結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計知識培訓(xùn)課件

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計知識培訓(xùn)課件結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本概念結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本原理建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計措施橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點結(jié)構(gòu)抗震加固與改造技術(shù)結(jié)構(gòu)抗震新技術(shù)與新發(fā)展目錄01結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本概念010203地震定義地震是由于地球內(nèi)部的地殼運動，導(dǎo)致地殼巖層斷裂、錯動或振動，從而釋放出巨大的能量，引起地面的震動。地震波地震時，震源處的巖石破裂產(chǎn)生強烈振動，以波的形式向四周傳播，形成地震波。地震波包括體波和面波，其中體波又分為縱波和橫波。地震作用地震作用是指地震對建筑物或構(gòu)筑物產(chǎn)生的動力作用。這種作用會導(dǎo)致建筑物或構(gòu)筑物發(fā)生振動和變形，嚴(yán)重時會造成破壞。地震及地震作用

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則小震不壞在遭遇低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。中震可修在遭遇相當(dāng)于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時，建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。大震不倒在遭遇高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震影響時，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。根據(jù)建筑物的重要性、使用功能以及可能遭受的地震破壞程度，確定相應(yīng)的抗震設(shè)防要求和抗震措施。建筑物根據(jù)其重要性、使用功能以及可能遭受的地震破壞程度，被分為甲、乙、丙、丁四個類別，分別對應(yīng)不同的抗震設(shè)防要求和抗震措施?？拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與分類抗震分類設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)ABDC承載能力結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的承載能力，以抵抗地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力和變形。變形能力結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的變形能力，以避免在地震作用下發(fā)生脆性破壞。穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性，以防止在地震作用下發(fā)生失穩(wěn)破壞。耗能能力結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較好的耗能能力，以吸收和耗散地震輸入的能量，減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。結(jié)構(gòu)抗震性能要求02結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本原理底部剪力法一種用靜力學(xué)方法近似解決動力學(xué)問題的簡易方法，基于工程結(jié)構(gòu)底部的總地震剪力與等效單質(zhì)點的水平地震作用相等的原則，來確定結(jié)構(gòu)總地震作用。振型分解反應(yīng)譜法利用單自由度體系的加速度設(shè)計反應(yīng)譜和振型分解的原理，求解各階振型對應(yīng)的等效地震作用，然后按照一定的組合原則對各階振型的地震作用效應(yīng)進行組合，從而得到多自由度體系的地震作用效應(yīng)。時程分析法直接輸入地震波，依據(jù)結(jié)構(gòu)的動力方程進行積分求解，得出結(jié)構(gòu)在整個地震作用時程范圍內(nèi)的動力響應(yīng)。地震作用計算方法03瞬態(tài)動力學(xué)分析研究結(jié)構(gòu)在任意隨時間變化荷載作用下的動力響應(yīng)，可以得到結(jié)構(gòu)在任意時刻的位移、速度和加速度響應(yīng)。01模態(tài)分析研究結(jié)構(gòu)在自由振動時的基本振動特性，包括固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型等。02頻響分析研究結(jié)構(gòu)在簡諧荷載作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，可以得到結(jié)構(gòu)在不同頻率下的位移、速度和加速度響應(yīng)。