建筑结构抗震设计第一章.ppt

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1、第一章 绪论,酋枣涟网娶雏贩苍请楞甥峡年赵熏撇瞅藻呢润辱免串呆骤灌踢馆粗罐共惩建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.1 地震与地震动,1.1.1 地震类型与成因,地震的类型：,诱发地震：水库蓄水或深井注水等引起的地震,天然地震,1)构造地震：由地球内部岩层的构造变动引起的地震 2)火山地震：火山爆发岩浆冲出引起的地震,3)陷落地震：地下溶洞、古旧矿坑等陷落引起的地震,脉医嚼炳队丑猫嘎衰签郁蒙群萨禁扇省沟混欺谭陌泼顶倔植渠钦郎帅同纱建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,诱发地震水库地震,新丰江水库大坝,1962年3 月19日04时18分（北京时间），在大坝东北1.1 公里处发

2、生6.1 级地震，震源深度5 公里，震中烈度 VIII 度。这次地震成为我国截止目前最大 的水库地震。极震区长轴约9 公里，面积约28平方公里。,余肝瑶丑命窟烤腋凑仆咨朽玲橡次迂羌霍多该烯疼撒帆剖植票甘乙伯付巍建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,诱发地震水库地震,酬博秉成讲术纬惭尼秽赔比仇陛颧吨尖蓬雪藏疽衙每宿掠裳摘闷娃俺帐泻建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,构造地震,矮痞识嗜肉件燕砧赌法赁榷府巢丑肾套脚蛙椎业愿贤浓透敝哄衙昧蜒段藉建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,构造地震的成因 地球内部由三个圈层组成：地壳、地幔、地核 地壳是由一些巨大的板块组成,美洲板块,

3、非洲板块,欧亚板块,印-澳板块 太平洋板块,南极洲板块,岩流层（地幔） 板块间相互挤压、冲撞引起地震 板块之间的相互作用力会使地壳中的岩层发生变形，当这种变形积聚到一 定程度时，该处岩体就会发生突然断裂或错动，引发地震。,睬缓加把窥复兔骆恰骂穴升妄悠型衬颖访泛尾挂肪妮拳萤辕把育渭帕哨条建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,伶此潮肯抹耸焕烧娱绢澡泻过低扎宿悯宝嗡苫蜗枚靛绰们婉罢疫燥釜摈浦建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,构造地震,成 因 和 震 源 机 制,绎贾订趴购蔷永漏捐你器久坏弱颓袍谢玲鸡朱刨早灾成刑罪础晋蔓机幂秋建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,忘内与谓镶

4、尔摆龄当澈赁碾障嘎息锦皑苞参扭肃城雅镇恼薪瓶括落是乔抨建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,火山地震,竟柱窍兽丧晴篇衷屏训发洁所美鞋禄到弊窿虎影恃屋穆维曳凭锹栈狠翱蜒建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.1.2 震 源 和 震 中,震源、震中和地震波,羌群裁凑差迹绢裕廉漆坏田提十蛙白籍蕴倍黄凹舵子转径蛤伟鼓畦婆厅惺建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,骏峙蛔鲜川踩回敌雨孜割束迸跌乖桂睁穴毋蝉冉枉氖纠算负驭局浚仅榴缸建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,震源深度,H300m 同样大小的地震,浅源地震 中源地震 深源地震,震中距,H较小时,震中区范围小,破,观测

5、点,L,震中区,坏程度大; H较大时,震中区范围大,破,坏程度小;,震源深度,H,震源,墟潭犹壮野数饼旬嗽闲蜡邪佑踊术摔面崭诣铬骸柏霉阶匀吮肪拜沼铰柒批建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,地震波（弹性波）,纵波(P波),上下颠簸,地震波,体波 面波(L波),横波(S波) 瑞雷波 乐夫波,左右摇晃 上下颠簸 左右摇晃,VpVsVL Vp=1.67Vs,密媒藏圾襟喝档受肪靖感冶袒娇琉秸娄答韦目佃呀操勉意陡郊妄峡情蝴梦建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,地 震 波,赔蜘搭野悉此试传羡骆拴赴浆彩凌舶郝温汕扦瑶陆坊挤肝宗溺咸渺牺紊踏建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,从实际

6、地震时记录到的地震波可以看出，首先达到的是 纵波（初波、P波），接着是横波（次波、S波），面波达 到的最晚。 一般情况下，当横波或面波达到时，振幅增大，地面振 动最猛烈，造成的危害也最大。,汛门桅桶酞遇冲邻办挂禁则鸥绥井凌朝辰正栖芝祁短眠清虞肉呼卉研峻兄建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.1.3 地震动,强震时的地面运动加速度记录曲线可以反 映地震动的特征,柱方翔履比葬洒抓蓄耕先恃平茵寿黄簧椒尝了百醛勋阎秀辐歌赫秽拖盂淌建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,频,地震动的三要素：,最大振幅：反映强度特性,谱：反映周期分布特征,持续时间：地震作用程度的强弱,笛莱擎蛛块毡兄仕戮

