清華大學(xué)出版社抗震結(jié)構(gòu)與抗震設(shè)計第一章

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

SeismicDesignofBuildingStructures

教材：建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計作者：張玉敏、蘇幼坡、韓建強(qiáng)主編出版社：清華大學(xué)出版社ISBN：建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

第一章地震基礎(chǔ)知識與建筑抗震設(shè)防

第二章場地、地基和基礎(chǔ)

第三章結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震計算第四章多高層鋼筋混凝土房屋抗震設(shè)計第五章多層砌體房屋抗震設(shè)計第六章多高層鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計第七章隔震與消能減震及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)抗震抗震工程學(xué)是將地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)、工程力學(xué)（材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)）、結(jié)構(gòu)工程學(xué)（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)學(xué)、地基與基礎(chǔ)）、施工技術(shù)等多方面理論予以綜合，針對建造的建筑物在地震作用下必須安全這一目的而產(chǎn)生一門科學(xué)體系。學(xué)習(xí)本門課要達(dá)到如下目的掌握抗震的基本知識、基本理論、基本技能，了解抗震設(shè)計的一般規(guī)律；培養(yǎng)運(yùn)用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，查閱技術(shù)資料的能力和抗震計算能力；了解結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的新理論、新方法及抗震理論、方法的發(fā)展趨勢。第一章地震基礎(chǔ)知識與建筑抗震設(shè)防1.1

地震與地震動1.2地震活動與地震分布1.3地震的破壞作用1.4建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防1.5建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計地震是一種自然現(xiàn)象，地球上每天都在發(fā)生地震，一年約有500萬次。其中約5萬次人們可以感覺到；能造成破壞的約有1000次；7級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，發(fā)生于1960年5月22日的智利地震。國內(nèi)外大量震害表明，采用合理的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，抗震設(shè)計方法和構(gòu)造措施，是當(dāng)前減輕地震災(zāi)害的最有效措施。

19952次20042次19961次20051次19970次20061次19981次20074次19990次20081次20001次20081次20011次20091次0次20101次20031次20111次近年來全球8級及8級以上地震一覽表

近年來全球發(fā)生M≥7級地震次數(shù)的統(tǒng)計1998年17次1999年22次2000年21次2001年23次2002年16次2003年21次2004年19次2005年16次2006年15次2007年22次2008年19次2009年20次地球上頻繁的地震活動是客觀存在！1900---2004年期間

不同自然災(zāi)害造成人員死亡統(tǒng)計表摘自:米歇爾.巴哈爾<當(dāng)?shù)厍虬l(fā)起攻擊>美國<大眾科學(xué)>月刊2005年6月號災(zāi)害名稱地震颶風(fēng)海嘯火山爆發(fā)山體滑坡死亡人數(shù)(萬人)180110

309.64.5地震是群災(zāi)之首1.1地震與地震動1.1.1地球的構(gòu)造地球是一個半徑約為6400km的橢圓球體，由三層不同的物體組成。(1)地殼：各種結(jié)構(gòu)不均勻厚薄不一巖石組成。陸地:沉積層，花崗巖層、玄武巖層平均厚度30～40km。海洋:玄武巖巖層，平均厚度5～8km。世界上絕大部分的地震都發(fā)生在這一薄薄的地殼內(nèi)。1.1地震與地震動(2)地幔：主要由質(zhì)地堅硬的橄欖巖組成，厚約2900Km。上地幔：40～70km巖石層，和地殼形成巖石圈；下地幔：軟流層，粘彈性物質(zhì)，巖漿。(3)地核：地球的核心，主要構(gòu)成物質(zhì)是鎳、鐵，平均半徑厚約3500km外核：厚約2100km，液態(tài)；內(nèi)核：半徑厚1400km，固態(tài)。地震觀測發(fā)現(xiàn)：地震橫波不能通過外核（即不能通過液體）。目前觀測到的最深地震700km，地震僅發(fā)生在地殼和地幔上部。1.1.2

地震類型和成因（1）地震按其成因分類：火山地震：由于火山爆發(fā)而引起的地面振動。陷落地震：由于地表或地下巖層突然發(fā)生大規(guī)模陷落和崩塌所引起小范圍的地面振動。構(gòu)造地震:由于地殼構(gòu)造運(yùn)動造成地下巖層斷裂錯動引起的地面振動。發(fā)生頻繁，占90％以上，破壞性大，影響面廣。誘發(fā)地震：由于建造水庫、深井注水等原因引發(fā)的地震。在工程抗震設(shè)計中僅考慮構(gòu)造地震的設(shè)防問題---天然地震包括構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震構(gòu)造地震破壞性地震主要屬于構(gòu)造地震。據(jù)統(tǒng)計，構(gòu)造地震約占世界地震總數(shù)的90%以上。

