建筑结构抗震设计：绪论

《建筑结构抗震设计》几个问题是否有人经历过地震？你的最大感受是什么？你所知道的大地震有哪些?你认为我们的日常生活中，工程结构的抗震措施有那些？

2008/5/12汶川地震

2008年5月12日发生在我国四川汶川的8.0级特大地震，是新中国建立以来发生的破坏性最为严重的地震事件，给人民的生命财产造成了重大损失，死亡近10万人、失踪近2万人、受伤近40万人，且造成了重大的土木工程灾害，数百万栋房屋和大量的桥梁、水利等建构筑物损毁，主要公路交通、电力供应基本瘫痪，部分震中县、镇（如北川县城和映秀镇）几乎被夷为平地，灾害波及到四川、甘肃、陕西、重庆等省（直辖市）的数十个县（市、区），受灾人口达3000余万。从地震释放的能量、灾害波及的面积、受灾人口和经济损失等方面来看，此次地震均超过了1976年我国唐山大地震造成的灾害。

胡锦涛总书记在震后召开的中国科学院第十四次院士大会和中国工程院第九次院士大会上的讲话中指出“要加强对自然灾害孕育、发生、发展、演变、时空分布等规律和致灾机理的研究，为科学预测和预防自然灾害提供理论依据。”五月二十日是汶川大地震第九天，从空中俯瞰北川县重灾区一角，惨不忍睹。三公里外一座大山崩塌，堵塞河道形成危险的堰塞湖，如果溃堤将淹没北川全县和绵阳灾区，后果不堪设想四川灾区地震前后照片对比米亚罗、理县、都江堰和青城山灾前照片汶川地震破坏性为何强于唐山地震

（1）从震级上可以看出，汶川地震稍强。唐山地震国际上公认的是7.6级，汶川地震是8级；（2）从地缘机制断层错动上看，唐山地震是拉张性的，是上盘往下掉。汶川地震是上盘往上升，要比唐山地震影响大；（3）唐山地震的断层错动时间是12.9秒，汶川地震是22.2秒，（4）汶川地震波及的面积、造成的受灾面积比唐山地震大，汶川地震波及面积大，几乎整个东南亚和整个东亚地区都有震感（5）汶川地震诱发的地质灾害、次生灾害比唐山地震大得多；唐山地震主要发生在平原地区，汶川地震主要发生在山区，次生灾害、地质灾害的种类都不太一样，汶川地震引发的破坏性比较大的崩塌、滚石加上滑坡等，比唐山地震的次生地质灾害要严重得多。另外，因为四川雨水比较多，所以堰塞湖跟唐山地震相比也是不一样的

相比唐山大地震，汶川地震死亡人数相对较少，主要是因为唐山地震发震时间是夜间，大部分人睡觉了，汶川地震主要发生在白天。另外，唐山地震主要发生在市区，而汶川地震主要是在山区或者说农村人口密度不是很大的地方；

震害经验（1）地震区农村建筑的规范化（2）学校和医院等重要建筑物设防水准的提高（3）尽快对老旧房屋进行抗震鉴定和加固。（4）积极排除地质灾害滑坡、滚石、泥石流、堰塞湖（5）提高建筑质量的保障体系和明确责任（6）抗震知识的普及教育；（7）加强工程结构抗震的基础研究引致灾害的自然作用灾害类別气象方面极端雨量太多洪灾太少干旱极端气温太高热浪太低霜冻、大风雪极端强风台风、龙卷风地貌方面板块活动地震、海啸、火山爆发重力作用泥石流、雪崩生物方面与动物、微生物有关蝗虫、白蚁等虫害細菌或病毒疾病︰如伤寒、“非典”、瘟疫与植物有关真菌病害︰如小麦的铁锈病数量激增野草蔓延、赤潮第一章抗震设计的基本知识和基本要求1.1地震灾害概述一、地震是群灾之首灾害自然灾害人为灾害人为灾害：火灾、污染（大气、水、海洋）、核泄漏、战争等自然灾害：