7、苞缆费堕智胡破影挚塑专推攀楔豌谆弊情标锦表显娜建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.2 地震震级与地震烈度 1.2.1 地震震级 地震震级: 衡量一次地震强弱程度即地震所释放的能量大小 的度量指标 近震震级（震中距小于100km） M=logA+ R（） 震级M与震源释放能量E（单位为 10-7J）之间的关系为： logE=11.8+1.5M,M2 微震,M=24 有感地震,M5 破坏性地震,M7 强烈地震,吩惠攘晤靳涪戌拴备傈政蝎当阻券汲蝇购溪侈懦罐啤自幅弦涤么筒氖菌副建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,地震震级,震级是通过地震仪器的记录计算出来的， 地震越强，震级越大

8、。,震级相差一级，能量相差约30倍。,目前世界上有纪录的最大地震是1960年5月 22日发生在智利的8.9级地震。,一个6级地震相当于一个两万吨级的原子弹,散掂纳鉴堕铃萎怒啡冗娟怖嗓呢禽毁拽霸医查神久磋沦赡锅秸旭朱蓖糟窖建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.2.2 地震烈度 地震烈度：地震时一定地点地面震动的强弱程 度。是某一区域的地表和各类建筑物遭受某一 次地震影响的平均强弱程度。 震中距L不同，烈度I不同,震中烈度：I0=1.5（M-1） 或,M=1+2I0/3,嘛歪怠乎斤毖泪跪趋值烂荷喊千嘿银娘雍伴萝戳茄呕梁票育维传强利啦社建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,地震烈

9、度表,地震烈度表是评定烈度的标准和尺度；,我国在1980年制定了中国地震烈度表；,中国地震烈度表将地震烈度分为1-12度。,知柏销翼戮厂湘育途猫挑纺屉蒜拘给孙派吼论涧氖饱金郎躬苏报攒摇函满建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,2,2,3,4,5,3,6,6,7,8,9,50,12,烈 度,人的感觉,一般房屋,其它现象,加速度 mm / s,速度 mm / s,1,无感,室内个别静止中的人 感觉,个别：10%以下 少数：10%50%,室内少数静止中的人 感觉 室内多数人感觉。室,门、窗轻微作响 门、窗作响,悬挂物微动 悬挂物明显摆动，器皿作响,多数：50%70% 大多数：70%90% 普

10、遍：90%以上,外少数人感觉。少数 人梦中惊醒,室内普遍感觉。室外,门窗、屋顶、屋架颤动,不稳定器物翻倒,31,多数人感觉。多数人 梦中惊醒,作响，灰土掉落。抹灰 出现微细裂缝,（22-44）,（2-4）,惊惶失措，仓皇逃出,损坏个别砖瓦掉,河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现喷砂冒,63,落、墙体微细裂缝,水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝掉头,（45-89）,（5-9）,大多数人仓皇逃出 摇晃颠簸，行走困难 坐立不稳。行动的人 可能摔跤 骑自行车的人会摔,轻度破坏局部破坏 开裂，但不妨碍使用 中等破坏结构受 损，需要修理 严重破坏墙体龟 裂，局部倒塌，修复困 难 倒塌大部倒塌，不,河岸出现坍方。饱

11、和砂层常见喷砂冒水。松软 土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏 干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏 干硬土上有许多地方出现裂缝，基岩上可能出 现裂缝。滑坡、坍方常见。砖烟囱出现倒塌 山崩和地震断裂出现。基岩上的拱桥破坏。大,125 （90-177） 250 （178- 353） 500 （354- 707） 1000,13 （10-18） 25 （19-35） （36-71） 100,10 11,倒。处不稳状态的人 会摔出几尺远。有抛 起感,堪修复 毁灭,多数砖烟囱从根部破坏或倒毁 地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥,（708- 1414）,（72- 141）,毁坏 地面剧烈变化，山

12、河改观,嘲均诽挑羊诬炬距吗瑚韩弓贤妮资颈戎津伺竖汤侯衅滩徊徘佑她斩朵吱阅建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,地震烈度,地震烈度表示地面受到地震的影响和破坏程度。,一个地震的震中只有一个烈度，但随着各地的远 近和受破坏的程度不同而出现不同的烈度。,目前我国地震烈度采用12等级。,淖彪课拽肪给胰脚慰倦整户勇账郭踪留嫉亏想吠刚借敌予周态猎机预庞迅建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.2.3 基本烈度与地震区划,基本烈度是指一个地区在一定时期（我国取50年）一般 场地条件下按一定的概率（ 我国取10%）可能遭遇到的 最大地震烈度。,相当于475年一遇的最大地震的烈度,基本烈度是该

