《《抗震設(shè)計(jì)原》PPT課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《抗震設(shè)計(jì)原》PPT課件（102頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1,工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原理,陸偉東 副教授 83239928 13809040480 南京工業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院,2,目錄,第一章 地震工程學(xué)概論 第二章 場地與地基基礎(chǔ)抗震 第三章 工程結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析 第四章 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì) 第五章 砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì) 第六章 工程結(jié)構(gòu)隔震與消能減震簡介,3,學(xué)習(xí)本門課要達(dá)到如下目的,掌握抗震的基本知識(shí)、基本理論、基本技能，了解抗震 設(shè)計(jì)的一般規(guī)律；,培養(yǎng)運(yùn)用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，查閱技術(shù)資料的能力和抗震計(jì)算 能力；,了解結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的新理論、新方法及抗震理論、方法 的發(fā)展趨勢。,4,1.1 地震災(zāi)害概述,一、地震是群災(zāi)之首,人

2、為災(zāi)害：,火災(zāi)、污染（大氣、水、海洋）、核泄漏、戰(zhàn)爭等,自然災(zāi)害：,地震災(zāi)害是群災(zāi)之首，它具有突發(fā)性和不可預(yù)測性，以及頻度較高，并產(chǎn)生嚴(yán)重次生災(zāi)害，對(duì)社會(huì)也會(huì)產(chǎn)生很大影響等特點(diǎn)。,5,死亡2400人，經(jīng)濟(jì)損失94億美元。,6,7,8,云林縣六市中山國寶二期大樓座落在大智路上，為12層鋼筋混凝土住宅和商務(wù)混合大樓，其中二棟自樓梯間相接處分裂，東側(cè)樓6層以下全部塌陷，并向東側(cè)倒在鄰房4層樓公寓上。西側(cè)樓5層以下全部倒塌，并向西傾倒在另一棟大樓上，柱子間距介于8米到10米，且柱子數(shù)量偏少。,9,彰化縣員林鎮(zhèn)邦富貴名門大樓座落在中山路惠明街口，為16層鋼筋混凝土集合住宅大樓。地震時(shí)其中一棟傾倒靠在呈L

3、型平面大樓上，柱子間距7至10米。造成傾倒的原因是底層柱子數(shù)量少，間距太大。,10,11,柱子內(nèi)埋設(shè)管線（水、排水、電、煤氣、電話）等，雖然節(jié)省了空間，但大大降低了柱子的有效承重截面積，造成破壞。,12,13,14,15,16,17,唐山大地震,1976年7月28日3時(shí)42分54秒，在河北省唐山、豐南一帶（東經(jīng)118.0度，北緯39.4度），發(fā)生了7.8級(jí)強(qiáng)烈地震，震中區(qū)烈度11度。地震波及天津市和北京市。這次地震發(fā)生在工礦企業(yè)集中、人口稠密的城市，極震區(qū)內(nèi)工礦設(shè)施大部分毀壞，主要表現(xiàn)為廠房屋頂塌落，圍護(hù)墻多數(shù)倒塌，高層建筑和一般民房幾乎全部坍塌。震區(qū)內(nèi)普遍發(fā)生鐵路路基下沉，鐵軌彎曲變形；公路

4、路面開裂；橋墩錯(cuò)動(dòng)、傾倒，梁體移動(dòng)及墜落等。但是地下礦井的破壞比地面建筑輕得多。,150萬人口中死亡24萬，傷16萬；直接經(jīng)濟(jì)損失 100億元，震后重建費(fèi)用100億元。,18,唐山市文化路青年宮，為磚混結(jié)構(gòu)的二層樓房，7.8級(jí)地震時(shí)倒塌一層，7.1級(jí)地震時(shí)除四根門柱外，全部坍塌。,19,開灤煤礦醫(yī)院，為磚混結(jié)構(gòu)的五層樓房（局部七層），僅西部轉(zhuǎn)角殘存 。,20,唐山市開灤煤礦救護(hù)樓，為磚混結(jié)構(gòu)人字木屋架的三層樓房，墻倒頂塌。,21,唐山市河北省煤礦設(shè)計(jì)院，磚混結(jié)構(gòu)的樓房局部倒塌。,22,唐山地區(qū)交通局，磚混結(jié)構(gòu)的三層辦公樓遭到破壞。（此處為唐山地震重點(diǎn)保護(hù)遺跡之一。）,23,唐山市河北省礦業(yè)學(xué)院

