建筑结构抗震课件精编版

1、 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1.1 地震与地震动地震与地震动 概述概述 1.1.1 1.1.1 地震类型与成因地震类型与成因 1.1.2 1.1.2 地震波地震波 1.1.3 1.1.3 地震动地震动 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 概述概述 地震是一种自然现象。据统计，地球每年平均发生500万次左右的地震，其中，5级以上的强烈地震约1000次左右。如果强烈地震发生在人类聚居区，就会造成地震灾害。为了抗御与减轻地震灾害，有必要进行建筑工程结构的抗震分析与抗震设计。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计地壳地壳由各种不

2、均匀的岩石组成。由各种不均匀的岩石组成。 地球的构造地球的构造 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 世界上绝大部分的地震都世界上绝大部分的地震都发生在这一薄薄的地壳内。发生在这一薄薄的地壳内。（地壳岩石长期积累的变性在（地壳岩石长期积累的变性在瞬间内转换为动能而产生地震）瞬间内转换为动能而产生地震） 地面为沉积岩，地壳地面为沉积岩，地壳上部为花岗岩岩层，地壳上部为花岗岩岩层，地壳下部为玄武岩岩层（海洋下部为玄武岩岩层（海洋下只有玄武岩岩层）。下只有玄武岩岩层）。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 地幔地幔主要有质地坚硬的橄榄岩组成。主要有质地坚硬的

3、橄榄岩组成。 地幔是地壳运动的根源，其原因：地幔是地壳运动的根源，其原因： 由于地球内部放射性物质不断释放能量，由于地球内部放射性物质不断释放能量，地球内部的温度也随深度的增加而升高，地下地球内部的温度也随深度的增加而升高，地下200Km200Km到到700Km700Km其温度由其温度由600600升至升至2000 2000 ，在这一范围内的地幔中存在着一个厚约几百公在这一范围内的地幔中存在着一个厚约几百公里的软流层。因温度分布不均匀，就发生了地里的软流层。因温度分布不均匀，就发生了地幔内部物质的对流；另外地球内部的压力也是幔内部物质的对流；另外地球内部的压力也是不均衡的，在地幔上部约不均衡的

4、，在地幔上部约900MPa,900MPa,地幔中部为地幔中部为3700MPa3700MPa。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 地核是地球的核心，分为：地核是地球的核心，分为：（观测发现：地震横波不能通（观测发现：地震横波不能通过外核（即不能通过液体）。过外核（即不能通过液体）。外核（厚外核（厚2100Km2100Km）处于液态）处于液态内核（厚内核（厚1400Km1400Km）处于固态）处于固态地核主要构成物质是镍、铁。地核主要构成物质是镍、铁。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1.1.1 地震类型与成因地震类型与成因按其成因分按其成因分构造

5、地震构造地震: :由于地球内部岩层构造变化引起的地震。由于地球内部岩层构造变化引起的地震。 分布最广，危害最大。分布最广，危害最大。火山地震火山地震：由于火山爆发，岩浆猛烈冲出地面起。：由于火山爆发，岩浆猛烈冲出地面起。 ( (我国没有，日本有我国没有，日本有) )。陷落地震陷落地震：由于地表或地下岩层突然发生大规模的陷落：由于地表或地下岩层突然发生大规模的陷落 和崩塌所引起小范围的地面震动。和崩塌所引起小范围的地面震动。诱发地震诱发地震：由于水库蓄水或深井注水等引起的地面震动。：由于水库蓄水或深井注水等引起的地面震动。在工程抗震设计中仅考虑在工程抗震设计中仅考虑构造地震构造地震的设防问题的设

6、防问题 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计构造地震的成因和分布成因：构造地震的成因和分布成因：断层说断层说 在自然界，大规在自然界，大规模的破裂面被称为地模的破裂面被称为地质断层。一条断层的质断层。一条断层的两侧可以逐渐地并难两侧可以逐渐地并难以察觉地互相滑过；以察觉地互相滑过；也可以突然破裂，以也可以突然破裂，以地震形式释放能量。地震形式释放能量。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 犹他州喀那布附近的切过岩层的小而清晰的正断层犹他州喀那布附近的切过岩层的小而清晰的正断层断层学说的佐证 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 -来

