054建筑結(jié)構(gòu)抗震知識第1講

第十二章建建筑結(jié)構(gòu)抗抗震基本知識識1.地震及及其破壞作用用；震級與烈烈度；建筑抗抗震設(shè)防烈度度、設(shè)防目標(biāo)標(biāo)、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、抗震概念念設(shè)計的基本本要求；2.多層及及高層鋼筋混混凝土房屋的的抗震措施；；3.多層砌砌體結(jié)構(gòu)房屋屋和底部框架架—抗震墻房房屋的抗震措措施。

本章主要內(nèi)容1.了解地震震的基本知識識，理解震級級、地震烈度度的概念；2.了解建筑筑抗震設(shè)防的的概念設(shè)計；；3.掌握建筑筑抗震設(shè)防的的烈度、分類類和標(biāo)準(zhǔn)。第一講教學(xué)目標(biāo)：2重點1.震級與與烈度；2.建筑抗抗震設(shè)防烈度度、設(shè)防目標(biāo)標(biāo)、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、抗震概念念設(shè)計的基本本要求。難點抗震概念設(shè)計計的基本要求求。12.1.1地震及及其破壞作用用1.地震成因因和類型地震按其產(chǎn)生生的原因，主主要可分為火火山地震、陷陷落地震、人人工誘發(fā)地震震和構(gòu)造地震震。根據(jù)地震發(fā)生生的部位，可可將其劃分為為淺源地震(小于60km)、中源源地震(震源源深度為60~300km)和深源源地震(震源源深度大于300km)。震源深度度越小，地震震對地面造成成的破壞性越越大。我國發(fā)發(fā)生的地震絕絕大多數(shù)屬于于淺源地震（（震源深度在在10~20km左右右）?！?2.1地地震基本知知識2.常用地震震術(shù)語震源：地震發(fā)生時時巖層斷裂或或錯動產(chǎn)生振振動的部位；；震源深度：震源至地面面的垂直距離離稱為；震中：震源在地表表的垂直投影影點稱為；震中區(qū)：地震發(fā)生時時震動和破壞壞最大的地區(qū)區(qū)稱為；震中距：受地震影響響地區(qū)至震中中的距離稱為為震中距；等震線：在同一地震震中，具有相相同地震烈度度地點連線。。3.地震的破破壞作用（1）地表的的破壞現(xiàn)象1）地裂縫重力地裂縫：：由于地面作作劇烈震動而而引起的慣性性力超過了土土的抗剪強度度所致。構(gòu)造造地裂縫：與與地質(zhì)構(gòu)造有有關(guān)，是地殼殼深部斷層錯錯動延伸至地地面的裂縫。。2）噴砂冒水水在地下水位較較高的平原及及沿海地區(qū)，，地下存在埋埋深較淺的細(xì)細(xì)砂層或粉土土層時，可能能發(fā)生噴砂冒冒水現(xiàn)象。地震視頻(點擊播放視視頻)3）地面下沉沉在強烈的地震震作用下，在在回填土和孔孔隙較大粘性性土等松軟而而壓縮性較高高的土層中，，往往發(fā)生震震陷，使建筑筑物破壞，此此外，在巖溶溶洞和采空區(qū)區(qū)也常發(fā)生震震陷。4）滑坡、塌塌方在強烈的地震震下，常引起起河岸、陡坡坡滑坡，有時時規(guī)模很大，，造成公路堵堵塞、岸邊建建筑物破壞。。（2）建筑物物破壞1）結(jié)構(gòu)喪失失整體性建筑物一般都都是由許多構(gòu)構(gòu)件組成，在在地震作用下下因構(gòu)件連接接不牢、支撐撐長度不夠或或作為支座的的墻體倒塌、、柱斷裂，都都會引起結(jié)構(gòu)構(gòu)喪失整體性性而破壞。2）結(jié)構(gòu)承承載力不足足而引起的的破壞作為結(jié)構(gòu)主主要承重的的構(gòu)件，墻墻、柱、梁梁等由于其其強度不足足，在地震震發(fā)生時首首先破壞，，不能繼續(xù)續(xù)承受重力力荷載從而而造成房屋屋倒塌。3）地基失失效當(dāng)建筑物建建在軟弱的的地基土上上或建在液液化的地基基土上，而而又未進行行特殊處理理，在地震震發(fā)生時地地基土的抗抗剪承載能能力不能抵抵抗重力的的繼續(xù)作用用，從而造造成房屋的的局部傾斜斜或不均勻勻下沉。（3）次生生災(zāi)害地震除直接接造成建筑筑物的破壞壞外，還會會引起火災(zāi)災(zāi)、水災(zāi)、、有毒物質(zhì)質(zhì)污染等次次生災(zāi)害，，尤其在大大城市，由由次生災(zāi)害害造成的損損失有時比比地震直接接產(chǎn)生的災(zāi)災(zāi)害造成的的損失還要要大。