔性结构为主流,31,使用橡胶、弹簧等弹性装置提高建筑物的抗震性能,为了抵御地震的破坏，日本的高层建筑普遍采用了一种,地基地震隔绝,的技术。这种技术就是在建筑的底部安装弹性橡胶垫，或者摩擦滑动承重座缓冲装置来抵御地震。日本三井不动产公司在东京都杉并区出售的一座,免震结构公寓,高达93米，但其外围使用了新研制的高强度16积层橡胶，建筑物的中央部分使用了天然橡胶系统的积层橡胶。这样，在裂度为6的地震发生时，就可将建筑物的受力减少至1/2。,土木工程防灾减灾课件,32,上部结构与基础的分离式设计,日本开发出一种“,局部浮力,”的抗震系统，即,在传统抗震构造基础上借助于水的浮力支撑整个建筑物。,这种技术是在建筑物上,层结构与地基之间设置贮水槽,，使建筑物受到水的浮力支撑。水的浮力承担建筑物大约一半重量，既减轻了地基的承重负荷，又可以把隔震橡胶小型化，降低支撑构造部分的刚性，从而提高与地基间的绝缘性。这种技术不仅具有较好的抗震效果，同时贮水槽内贮存的水在发生火灾时还可以用来灭火，或者作为地震发生后的临时生活用水。更重要的是这一系统成本并不算高，以八层楼医院为例，成本比普通抗震系统高出大约2。,上部结构与基础的分离式设计,33,滚动支撑式基础提高建筑物抗震性能,用“,滑动体,”基础提高建筑物抗震性能。这种技术适用于独户、古旧建筑，可以有效地进行古建筑的防震保护。这种技术是,在建筑物与基础之间加上球形轴承或是滑动体，形成一个滚动式支撑结构,，从而减轻地震造成的摇动。日本目前已经对国立西洋美术馆等古旧建筑实施了这种补修工程。,据介绍，日本目前约有2000幢建筑使用了这些防震技术，中国的这类建筑只有700座，而世界其他国家的此类建筑加起来还不足300座。,滚动支撑式基础提高建筑物抗震性能,34,弹簧地基,日本鹿岛的建筑部门发现了一种防震大楼的建筑方法：,将弹簧安装在大楼的地基上,。这种防震大楼的特点是：在大楼地基的基础部分和大楼主体部分之间安装上弹簧，让大楼处在一种漂浮状态。由于,弹簧是在一种能够吸收地震和其他振动的中介物,，无论地基如何晃动，大楼本身都不会受到过于强烈的冲击。实验证明，6-7级的地震经过弹簧抵消后，其震动都会降低到原来的1/10。,弹簧地基,35,房缠“绷带”,这种技术采用树脂材料作为抗震“绷带”包裹建筑物支柱，从而达到防止支柱在地震时发生倒塌的目的。,抗震“绷带”采用树脂纤维制造，形状类似安全带。施工时，将,抗震“绷带”涂上黏合剂，包裹固定在建筑物支柱上,。地震发生时，支柱即使出现内部损伤也不会倒塌，这可以确保建筑物内人员的生存空间。,房缠“绷带”,36,9.2.2 风灾害及其防灾减灾对策,零级烟柱直冲天,一级轻烟随风偏,二级清风吹脸面,三级叶动红旗展,四级枝摇飞纸片,五级小树随风摇,六级举伞有困难,七级迎风走不便,八级风吹树枝断,九级屋顶飞瓦片,十级拔树又倒屋,十一二级路上很少见,9.2.2 风灾害及其防灾减灾对策零级烟柱直冲天,37,9.2.2 风灾害及其防灾减灾对策,形成风的直接原因，是,气压在水平方向分布的不均匀,。地面风不仅受气压梯度力和地转偏向力的支配，而且在很大程度上，风还受大气环流、地形、水域等不同因素的综合影响。,(1),风灾害基本概况,典型的龙卷风,9.2.2 风灾害及其防灾减灾对策 形成风的直接原因，,38,热带气旋,热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的低压涡旋，是,热带低压、热带风暴、台风或飓风,的总称是一种强大而深厚的热带天气系统。热带气旋通常在赤道南北,30,纬度以内的海面（如西北太平洋、北大西洋、印度洋）上形成。热带气旋的最大特点是它的能量来自,水蒸气冷却凝固时放出的潜热,。热带气旋登陆后，或者当热带气旋移到温度较低的洋面上，便会因为失去温暖而潮湿的空气供应能量，而减弱消散或转化为温带气旋。