[PPT]抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求

1、抗震工程學(xué) 是將地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)、工程力學(xué)（材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)）、結(jié)構(gòu)工程學(xué)（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、地基與基礎(chǔ)）、施工技術(shù)等多方面理論予以綜合，針對建造的建筑物在地震作用下必須安全這一目的而產(chǎn)生一門科學(xué)體系。學(xué)習(xí)本門課要達(dá)到如下目的掌握抗震的基本知識、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。引致災(zāi)害的自然作用災(zāi)害類別氣象方面極端雨量太多洪災(zāi)太少干旱極端氣溫太高熱浪太低霜凍、大風(fēng)雪極端強(qiáng)風(fēng)臺風(fēng)、龍卷風(fēng)地貌方面板塊活動地震、海嘯、火山爆發(fā)重

2、力作用泥石流、雪崩生物方面與動物、微生物有關(guān)蝗蟲、白蟻等蟲害細(xì)菌或病毒疾病如傷寒、“非典”、瘟疫與植物有關(guān)真菌病害如小麥的鐵銹病數(shù)量激增野草蔓延、赤潮第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述一、地震是群災(zāi)之首災(zāi)害自然災(zāi)害人為災(zāi)害人為災(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，對社會也會產(chǎn)生很大影響等特點(diǎn)。 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述死亡24人，經(jīng)濟(jì)損失94億美元。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要

3、求1.1 地震災(zāi)害概述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。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述 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。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和

4、基本要求1.1 地震災(zāi)害概述 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。 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述唐山大地震 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

5、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；公路路面開裂；橋墩錯(cuò)動、傾倒，梁體移動及墜落等。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。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述 唐山市文化路青年宮，為磚混結(jié)構(gòu)的二層樓房，7.8級地震時(shí)倒塌一層，7.1級地震時(shí)除四根門柱外，全部坍塌。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述 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 。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述 唐山市開灤煤礦救護(hù)

6、樓，為磚混結(jié)構(gòu)人字木屋架的三層樓房，墻倒頂塌。 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述 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。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述 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。）第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述 唐山市河北省礦業(yè)學(xué)院圖書館，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。） 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述唐山市機(jī)車車輛廠震后概貌。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.

7、1 地震災(zāi)害概述震后工廠廠區(qū)第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述印 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，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。 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述 為了省錢，近年興建的建筑物沒有抗震結(jié)構(gòu)，使地震的傷亡

8、加重。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述震后現(xiàn)場情況第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述座落在活斷層上的一座二層小學(xué)教學(xué)樓被完全摧毀。 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述7.8級地震造成達(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。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述 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。 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述

9、地震時(shí)河床變形，導(dǎo)致跨河公路橋梁跨塌。 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述人員傷亡慘重第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述美國加州北嶺地震（7.0級） 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） 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。 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述二、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

10、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 我國臺灣省，再經(jīng)菲律賓群島轉(zhuǎn)向東南，直到新西蘭。（2）喜馬拉雅地中海地震帶：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。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述喜馬拉雅地中海地震帶環(huán)太平洋地震帶以上兩個(gè)地震帶釋放的能量，約占全球所有地震釋放能量的98%。 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述2.我國是一個(gè)地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家

11、1920年寧夏海原地震（8.5級）死亡23.4萬人。1976年河北唐山地震（7.8級）死亡24.2萬人。 中國地震活動頻度高、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。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述3.我國的地震活動地區(qū)臺灣省及其附近海

12、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：第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述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)第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)：3.對已存在的工程結(jié)構(gòu)

13、作抗震鑒定、抗震加固?？拐饻p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常務(wù)委員會第二十九次會議通過)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.對地震區(qū)域作抗震減災(zāi)規(guī)劃；2.對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)行施工的第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本

14、知識和基本要求1.1 地震災(zāi)害概述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 。 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，發(fā)生于1960年5月22日的智利地震。 什么是地震？第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.2 地震的一些基本概念什么叫震源、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