地震次生災(zāi)災(zāi)害視頻(點擊播放放視頻)12.1.2震震級與烈度度1.震級地震的震級級是衡量一一次地震大大小的等級級，用符號號M表示。震級的原始始定義是：：在離震中中100km處的堅堅硬地面上上，由標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)地震儀（（擺的自振振周期為0.8s，，阻尼為0.8，放放大倍數(shù)為為2800倍）所記記錄的最大大水平位移移A（單位為μμm）的常常用對數(shù)值值，用公式式表示為M=lgA（12.1.1）因為這個震震級的定義義是1935年里希希特所給出出的，故稱稱為里氏震震級。震級的大小小直接與震震源釋放的的能量大小小有關(guān)，震震級M與地震釋放放能量E（單位erg）之間間有如下關(guān)關(guān)系lgE=1.5M+11.8（（12.1.2）由式（12.1.1）可知，，當(dāng)震級相相差1級時時，地面振振幅相差10倍。由由（12.1.2））可知，震震級差1級級，能量相相差32倍倍。微震：M<2的地震震，人們感感覺不到。。有感地震：：M=2～～4的地震震。破壞性地震震：M>5的地震，，建筑物有有不同程度度的破壞。。強烈地震或或大地震：：M=7～～8的地震震。特大地震：：M>8的的地震。2.地震烈烈度地震烈度指指地震時某某一地點震震動的強烈烈程度，用用符號Ｉ表表示。對于一次地地震，表示示地震大小小的震級只只有一個，，但它對不不同的地點點影響程度度是不一樣樣的。一般般說離震中中愈遠(yuǎn)，受受地震的影影響就愈小小，烈度也也就愈低。。對于一次次地震的影影響，隨震震中距的不不同，可以以劃分為不不同的烈度度區(qū)。目前，我國國使用的是是1999年由國家家地震局頒頒布實施的的《中國地震震烈度表》》。12.1.3建筑抗抗震設(shè)防1.設(shè)防依依據(jù)（1）基本烈度一個地區(qū)的的基本烈度度是指該地地區(qū)今后50年時間間內(nèi)，在一一般場地條條件下可能能遭遇到超超越概率為為10%的的地震烈度度。（2）設(shè)防防烈度作為一個地地區(qū)建筑抗抗震設(shè)防依依據(jù)的烈度度稱為抗震震設(shè)防烈度度。一般情況下下，抗震設(shè)設(shè)防烈度可可采用中國國地震動參參數(shù)區(qū)劃圖圖的基本烈烈度。2.設(shè)防目目標(biāo)（1）大震震和小震小震：為烈度概率率密度曲線線上的峰值值所對應(yīng)的的烈度，即即眾值烈度度或稱多遇遇烈度，如如圖12.1.2所所示。當(dāng)基基準(zhǔn)設(shè)計期期為50年年時，則50年內(nèi)眾眾值烈度的的超越概率率為63.2%，這這就是第一一水準(zhǔn)的烈烈度?；玖叶龋海杭吹诙疁?zhǔn)準(zhǔn)烈度，也也就全國地地震烈度區(qū)區(qū)劃圖所規(guī)規(guī)定的烈度度，它在50年內(nèi)超超越概率大大體為10%。大震或罕遇遇烈度：俗俗稱其為大大震，50年內(nèi)超越越概率為2%~3%的烈度，，也是第三三水準(zhǔn)所對對應(yīng)的烈度度。由烈度概率率分布分析析可知，基基本烈度和和從值烈度度相差約1.55度度，而基本本烈度與罕罕遇烈度相相差大致1度。（2）抗震震設(shè)防目標(biāo)標(biāo)抗震設(shè)防目目標(biāo)總的趨趨勢：在建建筑物使用用壽命期間間，對不同同頻度和強強度的地震震，要求建建筑物具有有不同的抵抵抗能力。。基于這一趨趨勢，《抗抗震規(guī)范》》提示了““三水準(zhǔn)””的抗震設(shè)設(shè)防目標(biāo)。。第一水準(zhǔn)：：“小震不不壞”，即當(dāng)遭受到到多遇的低低于本地區(qū)區(qū)設(shè)防烈度度的地震（（簡稱“小小震）影響響時，建筑筑物一般應(yīng)應(yīng)不受損壞壞或不需修修理仍能繼繼續(xù)使用。。第二水準(zhǔn)：：“中震可可修”，當(dāng)遭受到相相當(dāng)于本地地區(qū)設(shè)防烈烈度的地震震影響時，，建筑可能能損壞，經(jīng)經(jīng)一般修理理或不需修修理仍能繼繼續(xù)使用。。