, 热带气旋 热带气旋是发生在热带或副热带洋面上的低压,39,名 称,属 性,超强台风（,Super TY,）,底层中心附近最大平均风速,51.0,米,/,秒，也即,16,级或以上,强台风（,STY,）,底层中心附近最大平均风速,41.5-50.9,米,/,秒，也即,14-15,级,台 风（,TY,）,底层中心附近最大平均风速,32.7-41.4,米,/,秒，也即,12-13,级,强热带风暴,(STS),底层中心附近最大平均风速,24.5-32.6,米,/,秒，也即风力,10-11,级,热带风暴,(TS),底层中心附近最大平均风速,17.2-24.4,米,/,秒，也即风力,8-9,级,热带低压,(TD),底层中心附近最大平均风速,10.8-17.1,米,/,秒，也即风力为,6-7,级,热带气旋按中心附近地面最大风速划分等级,热带气旋灾害的危害,强风,暴雨,风暴潮,名 称属 性超强台风（Super TY）底层中心附近最大平均,40, 龙卷风,龙卷风是一种,强烈的、小范围的空气涡旋,，是在极不稳定天气下由,空气强烈对流运动,而产生的，由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云,(,龙卷,),产生的强烈的旋风，其风力可达,12,级以上，风速最大可达每秒,100,米以上，一般伴有雷雨，有时也伴有冰雹。龙卷风的袭击突然而猛烈，对建筑的破坏也相当严重，经常是毁灭性的。龙卷风难以准确预报，但可根据天气条件判断在某一地区产生龙卷的可能性，并通过雷达监测及时发出警报。, 龙卷风 龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋，是在,41,龙卷风破坏力的组成,风压极大，可将沿途的建筑物摧毁,建筑物与龙卷之间的巨大的气压梯度力，足以使建筑物由内向外爆炸,上升气流极强，能将上万吨的整节大车厢卷入空中，将上千吨的轮船由海面抛到岸上,龙卷风破坏力的组成,42, 寒潮风暴,来自极地或寒带向中纬度或低纬度侵略的强烈冷空气，所经之地短期内造成大范围急剧降温和大风、雨雪的天气过程。,寒潮和强冷空气带来的,雨雪、冰冻天气,对交通运输危害不小。,2008年中国南方雪灾,造成多处铁路、公路、民航交通中断。由于正逢春运期间，大量旅客滞留站场港埠。另外，电力受损、煤炭运输受阻，不少地区用电中断，电信、通讯、供水、取暖均受到不同程度影响， 某些重灾区甚至面临断粮危险。而融雪流入海中，对海洋生态亦造成浩劫，台湾海峡即传出大量鱼群暴毙事件。, 寒潮风暴 来自极地或寒带向中纬度或低纬度侵略的强烈,43, 季风,季风是一个古老的气候学概念，通常指,近地面层冬、夏盛行风向接近相反且气候特征迥异的现象,。季风活动范围很广，它影响着地球上,1,4,的面积和,1,2,人口的生活。西太平洋、南亚、东亚、非洲和澳大利亚北部，都是季风活动明显的地区，尤以印度季风和东亚季风最为显著。中美洲的太平洋沿岸也有小范围季风区，而欧洲和北美洲则没有明显的季风区，只出现一些季风的趋势和季风现象。, 季风 季风是一个古老的气候学概念，通常指近地面层冬、,44,风作用于结构物的特点,风对建筑物的作用力包含静力部分和动力部分，且,随时间和空间的不同而变化,建筑物的,外形、几何尺寸及其周围的风场环境,对风荷载的大小和分布影响很大,与地震荷载相比，风荷载作用的,持续时间较长，出现的频次也较高,在风力作用下，结构物表面,风压分布的测定,，目前多在模拟大气边界层风场的风洞中对模型进行动态测量试验获得,风作用于结构物的特点在风力作用下，结构物表面风压分布的测定，,45,从土木工程角度出发，进行相应的抗风设计：,（1）力求选择合理的建筑体形：,流线型平面,：采用,圆形或椭圆形,等流线型平面的楼房，有利于减少作用于结构上的风荷载。,减少风压的平面切角处理,从土木工程角度出发，进行相应的抗风设计： 减少风压的平面切角,46,截锥状体形,:采用,上小下大,的截锥形体形，减少了楼房上部较大数值的风荷载，并减小了风荷载引起的倾覆力矩，同时增大抗推刚度，在水平荷载作用下将产生反向水平分力，从而使风振时的振幅和加速度得以较大幅度的减小。,不大的高宽比,：房屋高宽比是衡量一幢高楼抗侧刚度和侧位移控制的一个主要指标，通常要控制在6左右，在沿海台风区应该适当减小一些。,截锥状体形:采用上小下大的截锥形体形，减少了楼房上部,47,透空层,：在高楼的,中部局部开洞或形成透空层,，可以将迎风面堆积的气流从洞口或透空层排除，减小压力，进而减小因风速变化而引起的高楼振动加速度。