054建筑结构抗震知识第1讲

第十二章建建筑结构抗抗震基本知识识1.地震及及其破坏作用用；震级与烈烈度；建筑抗抗震设防烈度度、设防目标标、设防标准准、抗震概念念设计的基本本要求；2.多层及及高层钢筋混混凝土房屋的的抗震措施；；3.多层砌砌体结构房屋屋和底部框架架—抗震墙房房屋的抗震措措施。

本章主要内容1.了解地震震的基本知识识，理解震级级、地震烈度度的概念；2.了解建筑筑抗震设防的的概念设计；；3.掌握建筑筑抗震设防的的烈度、分类类和标准。第一讲教学目标：2重点1.震级与与烈度；2.建筑抗抗震设防烈度度、设防目标标、设防标准准、抗震概念念设计的基本本要求。难点抗震概念设计计的基本要求求。12.1.1地震及及其破坏作用用1.地震成因因和类型地震按其产生生的原因，主主要可分为火火山地震、陷陷落地震、人人工诱发地震震和构造地震震。根据地震发生生的部位，可可将其划分为为浅源地震(小于60km)、中源源地震(震源源深度为60~300km)和深源源地震(震源源深度大于300km)。震源深度度越小，地震震对地面造成成的破坏性越越大。我国发发生的地震绝绝大多数属于于浅源地震（（震源深度在在10~20km左右右）。§12.1地地震基本知知识2.常用地震震术语震源：地震发生时时岩层断裂或或错动产生振振动的部位；；震源深度：震源至地面面的垂直距离离称为；震中：震源在地表表的垂直投影影点称为；震中区：地震发生时时震动和破坏坏最大的地区区称为；震中距：受地震影响响地区至震中中的距离称为为震中距；等震线：在同一地震震中，具有相相同地震烈度度地点连线。。3.地震的破破坏作用（1）地表的的破坏现象1）地裂缝重力地裂缝：：由于地面作作剧烈震动而而引起的惯性性力超过了土土的抗剪强度度所致。构造造地裂缝：与与地质构造有有关，是地壳壳深部断层错错动延伸至地地面的裂缝。。2）喷砂冒水水在地下水位较较高的平原及及沿海地区，，地下存在埋埋深较浅的细细砂层或粉土土层时，可能能发生喷砂冒冒水现象。地震视频(点击播放视视频)3）地面下沉沉在强烈的地震震作用下，在在回填土和孔孔隙较大粘性性土等松软而而压缩性较高高的土层中，，往往发生震震陷，使建筑筑物破坏，此此外，在岩溶溶洞和采空区区也常发生震震陷。4）滑坡、塌塌方在强烈的地震震下，常引起起河岸、陡坡坡滑坡，有时时规模很大，，造成公路堵堵塞、岸边建建筑物破坏。。（2）建筑物物破坏1）结构丧失失整体性建筑物一般都都是由许多构构件组成，在在地震作用下下因构件连接接不牢、支撑撑长度不够或或作为支座的的墙体倒塌、、柱断裂，都都会引起结构构丧失整体性性而破坏。2）结构承承载力不足足而引起的的破坏作为结构主主要承重的的构件，墙墙、柱、梁梁等由于其其强度不足足，在地震震发生时首首先破坏，，不能继续续承受重力力荷载从而而造成房屋屋倒塌。3）地基失失效当建筑物建建在软弱的的地基土上上或建在液液化的地基基土上，而而又未进行行特殊处理理，在地震震发生时地地基土的抗抗剪承载能能力不能抵抵抗重力的的继续作用用，从而造造成房屋的的局部倾斜斜或不均匀匀下沉。（3）次生生灾害地震除直接接造成建筑筑物的破坏坏外，还会会引起火灾灾、水灾、、有毒物质质污染等次次生灾害，，尤其在大大城市，由由次生灾害害造成的损损失有时比比地震直接接产生的灾灾害造成的的损失还要要大。地震次生灾灾害视频(点击播放放视频)12.1.2震震级与烈度度1.震级地震的震级级是衡量一一次地震大大小的等级级，用符号号M表示。震级的原始始定义是：：在离震中中100km处的坚坚硬地面上上，由标准准地震仪（（摆的自振振周期为0.8s，，阻尼为0.8，放放大倍数为为2800倍）所记记录的最大大水平位移移A（单位为μμm）的常常用对数值值，用公式式表示为M=lgA（12.1.1）因为这个震震级的定义义是1935年里希希特所给出出的，故称称为里氏震震级。