5、圖書館，三層高的閱覽室，系裝配式純框架結(jié)構(gòu)，西頭倒毀，東頭框架幸存。（此處為唐山地震重點(diǎn)保護(hù)遺跡之一。）,24,唐山市機(jī)車車輛廠震后概貌。,25,震后工廠廠區(qū),26,印 度 大 地 震,當(dāng)?shù)貢r(shí)間2001年1月26日上午8時(shí)46分（北京時(shí)間2001年1月26日11時(shí)16分36.4秒，國際時(shí)間2001年1月26日03時(shí)16分40秒），在印度西北部古吉拉特邦發(fā)生一次強(qiáng)烈地震。據(jù)印度地震部門測定，這次地震為里氏7.9級(jí)，震中位于北緯23.6度和東經(jīng)69.8度。至31日止，地震發(fā)生后已發(fā)生了196次余震。,死亡人數(shù)達(dá)16403人，受傷人數(shù)達(dá)55863人，經(jīng)濟(jì)損失45億美元。,27,為了省錢，近年興建的建

6、筑物沒有抗震結(jié)構(gòu)，使地震的傷亡加重。,28,震后現(xiàn)場情況,29,30,座落在活斷層上的一座二層小學(xué)教學(xué)樓被完全摧毀。,31,7.8級(jí)地震造成達(dá)180公里的破碎帶，水平和垂直錯(cuò)距都很大，引起地表沉陷、隆起、裂縫、液化等地表破壞，同時(shí)造成建筑物的大量毀壞。,32,伊茲米特市一樓房底層空曠，結(jié)構(gòu)不合理，房屋整體傾斜，二樓成了一樓。,33,地震時(shí)河床變形，導(dǎo)致跨河公路橋梁跨塌。,34,人員傷亡慘重,35,美國加州北嶺地震（7.0級(jí)） 1994年1月17日，2400棟建筑被毀，多處高架公路橋受損，死亡61人，傷7300人，直接經(jīng)濟(jì)損失300億美元，保險(xiǎn)損失104億美元。,日本阪神地震（7.2級(jí)）

7、 1995年11月17日，22萬棟房屋倒塌或嚴(yán)重?fù)p壞，死亡6348人，傷4萬人，經(jīng)濟(jì)損失1000億美元。,36,更多的地震資源，見：,PEER Pacific Earthquake Engineering Research Center,37,二、我國的地震情況,1.我國是一個(gè)多地震國家,據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國大陸地震約占世界大陸地震的三分之一。,原因是：我國正好介于地球的兩大地震帶之間。,全世界地震主要分布于以下兩個(gè)帶： （1）環(huán)太平洋地震帶：包括南北美洲的太平洋沿岸和從阿 留申群島、堪察加半島、經(jīng)千島群島日本列島南下至 我國臺(tái)灣省，再經(jīng)菲律賓群島轉(zhuǎn)向東南，直到新西蘭。 （2）歐亞（喜馬拉雅地中海

8、）地震帶：從印度、尼泊爾 經(jīng)緬甸至我國橫斷山脈、喜馬拉雅山區(qū)，越帕米爾高 原，經(jīng)中亞細(xì)亞到地中海及其附近。,38,喜馬拉雅地中海地震帶,39,2.我國是一個(gè)地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家,1920年寧夏海原地震（8.5級(jí)）死亡23.4萬人。 1976年河北唐山地震（7.8級(jí)）死亡24.2萬人。,中國地震活動(dòng)頻度高、強(qiáng)度大、震源淺，分布廣，是一個(gè)震災(zāi)嚴(yán)重的國家。1900年以來，中國死于地震的人數(shù)達(dá)55萬之多，占全球地震死亡人數(shù)的53%；1949年以來，100多次破壞性地震襲擊了22個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），其中涉及東部地區(qū)14個(gè)省份，造成27萬余人喪生，占全國各類災(zāi)害死亡人數(shù)的54%，地震成災(zāi)面積達(dá)30