,减小风振的透,空层,透空层：在高楼的中部局部开洞或形成透空层，可以将,48,并联高楼群,：将多幢高楼,在顶层采用大跨度立体桁架连为一体,，可以大大减小高楼顶部的侧移，并减小高楼顶部的风振加速度。这种方法在城市规划方面是可取的，增大了城市空间和绿化面积，使交通得到分流，减少了交通量。,空中城市的并联高,楼群,并联高楼群：将多幢高楼在顶层采用大跨度立体桁架连为一,49,从土木工程角度出发，进行相应的抗风设计：,（2）安装阻尼装置,阻尼，是指物体在运动过程中受各种阻力的影响,能量逐渐衰减而运动减弱的特性。,如果,强风从北面刮来,，该装置使用传感器来探测风力大小和建筑物的摇晃程度，并通过计算机经由弹簧、液压装置来控制,配重物像一个巨大的“钟摆”一样摆向北面,，使风阻尼器会,产生一种与风向相反的力量,，从而化解建筑物的摇晃程度，抵消强风对建筑物的影响。,从土木工程角度出发，进行相应的抗风设计：,50,使用了这一装置之后，能把强风加在建筑物上的加速度降低40%左右，这样一来，即使遭受强风袭击，建筑内的人也基本感觉不到建筑物的摇晃。另外，风阻尼器也可以降低强震对建筑物、尤其是建筑物顶部的冲击。,台北101大厦风阻尼器, 世界最大,使用了这一装置之后，能把强风加在建筑物上的加速度降低4,51,从土木工程角度出发，进行相应的抗风设计：,（3）采用反向变形,在高楼中设置一些,竖向预应力钢丝束,，当高楼在风力作用下向一侧弯曲时，传感器启动千斤顶控制器，对布置在高楼弯曲,受拉一侧的钢筋束施加拉力,，从而产生一个反向力矩，并与风力弯矩叠加后，使高楼结构下半部的弯矩值大大减小，并使结构的侧向变形由单弯型变成多弯型，风荷载作用下结构顶点的侧移值减小，结构顶点的振动幅值和振动加速度也随之减小。,从土木工程角度出发，进行相应的抗风设计：,52,9.2.3 火灾害及其防灾减灾对策,火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。,火灾一般具有以下三个特点：,成长性；,不安定性；,偶发性。,(1),火灾害基本概况,2009,年上半年我国火灾原因起数统计分布情况,9.2.3 火灾害及其防灾减灾对策 火灾是指在时间和空,53,建筑耐火等级,按建筑常用结构类型的耐火能力划分为,四个耐火等级：一级、二级、三级、四级,，（高层建筑必须为一或二级）。,建筑的耐火能力取决于构件的耐火极限和燃烧性能,，在不同耐火等级中对二者分别作了规定。构件的,耐火极限,主要是指构件从受火的作用起，到被破坏（如失去支承能力等）为止的这段时间（按小时计）。构件的材料根据,燃烧性能,的不同有燃烧体（如木材等）、难燃烧体(如沥青混凝土、刨花板)和非燃烧体（如砖、石、金属等）之分。,建筑耐火等级,54,从土木工程角度出发，增强建筑物防火能力的措施 ：,耐火等级和材料选择,设计时须保证主体结构的耐火稳定性，以赢得足够的疏散时间，并使建筑物在火灾过后易于修复。隔墙和吊顶等应具有必要的耐火性能，内部装修和家具陈设应力求使用不燃或难燃材料，如采用经过防火处理的吊顶材料和地毯、窗帘等，以减少火灾发生和控制火势蔓延。,从土木工程角度出发，增强建筑物防火能力的措施 ：,55,从土木工程角度出发，增强建筑物防火能力的措施 ：,防火间距和防火分区,为防止火势通过辐射热等方式蔓延，建筑物之间应保持一定间距。,建筑耐火等级越低越易遭受火灾的蔓延，其防火间距应加大。,建筑中为阻止烟火蔓延必须进行防火分区,，即采用防火墙等把建筑划为若干区域。,防火墙,应为耐火极限3小时的非燃烧体，上面如有洞口应装设甲级防火门窗，各种管道均不宜穿过防火墙。不能设防火墙的可设防火卷帘，用水幕保护。,从土木工程角度出发，增强建筑物防火能力的措施 ：,56,从土木工程角度出发，增强建筑物防火能力的措施 ：,安全疏散和通风排烟,公共建筑的安全出口一般不能少于两个，影剧院、体育馆等观众密集的场所，要经过计算,设置更多的出口,。楼层的安全出口为楼梯，开敞的楼梯间易导致烟火蔓延，妨碍疏散，高层建筑须设,封闭的或防烟的楼梯间,，阻挡烟气，利于疏散。