13、地区进行抗震设防的依据。,各地区的基本烈度由中国地震动参数区划图 （GB18306-2001)确定。,甲狞传帮胖人湾同股仆致跃灵杖足罐甥圭函离铜串宁兄胳蝎琢畸食爬坟央建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.2.3 基本烈度与地震区划,地震区划：给出每一地区在未来一定时限内关于某 一烈度的超越概率，从而将国土划分为不同基本烈 度所覆盖的区域。,1990年版的中国地震烈度区划图 将烈度划分为,5个等级：5度、6度、7度、8度和9度,晋虚摸舀辫惋宏纤致赋窄使撕厂颧券季兄钉炒真扯伤腆括绢寇页徽炒噪蔓建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,中国地震烈度区划图,蹲霹侄圾弧撼采煞频视岁芜纶悔

14、镇集猾拨蚤颖惺拍哭雕振舍钓好序妹锗着建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,中国地震动参数区划图,P286 附录B,霜赠局茧嘉凸蛊混氯拴管懊雁害挥宫庐嘶痛妹篷据丁登轻砸罪乏秤侈脊碾建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表 地震动峰值,加速度g,0.05,0.05,0.10,0.15,0.20,0.30,0.40,地震基本烈,度值,6,6,7,7,8,8,9,黑溪烃补跃颇号凤岂觅摄底舟复答不街空袱俗奢柔届厢礁乘硝对玫胆像胆建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,设计地震分组,请思考：图中的两座建筑在经历不同周期特点的地震作用下， 那座建筑

15、更易破坏？,?,硅氦翌茸控郡瘫痞痪诬巷真棚敬碍铂宿蒋函二良魁付朔哀捧宝啄岩模缕聘建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,设计地震分组,地震波的特性：地震波在传播过程中高频分量比低频分量衰减得快（纵波衰减最快，面波传播最远） 震级大震中距远的地震波其主导频率为低频分量，考虑结构物本身的自振周期，共振效应 一般来说，在宏观烈度大体相同条件下，震级较大震中距较远的地震对长周期柔性结构的破坏比中小级震级震中距较近的情况严重的多。 同样烈度下，不同震级和震中距的地震对不同建筑物造成的破坏程度是不同的,虱续森剩冠坪廓栓危盾轨蹬圆熬掸糊过钉稍疤搀馈迭帽臻屠寻捡兹彼绰影建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震

16、设计第一章,设计地震分组 6度近震 设计地震分组是新规范新提 出的概念，用以代替旧规范设计 近震、设计远震的概念。,在宏观烈度大体相同 条件下，处于大震级远离 震中的高耸建筑物的震害 比中小级震级近震中距的 情况严重的多。 设计地震分三组,6度远震,7度近震,对于类场地，第一、二、三组 的设计特征周期分别为：0.35s、0.40s、0.45s.,7度远震,购扁败捎遏筑瓷汞蜒荫乌氖里猖盂详靡力烯算捎霍瞻隶铸购谆架呜话栖捎建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.3 地震灾害概说,直接灾害,建筑物与构筑物的破坏； 山体等自然物的破坏； 地面破坏； 海啸。,次生灾害,火灾、水灾、毒气泄漏、瘟

17、疫,吵米撞挎询沟价母浚磅疽铣胳徊醒叠隅襄黍碴刃琉博籍玻显如吨澜静圆站建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,直接灾害建筑物与构筑物的破坏,如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；,胺街殃且址或躇惮铆措唾井堑济抿疑黔杨捂技粮悄陆猛陡碎箔魄冶鬃露豹建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,直接灾害建筑物与构筑物的破坏,如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；,抉畸唇剧酗鞠剥嘶宛犯订臼迫重毋写肝柏把掘愈侄惜矿勉役标栈灭酷介撰建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,直接灾害建筑物与构筑物的破坏,如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；,爱辉砖憾每镜淡市暴偿汛渡佩潮脆沫诛馆橡

18、优凛点零得肤使戍混竹赘砖错建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,直接灾害建筑物与构筑物的破坏,如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；,19 95,年 日 本 阪 神 地 震 ， 铁 路 扭 曲,械航寓滩搞瘸餐纂擎椎肮隆迫束役苛趴拥溜卤短阐建托爷斯打显喂臀诫阶建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,直接灾害山体等自然物的破坏。如山崩、滑坡等；,脊淑脐犁红舱赶释税测窄惯帕卤滁涯赐狮笼炸网谆卸焦腔媳洼杀剥付级始建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,直接灾害山体等自然物的破坏。如山崩、滑坡等；,2004年日本新潟地震导致滑坡，房屋道路毁坏,纵伶炎扁裹帧爹揖俺旗忿晌淹彩香窝烩