92%的地震發(fā)生在地殼中，

其余的發(fā)生在地幔上部

地震天然地震人工地震1.2.2

地震類型和成因地震成因在1887年G.Hartwig曾寫道：“地震的原因仍然隱藏在蒙昧之中，而且可能永遠(yuǎn)如此，因?yàn)檫@種劇烈的震動起源于地球深部，遠(yuǎn)遠(yuǎn)處于人類所能進(jìn)行觀察的范圍之下?！比欢裉欤卣饘W(xué)中變形介質(zhì)的方程已把地震中多半屬于定性揣測的領(lǐng)域與定量分析的領(lǐng)域分離開來了。地震學(xué)在許多方面已經(jīng)發(fā)展成為最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科之一。關(guān)于地震成因的研究已有近百年的歷史。早期的地震成因說傾向于斷層破裂學(xué)說，近期的觀點(diǎn)則側(cè)重于板塊觀點(diǎn)。事實(shí)上，兩者并無本質(zhì)矛盾，而是地震成因的宏觀背景與局部機(jī)制兩個不同層次。板塊理論認(rèn)為，地球被幾塊堅硬的板塊覆蓋著，這些板塊之間相互作用是地震產(chǎn)生的根源。地震成因板塊構(gòu)造運(yùn)動學(xué)說－地震成因的宏觀背景

20世紀(jì)初，魏格納提出了大陸漂移學(xué)說。它為后來板塊構(gòu)造學(xué)說的誕生與發(fā)展提供了啟迪與基礎(chǔ)。60年代初，美國地質(zhì)學(xué)家以海底擴(kuò)張學(xué)為基礎(chǔ)，提出了板塊構(gòu)造學(xué)說的雛型。1968年，他們依據(jù)大量研究成果對全球巖石圈的板塊進(jìn)行了初步劃分，正式形成了板塊構(gòu)造這一名稱。地震成因板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為，地殼和上地漫頂部厚約70—100km的巖石組成了全球巖石圈。全球巖石圈可以劃分為若干大小的板塊。根據(jù)板塊構(gòu)造學(xué)說，全球巖石圈被分為六大板塊，即歐亞板塊、太平洋板塊、美洲板塊、非洲板塊、印澳板塊和南極板塊。各大板塊之內(nèi)還可以劃分為較小的板塊。板塊之間的接合部類型主要有：海嶺、海溝、轉(zhuǎn)換斷層及縫合線。板塊分布示意圖

斷層破裂回跳－地震成因的局部機(jī)制彈性回跳說是本世紀(jì)初由里德提出的。這一假說最初是根據(jù)1906年舊金山8.3級大地震前后橫跨圣安德烈斯斷層的一些測標(biāo)位移實(shí)測數(shù)據(jù)而得出的結(jié)論。這一跨越半個多世紀(jì)的測量發(fā)現(xiàn)：在斷層兩側(cè)，測點(diǎn)一直在緩慢地移動，而在大地震后的復(fù)測發(fā)現(xiàn)：測線沿斷層出現(xiàn)了最大斷距達(dá)6.4m的錯動。民宅橫向移動10m,垂直落差6m里德的彈性回跳說認(rèn)為：①地殼由彈性的、有斷層的巖層組成；②地殼運(yùn)動產(chǎn)生的能量以彈性應(yīng)變能的形式在斷層及其附近巖層中長期積累；③當(dāng)彈性應(yīng)變能積累及其巖層發(fā)生變形達(dá)到一定程度時，斷層兩側(cè)巖體向相反方向突然滑動，地震因之產(chǎn)生，此時，斷層上長期積累的彈性應(yīng)變能突然釋放。舉例說明：臺灣地處歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊推擠交界處。菲律賓板塊每年皆有位移7cm。921地震使斷層?xùn)|側(cè)約15km寬的地塊向西北方向推移，其最大水平位移為9.06m，最大垂直位移為9.80m