9、多萬平方公里，房屋倒塌達(dá)700萬間。,20世紀(jì)全球兩次死亡20萬人以上的大地震均發(fā)生于我國。,40,3.我國的地震活動(dòng)地區(qū),臺(tái)灣省及其附近海域； 西南地區(qū)，主要是西藏、四川西部和云南中西部； 西北地區(qū)，主要在甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓； 華北地區(qū)，主要在太行山兩側(cè)、汾渭河谷、陰山-燕山一帶、 山東中部和渤海灣； 東南沿海的廣東、福建等地。,我國的地震活動(dòng)主要分布在五個(gè)地區(qū)的23條地震帶上。,這五個(gè)地區(qū)是：,41,42,4.目前的地震形勢,地震的發(fā)生有間歇性。一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生較頻繁，一段 時(shí)間內(nèi)較平靜。我國目前處于地震活躍期。,三、抗震減災(zāi)的的任務(wù),43,結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)：,3.對(duì)已存在

10、的工程結(jié)構(gòu)作抗震鑒定、抗震加固。,抗震減災(zāi)工作應(yīng)依法進(jìn)行。,中華人民共和國防震減災(zāi)法(1997年12月29日第八屆全國人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第二十九次會(huì)議通過),第十七條 新建、擴(kuò)建、改建建設(shè)工程，必須達(dá)到抗震設(shè)防要求。,第十九條 建設(shè)工程必須按照抗震設(shè)防要求和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，并按照抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。,第四十五條 違反本法規(guī)定，有下列行為之一的，由縣級(jí)以上人民政府建設(shè)行政主管部門或者其他有關(guān)專業(yè)主管部門按照職責(zé)權(quán)限責(zé)令改正，處一萬元以上十萬元以下的罰款：,1.對(duì)地震區(qū)域作抗震減災(zāi)規(guī)劃；,2.對(duì)新建筑工程作抗震設(shè)計(jì)；,（一）不按照抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的；,（二）不按照抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行施

11、工的,44,1.2 地震的一些基本概念,地震是指因地球內(nèi)部緩慢積累的能量突然釋放而引起的地球表層的振動(dòng) 。,地震是一種自然現(xiàn)象，地球上每天都在發(fā)生地震，一年約有500萬次。其中約5萬次人們可以感覺到；能造成破壞的約有1000次； 7級(jí)以上的大地震平均一年有十幾次。目前記錄到的世界上最大地震是 8.9級(jí)，發(fā)生于1960年5月22日的智利地震。,什么是地震？,45,什么叫震源、震中、震中距？,地球內(nèi)部發(fā)生地震的地方叫震源；,震源在地面上的投影點(diǎn)稱為震中；,震中及其附近的地方稱為震中區(qū)，也稱極震區(qū) ；,從震中到地面上任何一點(diǎn)的距離稱為震中距。,46,地震分類,一.按地震成因分類,---天然地震包括構(gòu)

12、造地震、火山地震、陷落地震,1.構(gòu)造地震,,破壞性地震主要屬于構(gòu)造地震。據(jù)統(tǒng)計(jì)，構(gòu)造地震約 占世界地震總數(shù)的90%以上。,92%的地震發(fā)生在地殼中， 其余的發(fā)生在地幔上部,47,2.火山地震,由于火山作用，如巖漿活動(dòng)、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震，這類地震只占全世界地震的7%左右。,1914年日本櫻島火山爆發(fā)，產(chǎn)生的震動(dòng)相當(dāng)于一個(gè)6.7級(jí)地震。,48,3.陷落地震,由于地下溶洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱為塌陷地震。這類地震的規(guī)模比較小，次數(shù)也很少。,人工地震,因人為因素直接造成的地震是人工地震。,如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動(dòng)；在深井中進(jìn)行高壓注水以及大水庫蓄水后增加了地殼的壓力，有時(shí)

13、也會(huì)誘發(fā)地震。,1962年3月19日在廣東河源新豐江水庫壩區(qū)發(fā)生了迄今我國最大的水庫誘發(fā)地震，震級(jí)為6.1級(jí)。,49,二.按震源深淺分類,淺源地震震源深度小于60千米的稱為淺源地震。 全世界85%以上的地震都是淺源地震。,中源地震震源深度在60至300千米的稱為中源地震。,深源地震震源深度在300千米以上的稱為深源地震。,淺源地震波及范圍小，但破壞力大；深源地震波及范 圍大，但破壞力小。,2002年6月29日晨1：20發(fā)生于吉林的7.2級(jí)地震，震源深度為540km，無破壞。,目前有記錄的最深震源達(dá)720公里。,一.按地震成因分類,1960年2月29日發(fā)生于摩洛哥艾加迪爾城的5.8級(jí)地震，

