建筑抗震設(shè)計(jì)-第1章-抗震設(shè)計(jì)原則

建筑抗震設(shè)計(jì)-第1章-抗震設(shè)計(jì)原則..第一頁(yè)，共41頁(yè)。目錄多層砌體房屋5場(chǎng)地、地基與基礎(chǔ)2地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3框架、抗震墻與框架-抗震墻4底部框架-抗震墻、多層內(nèi)框架磚砌房屋6抗震設(shè)計(jì)原則17單層鋼筋混凝土柱廠房第二頁(yè)，共41頁(yè)。唐山大地震（1976年7月28日）附錄A第三頁(yè)，共41頁(yè)。四川汶川大地震（2008年5月12日）第四頁(yè)，共41頁(yè)。青海玉樹大地震（2010年4月14日）第五頁(yè)，共41頁(yè)。四川雅安大地震（2013年4月20日）第六頁(yè)，共41頁(yè)。云南省昭通市（2014年8月3日）第七頁(yè)，共41頁(yè)。目錄多層砌體房屋5場(chǎng)地、地基與基礎(chǔ)2地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算3框架、抗震墻與框架-抗震墻4底部框架-抗震墻、多層內(nèi)框架磚砌房屋6抗震設(shè)計(jì)原則17單層鋼筋混凝土柱廠房第八頁(yè)，共41頁(yè)。

地震是由于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使深部巖石的應(yīng)變超過(guò)容許值，巖層發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)而引起的地面振動(dòng)。

地震是一種自然現(xiàn)象，地球上每天都在發(fā)生地震，一年約有500萬(wàn)次。其中約5萬(wàn)次人們可以感覺到；能造成破壞的約有1000次；

7級(jí)以上的大地震平均一年有十幾次。目前記錄到的世界上最大地震是

8.9級(jí)，發(fā)生于1960年5月22日的智利地震。

1.1構(gòu)造地震抗震設(shè)計(jì)原則1第九頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1地震分類---包括構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震按成因分類天然地震誘發(fā)地震–人為因素按震源深淺分類淺源地震中源地震深源地震第十頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1火山地震

由于火山作用，如巖漿活動(dòng)、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震，這類地震只占全世界地震的7%左右。

構(gòu)造地震

構(gòu)造地震影響面廣，破壞性大，發(fā)生頻率高，約占破壞性地震總數(shù)的90%以上。

誘發(fā)地震因人為因素直接造成的地震是誘發(fā)地震。

如工業(yè)爆破、地下核爆炸造成的振動(dòng)；在深井中進(jìn)行高壓注水以及大水庫(kù)蓄水后增加了地殼的壓力，有時(shí)也會(huì)誘發(fā)地震。

第十一頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1地殼深處發(fā)生巖層斷裂、錯(cuò)動(dòng)的地方叫震源；震源正上方的地面稱為震中；震中及其附近的地方稱為震中區(qū)；從震中到地面上任何一點(diǎn)的距離稱為震中距。第十二頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1地震波分為體波和面波。體波橫波（S波）縱波（P波）面波特點(diǎn):周期長(zhǎng)、振幅大、波速慢特點(diǎn):周期短,振幅小,波速快特點(diǎn)：比體波衰減慢、振幅大、周期長(zhǎng)、傳播遠(yuǎn)。波速：P>S>面波面波能量最大，對(duì)建筑物和地表破壞最大1.2地震波、震級(jí)和烈度第十三頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1地震震級(jí)

能量越大，震級(jí)就越大；震級(jí)相差一級(jí)，能量相差約32倍；相差二級(jí)，能量相差1000倍。

衡量一次地震釋放能量大小的等級(jí)震級(jí)與能量的關(guān)系一個(gè)6級(jí)地震相當(dāng)于一個(gè)兩萬(wàn)噸級(jí)的原子彈。

第十四頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1按震級(jí)的地震分類微震---2級(jí)以下人感覺不到有感地震---2-4級(jí)人有感覺破壞性地震---5級(jí)以上有破壞強(qiáng)烈地震---7級(jí)以上有破壞特大地震---8級(jí)以上有破壞

由于震源深淺、震中距大小等不同，地震造成的破壞也不同。震級(jí)大，破壞力不一定大；震級(jí)小，破壞力不一定就小。第十五頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1地震烈度