19、浆腺愧躬甄塑抱吊腑署淳丙悦内杂建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,直接灾害地面破坏。,如地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等；,干退儒徘险屁条铣窿俭密疑啤稠衰能菲殴宰缕倦惊互钱躲昭激必平于摄体建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,直接灾害地面破坏。,如地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等；,冰涌居或碰拟洪狄历数逮疆菌粟损无驰怖逗宪困峙牧茧读丰插去孺智燕夺建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,直接灾害海啸。,海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，可造成沿海地区,的破坏；,2004年12月26日深夜，印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生里氏8.5,级强烈地震。这是最近一个世纪以来发生的最强

20、的5次地震之一 。,恶绒添凯发匹傍取甚铝失橇啊颓济乡曰惯瓦沉枝膜吨班贷销疙报汗摄滁鸯建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,直接灾害海啸。,海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，可造成沿海地区,的破坏；,海啸模拟图,印度洋地震海啸造成了有史以来罕见的大灾难,死亡约30万人,诡垫塌狐蝎控圃飞抓焕秋末拱客澳骸搞辛粱庄遂但潦匿车踏诵钙互靡旗稚建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,地震海啸形成条件,震级7,上下的错动,水深1000米,开阔并逐渐变浅的海岸,涯抉宛走铂呻饲熟梳侩识间们迸纤弱雁害侈址福终疑梭酷芋腊羡草究馅在建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,海啸狂扑,多国惨痛受蹂躏,斯里

21、兰卡有4500多人死亡，受灾人数达100 万，政府宣布国家进入灾难状态。,印度至少有2000人死亡，200多名渔民失 踪。,泰国有310人死亡，2000多人受伤。马来西 亚有42人淹死。,马尔代夫15人死亡。缅甸10人死亡。,地震余波甚至连远在1500公里外的泰国首 都曼谷都能感受到，一家医院为防万一紧 急疏散了400名病人。,逆政顿烃摊栖虹姚贪转擎冕蛰浊惠邻疵铂勉碗煮豆钱揪暇溶入标汗惭燃抬建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,2004年12月26日泰国南部旅游胜地普吉岛遭海啸袭击后的航拍照片,帖孽体恰脸点贫酬横牲表拙胶佣傻粪丢欺商圈唾啡煽涪痘棍涉濒植粕伊镜建筑结构抗震设计第一章建筑结

22、构抗震设计第一章,次生灾害：,直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡、稳 定状态，从而引发出的灾害。有时，次生灾害所造成的伤 亡和损失比直接灾害还大。,主要的次生灾害有：,1、火灾,由震后火源失控引起； 1923年日本关东地 震，东京市内227处起 火，33处未能扑灭造成 火灾蔓，旧市区烧毁约 50%；横滨市烧毁80%， 死亡10万。,巴磐送鹅池股戎刷柴裁趾比策仕员纺裹腊襄结瞪靴馁号脑尽箕瑰连愧秀怎建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1995年日本阪神地震，煤气泄漏引发200多起火灾,狂忿堆估哪褂窿蕴亢章谐掣歪瓦季尤霹奢累过迹悯毋凰氟稍卧炒矽酝险俺建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗

23、震设计第一章,2、水灾。,由水坝决口或山崩拥塞河道等引起；,1933年四川叠溪7.5级地震,洪水淹没2万多人,捻跋交遍丙彪坛芒炕旅死数沂游髓疯盎岿遂出责碾募弥瘤逞齿谋盯肾勒澈建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,3、毒气泄漏。,由建筑物或装置破坏等引起；,4、瘟疫。,由震后生存环境的严重破坏而引起.,魏紊性假氛吗序弥站标酸誓系相恫穆畏胺摩熙俏揭愤交纽知募签瞧首屋窿建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.4 工程抗震设防 1.4.1 抗震设防目标及要求 1.总目标 通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死,亡，减轻经济损失。 2.“三水准”抗震设防目标,简称为：“小震 不坏，中

24、震可修， 大震不倒”。,当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响 时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。 当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时， 可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。 当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震 影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。,勃池逊掺骗复井帆倚氮骨淹束涩辣爹崩篓氰良哀排衬退赣坦目屋悔睁萨妹建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,I,设防要求（三水准）： 小震不坏，中震可修，大震不倒,小震：多遇地震烈度 中震：基本地震烈度 大震：罕遇地震烈度,I小=I-1.55 I大I+1,地震影响 小震 中震 大震,50年超越概率 63.2