7、自以色列来自以色列 的精彩实例的精彩实例原来水平的刚性岩石原来水平的刚性岩石层在长时期作用的构层在长时期作用的构造力挤压下褶皱造力挤压下褶皱 断层学说的佐证 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计板块说：板块说： 大陆漂移假说：大陆漂移假说：它是德国气象学家魏格纳（它是德国气象学家魏格纳（WegenerWegener）(1880(188019301930年年) )在讲课中提出来的。在讲课中提出来的。 这一假说在约这一假说在约1010年时间内没有受到地质界的重视。在年时间内没有受到地质界的重视。在19221922年年2 2月月1616日有一篇评述魏格纳的书的一无人署名的短文，日

8、有一篇评述魏格纳的书的一无人署名的短文，发表于著名的科学杂志发表于著名的科学杂志自然自然上，说上，说“该书直接应用了物该书直接应用了物理学原理，但遭到许多地质学家的强烈反对理学原理，但遭到许多地质学家的强烈反对”。 魏格纳假定一个超级大陆于魏格纳假定一个超级大陆于3 3亿年前破裂，其碎块漂移出亿年前破裂，其碎块漂移出去形成现今的大陆。作为证据，他指出不同大陆的大型地质去形成现今的大陆。作为证据，他指出不同大陆的大型地质构造，如非洲西海岸和南美的东海岸似乎可以吻合。这一原构造，如非洲西海岸和南美的东海岸似乎可以吻合。这一原理能够解释许多地质学问题，在以后几十年代中成为辩论的理能够解释许多地质学问

9、题，在以后几十年代中成为辩论的主要焦点。主要焦点。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计由洋中脊，海沟和转换断层构成边界的主要构造板块由洋中脊，海沟和转换断层构成边界的主要构造板块 美洲板块，欧亚板块，印澳板块，太平洋板块，南极洲板块等美洲板块，欧亚板块，印澳板块，太平洋板块，南极洲板块等板块学说的佐证 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计2 20 0世世纪纪强强震震分分布布我我国国是是地地震震活活动动强强烈烈的的国国家家板块学说的佐证 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计震源震源：地下地震的发源处：地下地震的发源处地球内部断层错动地

10、球内部断层错动 并辐射出地震波的部位。并辐射出地震波的部位。（震源不是一个点，而是有一定的深度和范围）（震源不是一个点，而是有一定的深度和范围）浅源地震浅源地震60km300km300km 1.1.2 地震波地震波按震源深浅，地震又可分为：按震源深浅，地震又可分为： 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 震中、震中距、等震线震中、震中距、等震线 垂直于震源的地表为震中垂直于震源的地表为震中 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计体波：体波： 纵波纵波：P波，为压缩波波，为压缩波 ，速度快，产生颠簸。，速度快，产生颠簸。vp=1.67vs 横波横波：S波，波

11、， vs为剪切波，速度稍慢，产生摇晃。为剪切波，速度稍慢，产生摇晃。 地震P波(纵波)和S波(横波)运行时弹性岩石运动的形态 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计勒夫波和瑞利波传播过程中近地表岩石的运动 面波面波：有有勒夫波和瑞利波勒夫波和瑞利波，vR=vL=0.9vs vR=vL=0.9vs ，能量大，能量大， 破坏大，产生颠簸摇晃。破坏大，产生颠簸摇晃。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计（横波）（纵波）（面波）地震波记录图地震波记录图 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1.1.3 地震动地震动为什么地震时人的感觉是先颠后晃

12、？为什么地震时人的感觉是先颠后晃？由地震波传播所引发的地面振动，通常称为地震动。 地震时，震中及其附近的人们先感觉到上下颠簸，地震时，震中及其附近的人们先感觉到上下颠簸，然后感到前后或左右摇晃。这是因为地震发生时，地震波然后感到前后或左右摇晃。这是因为地震发生时，地震波主要有两种，一种是纵波，它传播的速度快，可达主要有两种，一种是纵波，它传播的速度快，可达556Km/6Km/秒；另一种是横波，它的速度较慢，达秒；另一种是横波，它的速度较慢，达34 Km/34 Km/秒。秒。因为纵波先到，使人们产生上下颠簸的感觉；而横波后到，因为纵波先到，使人们产生上下颠簸的感觉；而横波后到，让人们感到水平摇晃

