建筑结构抗震基础知识.ppt

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1、第第12章章 建筑结构抗震基础知识建筑结构抗震基础知识地震地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动的地球表层的振动。一般发生在地壳和地幔表层的坚硬岩层内，是在一般发生在地壳和地幔表层的坚硬岩层内，是在地幔对流等因素产生巨大能量作用下，岩层中积聚的地幔对流等因素产生巨大能量作用下，岩层中积聚的地应力超过岩层的强度极限时，岩层便发生断裂、错地应力超过岩层的强度极限时，岩层便发生断裂、错动，造成构造地震。动，造成构造地震。12.1 地震基本知识地震基本知识房屋倒塌桥梁断落水坝开裂铁轨变形结构丧失整体性、承重结构强度不足地面裂缝地面裂缝山

2、崩、滑坡山崩、滑坡海啸、火灾海啸、火灾 地震类型与成因地震类型与成因地震类型地震类型地震地震天然地震天然地震诱发地震诱发地震构造地震构造地震火山地震火山地震陷落地震陷落地震构造地震：构造地震：由于地壳运动使地壳某些部位的地应力由于地壳运动使地壳某些部位的地应力不断加强，当弹性地应力的积聚超过岩石的强度极限不断加强，当弹性地应力的积聚超过岩石的强度极限时，岩层就会发生突然断裂和猛烈错动，引起振动。时，岩层就会发生突然断裂和猛烈错动，引起振动。振动以波的形式传到地面，造成地震。振动以波的形式传到地面，造成地震。破坏性地震主要属于构造地破坏性地震主要属于构造地震，占世界地震总数的震，占世界地震总数的

3、 90%以上。以上。火山地震火山地震 由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震，这类地震只占全世界地震的称为火山地震，这类地震只占全世界地震的7%左右。左右。1914年日本樱岛年日本樱岛火山爆发，火山爆发，产生的震动产生的震动相当于一相当于一个个6.7级地震。级地震。陷落地震陷落地震 由于地下溶洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌由于地下溶洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小，次数也很少。陷地震。这类地震的规模比较小，次数也很少。诱发地震诱发地震 因人为因素直接造成的地震是人工地震。因人为因素直接造成的地震

4、是人工地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井中进如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力，有时行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力，有时也会诱发地震。也会诱发地震。1962年年3月月19日在广东河源新丰江水库坝区发生了日在广东河源新丰江水库坝区发生了迄今我国最大的水库诱发地震，震级为迄今我国最大的水库诱发地震，震级为6.1级。级。地球构成：地球构成：三个圈层：地壳三个圈层：地壳 、地幔、地幔 、地核、地核 地幔物质对流地幔物质对流板块构造运动板块构造运动（根本原因）（根本原因）地震地震地震形成的宏观背景：地震形成的宏观背景：地球构成地

5、球构成92%92%的的 地地震震发发生生在在地地壳壳中中，其其余余的的发发生生在在地地幔幔上部上部地震的形成：地震的形成：板块分布图板块分布图a、岩层的原始状态岩层的原始状态b、受力发生弯曲受力发生弯曲c、岩层破裂发生震动岩层破裂发生震动地震形成的局部机制地震形成的局部机制:地球板块运动地球板块运动 板块之间的相互作用力板块之间的相互作用力 地壳中岩层变形地壳中岩层变形 变形积聚超过岩石所能承受的程度变形积聚超过岩石所能承受的程度 岩体就会发生突然断裂或错动岩体就会发生突然断裂或错动 地震地震 12.1.2 地震特征描述地震特征描述1 1 地震空间位置地震空间位置l 震中震中l 震源深度震源深

6、度 l 震源距震源距l 震中距震中距按震源深度按震源深度浅源浅源EQEQ：震源深度小于：震源深度小于60km60km，约占地震总数，约占地震总数85%85%中源中源EQEQ：震源深度在：震源深度在60-300km60-300km深源深源EQEQ：震源深度大于：震源深度大于300km300kml震源震源2地震强度度量地震强度度量地震波类型地震波类型 地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波。地震引起的振动是以波的形式从震源向各个方弹性波。地震引起的振动是以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量。向传播并释放能量。地震波地震波体波：体波：面波：