14、 深度為3km。震中破壞極為嚴(yán)重，但破壞僅局限在震中8km內(nèi)。,50,地震波,地震波是地震發(fā)生時(shí)由震源地方的巖石破裂產(chǎn)生的彈性波。,地震波分為體波和面波。,橫波特點(diǎn):周期長、振幅大、 波速慢,100-800m/s,縱波特點(diǎn):周期短,振幅小, 波速快,200-1400m/s,面波比體波衰減慢、振幅大、 周期長、傳播遠(yuǎn)。建筑物破壞 主要由面波造成。,雜波,P波開始,S波開始,面波開始,51,地震波,52,1.3 震級(jí)與烈度,一、 地震震級(jí),1.定義,能量越大，震級(jí)就越大；震級(jí)相差一級(jí)，能量相差約32倍；相差二級(jí)，能量相差1000倍。,反映一次地震本身大小的等級(jí)，用M表示,式中A表示標(biāo)準(zhǔn)地震

15、儀距震中100km紀(jì)錄的最大水平地動(dòng)位移，單位為微米。,2.震級(jí)與能量的關(guān)系,一個(gè)6級(jí)地震相當(dāng)于一個(gè)兩萬噸級(jí)的原子彈。,53,3.按震級(jí)的地震分類,微震--- 2級(jí)以下。 人感覺不到,有感地震--- 2-4級(jí) 人有感覺,破壞性地震--- 5級(jí)以上 有破壞,強(qiáng)烈地震--- 7級(jí)以上 有破壞,特大地震--- 8級(jí)以上 有破壞,由于震源深淺、震中距大小等不同，地震造成 的破壞也不同。震級(jí)大，破壞力不一定大；震級(jí)小， 破壞力不一定就小。,54,二、 地震烈度,一般而言，震級(jí)越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影響烈度的因素，除了震級(jí)、震中距外，還與震源深度、地質(zhì)構(gòu)造和

16、地基條件等因素有關(guān)。,1.定義及影響因素,一次地震對(duì)某一地區(qū)的影響和破壞程度稱地震烈度， 簡稱為烈度。用I表示。,2.地震烈度表,地震烈度表是評(píng)定烈度的標(biāo)準(zhǔn)和尺度。,中國地震烈度表GB/T17742-1999將地震烈度分為1-12度。 。,55,個(gè)別：10%以下 少數(shù)：10%50% 多數(shù)：50%70% 大多數(shù)：70%90% 普遍：90%以上,56,3.基本烈度,一個(gè)地區(qū)未來50年內(nèi)一般場地條件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值稱為該地區(qū)的基本烈度。用Ib表示。,相當(dāng)于475年一遇的最大地震的烈度。,各地區(qū)的基本烈度由中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001)確定。,基本烈度也稱為

17、偶遇烈度或中震烈度。,57,中國地震烈度區(qū)劃圖,58,中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖,59,按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度稱為設(shè)防烈度，用Id表示。）,規(guī)范規(guī)定：一般情況下，可采用中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖中的地震基本烈度。對(duì)已編制抗震設(shè)防區(qū)劃的城市，可按批準(zhǔn)的抗震設(shè)防烈度進(jìn)行抗震設(shè)防。,4.設(shè)防烈度,設(shè)防烈度的取值依據(jù)：,規(guī)范規(guī)定： 抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),60,抗震規(guī)范附錄中列出了我國主要城鎮(zhèn)的抗震設(shè)防烈度。,江蘇省,1 抗震設(shè)防烈度為8 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.30g: 第一組:宿遷、宿豫* 2 抗震設(shè)防烈度為8 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為

