建筑结构抗震知识第1讲.ppt
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1、第十二章第十二章 建筑结构抗震基本知识建筑结构抗震基本知识1.地地震震及及其其破破坏坏作作用用;震震级级与与烈烈度度;建建筑筑抗抗震震设设防防烈烈度度、设设防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求;防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求;2.多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震措施;多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震措施;3.多层砌体结构房屋和底部框架多层砌体结构房屋和底部框架抗震墙房屋的抗震措施抗震墙房屋的抗震措施。本章主要内容本章主要内容 1.1.了解地震的基本知识,理解震级、地震烈度的概了解地震的基本知识,理解震级、地震烈度的概 念;念;2.2.了解建筑抗震设防的概念设计;了解建筑抗震设防的概念
2、设计;3.3.掌握建筑抗震设防的烈度、分类和标准。掌握建筑抗震设防的烈度、分类和标准。第第 一一 讲讲教学目标:2重重 点点1.1.震级与烈度;震级与烈度;2.2.建筑抗震设防烈度、设防目标、设防标准、抗震建筑抗震设防烈度、设防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求。概念设计的基本要求。难难 点点抗震概念设计的基本要求。抗震概念设计的基本要求。12.1.1 12.1.1 地震及其破坏作用地震及其破坏作用1.1.地震成因和类型地震成因和类型地地震震按按其其产产生生的的原原因因,主主要要可可分分为为火火山山地地震震、陷陷落落地地震、人工诱发地震和构造地震。震、人工诱发地震和构造地震。根根据据地地震
3、震发发生生的的部部位位,可可将将其其划划分分为为浅浅源源地地震震(小小于于60km)60km)、中中源源地地震震(震震源源深深度度为为60300km)60300km)和和深深源源地地震震(震震源源深深度度大大于于300km)300km)。震震源源深深度度越越小小,地地震震对对地地面面造造成成的的破破坏坏性性越越大大。我我国国发发生生的的地地震震绝绝大大多多数数属属于于浅浅源源地地震震(震震源源深深度度在在101020km20km左右)。左右)。12.1 地震基本知识地震基本知识2.2.常用地震术语常用地震术语 震源震源:地震发生时岩层断裂或错动产生振动的部位;:地震发生时岩层断裂或错动产生振动
4、的部位;震源深度震源深度:震源至地面的垂直距离称为;:震源至地面的垂直距离称为;震中震中:震源在地表的垂直投影点称为;:震源在地表的垂直投影点称为;震中区震中区:地震发生时震动和破坏最大的地区称为;:地震发生时震动和破坏最大的地区称为;震中距震中距:受地震影响地区至震中的距离称为震中距;:受地震影响地区至震中的距离称为震中距;等震线等震线:在同一地震中,具有相同地震烈度地点连线。:在同一地震中,具有相同地震烈度地点连线。3.3.地震的破坏作用地震的破坏作用(1 1)地表的破坏现象)地表的破坏现象1 1)地裂缝)地裂缝重力地裂缝:由于地面作剧烈震动而引起的惯性力超重力地裂缝:由于地面作剧烈震动而
5、引起的惯性力超过了土的抗剪强度所致。构造地裂缝:与地质构造有关,过了土的抗剪强度所致。构造地裂缝:与地质构造有关,是地壳深部断层错动延伸至地面的裂缝。是地壳深部断层错动延伸至地面的裂缝。2 2)喷砂冒水)喷砂冒水在在地地下下水水位位较较高高的的平平原原及及沿沿海海地地区区,地地下下存存在在埋埋深深较较浅的细砂层或粉土层时,可能发生喷砂冒水现象。浅的细砂层或粉土层时,可能发生喷砂冒水现象。地震视频地震视频 (点击播放视频点击播放视频)3 3)地面下沉)地面下沉 在在强强烈烈的的地地震震作作用用下下,在在回回填填土土和和孔孔隙隙较较大大粘粘性性土土等等松松软软而而压压缩缩性性较较高高的的土土层层中