13、，对建筑物的破坏主要是横波。人们让人们感到水平摇晃，对建筑物的破坏主要是横波。人们在感觉到在感觉到“颠颠”的时候，要马上就地避震，因为大的破坏的时候，要马上就地避震，因为大的破坏力马上就要到了。力马上就要到了。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 海啸是一种灾难性的海浪，通常由震源在海底下海啸是一种灾难性的海浪，通常由震源在海底下5050千米以内、里氏震级千米以内、里氏震级6.56.5以上的海底地震引起。水以上的海底地震引起。水下或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。在一次震下或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。在一次震动之后，震荡波在海面上以不断扩大的圆圈，传播到动之后，

14、震荡波在海面上以不断扩大的圆圈，传播到很远的距离，正象卵石掉进浅池里产生的波一样。海很远的距离，正象卵石掉进浅池里产生的波一样。海啸波长比海洋的最大深度还要大，轨道运动在海底附啸波长比海洋的最大深度还要大，轨道运动在海底附近也没受多大阻滞，不管海洋深度如何，波都可以传近也没受多大阻滞，不管海洋深度如何，波都可以传播过去。播过去。 20042004年年1212月月2626日，印度洋发生强烈地震并引发海日，印度洋发生强烈地震并引发海啸，造成周边国家重大人员伤亡和财产损失。印度洋啸，造成周边国家重大人员伤亡和财产损失。印度洋海啸造成近海啸造成近3030万人遇难。万人遇难。 海啸的起因： 第一章第一章

15、 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1.2 地震震级与地震烈度地震震级与地震烈度 1.2.1 1.2.1 地震震级地震震级 1.2.2 1.2.2 地震烈度地震烈度 1.2.3 1.2.3 基本烈度与地震区划基本烈度与地震区划 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 用标准的地震仪在距震中用标准的地震仪在距震中100km处记录处记录最大水平位移最大水平位移A（以（以m=10-6 m计）。计）。 震级震级M=logA 查尔斯查尔斯里里克特（克特（1900190019851985年）年） 震级震级是一次地震强弱的等级。是一次地震强弱的等级。现国际上的通用震级表示为现国际

16、上的通用震级表示为里氏震级。里氏震级。（Richter） 1.2.1 地震震级地震震级 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计震级与能量的关系震级与能量的关系 logE=11.8+1.5M 震级差一级，能量差震级差一级，能量差32倍之多。倍之多。 按着这个定义，对一个按着这个定义，对一个100100千米外的地震，千米外的地震，如果标准地震仪记录到如果标准地震仪记录到1 1厘米的峰值波振幅厘米的峰值波振幅（即（即11毫米的毫米的10104 4倍），则震级为倍），则震级为4 4级。级。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计1级级 微震，人们无感觉。微震，人们无

17、感觉。24级级 有感地震有感地震5级以上级以上 破坏性地震破坏性地震7级以上级以上 强烈地震强烈地震8级以上级以上 特大地震特大地震现记录到的最强地震为现记录到的最强地震为8.9级。级。唐山地震唐山地震7.8级级 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 地震烈度：地震烈度：某一地点地面震动的强烈程度，由某一地点地面震动的强烈程度，由地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及运动强烈程度而定。现在主要由地面震动的速度运动强烈程度而定。现在主要由地面震动的速度和加速度确定。和加速度确定。 1.2.2 地震烈度地震烈度注意与震级区分。注意与

18、震级区分。烈度：烈度： 一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，简称为度，简称为烈度烈度。用。用I表示。表示。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计烈度与震级的关系烈度与震级的关系 一般而言，震级越大，烈度就越大。一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影响烈度的因素，除了震级、震度就低。影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深中距外，还与震源深 度、地质构造和地基度、地质构造和地基条件等因素有关。条件等因素有关。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗

19、震设计建筑结构抗震设计分项分项：人的感觉，大多数房屋震害程度，其他现象，人的感觉，大多数房屋震害程度，其他现象， 加速度加速度( (水平向水平向) )厘米厘米/ /秒秒 ，速度，速度( (水平向水平向) )厘米厘米/ /秒秒烈度表烈度表I I度：为无感觉，损坏一个别砖瓦掉落墙体微细裂缝；度：为无感觉，损坏一个别砖瓦掉落墙体微细裂缝； 河岸和松软土上出现裂缝。河岸和松软土上出现裂缝。分为分为1-121-12度（不同的国家的分度方法不同）度（不同的国家的分度方法不同）中国地震烈度表中国地震烈度表 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计VII（7）度：）度：大多数人仓惶逃出大多数人