結(jié)構(gòu)動力特性分析靜力彈塑性分析（Pushover分析）一種基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法，通過逐步增加水平荷載，使結(jié)構(gòu)從彈性階段進入塑性階段，觀察結(jié)構(gòu)的塑性鉸出現(xiàn)順序、分布及結(jié)構(gòu)整體的變形情況，從而評估結(jié)構(gòu)的抗震性能。動力彈塑性分析直接輸入地震波，考慮結(jié)構(gòu)的材料非線性和幾何非線性，對結(jié)構(gòu)進行全過程的動力時程分析，得到結(jié)構(gòu)在地震作用下的真實響應(yīng)。結(jié)構(gòu)彈塑性分析方法123驗算結(jié)構(gòu)在地震作用下的強度是否滿足要求，包括構(gòu)件的截面承載力驗算和連接節(jié)點的承載力驗算。承載能力驗算驗算結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形是否滿足要求，包括層間位移角、頂點位移等變形指標(biāo)的驗算。變形驗算對于高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑等，需要驗算其在地震作用下的穩(wěn)定性，包括整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)兩種情況。穩(wěn)定性驗算結(jié)構(gòu)抗震驗算方法03建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計措施場地選擇與地基處理010203選擇對建筑抗震有利的地段，如開闊、平坦、堅實場地。避開對建筑抗震不利的地段，如軟弱場地、邊坡邊緣、地震斷裂帶等。對不利地段采取工程措施進行地基處理，如加固地基、樁基等。建筑布局應(yīng)規(guī)則、對稱，避免出現(xiàn)過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)選型應(yīng)符合抗震要求，優(yōu)先選擇框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等抗震性能好的結(jié)構(gòu)形式。避免采用抗震性能差的結(jié)構(gòu)形式，如磚混結(jié)構(gòu)等。建筑布局與結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計應(yīng)符合“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等抗震設(shè)計原則。節(jié)點構(gòu)造應(yīng)保證構(gòu)件之間的可靠連接，避免出現(xiàn)脆性破壞。注意加強關(guān)鍵部位的抗震構(gòu)造措施，如樓梯間、電梯井等。結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計與節(jié)點構(gòu)造注意非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自身抗震性能，避免其破壞對主體結(jié)構(gòu)造成影響。對重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件采取專門的抗震加固措施。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如隔墻、吊頂?shù)龋?yīng)與主體結(jié)構(gòu)可靠連接，避免脫落傷人。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震措施04橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點橋梁震害主要包括橋墩破壞、橋臺破壞、支座破壞以及梁的破壞等。其中，橋墩破壞是最常見的震害類型，主要表現(xiàn)為墩身開裂、傾斜或倒塌等。橋梁震害類型橋梁震害的原因主要包括地震波的傳播特性、橋梁結(jié)構(gòu)自身特性以及地基與基礎(chǔ)的影響等。地震波的傳播特性如振幅、頻率和持時等會對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的破壞作用；橋梁結(jié)構(gòu)自身特性如結(jié)構(gòu)形式、材料強度、連接方式等也會影響其抗震性能；地基與基礎(chǔ)的影響則主要體現(xiàn)在地基失效、基礎(chǔ)沉降等方面。原因分析橋梁震害類型及原因分析橋梁抗震設(shè)計原則與方法橋梁抗震設(shè)計應(yīng)遵循“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的原則，即在設(shè)計中充分考慮地震作用的影響，采取合理的抗震措施，提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體抗震性能?？拐鹪O(shè)計原則橋梁抗震設(shè)計方法主要包括反應(yīng)譜法、時程分析法和靜力彈塑性分析法等。反應(yīng)譜法是一種基于彈性理論的抗震設(shè)計方法，適用于規(guī)則橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計；時程分析法可以模擬地震波的傳播過程，適用于復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計；靜力彈塑性分析法則是一種評估橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下的塑性變形能力的方法?？拐鹪O(shè)計方法要點三橋墩抗震措施橋墩抗震措施主要包括增加截面尺寸、提高材料強度、設(shè)置橫向約束等。增加截面尺寸可以提高橋墩的承載能力和穩(wěn)定性；提高材料強度可以增強橋墩的抗震性能；設(shè)置橫向約束可以防止橋墩在地震作用下發(fā)生過大位移。