震级的大小小直接与震震源释放的的能量大小小有关，震震级M与地震释放放能量E（单位erg）之间间有如下关关系lgE=1.5M+11.8（（12.1.2）由式（12.1.1）可知，，当震级相相差1级时时，地面振振幅相差10倍。由由（12.1.2））可知，震震级差1级级，能量相相差32倍倍。微震：M<2的地震震，人们感感觉不到。。有感地震：：M=2～～4的地震震。破坏性地震震：M>5的地震，，建筑物有有不同程度度的破坏。。强烈地震或或大地震：：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时某某一地点震震动的强烈烈程度，用用符号Ｉ表表示。对于一次地地震，表示示地震大小小的震级只只有一个，，但它对不不同的地点点影响程度度是不一样样的。一般般说离震中中愈远，受受地震的影影响就愈小小，烈度也也就愈低。。对于一次次地震的影影响，随震震中距的不不同，可以以划分为不不同的烈度度区。目前，我国国使用的是是1999年由国家家地震局颁颁布实施的的《中国地震震烈度表》》。12.1.3建筑抗抗震设防1.设防依依据（1）基本烈度一个地区的的基本烈度度是指该地地区今后50年时间间内，在一一般场地条条件下可能能遭遇到超超越概率为为10%的的地震烈度度。（2）设防防烈度作为一个地地区建筑抗抗震设防依依据的烈度度称为抗震震设防烈度度。一般情况下下，抗震设设防烈度可可采用中国国地震动参参数区划图图的基本烈烈度。2.设防目目标（1）大震震和小震小震：为烈度概率率密度曲线线上的峰值值所对应的的烈度，即即众值烈度度或称多遇遇烈度，如如图12.1.2所所示。当基基准设计期期为50年年时，则50年内众众值烈度的的超越概率率为63.2%，这这就是第一一水准的烈烈度。基本烈度：：即第二水准准烈度，也也就全国地地震烈度区区划图所规规定的烈度度，它在50年内超超越概率大大体为10%。大震或罕遇遇烈度：俗俗称其为大大震，50年内超越越概率为2%~3%的烈度，，也是第三三水准所对对应的烈度度。由烈度概率率分布分析析可知，基基本烈度和和从值烈度度相差约1.55度度，而基本本烈度与罕罕遇烈度相相差大致1度。（2）抗震震设防目标标抗震设防目目标总的趋趋势：在建建筑物使用用寿命期间间，对不同同频度和强强度的地震震，要求建建筑物具有有不同的抵抵抗能力。。基于这一趋趋势，《抗抗震规范》》提示了““三水准””的抗震设设防目标。。第一水准：：“小震不不坏”，即当遭受到到多遇的低低于本地区区设防烈度度的地震（（简称“小小震）影响响时，建筑筑物一般应应不受损坏坏或不需修修理仍能继继续使用。。第二水准：：“中震可可修”，当遭受到相相当于本地地区设防烈烈度的地震震影响时，，建筑可能能损坏，经经一般修理理或不需修修理仍能继继续使用。。第三水准：：“大震不不倒”，当遭遇受受到高于本本地区设防防烈度的罕罕遇地震（（简称“大大震”）影影响时，建建筑不致倒倒塌或发生生危及生命命的严重损损坏。3.设防分分类（1）建筑筑物重要性性分类在进行建筑筑设计时，，应根据建建筑物的重重要性不同同，采取不不同的抗震震设防标准准。《抗震震规范》将将建筑物按按其重要程程度不同分分为四类：：甲类类建建筑筑——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坏坏会会导导致致严严重重后后果果（（如如放放射射性性物物质质的的污污染染，，剧剧毒毒气气体体的的扩扩散散或或引引起起爆爆炸炸等等））和和经经济济上上重重大大损损失失的的建建筑筑；；政政治治上上重重大大损损失失的的建建筑筑；；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别别重重要要的的建建筑筑等等。。