20、仓惶逃出；轻度破坏，局部破坏、轻度破坏，局部破坏、 开裂，但不妨碍使用；开裂，但不妨碍使用；河岸出现塌方。饱河岸出现塌方。饱 和砂层常见喷砂冒水。松软土上地裂缝较多。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大多数砖烟囱中等破坏 ；加速度；加速度125厘米厘米/秒秒 。 （8）度：摇晃颠簸）度：摇晃颠簸行走困难；中等破坏行走困难；中等破坏, ,结构受损，结构受损， 需要修理需要修理 ；干硬土上亦有裂缝。大多数；干硬土上亦有裂缝。大多数 砖烟囱严重破坏砖烟囱严重破坏 ；加速度加速度250厘米厘米/秒秒 。 VI VI （6 6）度：惊慌失措，仓惶逃出；饱和砂层出现喷砂冒）度：

21、惊慌失措，仓惶逃出；饱和砂层出现喷砂冒 水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝、掉头；加水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝、掉头；加 速度速度6363厘米厘米/ /秒秒 。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计（1010）度：度：骑自行车的人会摔倒，处不稳状态的人会骑自行车的人会摔倒，处不稳状态的人会 摔出几尺远，有抛起感；摔出几尺远，有抛起感；大部倒塌，不堪大部倒塌，不堪 修复；修复；山崩和地震断裂出现，基岩上的拱山崩和地震断裂出现，基岩上的拱 桥破坏，大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁；桥破坏，大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁； 加速度加速度1000厘米厘米/秒秒 。 （12）度：）度：地面剧烈

22、变化，山河改观地面剧烈变化，山河改观 。（9）度：坐立不稳）度：坐立不稳行动的人可能摔跤行动的人可能摔跤 ；严重破坏严重破坏, , 墙体龟裂，局部倒塌，复修困难墙体龟裂，局部倒塌，复修困难 ；严重破严重破 坏，墙体龟裂，局部倒塌，复修困难；坏，墙体龟裂，局部倒塌，复修困难；加加 速度速度500厘米厘米/秒秒 。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计基 本 烈 度 设 防 烈 度 多 遇 地 震 烈 度 罕 遇 地 震 烈 度 1.2.3 基本烈度与地震区划基本烈度与地震区划 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计基基本本烈烈度度 设设防防烈烈度度 一个地区

23、未来一个地区未来5050年内一般场地条件下年内一般场地条件下可能遭受的具有可能遭受的具有10%10%超越概率的地震烈度超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度。用值称为该地区的基本烈度。用IbIb表示。表示。 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度称为设防烈度，用防依据的地震烈度称为设防烈度，用IdId表示。表示。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 多多遇遇地地 震震烈烈度度 罕罕 遇遇 地地 震震 烈烈 度度 建筑所在地区在设计基准期（建筑所在地区在设计基准期（5050年）内具有超年）内具有超越概率越概率2%-3%

24、2%-3%的地震烈度。也称为大震烈度，重现的地震烈度。也称为大震烈度，重现期约为期约为20002000年。年。 建筑所在地区在设计基准期（建筑所在地区在设计基准期（5050年）内出现的年）内出现的频度最高的烈度。也称为常遇烈度、小震烈度，用频度最高的烈度。也称为常遇烈度、小震烈度，用IsIs表示。其超越概率为表示。其超越概率为63.2%63.2%，重现期为，重现期为5050年。年。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计.55度度左右（多遇烈度）（设防烈度）（罕遇烈度） 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 设计地震分组是新规范新提设计地震分组是新规范新提

25、出的概念，用以代替旧规范设计出的概念，用以代替旧规范设计近震、设计远震的概念。近震、设计远震的概念。 在宏观烈度大体相同在宏观烈度大体相同条件下，处于大震级远离条件下，处于大震级远离震中的高耸建筑物的震害震中的高耸建筑物的震害比中小级震级近震中距的比中小级震级近震中距的情况严重的多。情况严重的多。6度近震6度远震7度近震7度远震 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 规范规定：规范规定： 抗震设防烈度为抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑度及以上地区的建筑必须进行抗震设计必须进行抗震设计设计地震分三组设计地震分三组 对于对于类场地，第一、二、三组的类场地，第一、二、三组的设计

