基礎(chǔ)隔震與減振

1、基礎(chǔ)隔震與減振第一章 緒 論第一節(jié) 概述1自然災(zāi)害卡特里那颶風(fēng)新奧爾良被淹龍卷風(fēng)鹽城第一章 緒 論第一節(jié) 概述1自然災(zāi)害2001年9月25四川車(chē)嶺鎮(zhèn) 滑坡11人被埋泥石流第一章 緒 論地震引起埠豐橋斷裂，河床抬高8m,形成疊水 (石崗)地震引起房屋倒塌(臺(tái)中石崗)地震引起稻田隆起(臺(tái)中霧峰)地震引起操場(chǎng)隆起(臺(tái)中國(guó)小)唐山大地震1976年7月28日凌晨3時(shí)42分，唐山7.8級(jí)強(qiáng)地震，被夷為一片廢墟。地震震中烈度達(dá)11度，震源深度12 公里。此次地震共死亡24. 2萬(wàn)多人，重傷16. 4萬(wàn)多人，極震區(qū)地面建筑幾乎全部倒塌，直接經(jīng)濟(jì)損失據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)達(dá)100億元。唐山地震是世界上發(fā)生在城市內(nèi)的強(qiáng)破壞

2、性地震之一。強(qiáng)烈地震頃刻間將唐山夷為一片平地，兩圖為唐山市區(qū)震后廢墟唐山地震，強(qiáng)度7.8級(jí)，震中烈度11度唐山大地震地震造成橋梁坍塌2008年5月12日14時(shí)28分,四川汶川縣發(fā)生80級(jí)地震,全國(guó)大半地區(qū)均有明顯震感。地震震中烈度達(dá)11度，震源位于映秀深度33公里。此次地震共死亡約8萬(wàn)人，直接經(jīng)濟(jì)損失據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)達(dá)8000多億元。汶川地震汶川大地震發(fā)生后，彭州一棟新建教學(xué)樓基礎(chǔ)被整體抬高近2米，樓體依然屹立原地不倒。最牛教學(xué)樓地震引起大壩破壞(臺(tái)中石崗)發(fā)震斷裂帶上震害及其避讓乙工業(yè)與民用建筑8度以上應(yīng)避開(kāi)發(fā)震斷裂帶200-400m。丙類(lèi)100200m甲類(lèi)專(zhuān)門(mén)研究2011年3月11日14時(shí)46

3、分,日本本州東岸遠(yuǎn)海發(fā)生90級(jí)地震,地震引起近10米的海嘯。到3月11日此次地震共死亡12985人，直接經(jīng)濟(jì)損慘重。日本地震日本地震2015年4月25日14時(shí),尼泊爾首都加德滿(mǎn)都發(fā)生81級(jí)地震,地震震源深度20千米。尼泊爾地震二十世紀(jì)中國(guó)特大地震一覽海原地震1920.12.16寧夏海原縣8.5級(jí)24萬(wàn)人 古浪地震1927.5.23甘肅古浪8級(jí)4萬(wàn)余人昌馬地震1932.12.25甘肅昌馬堡7.6級(jí)7萬(wàn)人疊溪地震1933.8.25四川茂縣疊溪鎮(zhèn)7.5級(jí)2萬(wàn)多人察隅地震1950.8.15西藏察隅縣8.5級(jí)4千人邢臺(tái)地震1966.3.8河北隆堯縣/寧晉縣6.8/7.2級(jí)8064人通海地震1970.1.

4、5云南省通海縣7.7級(jí)15621人海城地震1975.2.4遼寧省海城縣7.3級(jí)1328人唐山地震1976.7.28河北省唐山市7.8級(jí)24.2萬(wàn)人瀾滄地震1988.11.6云南瀾滄、耿馬7.6級(jí)743人臺(tái)灣集集大地震1999.9.21臺(tái)灣南投集集鎮(zhèn)7.3級(jí)2378人 一個(gè)引人注目的情況是，1994年美國(guó)加州北嶺地震和1995年日本阪神地震，雖然地震發(fā)生在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密地區(qū)，造成的經(jīng)濟(jì)損失極大，但傷亡人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1999年土耳其伊茲米特地震、2001年印度古拉特邦地震；2003年阿爾及利亞地震，震級(jí)并不高卻造成了比較大的人員傷亡和建筑物倒塌。這與發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視結(jié)構(gòu)抗震，采取措施設(shè)防有關(guān)，反

5、映出，提高工程抗震能力，震后及時(shí)、有效的救助是減輕地震災(zāi)害的重要途徑。 第一章 緒 論2 抗 震 抗震就是和地震這種自然災(zāi)害進(jìn)行斗爭(zhēng)。隔震技術(shù)是抗震的一種，是目前較為熱門(mén)的前沿科學(xué)這就是我們學(xué)習(xí)這門(mén)課的目的黨育, 杜永峰, 李慧編著，基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工指南 ，中國(guó)水利水電出版社2007 日本建筑學(xué)會(huì)著 ，劉文光譯，隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ，地震出版社2006 日本免震構(gòu)造協(xié)會(huì)編，葉列平譯，圖解隔震結(jié)構(gòu)入門(mén)，科學(xué)出版社，1998年第一章 緒 論3 教材及參考書(shū)期刊雜志 工程抗震 建筑結(jié)構(gòu) 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào) 土木工程學(xué)報(bào) 地震工程與工程震動(dòng) 建筑科學(xué) 特種結(jié)構(gòu) 世界地震工程 工程力學(xué)唐家祥等，建筑基礎(chǔ)隔震，