0102橋臺抗震措施橋臺抗震措施主要包括加強臺身與基礎(chǔ)的連接、設(shè)置防震擋塊等。加強臺身與基礎(chǔ)的連接可以增強橋臺的穩(wěn)定性；設(shè)置防震擋塊可以防止梁體在地震作用下發(fā)生落梁事故?；A(chǔ)抗震措施基礎(chǔ)抗震措施主要包括選擇合適的基礎(chǔ)類型、加強基礎(chǔ)的整體性和穩(wěn)定性等。選擇合適的基礎(chǔ)類型可以減小地基失效的風(fēng)險；加強基礎(chǔ)的整體性和穩(wěn)定性可以防止基礎(chǔ)在地震作用下發(fā)生過大沉降或滑移。03橋墩、橋臺及基礎(chǔ)抗震措施橋梁支座橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，其性能直接影響橋梁的抗震性能。在抗震設(shè)計中，應(yīng)選擇具有良好抗震性能的支座類型，如鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等。減震裝置減震裝置是一種用于減小橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的裝置，其原理是通過消耗地震能量來減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。常見的減震裝置包括阻尼器、隔震支座等。在橋梁抗震設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的減震裝置類型并進行合理布置。橋梁支座與減震裝置應(yīng)用05結(jié)構(gòu)抗震加固與改造技術(shù)對結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造措施和構(gòu)件承載力等進行宏觀判斷。初步鑒定詳細鑒定鑒定程序采用現(xiàn)場檢測、結(jié)構(gòu)分析和驗算等方法進行綜合評價。制定鑒定方案、現(xiàn)場調(diào)查檢測、結(jié)構(gòu)分析驗算、綜合評估與結(jié)論。030201結(jié)構(gòu)抗震鑒定方法與程序增強強度、提高延性、加強整體性和改善傳力途徑等。加固原則增大截面法、粘貼鋼板法、粘貼碳纖維法、增設(shè)支點法等。加固方法根據(jù)加固設(shè)計方案，制定合理施工流程，確保加固效果。加固施工結(jié)構(gòu)抗震加固原則與方法隔震技術(shù)、消能減震技術(shù)、結(jié)構(gòu)加固與功能改造一體化技術(shù)等。改造技術(shù)介紹典型的結(jié)構(gòu)抗震改造案例，分析其改造方案和實施效果。改造實例結(jié)構(gòu)抗震改造技術(shù)與實例對加固改造后的結(jié)構(gòu)進行抗震性能評估，包括承載力、變形能力和耗能能力等。評估內(nèi)容采用靜力彈塑性分析、動力時程分析等方法進行評估。評估方法根據(jù)評估結(jié)果，對加固改造效果進行評價，并提出后續(xù)使用和維護建議。評估結(jié)論加固改造后結(jié)構(gòu)抗震性能評估06結(jié)構(gòu)抗震新技術(shù)與新發(fā)展隔震技術(shù)通過在建筑物或構(gòu)筑物基底或某個位置設(shè)置隔震裝置，以隔離或減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳輸，達到減輕結(jié)構(gòu)振動反應(yīng)的目的。消能減震技術(shù)通過增加結(jié)構(gòu)的阻尼或減少結(jié)構(gòu)的自振周期，以消耗地震輸入結(jié)構(gòu)中的能量，減輕結(jié)構(gòu)的破壞程度。常用的消能減震裝置包括阻尼器、耗能支撐等。隔震與消能減震技術(shù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)控制理論在抗震設(shè)計中應(yīng)用結(jié)合主動控制和被動控制的優(yōu)點，通過合理布置主動和被動控制裝置，以達到更好的抗震效果?；旌峡刂仆ㄟ^外部能源對結(jié)構(gòu)施加控制力，以減小結(jié)構(gòu)的振動反應(yīng)。主動控制需要實時測量結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，并計算所需控制力，因此對控制系統(tǒng)和能源要求較高。主動控制不需要外部能源，通過結(jié)構(gòu)自身的某些構(gòu)件或裝置來消耗或隔離地震能量，以達到減小結(jié)構(gòu)振動的目的。被動控制具有構(gòu)造簡單、造價低、易于維護等優(yōu)點。被動控制根據(jù)建筑物的重要性和用途，確定結(jié)構(gòu)在不同地震水準(zhǔn)下的性能目標(biāo)，如“小震不壞、中震可修、大震不倒”等。性能目標(biāo)基于性能抗震設(shè)計采用多水準(zhǔn)設(shè)防、多性能目標(biāo)的設(shè)計方法，通過分析和計算確定結(jié)構(gòu)的承載力、變形能力和耗能能力等性能指標(biāo)，以滿足預(yù)定的性能目標(biāo)。設(shè)計方法在實際工程中，基于性能抗震設(shè)計已被廣泛應(yīng)用于高層建筑、橋梁、隧道等各類結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，取得了顯著的抗震效果。實踐應(yīng)用基于性能抗震設(shè)計方法與實踐新材料與新技術(shù)的應(yīng)用隨著新材料和新技術(shù)的不斷發(fā)展，如高性能混凝土、纖維增強復(fù)合材料等，為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供了更多的選擇和可能性。通過引入傳感器、作動器和控制系