18、0.20g: 第一組:新沂、邳州、睢寧 3 抗震設(shè)防烈度為7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g: 第一組:揚(yáng)州(3 個(gè)市轄區(qū)) 、鎮(zhèn)江(2 個(gè)市轄區(qū)) 、東海、沭陽、泗洪、江都、大豐 4 抗震設(shè)防烈度為7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g: 第一組:南京(11 個(gè)市轄區(qū))、淮安(除楚州外的3 個(gè)市轄區(qū))、 徐州(5 個(gè)市轄區(qū))、 銅山、沛縣、常州(4 個(gè)市轄區(qū)) 、泰州(2 個(gè)市轄區(qū))、 贛榆、泗陽、盱眙、射陽、江浦、武進(jìn)、鹽城、鹽都、東臺(tái)、海安、姜堰、如皋、如東、揚(yáng)中、儀征、興化、高郵、六合、句容、丹陽、金壇、丹徒、溧陽、溧水、昆山、太倉 第三組:連云港(4 個(gè)市轄區(qū)) 灌云,61,

19、建筑所在地區(qū)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）內(nèi)出現(xiàn)的頻度最 高的烈度。也稱為常遇烈度、小震烈度，用Is表示。其超 越概率為63.2%，重現(xiàn)期為50年。,5.多遇烈度,6.罕遇烈度,建筑所在地區(qū)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）內(nèi)具有超越概率 2%-3%的地震烈度。也稱為大震烈度，重現(xiàn)期約為2000年。,62,三、地震烈度、震級(jí)與地震影響的關(guān)系,（1）5.0-5.4級(jí)地震，震中烈度多為六度，其面積小于500平方公里。 （2）5.5-5.9級(jí)地震，震中烈度多為七度，其面積不超過200平方公里；六度區(qū)面積也只有數(shù)百平方公里。 （3）6.0-6.4級(jí)地震，震中烈度多數(shù)為八度，其面積幾十平方公里；七度區(qū)不超過200平方公里，

20、六度區(qū)數(shù)百平方公里，如震中烈度為七度，則與5.5-5.9級(jí)地震結(jié)果相同。 （4）6.5-6.9地震，震中烈度一半為八度，結(jié)果與6.0-6.4級(jí)地震一樣；另一半為九度，其面積小于100平方公里，八度區(qū)不超過500平方公里，七度區(qū)則在1500平方公里以內(nèi)。,（1）5.0-5.9級(jí)地震造成人員傷亡者占24%。而引起人員死亡的地震更少，只占11.5%。一次5級(jí)多地震中死亡人數(shù)最多為117人，而死亡29人以上的地震都發(fā)生在夜間。（2）6.0-6.9級(jí)地震有43%造成人員傷亡，而人員死亡僅占35%，一次地震死亡人數(shù)最多為600人。,震級(jí)與傷亡的關(guān)系,63,1.4 設(shè)計(jì)地震分組,請(qǐng)思考：圖中的兩座建筑在經(jīng)歷

21、不同周期特點(diǎn)的地震作 用下，那座建筑更易破壞？,64,設(shè)計(jì)地震分組是新規(guī)范新提 出的概念，用以代替舊規(guī)范設(shè)計(jì) 近震、設(shè)計(jì)遠(yuǎn)震的概念。,在宏觀烈度大體相同 條件下，處于大震級(jí)遠(yuǎn)離 震中的高聳建筑物的震害 比中小級(jí)震級(jí)近震中距的 情況嚴(yán)重的多。,設(shè)計(jì)地震分三組,對(duì)于類場地，第一、二、三組 的設(shè)計(jì)特征周期分別為：0.35s、0.40s、0.45s.,江蘇省各地震設(shè)防地區(qū)屬第一、第二、第三組均有。,1.4 設(shè)計(jì)地震分組,65,1.5 地震地面運(yùn)動(dòng)的一般特征,1.地面運(yùn)動(dòng)最大加速度,2.地面運(yùn)動(dòng)的周期,3.強(qiáng)震的持續(xù)時(shí)間,地面運(yùn)動(dòng)的一般特征可用地面運(yùn)動(dòng)加速度記錄曲線來說明。,66,1.6 地震的破壞

22、作用（震害現(xiàn)象）,由地震的原生現(xiàn)象如地震斷層錯(cuò)動(dòng)，以及地震波引起的強(qiáng)烈地面振動(dòng)所造成的災(zāi)害。主要有：,1、地面破壞。 如地面裂縫、錯(cuò)動(dòng)、塌陷、噴水冒砂等；,一、直接災(zāi)害：,67,2、建筑物與構(gòu)筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；,68,2、建筑物與構(gòu)筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；,69,2、建筑物與構(gòu)筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；,70,2、建筑物與構(gòu)筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；,71,3、山體等自然物的破壞。如山崩、滑坡等；,72,4、海嘯。 海底地震引起的巨大海浪沖上海岸，可造成沿海地區(qū) 的