26、特征周期分别为：设计特征周期分别为：0.35s0.35s、0.40s0.40s、0.45s.0.45s.辽宁省各地震设防地区多属第一组。辽宁省各地震设防地区多属第一组。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1.3 地震灾害概说地震灾害概说 1.3.1 1.3.1 中国地震背景中国地震背景 1.3.2 1.3.2 地震的破坏作用地震的破坏作用 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 本世纪以来，全世界破坏性强的地震平本世纪以来，全世界破坏性强的地震平均每年均每年1818次，造成经济损失达数千亿美元。次，造成经济损失达数千亿美元。126126万人死亡，近千万

27、人严重伤残。万人死亡，近千万人严重伤残。 我国本世纪以来，发生我国本世纪以来，发生6 6级以上地震级以上地震500500余次，余次，8 8级以上地震级以上地震9 9次。次。 一次大地震可在数一次大地震可在数1010秒钟之内使一座繁秒钟之内使一座繁荣的城市变成废墟，人们几代人的积累和财荣的城市变成废墟，人们几代人的积累和财富化为乌有。富化为乌有。1.3.1 中国地震背景中国地震背景 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计世界范围内有两大地震带环太平洋地震带和欧亚地震带环太平洋地震带和欧亚地震带 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计我国主要有两条地震带南北地震

28、带和东西地震带南北地震带和东西地震带 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 在海滨地区在海滨地区跨圣安德烈斯跨圣安德烈斯断裂的篱笆在断裂的篱笆在19061906年旧金山年旧金山地震时地震时 错动了错动了2.62.6米，远处的米，远处的土地向右移动。土地向右移动。1.3.2 地震的破坏作用地震的破坏作用 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 19881988年亚美尼亚地震造成的新鲜断崖年亚美尼亚地震造成的新鲜断崖 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1976年年7月月28日日,在河北省唐山、丰南一带发生了在河北省唐山、丰南一带发生了7

29、.8级强烈地震，级强烈地震，唐山地震造成唐山地震造成24.224.2万人死亡，万人死亡，16.416.4万人受万人受重伤，仅唐山市区终身残废者达重伤，仅唐山市区终身残废者达17001700多人，倒塌民房多人，倒塌民房530530万间。唐山地区总的直接经济损失达万间。唐山地区总的直接经济损失达5454亿元，公共设施亿元，公共设施遭受严重破坏，灾情之大举世罕见。遭受严重破坏，灾情之大举世罕见。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1.4 工程抗震设防工程抗震设防

30、 1.4.1 1.4.1 抗震设防的目的和要求抗震设防的目的和要求 1.4.2 1.4.2 抗震设计方法抗震设计方法 1.4.3 1.4.3 建筑物重要性分类与设防标准建筑物重要性分类与设防标准 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1.4.1 1.4.1 抗震设防的目的和要求抗震设防的目的和要求 许多国家的抗震设计规范都趋向于以许多国家的抗震设计规范都趋向于以“小小震不坏、中震可修、大震不到震不坏、中震可修、大震不到”作为建筑抗震作为建筑抗震设计的基本准则。设计的基本准则。 通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，减轻经济损失。死

31、亡，减轻经济损失。 工程抗震设防的基本目的工程抗震设防的基本目的 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 简称为：简称为：“小震不坏，小震不坏，中震可修，大震不倒中震可修，大震不倒”。“三水准三水准”抗震设防目标抗震设防目标第一水准：第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇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。地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。第二水准：第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地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震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继

32、续使用。继续使用。第三水准：第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估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的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。重破坏。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1.4.2 1.4.2 抗震设计方法抗震设计方法 在进行建筑抗震设计时，原则上应满足上述在进行建筑抗震设计时，原则上应满足上述 “ “三水准三水准”的抗震设防要求。在具体做法上，我国建筑抗震设计规范的抗震设防要求。在具体做法上，我国建筑抗震设计规范采用了简化的采用了简化的“两阶段两阶段”的抗震设计方法。的抗震设计方法。 第一阶段

33、设计：按多遇地震烈度对应的地震作第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形。能力和结构的弹性变形。 第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。用效应验算结构的弹塑性变形。 有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，不规则的建筑等薄弱层的建筑，不规则的建筑等 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 第一阶段的设计，保证了第一水准的承第一阶段的设计，保证了

34、第一水准的承载力要求和变形要求。第二阶段的设计，则载力要求和变形要求。第二阶段的设计，则旨在保证结构满足第三水准的抗震设防要求。旨在保证结构满足第三水准的抗震设防要求。如何保证第二水准的抗震设防要求，尚在研如何保证第二水准的抗震设防要求，尚在研究之中。目前一般认为，良好的抗震构造措究之中。目前一般认为，良好的抗震构造措施有助于第二水准要求的实现。施有助于第二水准要求的实现。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范GB50011-2001。该标准主要以。该标准主要以地震中和地震后房屋的损坏对社会和经济产生的影响的地震中和地震后房屋的损坏对社会和