15、為震中距。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.2 地震的一些基本概念地震分類一.按地震成因分類-天然地震包括構(gòu)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 地震天然地震人工地震第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.2 地震的一些基本概念2.火山地震 由于火山作用，如巖漿活動、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)生的震動相當(dāng)于一個(gè)6.7級地震。 第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.2 地震的一些基本概念3

16、.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；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)也會誘發(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，震級為6.1級。 -天然地震包括構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震地震天然地震人工地震第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.2 地震的一些基本概念二.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

17、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。地震分類一.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級地震，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)。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.2 地震的一些基本概念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。體波橫波（S波）縱波（P波）面波瑞利波樂甫波橫波

18、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波開始面波開始第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.2 地震的一些基本概念1.3 震級與烈度一、 地震震級1.定義 能量越大，震級就越大；震級相差一級，能量相差約32倍；相差二級，能量相差1000倍。 反映一次地震本身大小的等級，用M表示式中A表示標(biāo)準(zhǔn)地震儀距震中100km紀(jì)錄的最大水平地動位移，單位為微米。2.震級與能量的關(guān)系一個(gè)6級地震相當(dāng)于一個(gè)兩萬噸級的原子彈。 能量E的單位：爾格（1爾格= ）第

19、一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.3 震級與烈度3.按震級的地震分類微震- 2級以下。 人感覺不到有感地震- 2-4級 人有感覺破壞性地震- 5級以上 有破壞 強(qiáng)烈地震- 7級以上 有破壞 特大地震- 8級以上 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。震級大，破壞力不一定大；震級小，破壞力不一定就小。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.3 震級與烈度二、 地震烈度 一般而言，震級越大，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、震中距外，還與震源深度、地質(zhì)構(gòu)造和地基條件等因素有關(guān)。1.定義及影響因素 一次地震對某一地區(qū)的影響和

20、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定烈度的標(biāo)準(zhǔn)和尺度。我國在1980年制定了中國地震烈度表。中國地震烈度表將地震烈度分為1-12度。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.3 震級與烈度無感 1室內(nèi)個(gè)別靜止中的人感覺 2懸掛物微動門、窗輕微作響室內(nèi)少數(shù)靜止中的人感覺 3懸掛物明顯擺動，器皿作響門、窗作響室內(nèi)多數(shù)人感覺。室外少數(shù)人感覺。少數(shù)人夢中驚醒 43（2-4）31（22-44）不穩(wěn)定器物翻倒門窗、屋頂、屋架顫動作響，灰土掉落。抹灰出現(xiàn)微細(xì)裂縫室內(nèi)普遍感覺。室外多數(shù)人感覺。多數(shù)人夢中驚醒 56（5-9）63（45-89）河岸和松軟土出現(xiàn)裂縫。飽和砂層出現(xiàn)噴

21、砂冒水。地面上有的磚煙囪輕度裂縫掉頭損壞個(gè)別磚瓦掉落、墻體微細(xì)裂縫驚惶失措，倉皇逃出 613（10-18）125（90-177）河岸出現(xiàn)坍方。飽和砂層常見噴砂冒水。松軟土上地裂縫較多。大多數(shù)磚煙囪中等破壞輕度破壞局部破壞開裂，但不妨礙使用大多數(shù)人倉皇逃出 725（19-35）250（178-353）干硬土上亦有裂縫。大多數(shù)磚煙囪嚴(yán)重破壞中等破壞結(jié)構(gòu)受損，需要修理搖晃顛簸，行走困難 850（36-71）500（354-707）干硬土上有許多地方出現(xiàn)裂縫，基巖上可能出現(xiàn)裂縫?；?、坍方常見。磚煙囪出現(xiàn)倒塌嚴(yán)重破壞墻體龜裂，局部倒塌，修復(fù)困難坐立不穩(wěn)。行動的人可能摔跤 9100（72-141）100