一般而言，震級(jí)越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影響烈度的因素，除了震級(jí)、震中距外，還與震源深度、地質(zhì)構(gòu)造和地基條件等因素有關(guān)。定義及影響因素

地震時(shí)在一定地點(diǎn)震動(dòng)的強(qiáng)烈程度。地震烈度表地震烈度表是評(píng)定烈度的標(biāo)準(zhǔn)和尺度?！吨袊?guó)地震烈度表》將地震烈度分為1-12度。第十六頁(yè)，共41頁(yè)。抗震設(shè)計(jì)原則11.3地震基本烈度和地震烈度區(qū)劃圖

一個(gè)地區(qū)未來(lái)50年內(nèi)一般場(chǎng)地條件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值稱為該地區(qū)的基本烈度。

各地區(qū)的基本烈度由《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001)確定。（下圖是中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖）基本烈度也稱為偶遇烈度或中震烈度。第十七頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1第十八頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1建筑類別不同，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也不同。

該標(biāo)準(zhǔn)主要以地震中和地震后房屋的損壞對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響的程度大小，將建筑分成4個(gè)抗震設(shè)防類別。抗震次要建筑丁類

除甲乙丁類以外的一般建筑丙類

地震時(shí)使用功能不能中斷需盡快恢復(fù)的建筑乙類

重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑甲類

設(shè)防分類A、中央級(jí)、省級(jí)的電視調(diào)頻廣播發(fā)射塔建筑，國(guó)際電信樓、國(guó)際海纜登陸站、國(guó)際衛(wèi)星地球站、中央級(jí)的電信樞紐（含衛(wèi)星地球站）。B、研究、中試生產(chǎn)和存放劇毒生物制品和天然人工細(xì)菌與病毒（如鼠疫、霍亂、傷寒等)的建筑。C、三級(jí)特等醫(yī)院的住院部、醫(yī)技樓、門診部。1.4抗震設(shè)防分類、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)防目標(biāo)第十九頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低，但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低丁類應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度度的要求丙類一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求；當(dāng)9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求，對(duì)較小的乙類建筑，當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時(shí)，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施乙類當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求；當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求甲類抗震措施較小乙類建筑：工礦企業(yè)的變電所、空壓站以及城市供水水源的泵房等?？拐鹦阅茌^好的結(jié)構(gòu)類型指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。2.抗震設(shè)防措施

抗震措施:除結(jié)構(gòu)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，包括抗震構(gòu)造措施。

抗震構(gòu)造措施：一般不須計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。第二十頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1抗震設(shè)防目標(biāo)及方法1.總目標(biāo)

具體通過(guò)“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防要求和“兩階段”的抗震設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)。2.“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防目標(biāo)

當(dāng)遭受低于本地區(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。

當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。

當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的預(yù)估的罕遇地震影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。

簡(jiǎn)稱為：“小震不壞，中震可修，大震不倒”。第二十一頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則13.“兩階段”抗震設(shè)計(jì)方法第一階段：

對(duì)絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行小震作用下的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件承載力驗(yàn)算；在此基礎(chǔ)上對(duì)各類結(jié)構(gòu)按規(guī)定要求采取抗震措施。第二階段：

對(duì)一些規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行大震作用下的彈塑性變形驗(yàn)算。

有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明顯薄弱層的建筑，不規(guī)則的建筑等第二十二頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1

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)的地震烈度稱為設(shè)防烈度規(guī)范規(guī)定：一般情況下，可采用《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》

中的地震基本烈度。對(duì)已編制抗震設(shè)防區(qū)劃的城市，可按批準(zhǔn)的抗震設(shè)防烈度進(jìn)行抗震設(shè)防。設(shè)防烈度設(shè)防烈度的取值依據(jù)：規(guī)范規(guī)定：抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)第二十三頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1

建筑所在地區(qū)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）內(nèi)具有超越概率為63.2%的地震烈度。也稱為常遇烈度、小震烈度重現(xiàn)期為50年。多遇烈度