35、经济产生的影响的程度大小，将建筑分成程度大小，将建筑分成4个抗震设防类别。个抗震设防类别。 1.4.2 1.4.2 抗震设计方法抗震设计方法抗震次要建筑抗震次要建筑丁类丁类除甲乙丁类以外的一般建筑除甲乙丁类以外的一般建筑丙类丙类地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑筑乙类乙类重大建筑工程和地震时可能发生严重次生重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑灾害的建筑甲类甲类设设防防分分类类 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计地震作用地震作用一般情况下仍应符合本地区抗震设防烈度的要求一般情况下仍应符合本地区抗震设防烈度的要求丁类丁类 应符

36、合本地区抗震设防烈度要求应符合本地区抗震设防烈度要求丙类丙类 应符合本地区抗震设防烈度要求应符合本地区抗震设防烈度要求乙类乙类 按地震安全性评价结果确定按地震安全性评价结果确定甲类甲类 地地震震作作用用 在设防烈度为在设防烈度为6 6度时，除规范有具体规定外，对乙、度时，除规范有具体规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计抗震设防措施抗震设防措施 抗震措施抗震措施: :除结构地震作用计算和抗力计除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措

37、施。 抗震构造措施：根据抗震概念设计，一般抗震构造措施：根据抗震概念设计，一般不须计算而对结构和非结构各部分必须采取的不须计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。各种细部要求。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度为应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度为6度时不应降低度时不应降低丁类丁类应符合本地区抗震设防烈度度的要求应符合本地区抗震设防烈度度的要求丙类丙类一般情况下，当抗震设防烈度为一般情况下，当抗震设防烈度为6-8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高度时，应符合本地区抗震设防烈度提高1度

38、的度的要求；当要求；当9度时，应符合比度时，应符合比9度抗震设防更高的要求，对较小的乙类建筑，当其结度抗震设防更高的要求，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施抗震措施乙类乙类当抗震设防烈度为当抗震设防烈度为6-8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高度时，应符合本地区抗震设防烈度提高1度的要求；当为度的要求；当为9度度时，应符合比时，应符合比9度抗震设防更高的要求度抗震设防更高的要求甲类甲类抗抗震震措措施施较小乙类建筑：工矿企业的变电所、空压站以及城市供水水源的泵

39、房等。较小乙类建筑：工矿企业的变电所、空压站以及城市供水水源的泵房等。抗震性能较好的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。抗震性能较好的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1.5 抗震设计的总体要求抗震设计的总体要求 1.5.1 1.5.1 注意场地的选择注意场地的选择 1.5.2 1.5.2 把握建筑体型把握建筑体型 1.5.3 1.5.3 利用结构延性利用结构延性 1.5.4 1.5.4 设置多道防线设置多道防线 1.5.5 1.5.5 注意非结构因素注意非结构因素 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1.5.1

40、1.5.1 注意场地的选择注意场地的选择 工程地质条件对地震破坏的影响很大。工程地质条件对地震破坏的影响很大。常有地震烈常有地震烈度异常现象，即度异常现象，即 “重灾区里有轻灾，轻灾区里有重灾重灾区里有轻灾，轻灾区里有重灾”产生的原因是局部地区的工程地质条件不同。产生的原因是局部地区的工程地质条件不同。 地段类别地段类别 地质、地形、地貌地质、地形、地貌有利地段有利地段稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等不利地段不利地段软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡，

41、河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、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）等埋的塘浜沟谷和半填半挖地基）等危险地段危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发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震断裂带上可能发生地表错位的部位 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 水边地的地下水边地的地下水位较高，土质也水位较高，土质也较松软，容易在地较松软，容易在地震时产生土壤滑动震时

42、产生土壤滑动或地层液化。或地层液化。 山坡地在地震山坡地在地震时会产生土壤滑动时会产生土壤滑动 用另外的土石用另外的土石來填补地基，常有來填补地基，常有土壤密实度不足情土壤密实度不足情形，导致建筑物在形，导致建筑物在地震时产生倾斜、地震时产生倾斜、沉陷。沉陷。 冲积地的土质冲积地的土质松软，地震时容易松软，地震时容易塌陷，如果此处有塌陷，如果此处有地下水层，还容易地下水层，还容易发生液化。发生液化。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计临近悬崖，临近悬崖，容易滑落容易滑落 谷地或低地，这里谷地或低地，这里的建筑物容易在地震发的建筑物容易在地震发生时，受土石崩塌破坏。生时，受