22、0（708-1414）山崩和地震斷裂出現(xiàn)?；鶐r上的拱橋破壞。大多數(shù)磚煙囪從根部破壞或倒毀倒塌大部倒塌，不堪修復(fù)騎自行車的人會摔倒。處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔出幾尺遠(yuǎn)。有拋起感 10地震斷裂延續(xù)很長。山崩常見。基巖上的拱橋毀壞毀滅11地面劇烈變化，山河改觀12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%以上速度加速度 其它現(xiàn)象 一般房屋 人的感覺烈度第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.3 震級與烈度二、地震烈度1.地震烈度定義及影響因素2.地震烈度表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

23、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參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001)確定。（下圖是原中國地震烈度區(qū)劃圖）基本烈度也稱為偶遇烈度或中震烈度。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.3 震級與烈度中國地震烈度區(qū)劃圖第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.3 震級與烈度 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，可采用中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 中的地震基本烈度。對已編制抗震設(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)

24、的建筑必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)二、地震烈度1.地震烈度定義及影響因素2.地震烈度表3.基本烈度（偶遇烈度或中震烈度）第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.3 震級與烈度規(guī)范附錄中列出了我國主要城鎮(zhèn)的抗震設(shè)防烈度。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.3 震級與烈度 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。4.設(shè)防烈度二、地震烈度1.地震烈度定義及影響因素2.地震烈度表3

25、.基本烈度（偶遇烈度或中震烈度）第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.3 震級與烈度三、地震烈度、震級與地震影響的關(guān)系（1）5.0-5.4級地震，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，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

26、平方公里，七度區(qū)則在1500平方公里以內(nèi)。（1）5.0-5.9級地震造成人員傷亡者占24%。而僅引起人員死亡的地震更少，只占11.5%。一次5級多地震中死亡人數(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級地震有43%造成人員傷亡，而只有人員死亡僅占35%，一次地震死亡人數(shù)最多為600人。震級與傷亡的關(guān)系第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.3 震級與烈度1.4 設(shè)計(jì)地震分組請思考：圖中的兩座建筑在經(jīng)歷不同周期特點(diǎn)的地震作 用下，那座建筑更易破壞？第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.4 設(shè)計(jì)地震分組 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)

27、計(jì)遠(yuǎn)震的概念。 在宏觀烈度大體相同條件下，處于大震級遠(yuǎn)離震中的高聳建筑物的震害比中小級震級近震中距的情況嚴(yán)重的多。設(shè)計(jì)地震分三組 對于類場地，第一、二、三組的設(shè)計(jì)特征周期分別為：0.35s、0.40s、0.45s.6度近震6度遠(yuǎn)震7度近震7度遠(yuǎn)震第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.4 設(shè)計(jì)地震分組1.5 地震地面運(yùn)動的一般特征 1.地面運(yùn)動最大加速度 2.地面運(yùn)動的周期 3.強(qiáng)震的持續(xù)時(shí)間地面運(yùn)動的一般特征可用地面運(yùn)動加速度記錄曲線來說明。 4.空間相關(guān)性第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.5 地震地面運(yùn)動的一般特征1.6 地震的破壞作用（震害現(xiàn)象） 由地震的原生現(xiàn)象如地震斷層錯(cuò)動，以

28、及地震波引起的強(qiáng)烈地面振動所造成的災(zāi)害。主要有：1、地面破壞。 如地面裂縫、錯(cuò)動、塌陷、噴水冒砂等；一、直接災(zāi)害：第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求 1.6地震的破壞作用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；第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求 1.6地震的破壞作用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；第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求 1.6地震的破壞作用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；第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求 1.6地震的破壞作用2、建筑物與構(gòu)筑物的破壞 如房屋倒塌、橋梁斷

29、落、水壩開裂、鐵軌變形等；第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求 1.6地震的破壞作用3、山體等自然物的破壞。如山崩、滑坡等；第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求 1.6地震的破壞作用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)的破壞；第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求 1.6地震的破壞作用二、次生災(zāi)害： 直接災(zāi)害發(fā)生后，破壞了自然或社會原有的平衡、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