按震源深淺分類淺源地震——震源深度小于60千米的稱為淺源地震。全世界85%以上的地震都是淺源地震。中源地震——震源深度在60至300千米的稱為中源地震。深源地震——震源深度在300千米以上的稱為深源地震。淺源地震波及范圍小，但破壞力大；深源地震波及范圍大，但破壞力小。2002年6月29日晨1：20發(fā)生于吉林的7.2級地震，震源深度為540km，無破壞。目前有記錄的最深震源達(dá)720公里。1960年2月29日發(fā)生于摩洛哥艾加迪爾城的5.8級地震，深度為3km。震中破壞極為嚴(yán)重，但破壞僅局限在震中8km內(nèi)。地震波是地震發(fā)生時由震源地方的巖石破裂產(chǎn)生的彈性波。地震波分為體波和面波。體波橫波（S波）縱波（P波）面波瑞利波樂甫波橫波特點(diǎn):周期長、振幅大、波速慢,100-800m/s縱波特點(diǎn):周期短,振幅小,波速快,200-1400m/s面波比體波衰減慢、振幅大、周期長、傳播遠(yuǎn)。建筑物破壞主要由面波造成。雜波P波開始S波開始面波開始1.1.3

地震波一、地震震級1.定義能量越大，震級就越大；震級相差一級，能量相差約32倍；相差二級，能量相差1000倍。

反映一次地震本身大小的等級，用M表示式中A表示標(biāo)準(zhǔn)地震儀距震中100km紀(jì)錄的最大水平地動位移，單位為微米。2.震級與能量的關(guān)系一個6級地震相當(dāng)于一個兩萬噸級的原子彈。

能量E的單位：爾格（1爾格=）1.1.4

地震強(qiáng)度3.按震級的地震分類微震---2級以下。人感覺不到有感地震---2-4級人有感覺破壞性地震---5級以上有破壞強(qiáng)烈地震---7級以上有破壞特大地震---8級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。震級大，破壞力不一定大；震級小，破壞力不一定就小。二、地震烈度一般而言，震級越大，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、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)。1.定義及影響因素一次地震對某一地區(qū)的影響和破壞程度稱地震烈度，簡稱為烈度。用I表示。2.地震烈度表地震烈度表是評定烈度的標(biāo)準(zhǔn)和尺度。我國在2008年制定了新的《中國地震烈度表》?！吨袊卣鹆叶缺怼穼⒌卣鹆叶确譃?-12度。二者的區(qū)別和聯(lián)系

震級和烈度是兩個不同的概念，它既有區(qū)別又有聯(lián)系，一般震級越大，烈度越高。但是，同一震級的地震，由于震源深度、離震中的距離，以及地質(zhì)條件不同，地面遭受破壞和影響的程度——烈度，也就不一樣，一般離震中越遠(yuǎn)烈度越小。一次地震只有一個震級，因?yàn)檎鸺壥潜硎疽淮蔚卣疳尫拍芰康亩嗌?，而一次地震釋放多少能量則是一定的。至于一次地震在各地表現(xiàn)出來的不同影響，應(yīng)該用不同的地震烈度來表示，而不能說是震級有了變化。譬如說1976年7月28日河北唐山地震是7.8級，北京受到的影響當(dāng)然小些，這只能說是北京和唐山烈度有所不同，而不能說唐山震級是7.8級．北京震級是5級或6級。震級和烈度各有自己的標(biāo)準(zhǔn)，不能混為一談?，F(xiàn)在一般都把震級的標(biāo)準(zhǔn)稱為級，烈度的標(biāo)準(zhǔn)稱為度，以示二者的區(qū)別。但也有的書報中都稱為級，這是弄錯了的，實(shí)際上是兩回事。震級2345678＞8震中烈度1~234~56~77~89~101112震級與震中烈度對應(yīng)關(guān)系（參考）

區(qū)別：地震烈度與震級

＊一次地震，表示地震大小的震級只有一個＊由于同一次地震對不同地點(diǎn)的影響不一樣，隨著距離震中的遠(yuǎn)近會出現(xiàn)多種不同的烈度無感1室內(nèi)個別靜止中的人感覺2懸掛物微動門、窗輕微作響室內(nèi)少數(shù)靜止中的人感覺3懸掛物明顯擺動，器皿作響門、窗作響室內(nèi)多數(shù)人感覺。室外少數(shù)人感覺。少數(shù)人夢中驚醒43（2-4）31（22-44）不穩(wěn)定器物翻倒門窗、屋頂、屋架顫動作響，灰土掉落。抹灰出現(xiàn)微細(xì)裂縫室內(nèi)普遍感覺。室外多數(shù)人感覺。多數(shù)人夢中驚醒56（5-9）63（45-89）河岸和松軟土出現(xiàn)裂縫。飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水。地面上有的磚煙囪輕度裂縫掉頭損壞——個別磚瓦掉落、墻體微細(xì)裂縫驚惶失措，倉皇逃出613（10-18）125（90-177）河岸出現(xiàn)坍方。飽和砂層常見噴砂冒水。松軟土上地裂縫較多。大多數(shù)磚煙囪中等破壞輕度破壞——局部破壞開裂，但不妨礙使用大多數(shù)人倉皇逃出725（19-35）250（178-353）干硬土上亦有裂縫。大多數(shù)磚煙囪嚴(yán)重破壞中等破壞——結(jié)構(gòu)受損，需要修理搖晃顛簸，行走困難850（36-71）500（354-707）干硬土上有許多地方出現(xiàn)裂縫，基巖上可能出現(xiàn)裂縫?；?、坍方常見。磚煙囪出現(xiàn)倒塌嚴(yán)重破壞——墻體龜裂，局部倒塌，修復(fù)困難坐立不穩(wěn)。行動的人可能摔跤9100（72-141）1000（708-1414）山崩和地震斷裂出現(xiàn)?；鶐r上的拱橋破壞。大多數(shù)磚煙囪從根部破壞或倒毀倒塌——大部倒塌，不堪修復(fù)騎自行車的人會摔倒。處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔出幾尺遠(yuǎn)。有拋起感10地震斷裂延續(xù)很長。山崩常見?；鶐r上的拱橋毀壞毀滅11地面劇烈變化，山河改觀12個別：10%以下少數(shù)：10%——50%多數(shù)：50%——70%大多數(shù)：70%——90%普遍：90%以上速度加速度