43、土石崩塌破坏。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计萨尔瓦多地震引发了一巨大的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泥石流，数百户人家被埋在泥石里，估计有石里，估计有1200多人遇难多人遇难地裂地裂 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计1.1.选择有利地段；选择有利地段；2.2.避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；3.3.不在危险地段建设。不在危险地段建设。19941994年云南昭通地震，芦家年云南昭通地震，芦家湾某村坐落于山梁上，山梁湾某村坐落于山梁上，山梁长长150m150

44、m，顶部最宽，顶部最宽15m15m，最，最窄窄5m5m，高，高60m.60m.距震中距震中18km18km。突出端部的最大加速度为突出端部的最大加速度为0.632g,0.632g,鞍部为鞍部为0.257g0.257g，大，大山根部为山根部为0.431g0.431g。烈度为烈度为9度度烈度为烈度为8度度烈度为烈度为7度度 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计1.1.高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大；高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大；2.2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小；离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小；3.3.在同样地形条件下，

45、土质结构的反应比岩质结构大；在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大；4.4.高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明 显减小显减小; ;5.5.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计发震断裂的影响发震断裂的影响与地下断裂构造与地下断裂构造直接相关的地裂直接相关的地裂与发震断裂间接相关的受与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂应力场控制所产生的地裂 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多

46、与断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活动有关。断裂活动有关。 发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危的错动，使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危险地段。险地段。 建设时应避开。建设时应避开。 发震断裂带上可能发生地表错位的地段主要发震断裂带上可能发生地表错位的地段主要在高烈度区，全新世以来经常活动的断裂上面。在高烈度区，全新世以来经常活动的断裂上面。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计抗震有利的建筑场地和地基 1 选择薄的场地覆盖层。选择薄的场地覆盖层。 2 选择坚实的场地土。选择坚实的

47、场地土。 3 将建筑物的自振周期与场地的固有周期错开，将建筑物的自振周期与场地的固有周期错开，避免避免共振。共振。 4 4 采取基础隔震或消能减震措施。采取基础隔震或消能减震措施。 5 5 避免场地土液化。避免场地土液化。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计结构体系的合理选择结构体系的合理选择房屋的高宽比要求房屋的高宽比要求防震缝的设置防震缝的设置房屋的适用最大高度房屋的适用最大高度 1.5.2 1.5.2 把握建筑体型把握建筑体型 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自

48、若干现代建筑在地震中的表现。的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。 最为典型的例子是最为典型的例子是19721972年年2 2月月2323日南美洲日南美洲的马那瓜地震。的马那瓜地震。 马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为层高的中央银行大厦，另一幢为1818层高的美洲银行大层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为厦。当地地震烈度估计为8 8度。一幢破坏严重，震后拆度。一幢破坏严重，震后拆除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计

49、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 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 结构是均匀对称的，基本的抗侧力体结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包括系包括4个个L形的桶体，对称地由连梁连形的桶体，对称地由连梁连接起来，这些连梁在地震时遭到剪切破接起来，这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。坏，是整个结构能观察到的主要破坏。分析表明：分析表明：1.对称的结构布置及相对刚对称的结构布置及相对刚强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了明显的扭转效应；并防止了明显的扭转效应；2.避免了长避免了长跨度楼板

50、和砌体填充墙的非结构构件的跨度楼板和砌体填充墙的非结构构件的损坏；损坏；3.当连梁剪切破坏后，结构体系当连梁剪切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量得到控制。供了较大的侧向刚度，位移量得到控制。美洲美洲银行银行 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 1）平面不规则）平面不规则4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。4层以上的楼板仅为层以上的楼板仅为5cm厚，搁置在高厚，搁置在高45cm长长14m小梁上。小梁上。 2）竖向不规则）竖向不规则塔楼上部（塔楼上部（4层楼面以

51、上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在根，支承在4层楼板水平层楼板水平处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根根1m 1.55m的柱子上（间距的柱子上（间距9.4m）。上下两部分严）。上下两部分严重不均匀，不连续。重不均匀，不连续。 主要破坏：第主要破坏：第4层与第层与第5层之间层之间(竖向刚度和承载力突变竖向刚度和承载力突变),周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈；周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈； 横向裂缝贯穿横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板层以上的所有楼板(有的宽达有的宽达1cm),直至电梯井东侧