,从土木工程角度出发，增强建筑物防火能力的措施 ：,57,超高层建筑应增设,暂时安全区或避难层,，还可设屋顶直升飞机场，从空中疏散。,疏散通路上应设紧急照明、疏散方向指示灯和安全出口灯。,建筑物火灾时产生大量浓烟，不仅妨碍疏散还会使人中毒甚至死亡。楼梯井、电梯井和管道井具有“烟囱效应”，起排烟作用，地下建筑的烟则很难排出。因此，高层或地下建筑的走道、楼梯间及消防电梯前室等，应按情况安排,自然排烟或机械排烟设施。,超高层建筑应增设暂时安全区或避难层，还可设屋顶直,58,从土木工程角度出发，增强建筑物防火能力的措施 ：,报警系统和灭火装置,一般建筑起火后约1015分钟开始蔓延，可通过,人工报警和使用消火栓灭火,。在大型公共建筑、高层建筑、地下建筑以及起火危险性大的厂房、库房内，还应设置自,动报警装置和自动灭火装置,。设有自动报警装置和自动灭火装置的建筑应设,消防控制中心,，对报警、疏散、灭火、排烟及防火门窗、消防电梯、紧急照明等进行控制和指挥。,从土木工程角度出发，增强建筑物防火能力的措施 ：,59,9.2.4 地质灾害及其防灾减灾对策,地质灾害，通常是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用（现象），如,崩塌、地裂缝、坑道突水、突瓦斯、煤层自燃、黄土湿陷、砂土液化，土地冻融,等。由降雨、融雪、地震等因素诱发的称为,自然地质灾害,；由工程开挖、堆载、爆破、弃土等引发的称为,人为地质灾害,。,常见的地质灾害主要指危害人民生命和财产安全的,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降,等六种与地质作用有关的灾害。,(,1),地质灾害基本概况,9.2.4 地质灾害及其防灾减灾对策 地质灾害，通常是,60,崩塌,崩塌也叫崩落、垮塌或塌方，是陡坡上的,岩、土体、石块或碎屑层，在重力作用下快速地向下运动,堆积在坡脚（或沟岩）的地质现象。,影响崩塌的因素,（1）新构造运动:尤其是地震。,（2）地形：多产生于55,0,以上的斜坡。, 崩塌 崩塌也叫崩落、垮塌或塌方，是陡坡上的岩、土体,61,（,3）地质构造,：断裂、节理发育，岩石破碎。,（4）气候及降水,：昼夜温差大，物理风化强烈。降水渗入地下，降低岩石强度，增大重量。水渗入裂隙或软弱层，减小了摩擦阻力。,（5）河流侧蚀,（6）人类活动,：开挖山坡,人工爆破,（3）地质构造 ：断裂、节理发育，岩石破碎。,62, 滑坡,斜坡上的岩石山体由于种种原因在重力作用下沿一定的软弱面（或软弱带）整体地向下滑动的现象叫滑坡。,诱发滑坡的各种外界因素有地震、降雨、冻融、海啸、风暴潮及人类活动等。, 滑坡 斜坡上的岩石山体由于种种原因在重力作用下沿一,63,影响滑坡的因素,（1）地形：松散层沿层面滑动，坡度,20,o,（2）岩石结构和岩性：滑坡常沿断层面、节理面、岩层不整合面、岩层层面发生。,（3）气候：暴雨或长期降雨，以及融雪水可使斜坡岩土体饱和水分，增加块体自重。水在滑动面中起到润滑作用，降低斜坡的稳定性。,影响滑坡的因素,64,（4）人类工程活动：,人工开挖边坡,斜坡上建筑物增加斜坡载荷,工程爆破,（4）人类工程活动：,65, 泥石流,泥石流是在山区沟谷中，因暴雨、冰雪融化等水源激发的、含有大量泥沙石块的特殊洪流。,泥石流具有,突然爆发，历时短暂，来势凶猛，破坏力极大。, 泥石流 泥石流是在山区沟谷中，因暴雨、冰雪融化等水,66,泥石流形成条件,（1）地形条件,泥石流主要发生于山高谷深，地势陡峻的地区，上游的流域形状便于水流会集。,（2）地质条件,泥石流的发生需要大量的固体物质。一般都是地质构造复杂（断层交错、岩石破碎）新构造运动强烈、地震烈度大的地区。,泥石流形成条件,67,（3）气象水文条件,水源量愈大，形成的泥石流规模也愈大。另外由于山崩、滑坡堵塞而造成的高山湖泊突然溃决，水库和渠道溃决，以及高山冰雪快速融化等，也往往形成规模极大的泥石流。,（4）植被条件,植被稀少有利于泥石流发生。,（5）人类活动,人类某些不良的经济工程活动，也是影响泥石流发生、 发展、复活或加重其危害的因素。