30、的次生災(zāi)害有：第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求 1.6地震的破壞作用三、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)致倒塌第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求 1.6地震的破壞作用5、地基失效6、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞4、結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接支撐失效三、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)致倒塌第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求 1.6地震的破壞作用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

31、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”。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.7 抗震設(shè)防的基本要求3.“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防是對單一水準(zhǔn)設(shè)防的改進(jìn)， 是向“性能設(shè)計(jì)”發(fā)展的重要步驟 單一水準(zhǔn)設(shè)防思想是我國74規(guī)范、78規(guī)范和目前許多國家采用的設(shè)防思想。 設(shè)防目標(biāo)是：當(dāng)遭遇相當(dāng)于設(shè)計(jì)烈度的地震時(shí)，建筑物的損壞不致使人民生

32、命財(cái)產(chǎn)和重要生產(chǎn)設(shè)備遭受危害，建筑物不需修理或經(jīng)一般修理仍可繼續(xù)使用。 1989年美國Loma Preita地震(7.1級），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),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),經(jīng)濟(jì)損失為1000億美元。 1999年臺灣集集地震(7.3級),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。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.7 抗震設(shè)防的基本要求“性能設(shè)計(jì)”要點(diǎn)（1）.對抗震設(shè)計(jì)規(guī)

33、定相應(yīng)的地震作用標(biāo)準(zhǔn) 重現(xiàn)期常遇地震43年（新建），72年（現(xiàn)有工程加固）偶遇地震72年（新建），225年（現(xiàn)有工程加固）少遇地震475年（新建和現(xiàn)有工程加固）罕遇地震970年（新建），2475年（現(xiàn)有工程加固）（2）.建立建筑應(yīng)滿足的性能水準(zhǔn) 性能水準(zhǔn) 要求正常使用結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不損壞或很小損壞可以暫時(shí)使用結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件需很少量的修復(fù)工程生命安全結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，具有足夠的豎向承載能力儲備，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞控制在保障生命安全范圍防止倒塌建筑保持不倒，其余破壞都在可接受范圍第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.7 抗震設(shè)防的基本要求（3）.確立設(shè)防性能目標(biāo) d g i j罕遇地震 c f h

34、少遇地震 b e偶遇地震 a常遇地震防止倒塌生命安全可暫時(shí)使用正常運(yùn)行地震作用水準(zhǔn)建筑性能水準(zhǔn)基本目標(biāo) 一般使用要求的建筑應(yīng)具備a、b、c、d項(xiàng)的組合。 重要性較高或地震破壞后危險(xiǎn)性較大的性能目標(biāo)為e、f、g的組合。 對安全有十分危險(xiǎn)影響的性能目標(biāo)為h、i、j項(xiàng)的組合。（4）.規(guī)定地震作用下結(jié)構(gòu)變形的允許指標(biāo) 應(yīng)建立結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的地震作用水平下的允許破壞水平，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件宏觀破壞狀態(tài)的描述和允許變形指標(biāo)。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.7 抗震設(shè)防的基本要求4.“兩階段”抗震設(shè)計(jì)方法第一階段： 對絕大多數(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；在此基礎(chǔ)上對各類結(jié)構(gòu)按規(guī)定要求采取

35、抗震措施。第二階段： 對一些規(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)則的建筑等第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.7 抗震設(shè)防的基本要求二、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)劃提供的地震動參數(shù)。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.7 抗震設(shè)防的基本要求四、 抗震設(shè)防分類及抗震設(shè)防措施建筑

36、類別不同，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也不同?？拐鸫我ㄖ☆?除甲乙丁類以外的一般建筑丙類 地震時(shí)使用功能不能中斷需盡快恢復(fù)的建筑乙類 重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑甲類 設(shè)防分類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社會和經(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)范對上面標(biāo)準(zhǔn)作了修改。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.7 抗震設(shè)防的基本要求A、中央級、省級的電視