其它現(xiàn)象

一般房屋

人的感覺烈度地球內(nèi)部發(fā)生地震的地方叫震源；震源在地面上的投影點(diǎn)稱為震中；震中及其附近的地方稱為震中區(qū)，也稱極震區(qū)；從震中到地面上任何一點(diǎn)的距離稱為震中距。1.1.5

常用術(shù)語1.2地震的活動與地震分布1.2.1世界地震活動地震是一種隨機(jī)現(xiàn)象，地震的時空分布呈現(xiàn)某種規(guī)律性。地理位置上——地震震中呈帶狀分布，集中于一定的區(qū)域；時間過程上——地震活動疏密交替，分出活躍期和平靜期。根據(jù)歷史地震的分布特征和產(chǎn)生地震的地質(zhì)背景，全世界地震主要分布于以下兩個地震帶：（1）環(huán)太平洋地震帶。它從南美西海岸起，經(jīng)北美西海岸、阿留申群島轉(zhuǎn)向日本列島；經(jīng)我國臺灣省、菲律賓至新幾內(nèi)亞。地震活動最強(qiáng)，全球地震的75％左右發(fā)生于此。（2）地中海南亞地震帶，西起大西洋的亞速島，經(jīng)意大利、土耳其、伊朗、印度北部，再經(jīng)我國西部和西南地區(qū)，由緬甸至印尼與環(huán)太平洋地震帶相銜接。全球地震總數(shù)的22％左右發(fā)生于此地震帶內(nèi)。在大西洋、太平洋、印度洋中也有一些洋脊地震帶。與人類活動關(guān)系不大，地震發(fā)生的次數(shù)亦不高。喜馬拉雅——地中海地震帶環(huán)太平洋地震帶以上兩個地震帶釋放的能量，約占全球所有地震釋放能量的98%。

1.2.2我國地震活動我國地處環(huán)太平地震帶和歐亞地震帶之間，是一個多地震國家。存在發(fā)生頻繁地震的復(fù)雜地質(zhì)條件。下圖給出了我國歷史上震級大于6級的地震活動分布圖，地震活動呈帶狀分布從中可以歸分，10個地震區(qū)：臺灣地震區(qū)、南海地震區(qū)、華南地震區(qū)、華北地震區(qū)、東北地震區(qū)、青藏高原南部地震區(qū)、青藏高原中部地震區(qū)、青藏高原北部地震區(qū)、新疆中部地震區(qū)和新疆北部地震區(qū)。上述地震區(qū)中，臺灣、南海和華南地震區(qū)中的一部分，屬環(huán)太平洋地震帶，是由太平洋板塊與歐亞板塊擠壓引起的。其中臺灣東部是我國地震活動最強(qiáng)的地區(qū)。青藏高原南、中、北部地震區(qū)和新疆中、北部地震區(qū)，屬歐亞地震帶，其活動與印度板塊俯沖歐亞板塊的運(yùn)動有密切關(guān)系。華北地震區(qū)主要是古生代褶皺系統(tǒng)，由一系列大斷裂帶組成，是典型的板塊內(nèi)部地震區(qū)，近期活動較為活躍。1.2.2我國地震活動（a）地震帶分布（b）中國地震震中分布我國地震活動分布圖中國在世界各國（地區(qū)）自然災(zāi)害死亡人數(shù)比例中占6％，繼孟加拉國、索馬里、伊朗、印度之后，為世界上第五個因?yàn)?zāi)死亡人數(shù)最多的國家。孟加拉國索馬里伊朗印度中國菲律賓尼泊爾全球自然災(zāi)害死亡人數(shù)對比1.2.3我國嚴(yán)重的地震災(zāi)害