52、；直至电梯井东侧； 塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均 严重破坏或倒塌。严重破坏或倒塌。 震后计算分析结果震后计算分析结果:1.结构存在十分严重扭转效应结构存在十分严重扭转效应;2.塔楼塔楼3层以上北面和南面大多数柱子抗剪能层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力大大不足力大大不足,率先破坏；率先破坏；3.水平地震作用下水平地震作用下,柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。 马那瓜马那瓜中央银行大厦中央银行大厦 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计不规则

53、类型不规则类型 定义定义扭转不规则扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的的1.2倍倍凹凸不规则凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的尺寸的30%楼板局部不楼板局部不连续连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面或开洞面积大于该层楼面面积的积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层

54、错层，或较大的楼层错层平面不规则的类型平面不规则的类型 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计1221222 . 1122扭转不规则扭转不规则max3 . 0 BBmaxBmax3 . 0 BBmaxBmaxBmax3 . 0 BBmaxBmax3 . 0 BB凹凸角不规则凹凸角不规则 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计BBb5 . 0BBlAAA 3 . 00l局部不连续局部不连续大开洞大开洞错层错层 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计不规则类型不规则类型 定义定义侧向刚度不规则侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的该层的侧

55、向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件竖向抗侧力构件不连续不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递）传递）楼层承载力突变楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的一楼层的80%竖向不规则的类型竖向不规则的类型 第一章第一章 绪论绪论 建筑结

56、构抗震设计建筑结构抗震设计17 . 0iiKKiK1iK2iK3iK)3( 8 . 0321iiiiKKKK沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件不连续 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀 （有薄弱层）（有薄弱层）iyQ,1, iyQ1,8 . 0iyiyQQ 严重不规则严重不规则是指体型复杂，是指体型复杂，多项不规则指标超过表中指标或某多项不规则指标超过表中指标或某一项大大超过规定值，具有严重的一项大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导

57、致地震破坏抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。的严重后果者。注：以上规定主要针对钢筋混凝注：以上规定主要针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑。土和钢结构的多层和高层建筑。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计结构体系的合理选择结构体系的合理选择规范规定：规范规定： 1.1.结构体系应具有明确的计算简图和合理的结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。地震作用传递途径。 受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实际表现相符合。震分析与实际表现相符合。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 第

58、一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计房屋的适用最大高度房屋的适用最大高度 抗震规范抗震规范规定：乙、丙和丁类建筑的规定：乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架框架结构和框架- -抗震墙结构适用的最大高度抗震墙结构适用的最大高度应不超过下表的规定。应不超过下表的规定。甲类建筑适用的最大高度应专门研究。甲类建筑适用的最大高度应专门研究。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 50 100 120 130 框架框架-抗震墙结构抗震墙结构 25 45 55 60 框架结构框架结构 9 8 7 6结构类型结构类型烈烈 度度现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（现浇钢筋混凝土房

59、屋适用的最大高度（m)m)注：注：1.1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度 （不包括局部突出屋顶部分）；（不包括局部突出屋顶部分）； 2.2.超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证， 采取有效的加强措施；采取有效的加强措施； 3.3.平面和竖向均不规则的结构或建造在平面和竖向均不规则的结构或建造在场地的场地的 构，使用的最大高度应适当降低（一般降低构，使用的最大高度应适当降低（一般降低20% 20% 左右）。左右）。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 选择合理的结构材料 从抗震角

60、度考虑，作为一种好的结构材料，从抗震角度考虑，作为一种好的结构材料，其结构材料应具备：其结构材料应具备： 延性系数高（如钢结构）延性系数高（如钢结构） 强度强度/ /重力比值大（如轻质高强材料）重力比值大（如轻质高强材料） 匀质性好匀质性好 正交各向同性（变形相同）正交各向同性（变形相同） 构件的连接具有整体性、连续性和较好的构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并能发挥材料的全部强度。延性，并能发挥材料的全部强度。 第一章第一章 绪论绪论 建筑结构抗震设计建筑结构抗震设计 按照上述标准，常见结构类型，按其抗震性能按照上述标准，常见结构类型，按其抗震性能的优劣排序为：的优劣排序为： 钢结构