地震與抗震基本知識(shí)

地震與抗震基本知識(shí)第一頁(yè)，共47頁(yè)。第二頁(yè)，共47頁(yè)。第三頁(yè)，共47頁(yè)。第四頁(yè)，共47頁(yè)。第五頁(yè)，共47頁(yè)。第六頁(yè)，共47頁(yè)。第一節(jié)抗震設(shè)計(jì)基本概念一、地震成因

1、火山地震

2、陷落地震

3、構(gòu)造地震由于地殼運(yùn)動(dòng)，使地殼薄弱部位發(fā)生斷裂錯(cuò)動(dòng)而引起的地震。第七頁(yè)，共47頁(yè)。第八頁(yè)，共47頁(yè)。第九頁(yè)，共47頁(yè)。第十頁(yè)，共47頁(yè)。新疆2012.10.20第十一頁(yè)，共47頁(yè)。長(zhǎng)沙2012年11月16日凌晨第十二頁(yè)，共47頁(yè)。第十三頁(yè)，共47頁(yè)。1）震源地震開始發(fā)生的地方

2）震中震源正上方向相應(yīng)的地面位置

3）震中距地面某處到震中的距離二、地震波、震級(jí)、基本烈度

1、地震波體波(橫波、縱波)、面波；第十四頁(yè)，共47頁(yè)。體波：地球內(nèi)部傳播面波：體波傳到地球表面后，在地表附近傳播的波縱波：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波前進(jìn)方向一致橫波：介質(zhì)與波傳播方向相垂直的波地表土放大器過濾器第十五頁(yè)，共47頁(yè)。2、震級(jí)

衡量一次地震大小的指標(biāo)

弱震：震級(jí)小于3級(jí)的地震；

有感地震：震級(jí)等于或大于3級(jí)、小于或等于⒋5級(jí)的地震；

中強(qiáng)震：震級(jí)大于⒋5級(jí)，小于6級(jí)的地震；

強(qiáng)震：震級(jí)等于或大于6級(jí)的地震。其中震級(jí)大于或等于8級(jí)的又稱為巨大地震。

第十六頁(yè)，共47頁(yè)。3、地震烈度

指某一地區(qū)的地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度?？拐鹪O(shè)防烈度基本烈度第十七頁(yè)，共47頁(yè)。1）基本烈度

50～60年代，基本烈度是由場(chǎng)區(qū)在歷史上曾經(jīng)遭受過的最大烈度為基礎(chǔ)，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)和地震發(fā)生頻率而確定；

70～80年代，基本烈度是指未來百年內(nèi)，平均土質(zhì)條件下，場(chǎng)區(qū)可能遭遇的最大地震烈度；

第十八頁(yè)，共47頁(yè)。

90年代，基本烈度是指50年期限內(nèi)，一般場(chǎng)地土條件下，場(chǎng)區(qū)可能遭遇超越概率為10%的烈度值。2）抗震設(shè)防烈度

按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。第十九頁(yè)，共47頁(yè)。三、地震造成的破壞現(xiàn)象

工程結(jié)構(gòu)的破壞地震造成的破壞地表破壞次生災(zāi)害第二十頁(yè)，共47頁(yè)。工程結(jié)構(gòu)的破壞1）承重結(jié)構(gòu)因強(qiáng)度不足而破壞；2）結(jié)構(gòu)喪失整體穩(wěn)定性；3）地基失效。飽和砂層和粉土層第二十一頁(yè)，共47頁(yè)。四、工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防

1、設(shè)防目標(biāo)

小震不壞、中震可修、大震不倒

1）小震不壞當(dāng)遭遇低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。

2）中震可修當(dāng)遭遇相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的影響時(shí)，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需第二十二頁(yè)，共47頁(yè)。

修理仍可繼續(xù)使用。3）大震不倒當(dāng)遭遇高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。2、建筑結(jié)構(gòu)的分類與抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

