抗震第1章-2.ppt

1、1.7 抗震设防的基本要求,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。,一、抗震设防目标及方法,1.总目标,具体通过“三水准”的抗震设防要求和“两阶段”的抗震设计方法实现。,地震是一种随机性极强的自然灾害，不可能保证结构在地震作用下的绝对安全，也不可能不抗震设防，如何办？,使用寿命期内对不同频度和强度的地震，要求结构具有不同的抵抗能力，使设计的结构在未来地震作用下发生破坏的概率为社会所接受，同时为当前的经济条件所允许。合理的抗震设计应满足经济和安全之间的合理平衡，三水准（中国）,三水准：“小震”“中震”“大震”,三水准地震作用的标定,一般关系 烈度：Im=I0-1.55, Is

2、=I0+1 加速度：PGAm=PGA0*1/3； PGAs=PGAm*(4-6),2、抗震设防目标,3.“两阶段”抗震设计方法,第一阶段设计：技小震作用效应和其它荷载效应的基本组合验算结构构件的承载能力，以及在小震作用下验算结构的弹性变形：以满足第一水准抗震设防目标的要求： 第二阶段设计：在大震作用下验算结构的弹塑性变形，以满足第三水准抗震设防的要求。,说明：第二水准的设防要求，是通过概念设计和构造措施来满足的，对大多数结构可只进行第一阶段设计；只有对抗震现范所规定的部分结构，如有特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构，才进行第二阶段的抗震验算,二、抗震设防范围,抗震设

3、防烈度为6度及以上地区的所有新建建筑工程均必需进行抗震设计。,规范适用于6-9度地区抗震设计及隔震、消能减震设计。,超过9度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有 关专门规定执行。,三、抗震设防依据,一般情况下采用抗震设防烈度。,在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数。,四、 抗震设防分类,规范2001根据建筑使用功能重要性，分为： 甲类属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次 生灾害的建筑 乙类属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复 功能的建筑 丙类属于甲、乙、丁类以外的建筑 丁类属于抗震次要建筑,策略：不调整地震力，只是从抗震措施或抗震构造措施上考虑建筑的重要性类别,甲类建筑地震作用应

4、高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，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一度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。 乙类建筑地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，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一度的要求，当为9度时应符合比9度抗震设防更高的要求。 丙类建筑地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。 丁类建筑一般情况下地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施应允许比本地区抗震设防烈低的要求适当降低，但抗震设防烈度为6度时不应降低。,1.8 建筑抗震概念

5、设计,一、定义与基本内容,根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。,意义 （1）“计算设计”很难有效控制结构的薄弱环节，不能完全解决问题 地震作用的不确定性 结构计算假定与实际情况的差异（计算模型、非结构墙体对结构刚度的影响、阻尼变化等） （2）经验总结、定性判断,抗震设计的基本要求,场地和地基 建筑结构的规则性 抗震结构体系的合理选择 非结构构件 材料与施工,场地和地基,场地选择 选择有利地段（稳定基岩、坚硬土等） 避开不利地段，无法避免时应采取有效措施（软弱土、液化土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘等） 不应在危险地段建

6、造甲、乙、丙类建筑（可能发生滑坡、崩塌、地裂、泥石流等及发震断裂带等） 地基、基础设计 同一结构单元基础不宜设置在性质截然不同的地基上 同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基 地基较差时，应考虑不均匀沉降等不利影响，并采取相应措施,二、建筑结构的规则性,建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响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1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。,马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为18层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为8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。,马那瓜中央银行大厦,试问：

7、 那一幢破坏严重呢？,马那瓜美洲银行大厦,平面不规则的类型,平面不规则的类型,竖向不规则的类型,竖向不规则的类型,三、结构体系的合理选择,抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题，结构方案的选取是否合理，对安全性和经济性起决定性作用。,规范规定：,1.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。,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。,2.应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。,由于柱子的数量较少或承载能力较弱，部分柱子退出工作后，整个结构系统丧失了对竖向荷载的承载能力。,抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内力

8、重分配的功能。,3.结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。,足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。,有较大的变形能力而缺少较高的抗侧向力的能力如钢或钢筋混凝土纯框架，由于在不大的地震作用下会产生较大的变形，导致非结构构件的破坏或结构本身的失稳。,有较高的承载能力而缺少较大变形能力如 不加约束的砌体结构，很容易引起脆性破坏而 倒塌。,必要的承载能力和良好的变形能力的结合便是结构在地震作用下具有的耗能能力。,足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。,4、对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震 能力,四、结构构件的延性,结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性

9、水平。,规范对各类结构采取的抗震措施，基本上是提高各类结构构件的延性水平。,这些抗震措施是：,采用水平向（圈梁）和竖向（构造柱、芯柱）混凝土构件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力荷载的承载能力；,2. 避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土压碎、构件 剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏）先于钢筋的屈服；,3. 避免钢结构构件的整体和局部失稳，保证节点焊接部 位（焊缝和母材)在地震时不致开裂。,四、非结构构件,非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。,附着于楼、屋面结构上的非结构构件，应与主体结构有可靠的连接或锚固，避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备。,围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。,3. 幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接，避免地震时脱落伤人。,安装在建筑上的附属机械、电气设备系统的支座和连接，应符合地震时使用功能的要求，且不应导致相关部件的损坏。,几个可靠度概念,（1）永久荷载 在结构设计使用期间，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。例如，结构的自身重力、土压力、预应力等荷载，永久荷载又称恒荷载。 （2）可变荷载 在结构设计基准期内其值随时间而变化，其变化与平均值