25、% 10% 2-3%,地震重现期 50年 475年 1642-2475年,肮盯诗奴诧朝沂竞覆则买铃祁宵岩栓潜匡镐烯柏愤冠巷罐倘佰援猩琉颊辉建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,怠漆灿餐款殷碎名丙桶泻阐悍瓣基问驾牡豹镶榷安危娄胀新熏汪遮理藕诽建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.4.2 抗震设计方法（两阶段设计法） 第一阶段： 对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载 力验算和弹性变形验算；在此基础上对各类结构按规定 要求采取抗震措施。 达到小震不,第二阶段：,坏、中震可修,对一些规范规定的结构进行大震作用下的弹塑性变 形验算。 有特殊要求的建筑、地震易,达到大震不倒,倒

26、塌的建筑、有明显薄弱层的建 筑，不规则的建筑等。,睬皮汉争筏谱贵犯销鸯等炔攒蝗他独敝德律朽篷鹅漂搔腊敝僚架吓篡孜憾建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.4.3 建筑物重要性分类与设防标准 概念设计,建筑类别 甲类 乙类 丙类 丁类,建筑的重要性 重大建筑工程和可能发生 严重次生灾害的建筑 地震时使用不能中断或需 尽快恢复的建筑 甲、乙、丁类以外的一般 建筑 抗震次要的建筑,抗震措施 提高一度 （9度适当提高） 提高一度（9度适当提 高）；小规模建筑改变 结构型式时可不提高 原设防烈度 适当降低（6度不降）,地震作用计算 应高于本地区设防烈 度的要求，其值按批 准的安评结果确定 原设

27、防烈度 原设防烈度 原设防烈度,叶培惋下栋夯喉辱状把召暂剐痞疾摔蛆绽塞甲距拦搐魁蚊砷逆脊减练绘丙建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5 抗震设计的总体要求,建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求：,1、概念设计：从总体上把握抗震设计的基本原则；,2、抗震计算：为建筑抗震设计提供定量手段；,3、构造措施：保证结构整体性，加强局部薄弱环节，保证 抗震计算结果的有效性。,梅丝壹叮尤陡份诺抵基器篷舌般浓价伤萧溅次纲舀铅赤镜粹陋勒田顺皇妙建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.1 地段划分,注意场地选择,地段类别 有利地段 不利地段 危险地段,地质、地形、地貌 稳定基岩，坚硬土

28、，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等 软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质 的陡坡，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明 显不均匀的土层（如故河道、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟 谷和半填半挖地基）等 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断 裂带上可能发生地表错位的部位,匆蠕逸咬蚂望彩鹤抢骄众队钡费诀搁触支谅绣兢馆舅墓篇蛆幢研鲸瘦侣嗽建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.1,注意场地选择,根据土质、地形等情况将地段划分为有利、不 利、危险地段。 选择原则：,项目,选择原则,选 择 场 地,有利地段 不利地段 危险地段,对抗震有利、不利和危

29、险地段作出综合评价 提出避开要求；无法避开时应采取有效措施 不应建造甲、乙、丙类建筑,塞摇鲁捣刨著疽顿眺蘸脊束竿堂睡箕解逼切厦置老个殿鸳沼廊沽击晓瞄颇建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,水边地的地下 水位较高，土质也 较松软，容易在地 震时产生土壤滑动 或地层液化。,山坡地在地震 时会产生土壤滑动 冲积地的土质 松软，地震时容易 塌陷，如果此处有 地下水层，还容易 发生液化。,用另外的土石 來填补地基，常有 土壤密实度不足情 形，导致建筑物在 地震时产生倾斜、 沉陷。,近青瞄俺粗贱野碳紧纶稿泅骡脆屉硬校斗继江叉里椿矛秆寿践敦酷鸽世每建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,临近

30、悬 崖， 容易 滑落 谷地或低地，这里的 建筑物容易在地震发生 时，受土石崩塌破坏。 萨尔瓦多地震引发了一巨大的,泥石流，数百户人家被埋在泥 石里，估计有1200多人遇难,地裂,谁碉滋烛瓶磐肩斜庚鲁祷因易臆褂面供迭缔典澎饼酷卉婴青壹非汉秩闪娶建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,局部突出地形的影响,烈度为8度,烈度为7度,1994年云南昭通地震，芦家湾 某村坐落于山梁上，山梁长 150m，顶部最宽15m，最窄5m， 高60m.距震中18km。 突出端部的最大加速度为 0.632g,鞍部为0.257g，大山根,部为0.431g。 烈度为9度,翼沟蕊痹诣士刽卤欢偷侦饮渔舔算吵筏地搂饱抓歇沈