1）分類

甲類建筑乙類建筑丙類建筑丁類建筑第二十三頁(yè)，共47頁(yè)。甲類建筑：屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑；乙類建筑：地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑；丙類建筑：除甲乙丁以外的建筑；丁類建筑：次要建筑。第二十四頁(yè)，共47頁(yè)。2）設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

地震作用:

地震時(shí)的地面運(yùn)動(dòng)通過基礎(chǔ)的前后晃動(dòng)而傳給房屋，但房屋的質(zhì)量又阻止這種運(yùn)動(dòng)，因而在整個(gè)結(jié)構(gòu)中引起的慣性力。抗震措施

除地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容。抗震構(gòu)造措施

根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)原則，一般不需計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)部分必須采取的各種細(xì)部要求。

第二十五頁(yè)，共47頁(yè)。五、抗震設(shè)計(jì)方法

二階段設(shè)計(jì)法

1、第一階段設(shè)計(jì)第一水準(zhǔn)的抗震驗(yàn)算

2、第二階段設(shè)計(jì)按罕遇烈度六、抗震等級(jí)

一級(jí)（很嚴(yán)格）、二級(jí)（嚴(yán)格）三級(jí)（較嚴(yán)格）、四級(jí)（一般）第二十六頁(yè)，共47頁(yè)。第二節(jié)地震作用的計(jì)算方法

水平地震作用

地震作用豎向地震作用

一、地基基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算二、上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算第二十七頁(yè)，共47頁(yè)。

底部剪力法

振型分解反應(yīng)譜法

時(shí)程分析法計(jì)算方法第二十八頁(yè)，共47頁(yè)。三、概念反應(yīng)普、自由度、振型分解、自振周期、主振型1、地震反應(yīng)指地震作用使房屋產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。（位移、速度、加速度）2、單質(zhì)點(diǎn)體系單自由度彈性體系多自由度體系

第二十九頁(yè)，共47頁(yè)。3、自振周期當(dāng)某種原因使建筑物有微小的初始位移或初始加速度時(shí)，它就會(huì)因具有彈性而發(fā)生振蕩，一周完整的振蕩所需要的時(shí)間即自振周期。4、反應(yīng)譜把不同周期下建筑物反應(yīng)值的大小畫成曲線，這些曲線稱反應(yīng)譜。（位移反應(yīng)譜、速度反應(yīng)譜、加速度反應(yīng)譜）第三十頁(yè)，共47頁(yè)。a—加速度b—速度位移反應(yīng)譜接近直線第三十一頁(yè)，共47頁(yè)。5、基本自振周期T1

對(duì)于n個(gè)質(zhì)點(diǎn)的彈性體系，具有n個(gè)自振頻率和相對(duì)應(yīng)的n個(gè)自振周期，其中最低的自振頻率稱基本自振頻率，對(duì)應(yīng)的自振周期稱基本自振周期。6、振型振動(dòng)過程中各質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)位置。7、主振型與n個(gè)自振周期相對(duì)應(yīng)的n個(gè)振動(dòng)形式，稱為n個(gè)主振型。第三十二頁(yè)，共47頁(yè)。四、適用條件

1、底部剪力法適用于重量和剛度沿高度分布比較均勻，高度不超過40m，并以剪切變形為主的結(jié)構(gòu)。

2、振型分解反應(yīng)譜法

適用于建筑物高度超過40m，或雖然小于

40m但質(zhì)量或剛度沿高度分布很不均勻時(shí)。

3、時(shí)程分析法適用于特別重要的建筑、特別不規(guī)則的建筑、超過某一定高度的建筑第三十三頁(yè)，共47頁(yè)。第三節(jié)底部剪力法一、適用條件適用于重量和剛度沿高度分布比較均勻，高度不超過40m，并以剪切變形為主的結(jié)構(gòu)。二、特點(diǎn)