地震灾害是群灾之首，它具有突发性和不可预测性，以及频度较高，并产生严重次生灾害，对社会也会产生很大影响等特点。死亡24人，经济损失94亿美元。云林县六市中山国宝二期大楼座落在大智路上，为12层钢筋混凝土住宅和商务混合大楼，其中二栋自楼梯间相接处分裂，东侧楼6层以下全部塌陷，并向东侧倒在邻房4层楼公寓上。西侧楼5层以下全部倒塌，并向西倾倒在另一栋大楼上，柱子间距介于8米到10米，且柱子数量偏少。

彰化县园林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口，为16层钢筋混凝土住宅大楼。地震时，其中一栋倾倒靠在呈L型平面大楼上，柱子间距7至10米。造成倾倒的原因是底层柱子数量少，间距太大。

柱子内埋设管线（水、排水、电、煤气、电话）等，虽然节省了空间，但大大降低了柱子的有效承重截面积，造成破坏。

1976年唐山大地震

在我国这样一个城市基础设施总体上抗震能力相对较低的情况下，一旦遭受大地震的影响，经济损失和人员伤亡都将会十分惨重！！！唐山大地震

1976年7月28日3时42分54秒，在河北省唐山、丰南一带（东经118.0度，北纬39.4度），发生了7.8级强烈地震，震中区烈度11度。地震波及天津市和北京市。这次地震发生在工矿企业集中、人口稠密的城市，极震区内工矿设施大部分毁坏，主要表现为厂房屋顶塌落，围护墙多数倒塌，高层建筑和一般民房几乎全部坍塌。震区内普遍发生铁路路基下沉，铁轨弯曲变形；公路路面开裂；桥墩错动、倾倒，梁体移动及坠落等。但是地下矿井的破坏比地面建筑轻得多。

150万人口中死亡24万，伤16万；直接经济损失100亿元，震后重建费用100亿元。

唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，7.8级地震时倒塌一层，7.1级地震时除四根门柱外，全部坍塌。

开滦煤矿医院，为砖混结构的五层楼房（局部七层），仅西部转角残存。

唐山市开滦煤矿救护楼，为砖混结构人字木屋架的三层楼房，墙倒顶塌。

唐山市河北省煤矿设计院，砖混结构的楼房局部倒塌。

唐山地区交通局，砖混结构的三层办公楼遭到破坏。（此处为唐山地震重点保护遗迹之一。）

唐山市河北省矿业学院图书馆，三层高的阅览室，系装配式纯框架结构，西头倒毁，东头框架幸存。（此处为唐山地震重点保护遗迹之一。）唐山市机车车辆厂震后概貌。震后工厂厂区大批伤者通过火车转运到全国各地地震造成大批伤残者印度大地震

当地时间2001年1月26日上午8时46分（北京时间2001年1月26日11时16分36.4秒，国际时间2001年1月26日03时16分40秒），在印度西北部古吉拉特邦发生一次强烈地震。据印度地震部门测定，这次地震为里氏7.9级，震中位于北纬23.6度和东经69.8度。至31日止，地震发生后已发生了196次余震。

死亡人数达16403人，受伤人数达55863人，经济损失45亿美元。

为了省钱，近年兴建的建筑物没有抗震结构，使地震的伤亡加重。震后现场情况座落在活断层上的一座二层小学教学楼被完全摧毁。

7.8级地震造成达180公里的破碎带，水平和垂直错距都很大，引起地表沉陷、隆起、裂缝、液化等地表破坏，同时造成建筑物的大量毁坏。

伊兹米特市一楼房底层空旷，结构不合理，房屋整体倾斜，二楼成了一楼。地震时河床变形，导致跨河公路桥梁跨塌。人员伤亡惨重美国加州北岭地震（7.0级）

1994年1月17日，2400栋建筑被毁，多处高架公路桥受损，死亡61人，伤7300人，直接经济损失300亿美元，保险损失104亿美元。日本阪神地震（7.2级）

1995年11月17日，22万栋房屋倒塌或严重损坏，死亡6348人，伤4万人，经济损失1000亿美元。

震源地震动建筑物震源特性地震波的传播强地震动的预测强地震动特征分析结构地震反应分析抗震设计理论结构的震害预测结构的抗震加固与鉴定结构的振动控制结构的健康检测……….地震工程的研究领域结构抗震的研究内容