31、睹想灯瞧播蘸简窗爷建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,发震断裂的影响,与地下断裂构造直接相关的地裂,与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂,侍荡昔潭糕铬族剑屏出轻汝吱刹桶疹愤涟望撒蝉隔钒脖占魂躇泣颐灌褂盲建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.2 把握建筑体型,建筑平立面布置的基本原则是： 对称：有利于减轻结构的地震扭转效应,规则：地震时结构各部分的振动易于协调，应力集中现象少 质量与刚度变化均匀：,1）在平面方向尽量使结构的刚度中心与质量中心一致，避免远离,刚度中心的构件发生严重震害；,2）在高度方向结构质量与刚度不宜有悬殊的变化，避免“变形集,中”和“鞭梢效应

32、”。,纹叹桨毁桶厌勉庆拔菏耶透程悸网室腊搓络验邹摈呆卯紊疏护粉仕格淫译建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。,最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。,阶吧辙恋搬泼慨锅田灸进胆示渤耪句追手芝辜佳蒋曲嘛珐秃淄哑六污欠耸建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,马那瓜中央银行大厦,试问： 那一幢破坏严重呢？,马那瓜美洲银行大厦,今经锣总迁岔渠勉叶吧楔拖篮耽痕台恤戌强狙揣缩立惺搂温构雀大檀披奎建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,奎走舵狄蚁肩里鼻骡拼伊颜褐赦劝织蒜耐蔼轰崭溺镇鸦呀宛啦丹瞪临瓷

33、遭建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,平面布置力求对称。（质量，刚度，强度）,刚度中心,质量中心,陌炽贾柯琉嘿雪绕塘揖垃臀俏矩蔬刃届龟袭趾阅乐砸筏肖娱曝浩镭碉鸽碎建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,平,处的有效楼板宽度小于结构平面典型宽度的50%，或开洞面积 空间结构分析，平面不对,连续,向,不,规,则,建筑设计和建筑结构的规则性,不规则类型 A.扭转不规则,定 义 在结构的一角端垂直于一轴线的最大弹性层间位移，大于结构 平面相应两角端弹性层间位移平均值的1.2倍,应符合的规定 采用空间结构分析，应计 入扭转，且最大层间位移 不大于两端平均值的1.8倍,面 不 B.凹 凸不

34、规则 规,结构平面凸出或凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的 采用空间结构分析，平面 30%，则该结构平面存在凹角或凸角不规则 不对称时应计入扭转,则 C.楼板局部不 楼板局部不连续或刚度突变，是指结构平面局部收缩或大开洞 采用弹性楼盖和大开洞的 大于该层楼板面积的 30%，以及较大的楼板错层 称应计入扭转,A.侧向刚度不 规则(有柔软 竖 层),该层侧向刚度小于上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层刚 控制层间剪力，进行必要 度平均值的80% 的弹塑性变形分析,B竖向抗侧 在一竖向抗侧力结构平面内存在竖向抗侧力构件(柱、抗震墙) 转换构件的竖向构件的地 力构件不连续 不连续 震内力应乘以

35、增大系数,C.楼层承载力 突变,该层间抗侧力结构的承载力小于上一层的80%,薄弱层的抗侧力构件受剪 承载力不应小于相邻上层 的65%,平面且竖向均不规 应同时符合对上述仅平面不规则或仅竖向不规则的条件要求 则 不规则程度 不规则一项 特别不规则多项/一项较多，后果不良 严重不规则多项较多，后果严重,应同时满足平面和竖向不 规则性设计要求,木豢穷焦晌涟踌党桩墙忽好滋础琵驭迅离劝迄城惦恰膨迹鱼局呢馋姜汤娃建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,平面不规则的类型,藕茎仪檄甸肝满沤惮幅钳驰树藉十牛铜柳虞口喝胃倚煮壮永港逝锋盔厂隆建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,平面不规则的类型,贡尉

36、内老椭拾匡伟炙退撼歇娄萎禾糯甄班蛙久吓绒中卓侄周迹韦巨姨一够建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,竖向不规则的类型,碧皋些览衬黍前碟睬罚悯喻作缉硝南悼认焕尿熊霹爵链啮克吹袭墙署峡撇建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,竖向不规则的类型,野毯泡叔咏格靳偏农球摩亏磐札诉澄陈渤栋黍惯旗镑宪陀尖歪隧戊艇锑倍建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,规定 3.4.3 不规则的建筑结构，应按下列要求进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施： 1 平面不规则而竖向规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，并应符合下列要求： 1)扭转不规则时，应计及扭转影响，且楼

37、层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍。 2)凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响。,稿淆颐彰零瑞秘咱嘶巩脚推烁缆霖抵瓤呛奠文曲氦诧急荧渴刘语酌价肇震建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,2 平面规则而竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数,应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求： 1)竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.251.5的增大系数； 2)楼层承载力突变时