1、位移反應(yīng)以基本振型為主

2、基本振型接近直線第三十四頁(yè)，共47頁(yè)。三、計(jì)算步驟

1、計(jì)算結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；

2、計(jì)算水平地震力沿高度的分布；

3、構(gòu)造措施四、框架結(jié)構(gòu)提高延性的措施

強(qiáng)柱弱梁強(qiáng)剪弱彎強(qiáng)節(jié)點(diǎn)第三十五頁(yè)，共47頁(yè)。結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值第三十六頁(yè)，共47頁(yè)。地震作用計(jì)算簡(jiǎn)圖第三十七頁(yè)，共47頁(yè)。第三十八頁(yè)，共47頁(yè)。五、抗震設(shè)防區(qū)框架體系房屋體型和結(jié)構(gòu)布置要求

1、房屋的平立面宜用簡(jiǎn)單的體型。

2、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)盡可能使房屋的剛度中心與地震合力作用線接近或重合。

3、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)是房屋中心各部分剛度均勻，不應(yīng)過分懸殊。第三十九頁(yè)，共47頁(yè)。4、在烈度較高的抗震設(shè)防區(qū)，樓、電梯間不宜布置在結(jié)構(gòu)單元的兩端和拐角部位。

5、應(yīng)注意控制房屋的側(cè)向變形和層間相對(duì)變形，并對(duì)填充墻采取適當(dāng)加強(qiáng)措施。

6、各層樓板應(yīng)盡可能設(shè)置在同一標(biāo)高，盡可能不采用復(fù)式框架。

7、房屋高低層宜用防震縫隔開。

8、柱子的凈高與截面長(zhǎng)邊的比值宜大于4。第四十頁(yè)，共47頁(yè)。第四節(jié)風(fēng)荷載的計(jì)算一、概念

1、梯度風(fēng)高度

2、近地風(fēng)靠近地面的流動(dòng)風(fēng)

3、風(fēng)荷載空氣的流動(dòng)受到建筑物的阻礙，并在建筑物的表面形成壓力或吸力。第四十一頁(yè)，共47頁(yè)。二、風(fēng)荷載特點(diǎn)

1、靜力作用（長(zhǎng)周期部分）：穩(wěn)定風(fēng)動(dòng)力作用（短周期部分）：脈動(dòng)風(fēng)

2、風(fēng)對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)作用特點(diǎn)

1）風(fēng)力作用與建筑物外形直接有關(guān)；

2）風(fēng)力受到周圍建筑物環(huán)境影響較大；

3）平均風(fēng)速一般隨建筑物高度增長(zhǎng)；

第四十二頁(yè)，共47頁(yè)。

4）風(fēng)力作用具有靜力作用與動(dòng)力作用兩重性質(zhì)；

5）風(fēng)力在建筑物表面很不均勻；

6）與地震作用相比，風(fēng)力作用持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，其作用更接近于靜力荷載；

7）對(duì)風(fēng)力大小的估計(jì)比對(duì)地震作用大小的估計(jì)可靠。

第四十三頁(yè)，共47頁(yè)。3、風(fēng)力對(duì)建筑物產(chǎn)生的結(jié)果

1）強(qiáng)風(fēng)會(huì)使圍護(hù)結(jié)構(gòu)和裝修產(chǎn)生損壞；

2）風(fēng)力作用會(huì)使結(jié)構(gòu)開裂或留下較大的殘余變形；

3）風(fēng)力使建筑物產(chǎn)生較大的搖晃；

4）長(zhǎng)期風(fēng)力作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞。第四十四頁(yè)，共47頁(yè)。三、風(fēng)荷載的計(jì)算

承重結(jié)構(gòu)圍護(hù)結(jié)構(gòu)1、順風(fēng)向單位面積上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值

風(fēng)振系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)體形系數(shù)基本風(fēng)壓值第四十五頁(yè)，共47頁(yè)。1）基本風(fēng)壓離地10m