我國地震災(zāi)害嚴(yán)重二十世紀(jì)全球共發(fā)生3次8.5級以上的強(qiáng)烈地震，其中2次發(fā)生在我國(1920,1950)；全球發(fā)生兩次導(dǎo)致20萬人死亡的強(qiáng)烈地震也都就是我國的1920年寧夏海原地震，造成23萬多人死亡；和1976年的河北唐山地震，造成24萬多人死亡。地震的破壞作用分類:直接災(zāi)害:一次災(zāi)害,地面運(yùn)動引起的地表破壞,建筑物倒塌等。次生災(zāi)害:二次災(zāi)害,由直接災(zāi)害繼發(fā)的地震后火災(zāi)水災(zāi)海嘯毒氣逸散等。1.3地震的破壞作用由地震的原生現(xiàn)象如地震斷層錯動，以及地震波引起的強(qiáng)烈地面振動所造成的災(zāi)害。主要有：構(gòu)造地裂縫，地下斷層錯動在地表留下的痕跡。與地下斷層走向一致，可延續(xù)幾公里至幾十公里甚至數(shù)百公里。1.3.1地表的破壞作用

四川汶川地震道路上地面變形和地裂縫毀壞道路。1.3.1地表的破壞作用

砂土液化飽和砂土在地震作用下喪失抗剪承載力所致，一般發(fā)生在地下水位較高．砂層埋深較淺的沿?；蚱皆貐^(qū)1.3.1地表的破壞作用

河岸、陡坡滑坡在強(qiáng)烈地震作用下，常引起河岸、陡坡滑坡。有時規(guī)模很大，造成堰塞湖、公路堵塞、岸邊建筑物破壞。1.3.1地表的破壞作用

如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；1.3.2建筑物的破壞

如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；1.3.2建筑物的破壞

如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；1.3.2建筑物的破壞

如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；1.3.2建筑物的破壞

直接災(zāi)害發(fā)生后，破壞了自然或社會原有的平衡、穩(wěn)定狀態(tài)，從而引發(fā)出的災(zāi)害。有時，次生災(zāi)害所造成的傷亡和損失比直接災(zāi)害還大。1、火災(zāi)由震后火源失控引起；主要的次生災(zāi)害有：

1.3.3次生災(zāi)害

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.震－火1906年4月18日美國舊金山8.3級地震

建筑物震毀、煙囪倒塌、火爐翻倒，50多處同時起火，大火蔓延三天三夜.55

死亡14萬余人，社會秩序混亂，政局動蕩，一些人趁亂殺害旅日朝鮮人，震災(zāi)引起的金融恐慌越演越烈迫使日本內(nèi)閣于1923年辭職?；瘕埦頎t火煤氣爆炸，橫濱60處、東京200處起火；風(fēng)助火威，整個東京燒了三天三夜。

1923年9月1日日本東京8.2級地震2010-7-3562010-07-022010-7-3571995年日本版神地震火災(zāi)2010-7-32010-07-022010-7-358部分震害圖片2004年印尼地震海嘯造成30萬人死亡地震海嘯

印尼班達(dá)亞齊沿海小鎮(zhèn)地震海嘯前后對比地震海嘯前地震海嘯后2004年12月26日印尼蘇門答臘發(fā)生8.3級強(qiáng)烈地震，并引發(fā)巨大嘯。612010年4月14日我國青海玉樹發(fā)生7.1級地震，結(jié)古鎮(zhèn)的建筑物絕大部分被摧毀。摧毀城鎮(zhèn)房

屋

倒

塌2008年汶川地震都—汶公路百花大橋橋梁斷裂鐵軌變形人員傷亡1933年四川疊溪7.5級地震洪水淹沒2萬多人地震水災(zāi)四川汶川地震引發(fā)大規(guī)?；?，形成34處堰塞湖山體滑坡噴沙冒水生命線中斷1999年臺灣地震臺中縣石崗壩的破壞大型工程設(shè)施破壞死亡24人，經(jīng)濟(jì)損失94億美元。云林縣六市中山國寶二期大樓座落在大智路上，為12層鋼筋混凝土住宅和商務(wù)混合大樓，其中二棟自樓梯間相接處分裂，東側(cè)樓6層以下全部塌陷，并向東側(cè)倒在鄰房4層樓公寓上。西側(cè)樓5層以下全部倒塌，并向西傾倒在另一棟大樓上，柱子間距介于8米到10米，且柱子數(shù)量偏少。彰化縣員林鎮(zhèn)邦富貴名門大樓座落在中山路惠明街口，為16層鋼筋混凝土集合住宅大樓。地震時其中一棟傾倒靠在呈L型平面大樓上，柱子間距7至10米。造成傾倒的原因是底層柱子數(shù)量少，間距太大。柱子內(nèi)埋設(shè)管線（水、排水、電、煤氣、電話）等，雖然節(jié)省了空間，但大大降低了柱子的有效承重截面積，造成破壞。