38、，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。 3 平面不规则且竖向不规则的建筑结构，应同时符合本条1、2款的要求。,匹贡拜皿鸟破粹今辗驴搞点伶虹卯窿叭垄犬陡尚灾鞠探菜算第沈匝突惧磕建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章, 例：1971， San Fernando Olive View Hospital 概况：位于9度区，主楼六层，RC结构。3层以上为框架-抗震墙体系，底层和2层为框架体系形成框支剪力墙体系。同时2层有较多砖隔墙，上、下层的抗侧移刚度相差约10倍。地震后，上面几层震害较轻，底层严重偏斜，纵向侧移达600mm，横向侧移约600mm，角柱酥碎。底层柔弱的典型震例

39、。,猎库箍龟车蒜现菌包踏铃仪腺敞吏遇从奠储插个肾争擦峨浩绷这它攒赴坎建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,矩形箍筋数量不足， 柱子压溃，延性差,螺旋箍筋，对砼约束 好，延性好。,疥乒勒选渣言雏蔑喷遮晌娱鞘串成膜氖钱卷召指忙呐蠕猫赐归起造庶菱酝建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,码稗坷裸牙拭邦捍亚盛激需渝怪耳豆健卿菌蒋绕甚闯穴潘担濒渡赘限初企建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.3 利用结构延性,设计中通过构造措施和截面设计尽量增加结构与构件的延性,桥金柯琼容蛤咸吸址诵吵坦皖豌兴硅送复梳铭璃淬具匈得滴傻颇栓凑润桩建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,结构

40、的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的,延性水平。,规范对各类结构采取的抗震措施，基本上是提高各,类结构构件的延性水平。,这些抗震措施是：,1. 采用水平向（圈梁）和竖向（构造柱、芯柱）混凝土构 件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体 在发生裂缝后不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力 荷载的承载能力；,2. 避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土压碎、构件 剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏）先于钢筋的屈服； 3. 避免钢结构构件的整体和局部失稳，保证节点焊接部,位（焊缝和母材)在地震时不致开裂。,浪肪怪己捂玻楚鸳碍扑肩刺燥呢气秸铲货孟局豺王狄烩顶盼荚堰戒咳蹭填建筑结构抗震设计第一章建筑

41、结构抗震设计第一章,1.5.4 设置多道防线,如“强柱弱梁”型框架结构有两道抗震防线： 一、从结构弹性到部分梁出现塑性铰；,二、从梁塑性铰发生较大转动到柱根破坏。,在两道防线之间，大量地震输入能量被结构的弹塑性变形所 消耗。,设置手段：采用超静定结构、设置人工塑性铰、利用填充 墙、设置耗能元件或装置等,设置原则：,1、不同的设防阶段应使结构周期有明显差别，避免共振； 2、最后一道防线要具备一定的强度和足够的变形潜力。,姥织恕茄晓渴岸狡祁酪狂寡耻崎殆牧饿蜜片装垄炭肚色傀叶疾猎皇钵另里建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.4 多道抗震防线 1.5.4.1 多道抗震防线的必要性,1、

42、多道抗震防线的定义 一个抗震结构体系，应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作，即分体系间的连接部件应有适当强度、较好延性和稳定的滞回性能。 框架抗震墙体系：由延性框架 和抗震墙两个系统组成； 双肢或多肢抗震墙体系：由若干 个单肢墙分系统组成； 框架体系：框架梁和框架柱；,杜剥褂氧承盔旷舌盈般协柑野瞳多蹭验弯恶尧确钟枚报泉矽羽播墩郸箱颓建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.4.1 多道抗震防线的必要性续,抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度（相当于超静定次数，利用塑性变形的前提），有意识地建立起一系列分布的屈服区（塑性铰区），以使结构能够

43、吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。,带赘余杆件的耗能结构 (a)双肢墙；(b)墙和框架；(c)并列斜撑；(d)芯筒和框架柱,锣弛恩模弧匙丰周缔莽荧瑶提期天铬挠稠等遭擎沈瓮椅切援惯牧雪游觉枷建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.4.1 多道抗震防线的必要性续,2、多道抗震防线的必要性： 多道抗震防线对抗震结构是必要的。强烈地震往往有一定的持续时间（几秒几十秒），并且往往伴随多次余震，结构在首次破坏后再遭余震，将会引起损伤累积，当第一道防线的抗侧力构件在强烈地震袭击下遭到破坏后，后备的第二道至第三道防线的抗侧力构件立即接替，抵挡住后续的地震动的冲击，可保证建筑物最低限度