第三水準(zhǔn)：：“大震不不倒”，當(dāng)遭遇受受到高于本本地區(qū)設(shè)防防烈度的罕罕遇地震（（簡稱“大大震”）影影響時，建建筑不致倒倒塌或發(fā)生生危及生命命的嚴(yán)重?fù)p損壞。3.設(shè)防分分類（1）建筑筑物重要性性分類在進行建筑筑設(shè)計時，，應(yīng)根據(jù)建建筑物的重重要性不同同，采取不不同的抗震震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)?！犊拐鹫鹨?guī)范》將將建筑物按按其重要程程度不同分分為四類：：甲類類建建筑筑——有有特特殊殊要要求求的的建建筑筑，，如如遇遇地地震震破破壞壞會會導(dǎo)導(dǎo)致致嚴(yán)嚴(yán)重重后后果果（（如如放放射射性性物物質(zhì)質(zhì)的的污污染染，，劇劇毒毒氣氣體體的的擴擴散散或或引引起起爆爆炸炸等等））和和經(jīng)經(jīng)濟濟上上重重大大損損失失的的建建筑筑；；政政治治上上重重大大損損失失的的建建筑筑；；政政治治上上有有特特殊殊要要求求的的或或其其它它特特別別重重要要的的建建筑筑等等。。乙類類建建筑筑——國國家家重重點點抗抗震震城城市市的的生生命命線線工工程程的的建建筑筑（如如消消防防、、急急救救、、供供水水、、供供電電等等））或或其其它它重重要要建建筑筑。。丙類類建建筑筑——除除甲甲、、乙乙、、丁丁類類以以外外的的建建筑筑，，如如一一般般工工業(yè)業(yè)與與民民用用建建筑筑（（公公共共建建筑筑、、住住宅宅、、旅旅館館、、廠廠房房等等））。。丁類類建建筑筑——次次要要建建筑筑，，如如遇遇到到地地震震破破壞壞不不易易造造成成人人員員傷傷亡亡和和較較大大經(jīng)經(jīng)濟濟損損失失的的建建筑筑（（如如一一般般的的倉倉庫庫、、人人員員較較少少的的輔輔助助性性建建筑筑））。。甲類類建建筑筑應(yīng)應(yīng)按按國國家家規(guī)規(guī)定定的的批批準(zhǔn)準(zhǔn)權(quán)權(quán)限限批批準(zhǔn)準(zhǔn)執(zhí)執(zhí)行行；；乙乙類類建建筑筑應(yīng)應(yīng)按按城城市市抗抗震震救救災(zāi)災(zāi)規(guī)規(guī)劃劃或或有有關(guān)關(guān)部部門門批批準(zhǔn)準(zhǔn)執(zhí)執(zhí)行行。。4.設(shè)設(shè)防防標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（1））甲甲類類建建筑筑，，地地震震作作用用應(yīng)應(yīng)高高于于本本地地區(qū)區(qū)抗抗震震設(shè)設(shè)防防烈烈度度的的要要求求：：其其值值應(yīng)應(yīng)按按批批準(zhǔn)準(zhǔn)的的地地震震安安全全性性評評價價結(jié)結(jié)果果確確定定；；抗抗震震措措施施，，當(dāng)當(dāng)抗抗震震設(shè)設(shè)防防烈烈度度為為6~8度度時時，，應(yīng)應(yīng)符符合合本本地地區(qū)區(qū)抗抗震震設(shè)設(shè)防防烈烈度度提提高高一一度度的的要要求求，，當(dāng)當(dāng)9度度時時，，應(yīng)應(yīng)符符合合比比9度度抗抗震震設(shè)設(shè)防防有有更更高高的的要要求求。。（2））乙乙類類建建筑筑，，地地震震作作用用應(yīng)應(yīng)符符合合本本地地區(qū)區(qū)抗抗震震設(shè)設(shè)防防烈烈度度的的要要求求；；抗抗震震措措施施，，一一般般情情況況下下，，當(dāng)當(dāng)抗抗震震設(shè)設(shè)防防烈烈度度為為6~8度度時時，，應(yīng)應(yīng)符符合合本本地地區(qū)區(qū)抗抗震震設(shè)設(shè)防防烈烈度度提提高高一一度度的的要要求求，，當(dāng)當(dāng)9度度時時，，應(yīng)應(yīng)符符合合比比9度度抗抗震震設(shè)設(shè)防防有有更更高高的的要要求求；；地地基基基基礎(chǔ)的的抗抗震震措措施施，，應(yīng)應(yīng)符符合合有有關(guān)關(guān)規(guī)規(guī)定定。。