37、調(diào)頻廣播發(fā)射塔建筑，國際電信樓、國際海纜登陸站、 國際衛(wèi)星地球站、中央級的電信樞紐（含衛(wèi)星地球站）。B、研究、中試生產(chǎn)和存放劇毒生物制品和天然人工細(xì)菌與病毒（如鼠疫、霍亂、 傷寒等) 的建筑。C、三級特等醫(yī)院的住院部、醫(yī)技樓、門診部。抗震次要建筑丁類 除甲乙丁類以外的一般建筑丙類 地震時(shí)使用功能不能中斷需盡快恢復(fù)的建筑乙類 重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑甲類 設(shè)防分類第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.7 抗震設(shè)防的基本要求應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低，但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低丁類應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度度的要求丙類一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，

38、應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求；當(dāng)9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求，對較小的乙類建筑，當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時(shí)，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施乙類當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求；當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求甲類抗震措施較小乙類建筑：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。第一章 抗

39、震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.7 抗震設(shè)防的基本要求3.地震作用一般情況下仍應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求丁類 應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求丙類 應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求乙類 按地震安全性評價(jià)結(jié)果確定甲類 地震作用 在設(shè)防烈度為6度時(shí)，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對乙、丙、丁類建筑可不進(jìn)行地震作用計(jì)算。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.7 抗震設(shè)防的基本要求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

40、擇； 3.抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.8 建筑抗震概念設(shè)計(jì)二、建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性 建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對抗震能力的重要影響的認(rèn)識始自若干現(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。第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.8 建筑抗震概念設(shè)計(jì)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第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.8 建筑

41、抗震概念設(shè)計(jì) 1）平面不規(guī)則4個(gè)樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。4層以上的樓板僅為5cm厚，擱置在高45cm長14m小梁上。 2）豎向不規(guī)則塔樓上部（4層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在4層樓板水平處的過渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m 1.55m的柱子上（間距9.4m）。上下兩部分嚴(yán)重不均勻，不連續(xù)。 主要破壞：第4層與第5層之間(豎向剛度和承載力突變),周圍柱子嚴(yán)重開裂，柱鋼筋壓屈； 橫向裂縫貫穿3層以上的所有樓板(有的寬達(dá)1cm),直至電梯井東側(cè)； 塔樓西立面、其他立面窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其它非結(jié)構(gòu)構(gòu)件均 嚴(yán)重破壞或倒塌。 震后計(jì)算分析結(jié)

42、果:1.結(jié)構(gòu)存在十分嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng);2.塔樓3層以上北面和南面大多數(shù)柱子抗剪能力大大不足,率先破壞；3.水平地震作用下,柔而長的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運(yùn)動等。 馬那瓜中央銀行大廈 結(jié)構(gòu)是均勻?qū)ΨQ的，基本的抗側(cè)力體系包括4個(gè)L形的桶體，對稱地由連梁連接起來，這些連梁在地震時(shí)遭到剪切破壞，是整個(gè)結(jié)構(gòu)能觀察到的主要破壞。分析表明：1.對稱的結(jié)構(gòu)布置及相對剛強(qiáng)的聯(lián)肢墻，有效地限制了側(cè)向位移，并防止了明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；2.避免了長跨度樓板和砌體填充墻的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞；3.當(dāng)連梁剪切破壞后，結(jié)構(gòu)體系的位移雖有明顯增加，但由于抗震墻提供了較大的側(cè)向剛度，位移量得到控制。美洲銀行不規(guī)則類型 定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大

43、彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯(cuò)層平面不規(guī)則的類型扭轉(zhuǎn)不規(guī)則凹凸角不規(guī)則第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.8 建筑抗震概念設(shè)計(jì)局部不連續(xù)大開洞錯(cuò)層不規(guī)則類型 定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局

44、部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯(cuò)層平面不規(guī)則的類型第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求1.8 建筑抗震概念設(shè)計(jì)不規(guī)則類型 定義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等向下傳遞樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規(guī)則的類型沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則（有柔軟層）豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)第一章 抗震設(shè)計(jì)的基本知識和基本要求