乙类类建建筑筑——国国家家重重点点抗抗震震城城市市的的生生命命线线工工程程的的建建筑筑（如如消消防防、、急急救救、、供供水水、、供供电电等等））或或其其它它重重要要建建筑筑。。丙类类建建筑筑——除除甲甲、、乙乙、、丁丁类类以以外外的的建建筑筑，，如如一一般般工工业业与与民民用用建建筑筑（（公公共共建建筑筑、、住住宅宅、、旅旅馆馆、、厂厂房房等等））。。丁类类建建筑筑——次次要要建建筑筑，，如如遇遇到到地地震震破破坏坏不不易易造造成成人人员员伤伤亡亡和和较较大大经经济济损损失失的的建建筑筑（（如如一一般般的的仓仓库库、、人人员员较较少少的的辅辅助助性性建建筑筑））。。甲类类建建筑筑应应按按国国家家规规定定的的批批准准权权限限批批准准执执行行；；乙乙类类建建筑筑应应按按城城市市抗抗震震救救灾灾规规划划或或有有关关部部门门批批准准执执行行。。4.设设防防标标准准（1））甲甲类类建建筑筑，，地地震震作作用用应应高高于于本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈度度的的要要求求：：其其值值应应按按批批准准的的地地震震安安全全性性评评价价结结果果确确定定；；抗抗震震措措施施，，当当抗抗震震设设防防烈烈度度为为6~8度度时时，，应应符符合合本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈度度提提高高一一度度的的要要求求，，当当9度度时时，，应应符符合合比比9度度抗抗震震设设防防有有更更高高的的要要求求。。（2））乙乙类类建建筑筑，，地地震震作作用用应应符符合合本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈度度的的要要求求；；抗抗震震措措施施，，一一般般情情况况下下，，当当抗抗震震设设防防烈烈度度为为6~8度度时时，，应应符符合合本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈度度提提高高一一度度的的要要求求，，当当9度度时时，，应应符符合合比比9度度抗抗震震设设防防有有更更高高的的要要求求；；地地基基基基础的的抗抗震震措措施施，，应应符符合合有有关关规规定定。。对较小的的乙类建建筑，当当其结构构改用抗抗震性能能较好的的结构类类型时，，应允许许仍按本本地区抗抗震设防防烈度的的要求采采取抗震震措施。。（3）丙丙类建筑筑，地震震作用和和抗震措措施均符符合本地地区抗震震设防烈烈度的要要求。（4）丁丁类建筑筑，一般般情况下下，地震震作用仍仍应符合合本地区区抗震设设防烈度度的要求求；抗震震措施应应允许比比本地区区抗震设设防烈度度的要求求适当降降低，但但抗震设设防烈度度为6度度时不应应降低。。12.1.4抗抗震概念念设计的的基本要要求抗震设计计主要包包括三个个方面：：概念设设计、计计算设计计和构造造设计。。概念设计计是指正正确地解解决总体体方案、、材料使使用和细细部构造造，以达达到合理理抗震设设计的目目的。1.场地地选择选择建筑筑场地时时，应根根据工程程需要，，掌握地地震活动动情况、、工程地地质和地地震地质质的有关关资料，，对抗震震有利、、不利和和危险地地段作出出综合评评价。对对不利的的地段提提出避开开要求；；当无法法避开时时应采取取有效措措施；不不应在危危险地段段建造甲甲、乙、、丙类建建筑。2.地地基和基基础设计计（1）同同一结构构单元不不宜设置置在性质质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，部分分采用桩桩基。