6、中,往往往往发发生生震震陷陷,使使建建筑筑物物破破坏,此外,在岩溶洞和采空区也常发生震陷。坏,此外,在岩溶洞和采空区也常发生震陷。4 4)滑坡、塌方)滑坡、塌方 在在强强烈烈的的地地震震下下,常常引引起起河河岸岸、陡陡坡坡滑滑坡坡,有有时时规规模模很大,造成公路堵塞、岸边建筑物破坏。很大,造成公路堵塞、岸边建筑物破坏。(2 2)建筑物破坏)建筑物破坏1 1)结构丧失整体性)结构丧失整体性建筑物一般都是由许多构件组成,在地震作用下因构建筑物一般都是由许多构件组成,在地震作用下因构件连接不牢、支撑长度不够或作为支座的墙体倒塌、柱断件连接不牢、支撑长度不够或作为支座的墙体倒塌、柱断裂,都会引起结构丧
7、失整体性而破坏。裂,都会引起结构丧失整体性而破坏。2 2)结构承载力不足而引起的破坏)结构承载力不足而引起的破坏作作为为结结构构主主要要承承重重的的构构件件,墙墙、柱柱、梁梁等等由由于于其其强强度度不不足足,在在地地震震发发生生时时首首先先破破坏坏,不不能能继继续续承承受受重重力力荷荷载载从从而造成房屋倒塌。而造成房屋倒塌。3 3)地基失效)地基失效当当建建筑筑物物建建在在软软弱弱的的地地基基土土上上或或建建在在液液化化的的地地基基土土上上,而而又又未未进进行行特特殊殊处处理理,在在地地震震发发生生时时地地基基土土的的抗抗剪剪承承载载能能力力不不能能抵抵抗抗重重力力的的继继续续作作用用,从从而
8、而造造成成房房屋屋的的局局部部倾倾斜斜或或不均匀下沉。不均匀下沉。(3 3)次生灾害)次生灾害地震除直接造成建筑物的破坏外,还会引起火灾、水地震除直接造成建筑物的破坏外,还会引起火灾、水灾、有毒物质污染等次生灾害,尤其在大城市,由次生灾灾、有毒物质污染等次生灾害,尤其在大城市,由次生灾害造成的损失有时比地震直接产生的灾害造成的损失还要害造成的损失有时比地震直接产生的灾害造成的损失还要大。大。地震次生灾害视频地震次生灾害视频 (点击播放视频点击播放视频)12.1.2 12.1.2 震级与烈度震级与烈度1.1.震级震级地地震震的的震震级级是是衡衡量量一一次次地地震震大大小小的的等等级级,用用符符号
9、号M M表表示。示。震震级级的的原原始始定定义义是是:在在离离震震中中100km100km处处的的坚坚硬硬地地面面上上,由由标标准准地地震震仪仪(摆摆的的自自振振周周期期为为0.8s0.8s,阻阻尼尼为为0.80.8,放放大大倍倍数数为为28002800倍倍)所所记记录录的的最最大大水水平平位位移移A A(单单位位为为mm)的常用对数值,用公式表示为的常用对数值,用公式表示为 M M=lg=lgA A ()()因因为为这这个个震震级级的的定定义义是是19351935年年里里希希特特所所给给出出的的,故故称称为里氏震级。为里氏震级。震震级级的的大大小小直直接接与与震震源源释释放放的的能能量量大大
10、小小有有关关,震震级级M M与与地震释放能量地震释放能量E E(单位(单位ergerg)之间有如下关系)之间有如下关系lglgE E=1.5=1.5M M+11.8 +11.8 ()()由式()可知,当震级相差由式()可知,当震级相差1 1级时,地面振幅相差级时,地面振幅相差1010倍。倍。由()可知,震级差由()可知,震级差1 1级,能量相差级,能量相差3232倍。倍。微震:微震:M2M5M5的地震,建筑物有不同程度的破坏。的地震,建筑物有不同程度的破坏。强烈地震或大地震:强烈地震或大地震:M=7M=78 8的地震。的地震。特大地震:特大地震:M8M8的地震。的地震。2.2.地震烈度地震烈度
11、 地地震震烈烈度度指指地地震震时时某某一一地地点点震震动动的的强强烈烈程程度度,用用符符号号表示。表示。对对于于一一次次地地震震,表表示示地地震震大大小小的的震震级级只只有有一一个个,但但它它对对不不同同的的地地点点影影响响程程度度是是不不一一样样的的。一一般般说说离离震震中中愈愈远远,受受地地震震的的影影响响就就愈愈小小,烈烈度度也也就就愈愈低低。对对于于一一次次地地震震的的影影响响,随随震中距的不同,可以划分为不同的烈度区。震中距的不同,可以划分为不同的烈度区。目目前前,我我国国使使用用的的是是19991999年年由由国国家家地地震震局局颁颁布布实实施施的的中国地震烈度表。中国地震烈度表。