6、中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003王松濤等，現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)方法，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998周福霖，工程結(jié)構(gòu)減震控制， 1997李?lèi)?ài)群，工程結(jié)構(gòu)減震控制，機(jī)械工業(yè)出版社， 2007第二節(jié) 地震的成因一、地球的構(gòu)造1地殼2地幔3地核T在700km深達(dá)2000度軟流塑狀 1按成因分誘發(fā)地震：由于人工爆破、礦山開(kāi)采及工程活動(dòng)（如興建水庫(kù)）等引發(fā)的地震。 火山地震：由于火山爆發(fā)，巖漿猛烈沖出地面時(shí)引起的地面振動(dòng)。陷落地震：由于地表或地下巖層因某種原因(如較大地下溶洞的塌陷或古舊礦坑的塌陷)突然造成大規(guī)模陷落和崩塌時(shí)導(dǎo)致的地面振動(dòng)。構(gòu)造地震：由于地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得地殼的巖層在其薄弱部位突然發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)而引起的

7、地震。 二、地震的類(lèi)型和成因歐亞板塊太平洋板塊非洲板塊澳洲板塊美洲板塊南極洲板塊2構(gòu)造地震成因2構(gòu)造地震成因2構(gòu)造地震成因歐亞板塊太平洋板塊非洲板塊澳洲板塊美洲板塊南極洲板塊2構(gòu)造地震成因它產(chǎn)生于板塊邊緣和板塊內(nèi)部的活動(dòng)構(gòu)造帶，地殼和上地幔巖石在地球內(nèi)力作用下，產(chǎn)生構(gòu)造變形積蓄應(yīng)變能，一旦達(dá)到巖體強(qiáng)度極限，就會(huì)發(fā)生突然的剪切破裂(脆性破壞)或沿已有破裂面產(chǎn)生突然錯(cuò)動(dòng)(粘滑)，積蓄的應(yīng)變能就會(huì)以彈性波的形式突然釋放使地殼震動(dòng)而發(fā)生地震。歐亞板塊太平洋板塊非洲板塊澳洲板塊美洲板塊南極洲板塊板邊地震主要發(fā)生在大陸的邊緣，有很多是發(fā)生在大洋或海底，這種地震的破壞影響比起板內(nèi)地震要小。2構(gòu)造地震成因板內(nèi)

8、地震多發(fā)生在大陸內(nèi)部，分布面比較廣不確定性大，雖然發(fā)生的概率較低，但有時(shí)其強(qiáng)度很大，如果發(fā)生在人口密集的大城市及其周邊地區(qū)，其破壞性極大。如1976年的唐山大地震，在幾十秒鐘的時(shí)間內(nèi)將一座用了近百年時(shí)間才建設(shè)起來(lái)的工業(yè)城市幾乎夷為平地。三地震破壞作用A 地表的破壞現(xiàn)象地裂縫地面下陷滑坡、塌方噴砂冒水B 建筑物的破壞喪失整體穩(wěn)定性強(qiáng)度不足塑性變形能力不足地基失效正常使用性能失效(高檔裝修、精密儀器房間)三地震破壞作用墩柱縱筋焊接破壞橋墩剪切破壞C 次生災(zāi)害火災(zāi)海嘯 環(huán)境污染水災(zāi)泥石流2004年12月26日的印度洋大海嘯造成約23萬(wàn)人死亡三地震破壞作用日本地震海嘯與核污染C 次生災(zāi)害唐家山堰塞湖泄

9、洪 汶川地震堰塞湖情況，動(dòng)畫(huà)鏈接 避震常識(shí)1、發(fā)生時(shí)不要倉(cāng)惶逃出屋外，甚至跳窗戶(hù)。2、躲在堅(jiān)固的家具下，或開(kāi)間較小的房屋內(nèi)。美國(guó)國(guó)際搜救隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)道格卡普，千萬(wàn)不要躲在桌子、床鋪下，而要以更低的姿勢(shì)，躲在桌子、床鋪旁邊。建筑物天花板因強(qiáng)震倒塌時(shí)，會(huì)將桌、床等家具壓毀，人躲在其中就可能同歸于盡。以低于家具的姿勢(shì)躲在家具旁，則家具可以先承受倒塌的物品，緩沖向下的壓力，甚至在旁邊的家具可以支撐起生存的空間，因而人們受到的傷害會(huì)最小。這些經(jīng)驗(yàn)是道格卡普從1985年以來(lái)，與他的隊(duì)員們參加全球79次重大災(zāi)難的救災(zāi)工作中得出的。3、趕緊熄滅火源，關(guān)閉煤氣管道。4、躲避時(shí)攜帶必備的救生用品。5、不在陡坡、墻根或河

10、邊等逗留。6、徒步避難，注意山崩地裂。當(dāng)小震的時(shí)候，主要是物體砸傷，所以要找掩蔽物，大震的時(shí)候是倒塌的建筑物壓傷，所以要找三角區(qū)。 四常用術(shù)語(yǔ)地表建筑物震中距震源距震中震源極震區(qū)震源深度 術(shù)語(yǔ)解釋圖震源：地層構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中，發(fā)生巖層斷裂、錯(cuò)動(dòng)的地方。震中：震源正上方的地面位置。震中距：建筑物到震中之間的距離。震源距：建筑物到震源之間的距離。地表建筑物震中距震源距震中震源極震區(qū)震源深度 術(shù)語(yǔ)解釋圖震源深度：震中到震源的垂直距離。淺源地震：震源深度在60km以?xún)?nèi)，集集地震震源7km中源地震：震源深度在60300km，占12%深源地震：震源深度大于300km，占3%極震區(qū)：在震中附近，振動(dòng)最劇烈、破壞最

