大樓設計抗震幾級

這裡簡單說下地震的成因。

地震，按照成因大致分為構造地震，火山地震，塌陷地震和人為地震。

火山地震，就是火山和岩漿活動造成的地殼震動。

塌陷地震，溶洞塌陷，造成的震動就是塌陷地震。

人為地震就更簡單了，比如地下核試驗等等，前幾年我國東北部分地區就時不時能監測到。。。

而90%以上的地震，都是構造地震。構造地震是地下的構造運動造成的。詳細的成因目前沒有一個完全明確的解釋，但是目前最廣為接受的是“彈性回跳說”。也就是，地下的岩層受到構造運動的作用力而拉扯變形，積攢能量。當受力超過岩石應力的極限，岩石斷裂，彈性勢能突然釋放，就造成了地震。打個比方，皮筋收到拉扯時，隨著形變積累彈性勢能，當皮筋斷掉那一瞬間，能量突然釋放，產生的震動把你手彈腫了，這就是應力的釋放。那麼堅硬的岩石怎麼能和皮筋類比呢？雖然常溫常壓下，岩石是堅硬的，更具有剛性而不是彈性，但是在地下的高壓環境，岩石會產生塑性甚至彈性。其實地球能形成球體，也是岩石塑形的一種表現。

每次地震發生，可能很多人都會有類似的問題。有時候，有些媒體也會在這裡犯一些錯誤，被大家詬病為「不專業」。當然，這些東西也挺複雜的，媒體搞混了也正常。

一 地震震級

地震震級是某次地震的屬性

有一個震級。比如1995年阪神大地震是矩震級6。8，2008年汶川大地震是矩震級是7。9。

注意到，可能對於某次地震，不同媒體的報道有所不同，那是因為他們採用了不同的震級標準。由於歷史原因，不同的專家學者發明過不同的震級標準，比如里氏震級、面波震級、體波震級等等。比如說，有些國內官方媒體採用的就是面波震級，所以2008年汶川大地震的震級為面波震級8。0。目前大家認為比較合理的、應用較廣泛的是矩震級。

震級是什麼意思呢？簡單說，震級衡量的是地震的大小，或者嚴謹一點，地震所釋放的能量的大小。某次地震所釋放的總能量是固定的，所以它的震級也是唯一的。

絕大多數地震是由斷層引起的，地震所釋放的能量的大小，取決於引發地震的斷層的大小、斷層兩邊相對運動的距離、斷層處的岩石強度。斷層的面積乘以斷層移動的距離再乘以岩石的剪下模量，得到的就是Seismic Moment，也就是所謂的地震矩。這個地震矩的數值，直接反映了地震釋放能量的大小。

而矩震級就是對地震矩的衡量，這兩者之間的關係是 ［公式］，其中地震矩 M0的單位為牛乘以米。注意到，地震矩和矩震級之間是三分之二 log 的關係。換言之，震級大一級，地震矩變為原來的10的1。5次方倍，也就是31。6倍；震級大兩級，地震矩變為原來的31。6的平方倍，也就是 1000 倍。

簡單說，8級地震釋放的能量，是7級的31。6倍，6級的1000倍，5級的31623倍，4級的1000000倍。

二 地震烈度

地震烈度衡量的是某次地震發生之後對某個地區的影響。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，越靠近震中最大，越遠離震中越小。這也很好理解，越靠近震中受影響越大，越遠離震中受影響越小。

你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。由於地形地質的不同，所以烈度的分佈並不是個完美的同心圓，只是大致上遵循著越靠近震中越大的規律。

烈度的大小與地震震級相關，但並沒有明確的數值關係，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引數，跟震源深淺、地震型別、地質條件等等都有關係，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。

三 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。

這個是怎麼確定的呢？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……然後再利用統計學知識，根據既定的可靠度目標，比如說，讓設防烈度大於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裡，我能保證有90%的實際地震烈度都小於我的這個設防烈度。

現在的抗震規範，採用的是 50 年內超越機率為 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」。

什麼意思呢？475年一遇的地震，今年發生的機率是475分之一，也就是0。211%，今年不發生的機率是1減去0。211%，也就是99。789%。50年之內都不發生這樣的地震，這個機率是 99。789% 的 50次方，也就是90%。而50年之內發生這樣的地震的機率，則是 1 減去 90%，等於 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，都在我們的設防範圍之內，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範圍破壞，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，但是儘量透過合理的構造措施，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」。

四 抗震等級

抗震等級有什麼用呢？

抗震等級當然跟抗震能力相關，簡單理解是在設計階段給建築骨架賦予的強壯程度。

根據建築物的不同，比如醫院在地震中承擔著重要的醫護任務，所以它的“骨架”應比普通住宅的“骨骼”更強壯，能抵抗更強的地震。

抗震等級是建築設計時賦予建築的屬性。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。抗震等級也可以在區域性調整，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。

五 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年內所能發生的最強烈的地震烈度。如果實際發生的地震引起的烈度不大於設防烈度，建築結構應該要做到不發生永久性的、不可修復的破壞。

抗震等級是建築物的屬性，越重要、越容易受地震襲擊、越需要保護的建築物，抗震等級越高，對抗震能力的要求也越高。

看到這，是不是已經看蒙了，來個簡單的比喻吧。希望大家能理解。

把太陽想象成一個大的燈泡，假設地球上的人是怕陽光的，所以人人都得穿防光服，並且各個城市都有個官方的防光服厚度的基本標準。

那麼

1，地震震級：燈泡的瓦數就是震級。

2，地震烈度：各個地方的亮度就是地震烈度。

3，設防烈度：各個地方官方的防曬服厚度的基本標準就是抗震設防烈度

4，抗震等級：在基本標準的基礎上，老人的防光服要厚一點兒，兒童的更要厚一點兒。那麼這個不同人的防光服厚度的差就是抗震等級。