唐山大地震1976年7月28日3時42分54秒，在河北省唐山、豐南一帶（東經(jīng)118.0度，北緯39.4度），發(fā)生了7.8級強(qiáng)烈地震，震中區(qū)烈度11度。地震波及天津市和北京市。這次地震發(fā)生在工礦企業(yè)集中、人口稠密的城市，極震區(qū)內(nèi)工礦設(shè)施大部分毀壞，主要表現(xiàn)為廠房屋頂塌落，圍護(hù)墻多數(shù)倒塌，高層建筑和一般民房幾乎全部坍塌。震區(qū)內(nèi)普遍發(fā)生鐵路路基下沉，鐵軌彎曲變形；公路路面開裂；橋墩錯動、傾倒，梁體移動及墜落等。但是地下礦井的破壞比地面建筑輕得多。

150萬人口中死亡24萬，傷16萬；直接經(jīng)濟(jì)損失100億元，震后重建費(fèi)用100億元。

唐山市文化路青年宮，為磚混結(jié)構(gòu)的二層樓房，7.8級地震時倒塌一層，7.1級地震時除四根門柱外，全部坍塌。開灤煤礦醫(yī)院，為磚混結(jié)構(gòu)的五層樓房（局部七層），僅西部轉(zhuǎn)角殘存。唐山市開灤煤礦救護(hù)樓，為磚混結(jié)構(gòu)人字木屋架的三層樓房，墻倒頂塌。

唐山市河北省煤礦設(shè)計院，磚混結(jié)構(gòu)的樓房局部倒塌。唐山地區(qū)交通局，磚混結(jié)構(gòu)的三層辦公樓遭到破壞。（此處為唐山地震重點(diǎn)保護(hù)遺跡之一。）唐山市河北省礦業(yè)學(xué)院圖書館，三層高的閱覽室，系裝配式純框架結(jié)構(gòu)，西頭倒毀，東頭框架幸存。（此處為唐山地震重點(diǎn)保護(hù)遺跡之一。）

唐山市機(jī)車車輛廠震后概貌。震后工廠廠區(qū)印度大地震

當(dāng)?shù)貢r間2001年1月26日上午8時46分（北京時間2001年1月26日11時16分36.4秒，國際時間2001年1月26日03時16分40秒），在印度西北部古吉拉特邦發(fā)生一次強(qiáng)烈地震。據(jù)印度地震部門測定，這次地震為里氏7.9級，震中位于北緯23.6度和東經(jīng)69.8度。至31日止，地震發(fā)生后已發(fā)生了196次余震。死亡人數(shù)達(dá)16403人，受傷人數(shù)達(dá)55863人，經(jīng)濟(jì)損失45億美元。

為了省錢，近年興建的建筑物沒有抗震結(jié)構(gòu)，使地震的傷亡加重。震后現(xiàn)場情況座落在活斷層上的一座二層小學(xué)教學(xué)樓被完全摧毀。7.8級地震造成達(dá)180公里的破碎帶，水平和垂直錯距都很大，引起地表沉陷、隆起、裂縫、液化等地表破壞，同時造成建筑物的大量毀壞。伊茲米特市一樓房底層空曠，結(jié)構(gòu)不合理，房屋整體傾斜，二樓成了一樓。地震時河床變形，導(dǎo)致跨河公路橋梁跨塌。人員傷亡慘重1.4建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防1.4.1抗震設(shè)防依據(jù)

基本烈度和地震動參數(shù)

強(qiáng)烈地震是一種破壞性很大的自然災(zāi)害，它的發(fā)生具有很大的隨機(jī)性，采用概率方法預(yù)測某地區(qū)未來一定時間內(nèi)可能發(fā)生的最大烈度是具有實(shí)際意義的。因此，國家有關(guān)部門提出了基本烈度的概念?；谏鲜龇椒ň幹频摹吨袊卣鹆叶葏^(qū)劃圖（1990）》經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)已由國家地震局和建設(shè)部于1992年6月頒布實(shí)施，該圖用基本烈度表示地震危險性，把全國劃分為基本烈度不同的5個地區(qū)。