11、嚴(yán)重的地區(qū)地震術(shù)語(yǔ)示意圖第三節(jié) 地震波、震級(jí)和烈度1.地震波 由震源釋放出來(lái)的地震能量是以波的形式向四周的地面?zhèn)鞑サ?，這種波稱(chēng)為地震波。 在地殼內(nèi)部傳播的地震波稱(chēng)為體波，在地面附近傳播的波稱(chēng)為面波。體波根據(jù)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向不同，又可分為縱波和橫波。波長(zhǎng)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向波前進(jìn)方向（a）縱波 體波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)形式波前進(jìn)方向質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向（b）橫波第三節(jié) 地震波、震級(jí)和烈度縱波：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向與波傳播方向相同，又稱(chēng)壓縮波。特點(diǎn)：周期較短，振幅較小橫波：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向與波傳播方向垂直，又稱(chēng)剪切波。特點(diǎn)：周期較長(zhǎng)，振幅較大縱波波速為：橫波波速為：式中E介質(zhì)的彈性模量； G介質(zhì)的剪切模量；介質(zhì)的密度； 介質(zhì)的泊松比。一般

12、情況下，可以取泊松比 0.22，則： Vp=1.67Vs 縱波先于橫波到達(dá)地面。通常，縱波稱(chēng)為P波(即壓縮波)， 橫波稱(chēng)為S波(即剪切波)。第三節(jié) 地震波、震級(jí)和烈度面波：是體波經(jīng)地層界面多次反射后形成的次生波，它只沿地球表面?zhèn)鞑ァＬ攸c(diǎn)：振幅大，周期長(zhǎng)，約為橫波波速的0.9倍可分為瑞利波（R波）和樂(lè)甫波（L波）（a） R波：在地面上呈滾動(dòng)形式。（b） L波：在地面上呈蛇形運(yùn)動(dòng)形式。第三節(jié) 地震波、震級(jí)和烈度波形傳播范圍簡(jiǎn)稱(chēng)特征介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向地面振動(dòng)方向波速大小縱波土體內(nèi)P波壓縮波與波的傳播方向一致垂直振動(dòng)快橫波土體內(nèi)S波剪切波與波的傳播方向垂直水平振動(dòng)中面波地表L波次生波與波的傳播方向垂直

13、比較復(fù)雜慢根據(jù)兩種波到達(dá)測(cè)量?jī)x器位置的時(shí)間差可得震源距ATA/Vs-A/Vp=A/(VpVs/(Vp-Vs)=A/V故 AT VV虛波波速TT在地震記錄圖上縱波最先到達(dá)，橫波次之，面波到達(dá)最晚。當(dāng)橫波和面波到達(dá)地面時(shí)，地面振動(dòng)最猛烈。地震現(xiàn)象表明，縱波使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生上下顛簸，橫波使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生水平方向搖晃，面波則使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生既上下顛簸又左右搖晃的振動(dòng)。由于面波的能量大于體波所以對(duì)結(jié)構(gòu)物和地表造成的破壞以面波為主。2. 震級(jí) 觀測(cè)記錄地震的儀器叫做地震儀。公元132年(東漢時(shí))，張衡，第一臺(tái)地震儀放在京城洛陽(yáng)，6年后甘肅地震，地動(dòng)儀正西方向的龍吐出一珠，使張衡首先知道正西方向發(fā)生地震。近代的地震儀發(fā)

14、端于18世紀(jì)80年代，一般包括拾震器(傳感器)，放大器和記錄裝置三個(gè)系統(tǒng)。記錄的加速度通常包括了東西、南北及上下三個(gè)方向的地面運(yùn)動(dòng)加速度分量2. 震級(jí) 觀測(cè)記錄地震的儀器叫做地震儀。 震級(jí)是衡量一次地震釋放能量大小的尺度，常用里氏震級(jí)(M)表示。在1935年由查爾斯里克特（19001985年）給出定義， 它是利用標(biāo)準(zhǔn)地震儀(指周期為0.8s,阻尼系數(shù)為0.8,放大倍數(shù)為2800的地震儀)在距震中100km處記錄的以微米(1m=10-3mm)為單位的最大水平地面位移(振幅)A的常用對(duì)數(shù)值即： M=lgA震級(jí)與能量的關(guān)系 lgE1.5M11.8 A=1mm=103m-M=3 A=1m=106m-M

15、=6 A=10m=107m-M=7 A=100m=108m-M=8 A=1000m=109m-M=92.震級(jí) 實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)對(duì)震中距和非標(biāo)準(zhǔn)地震儀進(jìn)行修正 M5 對(duì)建筑物就要引起不同程度的破壞，故稱(chēng)為破壞性地震 M7 強(qiáng)烈地震或大地震 M8 特大地震近震震級(jí)M計(jì)算 ：M=logA+R() R（）依震中距而變化的起算函數(shù)。3. 地震烈度 地震烈度是指某一次地震時(shí),某一地區(qū)震動(dòng)的強(qiáng)烈程度。 衡量標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)根據(jù)震害指數(shù)、地表破壞程度及地面運(yùn)動(dòng)加速度指標(biāo)將地震烈度分為12度，并頒布了中國(guó)地震烈度表（1999年）（表12）4. 基本烈度 指一個(gè)地區(qū)在一定時(shí)期（我國(guó)取50年）內(nèi)在一般場(chǎng)地條件下按一定的概率