（2）地地基为软软弱粘性性土、可可液化土土、新填填土或严严重不均均匀土层层时，宜宜加强基基础的整整体性和和刚性，，以防止止地震引引起的动动态和永永久的不不均匀变变形。（3）在在地基稳稳定的条条件下，，还应考考虑结构构与地基基的震动动特性，，力求避避免共振振的影响响。3.建筑筑和结构构的规则则性建筑设计计应符合合抗震概概念设计计的要求求，不应应采用严严重不规规则的设设计方案案。建筑及其其抗侧力力结构的的平面布布置宜规规则、对对称，并并应具有有良好的的整体性性；建筑筑立面和和竖向剖剖面宜规规则，结结构的侧侧向刚度度宜均匀匀变化，，竖向抗抗侧力构构件的截截面尺寸寸和材料料的强度度宜自下下而上逐逐渐减小小，避免免抗侧力力结构的的侧向刚刚度和承承载力突突变。根据建筑筑物的类类型和结结构体系系设置防防震缝，，可将建建筑从平平面上分分成规则则的结构构单元。。防震缝缝应根据据烈度、、场地类类别、房房屋类型型等留有有足够的的宽度。。同时，，伸缩缝缝、沉降降缝应符符合防震震缝的要要求。4.结结构体系系（1）选选择抗震震结构体体系应符符合下列列各项规规定：1）应具具有明确确的计算算简图和和合理的的地震作作用传递递途径。。2）应避避免因部部分结构构或构件件破坏而而导致整整个结构构丧失抗抗震能力力或对重重力的承承载能力力。3）应具具备必要要的抗震震承载力力，良好好的变形形能力和和消耗地地震能量量的能力力。4）对可可能出现现的薄弱弱部位，，应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线线，宜宜具有有合理理的刚刚度和和承载载力分分布，，避免免局部部削弱弱或突突变形形成薄薄弱部部位，，产生生过大大的应应力集集中或或塑性性变形形集中中。结结构在在两个个主轴轴方向向的动动力特特征宜宜相近近。（2））选择择抗震震结构构构件件时应应符合合的要要求1）砌砌体结结构应应按规规定设设置钢钢筋混混凝土土圈梁梁和构构造柱柱、芯芯柱或或采用用钢筋筋砌体体等以以改善善变形形能力力。2）混混凝土土结构构构件件，应应合理理选择择尺寸寸，配配置纵纵向钢钢筋和和箍筋筋，避避免剪剪切破破坏先先于弯弯曲破破坏，，混凝凝土的的压溃溃先于于钢筋筋的屈屈服，，钢筋筋的锚锚固粘粘结破破坏先先于构构件破破坏。。3）预预应力力混凝凝土的的抗侧侧力构构件，，应配配有足足够的的非预预应力力钢筋筋。（3））结构构各构构件之之间的的连接接1）构构件节节点的的破坏坏，不不应先先于其其连接接的构构件。。2）预预埋件件的锚锚固破破坏，，不应应先于于连接接件。。3）装装配式式结构构构件件的连连接，，应能能保证证结构构的整整体性性。4）预预应力力混凝凝土构构件的的预应应力钢钢筋，，宜在在节点点核心心区外外锚固固。（4））非结结构构构件主要有有下列列三种种类型型：①附属属构件件，如如女儿儿墙、、雨蓬蓬、厂厂房高高低跨跨封墙墙等。。这类类构件件的抗抗震措措施是是加强强本身身的整整体性性，并并与主主体有有可靠靠的连连接或或锚固固，防防止倒倒塌伤伤人。。②装饰饰物，，如建建筑贴贴画、、装饰饰、吊吊顶和和悬吊吊重物物等。。这类类构件件的抗抗震措措施是是加强强同主主体结结构的的连接接。对对重要要的贴贴画和和装饰饰，要要柔性性连接接，即即保证证主体体结构构变形形不致致损坏坏贴面面和装装饰，，应避避免吊吊顶塌塌落伤伤人和和贴镶镶或悬悬吊较较重的的装饰物，，当不不可避避免时时应有有可靠靠的防防护措措施。。③非结结构墙墙体，，如围围护墙墙、内内隔墙墙和框框架填填充墙墙等。。应考考虑这这类构构件对对结构构抗震震的不不利影影响或或有利利影响响，应应避免免不合合理的的设置置而导导致主主体结结构的的破坏坏，如如框架架或厂厂房柱柱间填填充墙墙不到到顶、、使这这些柱柱子形形成短短柱，，地震震时这这些短短柱极极易发发生脆脆性破破坏。。5.材材