罕遇烈度

建筑所在地區(qū)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）內(nèi)具有超越概率2%-3%的地震烈度。也稱為大震烈度，重現(xiàn)期約為2000年?；玖叶仁强拐鹪O(shè)防的依據(jù)。第二十四頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則11.5地震的破壞作用（震害現(xiàn)象）1、地表的破壞如地面裂縫、塌陷、噴水冒砂、滑坡等；第二十五頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則12.建筑物的破壞現(xiàn)象結(jié)構(gòu)喪失整體性承重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足結(jié)構(gòu)變形過(guò)大導(dǎo)致倒塌第二十六頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接支撐失效地基失效非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞第二十七頁(yè)，共41頁(yè)。抗震設(shè)計(jì)原則13.次生災(zāi)害：1、火災(zāi)由震后火源失控引起；2、水災(zāi)由水壩決口或山崩擁塞河道等引起；3、毒氣泄漏由建筑物或裝置破壞等引起；4、瘟疫由震后生存環(huán)境的嚴(yán)重破壞而引起。第二十八頁(yè)，共41頁(yè)。一、注意場(chǎng)地選擇地震區(qū)的建筑宜選擇有利地段，避開不利地段，不在危險(xiǎn)地段進(jìn)行工程建設(shè)地段類別地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖、堅(jiān)硬土或開闊平坦密實(shí)均勻的中硬土等不利地段軟弱土、液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏散的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷及半填半挖地基）等危險(xiǎn)地段地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯(cuò)的部位當(dāng)確實(shí)需要在不利地段或危險(xiǎn)地段建筑工程時(shí)應(yīng)遵循建筑抗震設(shè)計(jì)的有關(guān)要求進(jìn)行詳細(xì)的場(chǎng)地評(píng)價(jià)，并采取必要的抗震措施1.6抗震設(shè)計(jì)的基本要求第二十九頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1不規(guī)則類型

定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯(cuò)層二、平面不規(guī)則的類型扭轉(zhuǎn)不規(guī)則凹凸角不規(guī)則第三十頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1局部不連續(xù)大開洞錯(cuò)層第三十一頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1不規(guī)則類型

定義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等向下傳遞樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規(guī)則的類型沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則（有柔軟層）豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)第三十二頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)屈服抗剪強(qiáng)度不均勻（有薄弱層）

嚴(yán)重不規(guī)則是指體型復(fù)雜，多項(xiàng)不規(guī)則指標(biāo)超過(guò)表中指標(biāo)或某一項(xiàng)大大超過(guò)規(guī)定值，具有嚴(yán)重的抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會(huì)導(dǎo)致地震破壞的嚴(yán)重后果者。注：以上規(guī)定主要針對(duì)鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的多層和高層建筑。第三十三頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1

三、

應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。

由于柱子的數(shù)量較少或承載能力較弱，部分柱子退出工作后，整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)喪失了對(duì)豎向荷載的承載能力。

抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則是結(jié)構(gòu)應(yīng)有必要的贅余度和內(nèi)力重分配的功能。第三十四頁(yè)，共41頁(yè)?？拐鹪O(shè)計(jì)原則1

結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的承載能力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。

足夠的承載力和變形能力是需要同時(shí)滿足的。

有較大的變形能力而缺少較高的抗側(cè)向力的能力如鋼或鋼筋混凝土純框架，由于在不大的地震作用下會(huì)產(chǎn)生較大的變形，導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞或結(jié)構(gòu)本身的失穩(wěn)。第三十五頁(yè)，共41頁(yè)。抗震設(shè)計(jì)原則1結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性

結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。

規(guī)范對(duì)各類結(jié)構(gòu)采取的抗震措施，基本上是提高各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平。這些抗震措施是：采用水平向（圈梁）和豎向（構(gòu)造柱、芯柱）混凝土構(gòu)件，加強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落，地震時(shí)不致喪失對(duì)重力荷載的承載能力；2.避免混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構(gòu)件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結(jié)破壞）先于鋼筋的屈服；3.避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn)，保證節(jié)點(diǎn)焊接部位（焊縫和母材)在地震時(shí)不致開裂。第三十六頁(yè)，共41頁(yè)。四、注意非結(jié)構(gòu)因素最主要的是非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響：＊影響主體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性——如阻尼、周期等＊地震中先期破壞——如玻璃幕墻、吊頂、室內(nèi)設(shè)備等抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)注意：＊非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)