16、（我國(guó)取10%）可能遭遇 到的最大地震烈度 一個(gè)地區(qū)進(jìn)行抗震設(shè)防的依據(jù) 5. 烈度與地震區(qū)劃圖 烈度區(qū)劃圖是指在地圖上按地震基本烈度的差異劃分出不同區(qū)域的圖，也就是說(shuō)，在地震烈度區(qū)劃圖上，將表示出不同地區(qū)的地震基本烈度值。等烈度線：具有相同烈度的各個(gè)地點(diǎn)的外包線等烈度線的度數(shù)隨震中距的增大而遞減 ，但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)烈度異常 1556年1月23日大地震等震線圖中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖(1990) 全國(guó)一些主要城市的地震基本烈度 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在全圖450個(gè)城市中，位于地震區(qū)的占74.5%，約有一半城市位于基本烈度7度和7度以上地區(qū)。中國(guó)地震災(zāi)害分布地震防災(zāi)的手段地震預(yù)報(bào)地震轉(zhuǎn)移分散地震工程 地震危險(xiǎn)性分析及地震

17、區(qū)劃 結(jié)構(gòu)抗震中國(guó)的地震預(yù)報(bào)1975.2.4遼寧海城地震成功預(yù)報(bào)，死亡1000多人網(wǎng)傳1976年唐山地震也有明先特征2010年玉樹(shù)地震，西安有個(gè)學(xué)者在自己的工作室發(fā)現(xiàn)了異常李四光是中國(guó)優(yōu)秀的科學(xué)家，在地震地質(zhì)領(lǐng)域建樹(shù)極高。他當(dāng)年預(yù)測(cè)過(guò)4個(gè)城市將發(fā)生地震，分別是唐山、四川、邢臺(tái)、臨沂。據(jù)說(shuō)，李四光前輩去世前，念念不忘的就是郯廬地震帶，他曾經(jīng)預(yù)測(cè)，一旦發(fā)生地震，其毀滅性可能是唐山大地震的好幾倍。臨沂附近莒縣1668年曾發(fā)生過(guò)8.5級(jí)大地震，郯廬地震帶一直是我們地震預(yù)報(bào)人員重點(diǎn)關(guān)注的地方，國(guó)家在該地區(qū)也投入了專(zhuān)門(mén)的物力和人力。地震預(yù)警示意圖地震預(yù)警原理地震預(yù)警系統(tǒng)地震預(yù)警成都高新減災(zāi)研究所 地震預(yù)警

18、系統(tǒng)成都高新減災(zāi)研究所 四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級(jí)地震。由民間機(jī)構(gòu)成都高新減災(zāi)研究所建設(shè)的地震預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)提前發(fā)布預(yù)警信息，其中給雅安主城區(qū)的預(yù)警時(shí)間為5秒，給成都市主城區(qū)的預(yù)警時(shí)間為28秒。該預(yù)警信息實(shí)時(shí)通過(guò)微博、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)客戶(hù)端、汶川和北川電視臺(tái)和學(xué)校專(zhuān)用接收終端等同步發(fā)布。已經(jīng)安裝預(yù)警接收設(shè)備的北川中學(xué)、成都泡桐樹(shù)小學(xué)、成都高新西區(qū)新科學(xué)校、成都高新濱河學(xué)校、成都高新區(qū)順江學(xué)校、青川喬莊中心小學(xué)等學(xué)校的地震預(yù)警信息接收服務(wù)器觸發(fā)并報(bào)警。地震區(qū)劃： 依據(jù)地質(zhì)構(gòu)造資料 歷史地震規(guī)律 強(qiáng)震觀測(cè)資料 地震危險(xiǎn)性分析 計(jì)算給出每一地區(qū)在未來(lái)一定時(shí)限內(nèi)關(guān)于某一烈度（或地震動(dòng)加速度值）的超越

19、概率 將國(guó)土劃分為不同基本烈度所覆蓋的區(qū)域 返回目錄地震區(qū)劃已經(jīng)可以給出地震動(dòng)參數(shù)的區(qū)劃結(jié)果5. 烈度與地震區(qū)劃圖 6. 近震和遠(yuǎn)震 震害現(xiàn)象 震中距長(zhǎng)，頻率低，周期長(zhǎng)，對(duì)長(zhǎng)周期的高柔結(jié)構(gòu)不利 震中距短，頻率高，周期短，對(duì)短周期的剛性結(jié)構(gòu)不利 為此，將烈度為6、7、8度區(qū)的地震影響劃分為近震和遠(yuǎn)震 近震和遠(yuǎn)震 近震:當(dāng)某地區(qū)所遭受的烈度比震中烈度低一度或相等時(shí)的地震； 遠(yuǎn)震:當(dāng)某地區(qū)所遭受的烈度比震中烈度低二度或二度以上時(shí)的地震。 區(qū)別：地震烈度 與 震級(jí) 一次地震，表示地震大小的震級(jí)只有一個(gè) 由于同一次地震對(duì)不同地點(diǎn)的影響不一樣， 隨著距離震中的遠(yuǎn)近會(huì)出現(xiàn)多種不同的烈度 建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)建

20、筑的重要性不同，采取不同的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范將建筑按其重要性不同，劃分為以下四類(lèi): 甲類(lèi)建筑特殊要求的建筑，如遇地震破壞會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果（如放射性物質(zhì)的污染、劇毒氣體的擴(kuò)散和爆炸等）和經(jīng)濟(jì)上的重大損失的建筑；政治上有特殊要求的建筑或其它特別重要的建筑等。如人民大會(huì)堂等一. 建筑物重要性分類(lèi)第4節(jié) 抗震設(shè)計(jì)基本原則 乙類(lèi)建筑國(guó)家重點(diǎn)抗震城市的生命線工程的建筑（如消防、急救、供水、供電等）或其它重要建筑。如醫(yī)院、消防、供電等建筑。一. 建筑物重要性分類(lèi) 甲類(lèi)建筑應(yīng)按國(guó)家規(guī)定的批準(zhǔn)權(quán)限批準(zhǔn)執(zhí)行；乙類(lèi)建筑應(yīng)按城市抗災(zāi)救災(zāi)規(guī)劃或有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)執(zhí)行。 丙類(lèi)建筑甲、乙、丁類(lèi)以外的建筑。如一般工業(yè)與民