一個地區(qū)的基本烈度是指：50年期限內(nèi)，一般場地條件下，可能遭受超越概率為10%的烈度值。近年來隨著我國地震研究的不斷深入，對1990年地震烈度區(qū)劃圖進(jìn)行了修訂，已于2001年8月頒布了《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306–2001）。該區(qū)劃圖根據(jù)地震危險性分析方法，提供了Ⅱ類場地上，50年超越概率為10%的地震動參數(shù)，給出了地震動峰值加速度分區(qū)圖和地震動反應(yīng)譜特征周期分區(qū)圖。加速度分區(qū)圖分為7個區(qū)，多出了加速度值為0.15g和0.30g的兩個分區(qū)。反應(yīng)譜特征周期分區(qū)圖分為3個區(qū)，1區(qū)為0.35s，2區(qū)為0.40s，3區(qū)為0.45s，特征周期分區(qū)圖描繪了地震反應(yīng)譜的形狀。2008年又及時對四川、陜西、甘肅三省局部地區(qū)設(shè)防烈度做了變更。

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB5011-2010（以下簡稱《建筑抗震規(guī)范》）規(guī)定，一般情況下可采用《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》的地震基本烈度或設(shè)計地震動參數(shù)作為抗震設(shè)防依據(jù)。1.4.1抗震設(shè)防依據(jù)

基本烈度和地震動參數(shù)

1.4.1抗震設(shè)防依據(jù)

基本烈度和地震動參數(shù)

地震小區(qū)劃地震烈度區(qū)劃對大區(qū)域地震活動作出了預(yù)測。震害經(jīng)驗(yàn)表明，局部場地條件對地震動的特性和地震破壞效應(yīng)存在較大影響，同一地區(qū)不同場地上的建筑物震害程度有著明顯差異。地震小區(qū)劃就是考慮局部范圍的地震地質(zhì)背景、土質(zhì)條件、地形地貌，給出一個城市的地震烈度和地震動參數(shù)。為工程抗震提供更為經(jīng)濟(jì)合理的場地地震特性評價。目前采用制雙軌做過地震小區(qū)劃的地區(qū)，可采用大區(qū)劃的設(shè)防烈度和地震動參數(shù)，也可采用小區(qū)劃的設(shè)防烈度和地震動參數(shù)。請思考：圖中的兩座建筑在經(jīng)歷不同周期特點(diǎn)的地震作用下，那座建筑更易破壞？設(shè)計地震分組

設(shè)計地震分組是新規(guī)范新提出的概念，用以代替舊規(guī)范設(shè)計近震、設(shè)計遠(yuǎn)震的概念。在宏觀烈度大體相同條件下，處于大震級遠(yuǎn)離震中的高聳建筑物的震害比中小級震級近震中距的情況嚴(yán)重的多。設(shè)計地震分三組對于Ⅱ類場地，第一、二、三組的設(shè)計特征周期分別為：0.35s、0.40s、0.45s.6度近震6度遠(yuǎn)震7度近震7度遠(yuǎn)震設(shè)計地震分組

通過抗震設(shè)防，減輕建筑的破壞，避免人員死亡，減輕經(jīng)濟(jì)損失。1.4.2抗震設(shè)防要求總目標(biāo)具體通過“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防要求和“兩階段”的抗震設(shè)計方法實(shí)現(xiàn)?！叭疁?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，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，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，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。簡稱為：“小震不壞，中震可修，大震不倒”?？拐鹪O(shè)防范圍抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的所有新建建筑工程均必需進(jìn)行抗震設(shè)計。規(guī)范適用于6-9度地區(qū)抗震設(shè)計及隔震、消能減震設(shè)計。超過9度的地區(qū)和行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑按有關(guān)專門規(guī)定執(zhí)行。抗震設(shè)防依據(jù)一般情況下采用抗震設(shè)防烈度。在一定條件下可采用抗震設(shè)防區(qū)劃提供的地震動參數(shù)。大震和小震根據(jù)我國華北、西北和西南地區(qū)的地震烈度統(tǒng)計分析，烈度概率分布服從極值III型，由圖可知基本烈度與眾值烈度相差1.55度，而基本烈度與罕遇烈度相差約為1度。例如，當(dāng)基本烈度為8度時其眾值烈度（小震烈度）為645，6.45度左右，罕遇烈度（大震烈度）為9度左右。第一階段：對絕大多數(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)上對各類結(jié)構(gòu)按規(guī)定要求采取抗震措施。第二階段：對一些規(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“兩階段”抗震設(shè)計方法1.4.3建筑物重要性分類及抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)建筑類別不同，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也不同。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可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑甲類