结构抗震研究以结构动力学和工程学为基础，研究内容包括建筑材料与地基的动力特性，构件与结构的振动特性、结构动力反应（重点是非线性或弹塑性反应），结构物的弹塑性与脆性破坏机制，以及结构可靠性理论和工程设计等领域。学习重点：掌握概念学习本门课要达到如下目的掌握抗震的基本知识、基本理论、基本技能，了解抗震设计的一般规律；培养运用规范、标准；查阅技术资料的能力和抗震计算能力；了解结构抗震设计的新理论、新方法及抗震理论、方法的发展趋势。主要内容（1）抗震设计的基本知识和基本要求（2）场地、地基与基础（3）地震作用与结构抗震验算（4）多层砌体房屋的抗震设计（5）多层和高层钢筋混凝土房屋的抗震设计（6）隔震与消能减震概述二、我国的地震情况1.我国是一个多地震国家据统计，我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。原因是：我国正好介于地球的两大地震带之间

全世界地震主要分布于以下两个带：（1）环太平洋地震带：包括南北美洲的太平洋沿岸和从阿留申群岛、堪察加半岛、经千岛群岛日本列岛南下至我国台湾省，再经菲律宾群岛转向东南，直到新西兰。

（2）喜马拉雅——地中海地震带：从印度、尼泊尔经缅甸至我国横断山脉、喜马拉雅山区，越帕米尔高原，经中亚细亚到地中海及其附近。喜马拉雅——地中海地震带环太平洋地震带以上两个地震带释放的能量，约占全球所有地震释放能量的98%。2.我国是一个地震灾害最严重的国家1920年宁夏海原地震（8.5级）死亡23.4万人。1976年河北唐山地震（7.8级）死亡24.2万人。

中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个震灾严重的国家。1900年以来，中国死于地震的人数达55万之多，占全球地震死亡人数的53%；1949年以来，100多次破坏性地震袭击了22个省（自治区、直辖市），其中涉及东部地区14个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%，地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。20世纪全球两次死亡20万人以上的大地震均发生于我国3.我国的地震活动地区①台湾省及其附近海域；②西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部；③西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；④华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、山东中部和渤海湾；⑤东南沿海的广东、福建等地。我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。这五个地区是：三、抗震减灾的的任务结构工程师的任务：3.对已存在的工程结构作抗震鉴定、抗震加固。1.对地震区域作抗震减灾规划；2.对新建筑工程作抗震设计；4.目前的地震形势

地震的发生有间歇性。一段时间内发生较频繁，一段时间内较平静。我国目前处于地震活跃期。●河北滦县发生4.2级地震(2004-01-20)●台湾台东发生5.0级地震(2004-01-29)●台湾花莲东南海中发生5.1级地震(2004-02-04)●青海德令哈发生5.0级地震(2004-02-25)●台湾花莲以东海中发生5.1级地震(2004-02-26)●西藏安多、那曲间发生5.6级地震(2004-03-07)●唐山发生3.5级地震(2004-03-13)●青海德令哈发生5.2级地震(2004-03-17)●西藏班戈、青海间发生5.8级地震(2004-03-28)●内蒙古东乌珠穆沁旗发生5.9级地震(2004-03-24)●西藏班戈、青海间发生6.3级地震(2004-03-28)●西藏班戈县、青海间发生5.0级地震(2004-03-29)●西藏班戈县、青海间发生5.0级地震(2004-03-29)●东海发生5.0级地震(2004-04-03)●西藏班戈、青海海西间发生5.0级地震(2004-04-22)●台湾花莲发生5.2级地震(2004-05-01)●青海德令哈发生5.1级地震(2004-05-04)●青海德令哈发生5.9级地震(2004-05-11)●

台湾以东海中发生5.4级地震(2004-05-16)●青海德令哈发生5.5级地震(2004-05-04)●台湾以东海中发生5.6级地震(2004-05-08)●台湾以东沿海发生6.7级地震(2004-05-19)●西藏班戈、青海海西间发生5.3级地震(2004-05-23)●浙江舟山发生4.3级地震(2004-05-26)●青海治多发生5.3级地震(2004-06-29)●西藏班戈发生5.2级地震(2004-07-03)●台湾宜兰东北海中发生5.4级地震(2004-07