21、用建筑（公共建筑、住宅、旅館、廠房等）。 丁類(lèi)建筑次要建筑，如遇地震破壞不易造成人員傷亡和較大經(jīng)濟(jì)損失的建筑（如一般倉(cāng)庫(kù)、人員較少的輔助性建筑）。 抗震設(shè)防是指對(duì)建筑物進(jìn)行抗震驗(yàn)算和采取抗震構(gòu)造措施，以達(dá)到抗震的效果。 抗震設(shè)防的依據(jù)是抗震設(shè)防烈度.二. 抗震設(shè)防內(nèi)容 抗震設(shè)防烈度是一個(gè)地區(qū)作為抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度，一般情況下，抗震設(shè)防烈度采用國(guó)家地震局批準(zhǔn)的地震烈度區(qū)劃圖所規(guī)定的基本烈度，必要時(shí)可以根據(jù)具體情況作適當(dāng)調(diào)整。如南京抗震設(shè)防烈度為7度?？拐鹪O(shè)防的內(nèi)容包括進(jìn)行地震作用計(jì)算和采用抗震構(gòu)造措施兩部分，以達(dá)到抗震的效果 具體要求如下: 地震作用計(jì)算構(gòu)造措施甲類(lèi)建筑用動(dòng)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)力分析采

22、取特殊構(gòu)造措施乙類(lèi)建筑按設(shè)防烈度進(jìn)行計(jì)算按設(shè)防烈度+1考慮丙類(lèi)建筑按設(shè)防烈度進(jìn)行計(jì)算按設(shè)防烈度考慮丁類(lèi)建筑按設(shè)防烈度進(jìn)行計(jì)算按設(shè)防烈度-1，且6考慮二. 抗震設(shè)防內(nèi)容l.0.5 水工建筑物應(yīng)根據(jù)其重要性和工程場(chǎng)地地震基本烈度按表1.0.5確定其工程抗震設(shè)防類(lèi)別。水工建筑物的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及其地震危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)要求水工建筑物的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及其地震危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)要求1.0.6 各類(lèi)水工建筑物及與工程抗震安全有關(guān)邊坡，抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)地震烈度或設(shè)計(jì)地震動(dòng)加速度代表值應(yīng)按下列規(guī)定確定：1 除工程抗震設(shè)防類(lèi)別為甲類(lèi)的水工建筑物外，應(yīng)采用地震基本烈度及地震動(dòng)基本加速度作為設(shè)計(jì)烈度和設(shè)計(jì)地震動(dòng)加速度。2 工程抗震設(shè)防類(lèi)別為

23、甲類(lèi)的水工建筑物，應(yīng)根據(jù)其遭受強(qiáng)震影響的危害性，在基本烈度基礎(chǔ)上提高1度作為設(shè)計(jì)烈度，并將設(shè)計(jì)地震動(dòng)加速度增加1倍。 根據(jù)地震危險(xiǎn)性分析，一般認(rèn)為，我國(guó)地震烈度的概率密度函數(shù)符合極值型分布，其分布狀態(tài)如圖。 小震烈度(多遇地震烈度)m是發(fā)生頻率最大的地震，相當(dāng)于概率密度分布曲線上的峰值所對(duì)應(yīng)的烈度，其超越概率為63.2%,m比基本烈度0小1.55度 大震烈度(罕遇地震烈度)s的超越概率應(yīng)小于5%，規(guī)范取2-3%,相應(yīng)于基本烈度為6,7,8度的大震烈度分別為7度強(qiáng)、8度、9度弱、9度強(qiáng)。即大震烈度比基本烈度高一度左右。三. 大震與小震三水準(zhǔn)地震作用的標(biāo)定基本假定地震強(qiáng)度呈極值分布烈度符合極值II

24、I型地震影響50年超越概率地震重現(xiàn)期多遇地震對(duì)應(yīng)的烈度眾值烈度小震63.2%50年設(shè)防烈度，基本烈度中震10%475年罕遇地震對(duì)應(yīng)的烈度大震2-3%1642-2475年If(I)ImI0Is 一般關(guān)系 烈度：Im=I0-1.55, Is=I0+1 加速度：PGAm=PGA0*1/3, PGAs=PGAm*(46)第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到多遇的低于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震（簡(jiǎn)稱(chēng)“小震”）影響時(shí)，建筑一般應(yīng)不受損壞或不修理仍能繼續(xù)使用。采用彈性反應(yīng)譜法進(jìn)行彈性分析。 四. 抗震設(shè)防基本思想第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到本地區(qū)設(shè)防烈度地震的影響時(shí)，建筑可能有一定的破壞，結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性工作階段，但非彈性變形和結(jié)構(gòu)損壞經(jīng)一般

25、修理或不修理仍能繼續(xù)使用。 第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震（簡(jiǎn)稱(chēng)“大震”）時(shí)，允許結(jié)構(gòu)有較大的非彈性變形，但建筑不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。通俗講即：“小震不壞，中震可修，大震不倒”?；趪?guó)際趨勢(shì)，結(jié)合我國(guó)具體情況，現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范提出了“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防目標(biāo)：在進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，原則上應(yīng)該滿(mǎn)足三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求，在具體做法上，為簡(jiǎn)化計(jì)算起見(jiàn)，規(guī)范采取了二階段設(shè)計(jì)法，即第一階段設(shè)計(jì)：承載力驗(yàn)算；按小震作用效應(yīng)和其它荷載效應(yīng)的基本組合驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力，以及在小震作用下驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈性變形，以滿(mǎn)足第一水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。 第二階段設(shè)計(jì)：在大震作用下驗(yàn)算結(jié)