,川滇山区一些地段之所以成为我国最严重的泥石流活动区，其中一个重要原因就是与近一个多世纪以来严重滥伐森林资源有关。,（3）气象水文条件,68, 地面塌陷,地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落，并在地面形成塌陷坑的自然现象。,地面塌陷的形成原因复杂，种类很多。地面塌陷的监测应包括对地面、建筑物、水点（井孔、泉点、矿井突水点、水库渗漏点等），地下洞穴分布及其发展状况和岩、土体特征的长期观测及对塌陷前兆现象的监测。, 地面塌陷 地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因,69, 地裂缝,地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下，产生开裂，并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种地质现象,，当这种现象发生在有人类活动的地区时，便可成为一种地质灾害。地裂缝的形成原因复杂多样。地壳活动、水的作用和部分人类活动是导致地面开裂的主要原因。, 地裂缝 地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用,70, 地面沉降,地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动。,2003年，上海地铁4号线采用冷冻法施工时，在制冷设备故障的情况下没有及时采取对应措施，为了赶进度强行继续施工，造成隧道施工现场渗水，大量流沙涌入，引起严重的地面沉降。, 地面沉降 地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人,71,为保证结构的安全性和可靠性，尽量避免或减轻地质灾害造成的危害和损失，需要在,工程建设之初即进行,地质灾害危险性评估,。地质灾害危险性评估是对地质灾害的活动程度进行调查、监测、分析、评估的工作，主要评估地质灾害的破坏能力，其主要评估步骤包括：,阐明工程建设区和规划区的地质环境条件基本特征；,分析论证工程建设区和规划区各种地质灾害的危险性，进行现状评估、预测评估和综合评估；,提出防治地质灾害措施与建议，并作出建设场地适宜性评价结论。,(2),地质灾害的土木工程对策,为保证结构的安全性和可靠性，尽量避免或减轻地,72,地质灾害危险性评估的内容,工程建设可能诱发、加剧地质灾害的可能性,工程建设本身可能遭受地质灾害危害的危险性,拟采取的防治措施,确定要素,危险性分级,地质灾害发育程度,地质灾害危害程度,危险性大,强发育,危害大,危险性中等,中等发育,危害中等,危险性小,弱发育,危害小,地质灾害危险性分级,地质灾害危险性评估的内容 确定,73,地质灾害防治措施,建立监测网点，形成有效的预测和预报系统,因地制宜采取有效治理措施,地质灾害防治措施,74,针对滑坡，其防治要贯彻“及早发现，预防为主；查明情况，综合治理；力求根治，不留后患”的原则。,工程措施归纳起来可以分为三类：,一是排除地表水和地下水以及防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷，从而消除或减轻水的危害；,二是通过削坡减重来改变滑坡体外形，并设置用于支挡的抗滑建筑物，比如抗滑片石垛、抗滑桩等；,三是改善滑动带土石性质，一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。,针对滑坡，其防治要贯彻“及早发现，预防为主；查明情况，综合治,75,针对泥石流灾害，可以采取的有效措施有：,一是汛期生活和劳作应尽量避让泥石流多发的河谷区；,二是加快退耕还林，加强植树造林、防止乱砍滥伐，搞好水土保持，杜绝或减轻诱发泥石流产生的人为因素。,除此之外，还需要建立监测网点，形成有效的预测和预报系统，并且因地制宜采取有效治理措施。,针对泥石流灾害，可以采取的有效措施有：,76,感谢您的阅读！,为了,便于学习和使用，本文档下载后内容可随意修改调整及打印,，,欢迎下载！,感谢您的阅读！,77,