對較小的的乙類建建筑，當(dāng)當(dāng)其結(jié)構(gòu)構(gòu)改用抗抗震性能能較好的的結(jié)構(gòu)類類型時，，應(yīng)允許許仍按本本地區(qū)抗抗震設(shè)防防烈度的的要求采采取抗震震措施。。（3）丙丙類建筑筑，地震震作用和和抗震措措施均符符合本地地區(qū)抗震震設(shè)防烈烈度的要要求。（4）丁丁類建筑筑，一般般情況下下，地震震作用仍仍應(yīng)符合合本地區(qū)區(qū)抗震設(shè)設(shè)防烈度度的要求求；抗震震措施應(yīng)應(yīng)允許比比本地區(qū)區(qū)抗震設(shè)設(shè)防烈度度的要求求適當(dāng)降降低，但但抗震設(shè)設(shè)防烈度度為6度度時不應(yīng)應(yīng)降低。。12.1.4抗抗震概念念設(shè)計的的基本要要求抗震設(shè)計計主要包包括三個個方面：：概念設(shè)設(shè)計、計計算設(shè)計計和構(gòu)造造設(shè)計。。概念設(shè)計計是指正正確地解解決總體體方案、、材料使使用和細(xì)細(xì)部構(gòu)造造，以達達到合理理抗震設(shè)設(shè)計的目目的。1.場地地選擇選擇建筑筑場地時時，應(yīng)根根據(jù)工程程需要，，掌握地地震活動動情況、、工程地地質(zhì)和地地震地質(zhì)質(zhì)的有關(guān)關(guān)資料，，對抗震震有利、、不利和和危險地地段作出出綜合評評價。對對不利的的地段提提出避開開要求；；當(dāng)無法法避開時時應(yīng)采取取有效措措施；不不應(yīng)在危危險地段段建造甲甲、乙、、丙類建建筑。2.地地基和基基礎(chǔ)設(shè)計計（1）同同一結(jié)構(gòu)構(gòu)單元不不宜設(shè)置置在性質(zhì)質(zhì)截然不不同的地地基土上上，也不不宜部分分采用天天然地基基，部分分采用樁樁基。（2）地地基為軟軟弱粘性性土、可可液化土土、新填填土或嚴(yán)嚴(yán)重不均均勻土層層時，宜宜加強基基礎(chǔ)的整整體性和和剛性，，以防止止地震引引起的動動態(tài)和永永久的不不均勻變變形。（3）在在地基穩(wěn)穩(wěn)定的條條件下，，還應(yīng)考考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)與地基基的震動動特性，，力求避避免共振振的影響響。3.建筑筑和結(jié)構(gòu)構(gòu)的規(guī)則則性建筑設(shè)計計應(yīng)符合合抗震概概念設(shè)計計的要求求，不應(yīng)應(yīng)采用嚴(yán)嚴(yán)重不規(guī)規(guī)則的設(shè)設(shè)計方案案。建筑及其其抗側(cè)力力結(jié)構(gòu)的的平面布布置宜規(guī)規(guī)則、對對稱，并并應(yīng)具有有良好的的整體性性；建筑筑立面和和豎向剖剖面宜規(guī)規(guī)則，結(jié)結(jié)構(gòu)的側(cè)側(cè)向剛度度宜均勻勻變化，，豎向抗抗側(cè)力構(gòu)構(gòu)件的截截面尺寸寸和材料料的強度度宜自下下而上逐逐漸減小小，避免免抗側(cè)力力結(jié)構(gòu)的的側(cè)向剛剛度和承承載力突突變。根據(jù)建筑筑物的類類型和結(jié)結(jié)構(gòu)體系系設(shè)置防防震縫，，可將建建筑從平平面上分分成規(guī)則則的結(jié)構(gòu)構(gòu)單元。。防震縫縫應(yīng)根據(jù)據(jù)烈度、、場地類類別、房房屋類型型等留有有足夠的的寬度。。同時，，伸縮縫縫、沉降降縫應(yīng)符符合防震震縫的要要求。4.結(jié)結(jié)構(gòu)體系系（1）選選擇抗震震結(jié)構(gòu)體體系應(yīng)符符合下列列各項規(guī)規(guī)定：1）應(yīng)具具有明確確的計算算簡圖和和合理的的地震作作用傳遞遞途徑。。2）應(yīng)避避免因部部分結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)件件破壞而而導(dǎo)致整整個結(jié)構(gòu)構(gòu)喪失抗抗震能力力或?qū)χ刂亓Φ某谐休d能力力。3）應(yīng)具具備必要要的抗震震承載力力，良好好的變形形能力和和消耗地地震能量量的能力力。