26、構(gòu)的彈塑性變形，以滿(mǎn)足第三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求。 至于第二水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)的要求，規(guī)范是以抗震構(gòu)造措施來(lái)加以保證的。 四. 抗震設(shè)防基本思想第5節(jié) 隔震與消能減震設(shè)計(jì)概念和設(shè)防目標(biāo)一. 隔震結(jié)構(gòu)體系 是在結(jié)構(gòu)物底部與基礎(chǔ)之間加設(shè)隔震裝置而構(gòu)成的體系。北京故宮就是一個(gè)古老的隔震例子現(xiàn)在多用橡膠隔震支座。鐮倉(cāng)大佛 （日本，建于1252年） 1923年關(guān)東大地震時(shí)， 臺(tái)座崩損，佛像前傾，向 前滑出約40cm。 1926年修繕時(shí)，曾把 佛像固定在臺(tái)座上，大 佛頸部在地震過(guò)程中折斷。 19601961修繕時(shí)，在臺(tái)座與佛像之間鋪 了一層不銹鋼板（隔震思想的引入） 。第5節(jié) 隔震與消能減震設(shè)計(jì)概念和設(shè)防目

27、標(biāo)二. 消能減震體系目前常用的是消能支撐體系是在結(jié)構(gòu)上加一種帶阻尼裝置的斜交叉支撐桿，比如粘彈性阻尼器，地震時(shí)支撐桿產(chǎn)生軸向力和軸向變形，阻尼材料消耗大量地震能量，從而由結(jié)構(gòu)本身分擔(dān)的地震能量減小，減小結(jié)構(gòu)物的變形。如9.11的美國(guó)紐約世界貿(mào)易中心。粘滯流體阻尼器 一般由缸筒、活塞、阻尼孔、阻尼介質(zhì)（粘滯流體）和導(dǎo)桿等部分組成。二. 消能減震體系粘彈性阻尼器一般由粘彈性材料受到鋼板的包裹組成。二. 消能減震體系三、隔震設(shè)計(jì)的設(shè)防目標(biāo)遭遇第一水準(zhǔn)烈度(多遇地震)時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)及內(nèi)部?jī)x器設(shè)備處于完全正常的使用狀態(tài)，結(jié)構(gòu)可視為彈性體系 ；遭遇第二水準(zhǔn)烈度(設(shè)防烈度的地震)時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)及內(nèi)部?jī)x器設(shè)備仍處

28、于正常的使用狀態(tài)，結(jié)構(gòu)基本上可視為彈性體系 。遭遇第三水準(zhǔn)烈度(罕遇地震)時(shí)。上部結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)有限的非彈性變形，但不危及生命安全和不喪失使用功能，內(nèi)部設(shè)備儀器也不致出現(xiàn)喪失其使用功能的破壞；下部結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生危及上部結(jié)構(gòu)的破壞，使整個(gè)隔震體系仍能保持正常工作。 三、隔震設(shè)計(jì)的設(shè)防目標(biāo)第一階段設(shè)計(jì)是強(qiáng)度驗(yàn)算，取第一水準(zhǔn)(多遇地震)的地震動(dòng)參數(shù)? 第二階段設(shè)計(jì)是變形驗(yàn)算。取第三水準(zhǔn)(罕遇地震)的地震動(dòng)參數(shù)驗(yàn)算隔震結(jié)構(gòu)的水平變形。 三、隔震設(shè)計(jì)的設(shè)防目標(biāo)適用范圍：（1） 自振周期比較小的建筑地震波數(shù)據(jù)生成器，生成后保存為SGS文件)，用戶(hù)可利用保存的SGS文件(文本格式文件)根據(jù)上面所述方法計(jì)算Sv、S

29、a、Tg。通過(guò)Tg值可判斷該地震波是否適合當(dāng)?shù)貓?chǎng)地和地震設(shè)計(jì)分組。抗震設(shè)防烈度相應(yīng)的設(shè)計(jì)基本地震加速度抗震設(shè)防烈度與設(shè)計(jì)基本地震加速度的關(guān)系 7 8 90.05g 0.1（0.15）g 0.2（0.3）g 0.4g 上表括號(hào)內(nèi)分別對(duì)應(yīng)基本加速度0.15g和0.3g與抗震設(shè)防烈度相應(yīng)的水平地震影響系數(shù)最大值為輸入地震動(dòng)的要求當(dāng)采用時(shí)程分析法計(jì)算時(shí)，與抗震設(shè)防烈度相應(yīng)的設(shè)計(jì)地震加速度值為當(dāng)取三組加速度曲線，計(jì)算結(jié)果取包絡(luò)值與振型分解反應(yīng)譜法的較大值當(dāng)取7組或7組以上，計(jì)算結(jié)果取平均值與振型分解反應(yīng)譜法的較大值當(dāng)采用時(shí)程分析法計(jì)算時(shí)，地震波輸入是一大難題，必須與合理的輸入地震動(dòng)為前提，抗震設(shè)計(jì)的最大