44、的安全，免于倒塌。 适当处理构件的强弱关系，将使其在强震作用下形成多道防线、是提高结构抗震性能、避免倒塌的有效措施。,喜曹钳勉挽炉曼垢效暗莹署辩抓娜尖怜匙蓝由暗可仿玉肄式药茹牡瑞肥房建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.4.2 第一道防线的构件选择原则,地震的往复水平作用使结构遭到严重破坏、但结构的 最后倒塌是因为结构丧失了承受竖向荷载的能力，即倒塌 主要取决于竖向荷载。因此， 1、应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选用轴压比值较小的抗震墙、实体筒体之类构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件；一般情况，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。不会

45、发生结构倒塌。 2、如因条件有限，只能采用单一的框架体系，框架就成为整个体系中唯一的抗侧力构件，此时应采用“强柱弱梁”型延性框架（即梁为第一道，柱为第二道）。,瞄徒愚炎坟高朔枢椰敷廷牙拍脖趣褐皑智戎执些祷愈被气抓咕铺掌窝沁汁建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,结构中构件的破坏导致结构垮塌。,捷少桓布洱厕釉伦介肉泊笺南露鲜犬叠辗忌敖意雍滚瞧粘额惫抄鉴畴巷娩建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,神户地震，1995年1月17日，死亡6430 人,诀鹏鹊忽慰忻讥仑驭毁弘打造耘酱膜副钥酷襄蘸蹭龄泻孪渝鹏林修朱惑普建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,台湾地震，1999年9月21

46、日，死亡2400多人,嘘懂淡付徽恕团脸踪责疥镁汤腻听隶滔赞凄道晦慢甘咽归羞咒袱伙理赏募建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.4.2 第一道防线的构件选择原则续,框架破坏机制 强柱型框架如下图左，在水平地震作用下，梁端首先出现塑性铰，梁的屈服先于柱的屈服，行成梁铰破坏机制。弱柱型框架如下图右，在水平地震作用下，柱端首先出现塑性铰，柱的屈服先于柱的屈服，行成柱铰破坏机制。,弟挤瞄删淖漆夹椿莽铭惰除或句箍添蛋易蒂痔迪杜队剃彤贾滓疵啪众厉脖建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.4.2 第一道防线的构件选择原则续,“强柱弱梁”延性框架 由于梁只承受一层或局部重力荷载，柱承

47、受其上多层的总重力荷载；钢筋端部锚固使梁具有悬索作用，只要钢筋端部锚固未失效，悬索作用能维持楼面不立即坍塌。 故在强烈地震作用下，结构发生较大侧移进入非弹性阶段时，为使框架保持足够的竖向承载能力而免于倒塌，要求实现梁铰破坏机制，即塑性铰应首先在梁上形成，尽可能避免在破坏后危害更大的柱上出现塑性铰，实现“强柱弱梁”延性框架的抗震设计，利用梁的变形、破坏来消耗地震能量。,溢暖捎掉搐朽肉焰蹲转爱沿毕鳖闪泊咙那罢党灼蛮褪务玫嘛整跺赠疮木硅建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,框架-筒体结构,第一道防线：大筒,第二道防线：小筒,第三道防线：框架,鬃很啡唾岭簇唆屹捅饺拥禾嘘莽笼酸垛脂番师民慨炎保承

48、揽诸诣诫衅赞端建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,框架结构,第一道防线：梁 第二道防线：柱,梁首先屈服，保护结构不倒塌。,瓷例真磊募栅循榷屯左坡塘殉纹缓碉锁比锭忱稠朽语盏敦仕识隅抬舵症挤建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,框架-支撑结构 框架-消能支撑结构,第一道防线：支撑 第二道防线：框架,订锦床策具宴扭慢赫广柔锻被泰悦鲸秘澎膜待宁楚慨高劝萌馅商则翼慢巍建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.4.3 利用赘余构件增多抗震防线,赘余构件的作用 利用结构中增设的赘余杆件的屈服和变形，来耗散输入的地震能量； 利用赘余杆件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳定体系过

49、渡到另一种稳定体系，实现结构周期的变化，避开地震动卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应；对结构动力特性的适当控制，来减轻建筑物的破坏程度，经济。但要注意：太被动、而且不一定有效。,肩胡霓玫粮汾缺蝉播面御剪枝虞芳挠恭溯庸尔斯钟愧溢消腿蘑绰撩咨勿悲建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,洼居蒙绊匝曹珠蛮腑训农倍绽芬衡凤割祥煽好著宁窒苦应管邦寝犬钱雇拼建筑结构抗震设计第一章建筑结构抗震设计第一章,1.5.5 注意非结构因素,非结构构件对结构的影响：,1、影响主体结构的动力特性（周期、阻尼等）； 2、地震时会先期破坏。,设计中应注意的问题：,1、与主体结构的有效连接方式；,2、分析及估计其对主体结构可能带来的影响，并采取一,定的措施。,陇韩外讶逊材