4）對可可能出現(xiàn)現(xiàn)的薄弱弱部位，，應(yīng)采取取措施提提高抗震震能力。。5）宜宜具有有多道道抗震震防線線，宜宜具有有合理理的剛剛度和和承載載力分分布，，避免免局部部削弱弱或突突變形形成薄薄弱部部位，，產(chǎn)生生過大大的應(yīng)應(yīng)力集集中或或塑性性變形形集中中。結(jié)結(jié)構(gòu)在在兩個個主軸軸方向向的動動力特特征宜宜相近近。（2））選擇擇抗震震結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件時應(yīng)應(yīng)符合合的要要求1）砌砌體結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)應(yīng)按規(guī)規(guī)定設(shè)設(shè)置鋼鋼筋混混凝土土圈梁梁和構(gòu)構(gòu)造柱柱、芯芯柱或或采用用鋼筋筋砌體體等以以改善善變形形能力力。2）混混凝土土結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件，應(yīng)應(yīng)合理理選擇擇尺寸寸，配配置縱縱向鋼鋼筋和和箍筋筋，避避免剪剪切破破壞先先于彎彎曲破破壞，，混凝凝土的的壓潰潰先于于鋼筋筋的屈屈服，，鋼筋筋的錨錨固粘粘結(jié)破破壞先先于構(gòu)構(gòu)件破破壞。。3）預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝凝土的的抗側(cè)側(cè)力構(gòu)構(gòu)件，，應(yīng)配配有足足夠的的非預(yù)預(yù)應(yīng)力力鋼筋筋。（3））結(jié)構(gòu)構(gòu)各構(gòu)構(gòu)件之之間的的連接接1）構(gòu)構(gòu)件節(jié)節(jié)點的的破壞壞，不不應(yīng)先先于其其連接接的構(gòu)構(gòu)件。。2）預(yù)預(yù)埋件件的錨錨固破破壞，，不應(yīng)應(yīng)先于于連接接件。。3）裝裝配式式結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件的連連接，，應(yīng)能能保證證結(jié)構(gòu)構(gòu)的整整體性性。4）預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝凝土構(gòu)構(gòu)件的的預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼鋼筋，，宜在在節(jié)點點核心心區(qū)外外錨固固。（4））非結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件主要有有下列列三種種類型型：①附屬屬構(gòu)件件，如如女兒兒墻、、雨蓬蓬、廠廠房高高低跨跨封墻墻等。。這類類構(gòu)件件的抗抗震措措施是是加強強本身身的整整體性性，并并與主主體有有可靠靠的連連接或或錨固固，防防止倒倒塌傷傷人。。②裝飾飾物，，如建建筑貼貼畫、、裝飾飾、吊吊頂和和懸吊吊重物物等。。這類類構(gòu)件件的抗抗震措措施是是加強強同主主體結(jié)結(jié)構(gòu)的的連接接。對對重要要的貼貼畫和和裝飾飾，要要柔性性連接接，即即保證證主體體結(jié)構(gòu)構(gòu)變形形不致致?lián)p壞壞貼面面和裝裝飾，，應(yīng)避避免吊吊頂塌塌落傷傷人和和貼鑲鑲或懸懸吊較較重的的裝飾物，，當(dāng)不不可避避免時時應(yīng)有有可靠靠的防防護措措施。。③非結(jié)結(jié)構(gòu)墻墻體，，如圍圍護墻墻、內(nèi)內(nèi)隔墻墻和框框架填填充墻墻等。。應(yīng)考考慮這這類構(gòu)構(gòu)件對對結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震震的不不利影影響或或有利利影響響，應(yīng)應(yīng)避免免不合合理的的設(shè)置置而導(dǎo)導(dǎo)致主主體結(jié)結(jié)構(gòu)的的破壞壞，如如框架架或廠廠房柱柱間填填充墻墻不到到頂、、使這這些柱柱子形形成短短柱，，地震震時這這些短短柱極極易發(fā)發(fā)生脆脆性破破壞。。5.材材