30、不確定性來(lái)自地震波的輸入，選取的地震波應(yīng)盡可能與場(chǎng)地估計(jì)的地震波三要素相吻合。選用應(yīng)注意：（1）地震波應(yīng)按建筑場(chǎng)地類(lèi)別和設(shè)計(jì)地震分組選（2）實(shí)際強(qiáng)震記錄，總數(shù)2/3，2條或5條（3）人工模擬加速度時(shí)程曲線，總數(shù)1/3，1條或2條第六節(jié). 地震影響處于發(fā)震斷裂帶10km以?xún)?nèi)時(shí)，應(yīng)考慮近場(chǎng)系數(shù)；5km以?xún)?nèi)時(shí)宜取1.5，5km以外時(shí)取不小于1.25的系數(shù)。所采用的多組時(shí)程曲線的平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在統(tǒng)計(jì)意義上相符。第六節(jié). 地震影響統(tǒng)計(jì)意義上相符：平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應(yīng)譜法所采用的地震影響系數(shù)曲線在對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)主要振形周期點(diǎn)上的值相差不大于20%。計(jì)

31、算結(jié)果在結(jié)構(gòu)主方向平均底部剪力不小于振形分解反應(yīng)譜法的80%，但不應(yīng)大于120%。每條的計(jì)算結(jié)果在結(jié)構(gòu)主方向底部剪力不小于振形分解反應(yīng)譜法的65%，不大于135%。第六節(jié). 地震影響統(tǒng)計(jì)意義上相符例子：基底剪力PKPM反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)果ETABS反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)果ETABS時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果Chi_80Cau_ewIlo_ewrss_41USER845USER586USER900平均值y向1029.58103111681605644.61034951.91415130811607(0.1g)度多遇地震作用下基底剪力（kN）江寧翠屏山小學(xué)教學(xué)樓7度多遇地震動(dòng)（天然波）和規(guī)范設(shè)計(jì)譜對(duì)比 輸入地震動(dòng)的要求三向

32、或兩向輸入加速度最大值通常按以下比例調(diào)整：1（水平1）：0.85（水平2）：0.65（豎向）。 傳統(tǒng)抗震理論存在的局限性 1）地震對(duì)結(jié)構(gòu)輸入的反應(yīng)是復(fù)雜的。 2）實(shí)際結(jié)構(gòu)物是由多種構(gòu)件在空間范圍內(nèi)組裝而成的，即使很簡(jiǎn)單的，也是一個(gè)十分復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)，再加上施工質(zhì)量的影響，使得構(gòu)件材料的性質(zhì)、構(gòu)件之間的連接等都會(huì)出現(xiàn)大幅度的差異。 3）若干現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)和高科技設(shè)施不僅不允許發(fā)生建筑物的破壞而且不允許內(nèi)部設(shè)施的損壞和中斷工作，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是難于達(dá)到這樣的要求。 4）傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法，會(huì)遇到一些不可克服的困難，由于它是用結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件本身來(lái)抗御地震，為了經(jīng)濟(jì)起見(jiàn)往往使承重構(gòu)件在塑性階段工作。這樣，

33、一方面將會(huì)出現(xiàn)較大的變形；另一方面塑性的往復(fù)變形將會(huì)出現(xiàn)低周疲勞破壞而降低構(gòu)件的承載力。 現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是基于承載力和強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方法。 小震： 內(nèi)力和位移 大震： 彈塑性位移限值。 目標(biāo)，大震不倒，是以單一的，基于生命安全的性態(tài)水準(zhǔn)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，已經(jīng)不能滿(mǎn)足社會(huì)和公眾的要求。 基于性能的抗震設(shè)計(jì) 問(wèn)題： 20世紀(jì)90年代美國(guó)加州伯克利分校學(xué)者提出，各國(guó)相繼開(kāi)展了這方面的研究。 根據(jù)建筑物的用途，并考慮建筑物所處的場(chǎng)地的地震強(qiáng)度、建造費(fèi)用和投資者的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，選擇合適的結(jié)構(gòu)性態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)；并根據(jù)目標(biāo)提出不同的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)計(jì)的建筑在未來(lái)地震中有不同的預(yù)期功能?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì) 被認(rèn)為是抗震設(shè)

34、計(jì)新的主要發(fā)展方向 。1992年率先將基于位移的抗震設(shè)計(jì)引入到抗震加固中2003年，發(fā)布了建筑物及設(shè)施的性能規(guī)范 2003年，歐洲混凝土協(xié)會(huì)出版了鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)基于位移的抗震設(shè)計(jì)我國(guó) “八五”重大項(xiàng)目“城市與工程減災(zāi)基礎(chǔ)研究”；“九五”重大項(xiàng)目“大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和設(shè)計(jì)理論”都對(duì)基于性能的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì) 目前建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范將基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法原則納入基于性能的抗震設(shè)計(jì) PBSD(performance based seismic design)抗震性能化設(shè)計(jì)，又稱(chēng)基于性能的抗震設(shè)計(jì)是指根據(jù)建筑物的重要性和用途確定結(jié)構(gòu)的性能目標(biāo)：根據(jù)不同的性能目標(biāo)提

35、出不同的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)計(jì)的建筑在未來(lái)的地震中具備預(yù)期的功能。例如：醫(yī)院要求在地震后仍能發(fā)揮作用。航空指揮中心要求地震發(fā)生時(shí)和發(fā)生后能正常使用。業(yè)主也可以根據(jù)自己的需要，提出建筑物在地震時(shí)應(yīng)該達(dá)到的要求?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)地震設(shè)防水準(zhǔn)結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)的確定結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)方法地震輸入，地震動(dòng)水準(zhǔn)抗震能力地震需求實(shí)現(xiàn)能力，需求的平衡基于性能的抗震設(shè)計(jì) 抗震設(shè)防烈度與設(shè)計(jì)基本地震加速度的關(guān)系 7 8 90.05g 0.1（0.15）g 0.2（0.3）g 0.4g0.12 0.23（0.34） 0.45（0.68） 0.9 水平地震影響系數(shù)最大值基于性能的抗震設(shè)計(jì) 現(xiàn)行規(guī)范2010，設(shè)防地震的地