12、建筑抗震设防建筑抗震设防 1.1.设防依据设防依据(1 1)基本烈度基本烈度 一一个个地地区区的的基基本本烈烈度度是是指指该该地地区区今今后后5050年年时时间间内内,在在一一般场地条件下可能遭遇到超越概率为般场地条件下可能遭遇到超越概率为10%10%的地震烈度。的地震烈度。(2 2)设防烈度)设防烈度 作作为为一一个个地地区区建建筑筑抗抗震震设设防防依依据据的的烈烈度度称称为为抗抗震震设设防防烈烈度度。一一般般情情况况下下,抗抗震震设设防防烈烈度度可可采采用用中中国国地地震震动动参参数数区区划划图图的基本烈度。的基本烈度。2.2.设防目标设防目标 (1 1)大震和小震)大震和小震 小震:小震
13、:为烈度概率密度曲线上的峰值所对应的烈度,为烈度概率密度曲线上的峰值所对应的烈度,即众值烈度或称多遇烈度,如图所示。当基准设计期为即众值烈度或称多遇烈度,如图所示。当基准设计期为5050年时,则年时,则5050年内众值烈度的超越概率为年内众值烈度的超越概率为63.2%63.2%,这就是,这就是第一水准的烈度。第一水准的烈度。基基本本烈烈度度:即即第第二二水水准准烈烈度度,也也就就全全国国地地震震烈烈度度区区划图所规定的烈度,它在划图所规定的烈度,它在5050年内超越概率大体为年内超越概率大体为10%10%。大大震震或或罕罕遇遇烈烈度度:俗俗称称其其为为大大震震,5050年年内内超超越越概概率率
14、为为2%3%2%3%的烈度,也是第三水准所对应的烈度。的烈度,也是第三水准所对应的烈度。由烈度概率分布分析可知,基本烈度和从值烈度相由烈度概率分布分析可知,基本烈度和从值烈度相差约差约1.551.55度,而基本烈度与罕遇烈度相差大致度,而基本烈度与罕遇烈度相差大致1 1度。度。(2 2)抗震设防目标)抗震设防目标 抗抗震震设设防防目目标标总总的的趋趋势势:在在建建筑筑物物使使用用寿寿命命期期间间,对对不不同同频频度度和和强强度度的的地地震震,要要求求建建筑筑物物具具有有不不同同的的抵抵抗抗能力。能力。基基于于这这一一趋趋势势,抗抗震震规规范范提提示示了了“三三水水准准”的的抗震设防目标。抗震设
15、防目标。第第一一水水准准:“小小震震不不坏坏”,即即当当遭遭受受到到多多遇遇的的低低于于本本地地区区设设防防烈烈度度的的地地震震(简简称称“小小震震)影影响响时时,建建筑筑物物一般应不受损坏或不需修理仍能继续使用。一般应不受损坏或不需修理仍能继续使用。第第二二水水准准:“中中震震可可修修”,当当遭遭受受到到相相当当于于本本地地区区设设防防烈烈度度的的地地震震影影响响时时,建建筑筑可可能能损损坏坏,经经一一般般修修理理或或不不需需修修理仍能继续使用。理仍能继续使用。第三水准:第三水准:“大震不倒大震不倒”,当遭遇受到高于本地区设防,当遭遇受到高于本地区设防烈度的罕遇地震(简称烈度的罕遇地震(简称
16、“大震大震”)影响时,建筑不致倒塌)影响时,建筑不致倒塌或发生危及生命的严重损坏。或发生危及生命的严重损坏。3.3.设防分类设防分类(1 1)建筑物重要性分类)建筑物重要性分类在在进进行行建建筑筑设设计计时时,应应根根据据建建筑筑物物的的重重要要性性不不同同,采采取取不不同同的的抗抗震震设设防防标标准准。抗抗震震规规范范将将建建筑筑物物按按其其重要程度不同分为四类:重要程度不同分为四类:甲甲类类建建筑筑有有特特殊殊要要求求的的建建筑筑,如如遇遇地地震震破破坏坏会会导导致致严严重重后后果果(如如放放射射性性物物质质的的污污染染,剧剧毒毒气气体体的的扩扩散散或或引引起起爆爆炸炸等等)和和经经济济上
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