23、破壞；,73,二、次生災(zāi)害：,直接災(zāi)害發(fā)生后，破壞了自然或社會(huì)原有的平衡、穩(wěn)定狀態(tài)，從而引發(fā)出的災(zāi)害。有時(shí)，次生災(zāi)害所造成的傷亡和損失比直接災(zāi)害還大。,1、火災(zāi) 由震后火源失控引起；,1923年日本關(guān)東地震，東京市內(nèi)227處起火，33處未能撲滅造成火災(zāi)蔓，舊市區(qū)燒毀約50%；橫濱市燒毀80%，死亡10萬。,主要的次生災(zāi)害有：,74,2、水災(zāi)。 由水壩決口或山崩擁塞河道等引起；,3、毒氣泄漏。 由建筑物或裝置破壞等引起；,4、瘟疫。 由震后生存環(huán)境的嚴(yán)重破壞而引起.,75,三、工程結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象,1、結(jié)構(gòu)喪失整體性,2、承重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足,3、結(jié)構(gòu)變形過大導(dǎo)致倒塌,76,4、結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接支撐失效,7

24、7,5、地基失效,6、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞,78,1.7 抗震設(shè)防的基本要求,通過抗震設(shè)防，減輕建筑的破壞，避免人員死亡，減輕經(jīng)濟(jì)損失。,一、抗震設(shè)防目標(biāo)及方法,1.總目標(biāo),具體通過“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防要求和“兩階段”的抗 震設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)。,2.“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防目標(biāo),當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)， 一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。,當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)， 可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。,當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的預(yù)估的罕遇地震 影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。,簡稱為：“小震不壞，中震可修，大震不倒”。,79,3.“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)

25、防是對(duì)單一水準(zhǔn)設(shè)防的改進(jìn)， 是向“性能設(shè)計(jì)”發(fā)展的重要步驟,1989年美國Loma Preita地震(7.1級(jí)），死亡65人，直接經(jīng)濟(jì)損失（建筑物破壞重建）80億美元，間接經(jīng)濟(jì)損失150億美元。 1994年美國Northridge地震(6.7級(jí)),傷亡不多，經(jīng)濟(jì)損失為200億美元。 1995年日本阪神地震(7.2級(jí)),經(jīng)濟(jì)損失為1000億美元。 1999年臺(tái)灣集集地震(7.3級(jí)),經(jīng)濟(jì)損失為94億美元。,單一設(shè)防目標(biāo)不適合當(dāng)前現(xiàn)代化發(fā)展要求，應(yīng)研究開 發(fā)下一代性能設(shè)計(jì)規(guī)范和抗震設(shè)計(jì)方法。,80,4.“兩階段”抗震設(shè)計(jì)方法,第一階段：,對(duì)絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行小震作用下的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載 力驗(yàn)算；在此基

26、礎(chǔ)上對(duì)各類結(jié)構(gòu)按規(guī)定要求采取抗震措施。,第二階段：,對(duì)一些規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行大震作用下的彈塑性變 形驗(yàn)算。,有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明顯薄弱層的建筑，不規(guī)則的建筑等,81,二、抗震設(shè)防范圍,抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的所有新建建筑工程均必需進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。,規(guī)范適用于6-9度地區(qū)抗震設(shè)計(jì)及隔震、消能減震設(shè)計(jì)。,超過9度的地區(qū)和行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑按有 關(guān)專門規(guī)定執(zhí)行。,三、抗震設(shè)防依據(jù),一般情況下采用抗震設(shè)防烈度。,在一定條件下可采用抗震設(shè)防區(qū)劃提供的地震動(dòng)參數(shù)。,82,四、 抗震設(shè)防分類及抗震設(shè)防措施,1.抗震設(shè)防分類,國家技術(shù)監(jiān)督局和建設(shè)部在1995年4月19日公布了建筑