36、震影響系數(shù)最大值設(shè)計(jì)基本地震加速度處于發(fā)震斷裂105km以?xún)?nèi)，乘以1.25；05km內(nèi)，乘以1.5地震設(shè)防水準(zhǔn)基于性能的抗震設(shè)計(jì) 現(xiàn)行規(guī)范2010，框架結(jié)構(gòu)目標(biāo)結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)的確定建筑物在特定的地震作用下預(yù)期破壞的最大程度完好輕微破壞中等破壞不嚴(yán)重破壞嚴(yán)重破壞1/5501/2501/1201/601/50 三種設(shè)計(jì)方法：能量設(shè)計(jì)法，基于損傷設(shè)計(jì)法和位移設(shè)計(jì)法 關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題是結(jié)構(gòu)在非線性、大變形狀態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系，這是結(jié)構(gòu)抗震工程所要解決的、其他結(jié)構(gòu)分析所不涉及的特殊問(wèn)題，經(jīng)典彈性力學(xué)和疲勞理論都不能提供解決這一問(wèn)題的途徑。換言之，這里面臨著知識(shí)創(chuàng)新的任務(wù)。創(chuàng)新知識(shí)的源泉在于實(shí)驗(yàn)研究和理論概括，其中

37、，實(shí)驗(yàn)研究是基本途徑。 手段：時(shí)程分析法，彈性，非線性 反應(yīng)譜法，Push-over法基于性能的抗震設(shè)計(jì) 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展沿革建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展沿革建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展沿革建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展沿革建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展沿革建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展沿革現(xiàn)行抗震規(guī)范GB500112010主要調(diào)整對(duì)于危險(xiǎn)地段，嚴(yán)禁建造甲、乙類(lèi)的建筑，不應(yīng)建造丙類(lèi)建筑”。有關(guān)危險(xiǎn)地段的劃分，見(jiàn)規(guī)范 4.1.1 條，即“地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位的部位”。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展沿革震后的北川縣城，右邊山體的巨大滑坡沖毀了大片建筑建造于條狀突出的山嘴、高聳孤立的

38、山丘、非巖石和強(qiáng)風(fēng)化巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段的建筑結(jié)構(gòu)，地震作用應(yīng)乘以增大系數(shù)1.11.6建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展沿革教學(xué)樓、醫(yī)院等橫墻較少、跨度較大的房屋，宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋蓋。多、高層的混凝土樓屋蓋宜優(yōu)先采用現(xiàn)澆混凝土板。當(dāng)采用混凝土預(yù)制裝配式樓、屋蓋時(shí)，應(yīng)從樓蓋體系和構(gòu)造上采取措施確保各預(yù)制板之間連接的整體性。汶川地震中，有很多預(yù)制裝配樓蓋由于構(gòu)造措施不當(dāng)，掉落導(dǎo)致人員傷亡。需要認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從樓蓋體系和構(gòu)造上采取措施，以提高安全性。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展沿革條文 3.8.1 條改為非強(qiáng)制性條文：“隔震與消能減震設(shè)計(jì)，應(yīng)主要使用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震設(shè)防烈度為

39、 8、9 度的建筑”。隨著隔震和減震技術(shù)近年來(lái)的成熟，相應(yīng)放寬其使用范圍和條件。擴(kuò)大隔震和消能減震技術(shù)的應(yīng)用范圍隔震與消能減震設(shè)計(jì)可用于對(duì)抗震安全性和使用功能有較高要求或?qū)ｉT(mén)要求的建筑。 （二）增設(shè)樓梯間的構(gòu)造柱。強(qiáng)條第 7.3.1 條中，要求將樓梯間四角以及樓梯段上下端對(duì)應(yīng)的墻體處設(shè)置構(gòu)造柱。因此，樓梯間將共有不少于 8 根構(gòu)造柱，與 7.3.8 條的強(qiáng)制性要求一起，有助于形成應(yīng)急疏散安全島。（三）加強(qiáng)樓梯間墻體的抗震能力。在 3.7.3 條補(bǔ)充規(guī)定：“樓梯間的非承重墻體，應(yīng)采取與主體結(jié)構(gòu)可靠連接或錨固等避免地震時(shí)倒塌傷人或砸壞重要設(shè)備的措施”。并將 7.3.8 條提升為強(qiáng)制性條文，要求砌體結(jié)構(gòu)樓梯間墻體在休息平臺(tái)或半高處設(shè)置鋼筋混凝土帶或配筋磚帶，以及采取其他加強(qiáng)措施，特別要求加強(qiáng)頂層和出屋面樓梯間的抗震構(gòu)造相當(dāng)于約束砌體的構(gòu)造要求。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展沿革116國(guó)內(nèi)外大地震的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)1.目前地震予測(cè)存在不確定性,設(shè)防烈度偏低(1969年定),也不準(zhǔn) 災(zāi)難性大地震，多發(fā)生在低烈度區(qū),房屋成片倒塌 1976 唐山大地震設(shè)防 6度實(shí)際11度, 歷史上無(wú)大地震 1995 日本神戶(hù) 屬“低烈度安全”區(qū),設(shè)防7度實(shí)際10度 （80年來(lái)相對(duì)平靜，千年未遇大地震） 2008.5.12 汶川地震設(shè)防 7度 實(shí)際11度 2010.0