設(shè)防分類1.建筑物重要性分類國家技術(shù)監(jiān)督局和建設(shè)部在2008年7月30日公布了《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008

。該標(biāo)準(zhǔn)主要以地震中和地震后房屋的損壞對社會和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響的程度大小，將建筑分成4個抗震設(shè)防類別。國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和建設(shè)部公布了《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010。該規(guī)范對上面標(biāo)準(zhǔn)作了修改。A、中央級、省級的電視調(diào)頻廣播發(fā)射塔建筑，國際電信樓、國際海纜登陸站、國際衛(wèi)星地球站、中央級的電信樞紐（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、三級特等醫(yī)院的住院部、醫(yī)技樓、門診部?？拐鸫我ㄖ☆?/p>

除甲乙丁類以外的一般建筑丙類

地震時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可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑甲類

設(shè)防分類應(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，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，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求，對較小的乙類建筑，當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時，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，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，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)防標(biāo)準(zhǔn)抗震措施:除結(jié)構(gòu)地震作用計算和抗力計算以外的抗震設(shè)計內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施?？拐饦?gòu)造措施：一般不須計算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。3.地震作用一般情況下仍應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求丁類

應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求丙類

應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求乙類

按地震安全性評價結(jié)果確定（提高一度考慮）甲類

地震作用在設(shè)防烈度為6度時，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對乙、丙、丁類建筑可不進(jìn)行地震作用計算。1.5建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計一、定義與基本內(nèi)容根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程稱為概念設(shè)計?；緝?nèi)容有三部分：1.建筑設(shè)計應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性；2.合理的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇；3.抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計。地段類別地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅硬土，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，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏松的斷破裂帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基）等危險地段地震時可能發(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)生地表錯位的部位1.5.1選擇對抗震有利的場地

選擇對抗震有利的場地、地基和基礎(chǔ)選擇建筑場地時，應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，作出綜合評價。宜選擇對抗震有利地段，避開不利地段，無法避開時，應(yīng)采取有效措施；不應(yīng)在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。1.5.2建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對抗震能力的重要影響的認(rèn)識始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。馬那瓜有相距不遠(yuǎn)的兩幢高層建筑，一幢為十五層高的中央銀行大廈，另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當(dāng)?shù)氐卣鹆叶裙烙嫗?度。一幢破壞嚴(yán)重，震后拆除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復(fù)使用。馬那瓜中央銀行大廈試問：那一幢破壞嚴(yán)重呢？馬那瓜美洲銀行大廈1）平面不規(guī)則4個樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。4層以上的樓板僅為5cm厚，擱置在高45cm長14m小梁上。2）豎向不規(guī)則塔樓上部（4層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在4層樓板水平處的過渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m×1.55m的柱子上（間距9.4m）。上下兩部分嚴(yán)重不均勻，不連續(xù)。主要破壞：第4層與第5層之間(豎向剛度和承載力突變),周圍柱子嚴(yán)重開裂，柱鋼筋壓屈；橫向裂縫貫穿3層以上的所有樓板(有的寬達(dá)1cm),直至電梯井東側(cè)；塔樓西立面、其他立面窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其它非結(jié)構(gòu)構(gòu)件均嚴(yán)重破壞或倒塌。震后計算分析結(jié)果:1.結(jié)構(gòu)存在十分嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng);2.塔樓3層以上北面和南面大多數(shù)柱子抗剪能力大大不足,率先破壞；3.水平地震作用下,柔而長的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運(yùn)動等。馬那瓜中央銀行大廈結(jié)構(gòu)是均勻?qū)ΨQ的，基本的抗側(cè)力體系包括4個L形的桶體，對稱地由連梁連接起來，這些連梁在地震時遭到剪切破壞，是整個結(jié)構(gòu)能觀察到的主要破壞。分析表明：1.對稱的結(jié)構(gòu)布置及相對剛強(qiáng)的聯(lián)肢墻，有效地限制了側(cè)向位移，并防止了明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；2.避免了長跨度樓板和砌體填充墻的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞；3.當(dāng)連梁剪切破壞后，結(jié)構(gòu)體系的位移雖有明顯增加，但由于抗震墻提供了較大的側(cè)向剛度，位移量得到控制。美洲銀行不規(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%，或較大的樓層錯層平面不規(guī)則的類型扭轉(zhuǎn)不規(guī)則凹凸角不規(guī)則局部不連續(xù)大開洞錯層不規(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%，或較大的樓層錯層平面不規(guī)則的類型不規(guī)則類型