27、抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GB50223。,該標(biāo)準(zhǔn)主要以地震中和地震后房屋的損壞對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響的程度大小，將建筑分成4個(gè)抗震設(shè)防類別。,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和建設(shè)部在2001年7月20日公布了建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001。該規(guī)范對(duì)上面標(biāo)準(zhǔn)作了修改。,83,84,85,較小乙類建筑：工礦企業(yè)的變電所、空壓站以及城市供水水源的泵房等。,抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。,2.抗震設(shè)防措施,抗震措施:除結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施。,抗震構(gòu)造措施：一般不須計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。,86,3.地震作用,在設(shè)防烈度為

28、6度時(shí)，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對(duì)乙、丙、丁類建筑可不進(jìn)行地震作用計(jì)算。,87,1.8 建筑抗震概念設(shè)計(jì),一、定義與基本內(nèi)容,根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程稱為概念設(shè)計(jì)。,基本內(nèi)容有三部分：,1.建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性； 2.合理的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇； 3.抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)。,88,二、建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性,建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對(duì)抗震能力的重要影響的認(rèn)識(shí)始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。,最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。,馬那瓜有相距不遠(yuǎn)的兩幢高層建筑，一幢為十五層高的中央銀行大廈，另一幢為18層高

29、的美洲銀行大廈。當(dāng)?shù)氐卣鹆叶裙烙?jì)為8度。一幢破壞嚴(yán)重，震后拆除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復(fù)使用。,89,馬那瓜中央銀行大廈,試問： 那一幢破壞嚴(yán)重呢？,馬那瓜美洲銀行大廈,90,91,平面不規(guī)則的類型,92,平面不規(guī)則的類型,93,豎向不規(guī)則的類型,94,豎向不規(guī)則的類型,95,二、結(jié)構(gòu)體系的合理選擇,抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題，結(jié)構(gòu)方案的選取是否合理，對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。,規(guī)范規(guī)定：,1.結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。,受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與 實(shí)際表現(xiàn)相符合。,96,2.應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震

30、能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。,由于柱子的數(shù)量較少或承載能力較弱，部分柱子退出工作后，整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)喪失了對(duì)豎向荷載的承載能力。,抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則是結(jié)構(gòu)應(yīng)有必要的贅余度和內(nèi)力重分配的功能。,97,3.結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的承載能力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。,足夠的承載力和變形能力是需要同時(shí)滿足的。,有較大的變形能力而缺少較高的抗側(cè)向力的能力如鋼或鋼筋混凝土純框架，由于在不大的地震作用下會(huì)產(chǎn)生較大的變形，導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞或結(jié)構(gòu)本身的失穩(wěn)。,98,有較高的承載能力而缺少較大變形能力如 不加約束的砌體結(jié)構(gòu)，很容易引起脆性破壞而 倒塌。,必要的承載能力和良好的變形能力的結(jié)合便是結(jié)構(gòu)在地

31、震作用下具有的耗能能力。,足夠的承載力和變形能力是需要同時(shí)滿足的。,99,結(jié)構(gòu)不規(guī)則的典型 CCTV新樓,100,結(jié)構(gòu)不規(guī)則的典型 CCTV新樓,101,三、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性,結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。,規(guī)范對(duì)各類結(jié)構(gòu)采取的抗震措施，基本上是提高各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平。,這些抗震措施是：,采用水平向（圈梁）和豎向（構(gòu)造柱、芯柱）混凝土構(gòu)件，加強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落，地震時(shí)不致喪失對(duì)重力荷載的承載能力；,2. 避免混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構(gòu)件 剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結(jié)破壞）先于鋼筋的屈服；,3. 避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn)，保證節(jié)點(diǎn)焊接部 位（焊縫和母材)在地震時(shí)不致開裂。,102,四、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機(jī)電設(shè)備，自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接，應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。,附著于樓、屋面結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固，避免地震時(shí)倒塌傷人或砸壞重要設(shè)備。,圍護(hù)墻和隔墻應(yīng)考慮對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的不利影響，避免不合理設(shè)置而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞。,3. 幕墻、裝飾貼面與主體結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠連接，避免地震時(shí)脫落傷人。,安裝在建筑上的附屬機(jī)械、電氣設(shè)備系統(tǒng)的支座和連接，應(yīng)符合地震時(shí)使用功能的要求，且不應(yīng)導(dǎo)致相關(guān)部件的損壞。,