7、面波：在地球内部传播在地球内部传播在地球表面传播在地球表面传播纵波（纵波（P波）波）横波（横波（S波）波）横波特点横波特点:周期长、振幅大、周期长、振幅大、波速慢波速慢,100-800m/s，其振动，其振动方向与波传播方向垂直，方向与波传播方向垂直，引起地面水平方向振动。引起地面水平方向振动。纵波特点纵波特点:周期短、振幅小、周期短、振幅小、波速快波速快,200-1400m/s，其振，其振动方向与波传播方向一致，动方向与波传播方向一致，引起地面垂直方向振动。引起地面垂直方向振动。面波：面波：面波是体波经地层界面多次反射形成的次生波。面波是体波经地层界面多次反射形成的次生波。包括瑞利波（包括瑞利

8、波（R波）和洛夫波（波）和洛夫波（L波）。比体波衰减慢、波）。比体波衰减慢、振幅大、周期长、传播远。建筑物破坏主要由面波造成。振幅大、周期长、传播远。建筑物破坏主要由面波造成。杂波P波开始S波开始面波开始地震震级地震震级uu含义含义含义含义 一次地震释放能量大小的度量一次地震释放能量大小的度量u里氏震级：用标准地震仪（周期里氏震级：用标准地震仪（周期0.8s，阻尼系数，阻尼系数0.8，放大倍数，放大倍数2800的地震仪）在距震中的地震仪）在距震中100km处处记录到的最大水平位移（单振幅，以记录到的最大水平位移（单振幅，以m计）的常计）的常用对数值用对数值u震级与震源释放的能量（尔格）之间对应

9、关系震级与震源释放的能量（尔格）之间对应关系微震（小于微震（小于2级）级）有感地震（有感地震（24级）级）破坏地震（破坏地震（5级以上）级以上）强震（大震）（强震（大震）（7级以上）级以上）特大地震（特大地震（8级以上）级以上）震级与能量的关系能量能量E E的单位：尔格（的单位：尔格（1 1尔格尔格=）能量越大，震级就越大；震级相差一级，地面能量越大，震级就越大；震级相差一级，地面振幅增加约振幅增加约1010倍，而能量相差约倍，而能量相差约32倍。倍。一个一个6 6级地震相当于一个两万吨级的原子弹。级地震相当于一个两万吨级的原子弹。地震烈度地震烈度 一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，

10、震一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影响烈度的因素，除了中距小烈度就高，反之烈度就低。影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造、地基条件、震级、震中距外，还与震源深度、地质构造、地基条件、建筑物的动力特性、施工质量等因素有关。建筑物的动力特性、施工质量等因素有关。1.1.1.1.定义及影响因素定义及影响因素定义及影响因素定义及影响因素 一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，简称为烈度。用简称为烈度。用I I表示，是衡量地震引起后果的一种标度。表示，是衡量地震引起后果的一种标度。2.

11、2.2.2.地震烈度表地震烈度表地震烈度表地震烈度表地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。我国在我国在19801980年制定了中国地震烈度表。年制定了中国地震烈度表。中国地震烈度表将地震烈度分为中国地震烈度表将地震烈度分为1-121-12度。度。无感 1室内个别静止中的人感觉 2悬挂物微动门、窗轻微作响室内少数静止中的人感觉 3悬挂物明显摆动，器皿作响门、窗作响室内多数人感觉。室外少数人感觉。少数人梦中惊醒 43（2-4）31（22-44）不稳定器物翻倒门窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉落。抹灰出现微细裂缝室内普遍感觉。室外多数人感觉。多数人梦中惊醒 56（5-9）

12、63（45-89）河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现喷砂冒水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝掉头损坏个别砖瓦掉落、墙体微细裂缝惊惶失措，仓皇逃出 613（10-18）125（90-177）河岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏轻度破坏局部破坏开裂，但不妨碍使用大多数人仓皇逃出 725（19-35）250（178-353）干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏中等破坏结构受损，需要修理摇晃颠簸，行走困难 850（36-71）500（354-707）干硬土上有许多地方出现裂缝，基岩上可能出现裂缝。滑坡、坍方常见。砖烟囱出现倒塌严重破坏墙体龟裂，局部倒塌，修复困难坐立

13、不稳。行动的人可能摔跤 9100（72-141）1000（708-1414）山崩和地震断裂出现。基岩上的拱桥破坏。大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁倒塌大部倒塌，不堪修复骑自行车的人会摔倒。处不稳状态的人会摔出几尺远。有抛起感 10地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥毁坏毁灭11地面剧烈变化，山河改观12个别：个别：10%以下以下少数：少数：10%50%多数：多数：50%70%大多数：大多数：70%90%普遍：普遍：90%以上以上速度加速度 其它现象 一般房屋 人的感觉烈度无感无感 1室内个别静止中的室内个别静止中的人感觉人感觉 2悬挂物微动悬挂物微动门、窗轻微作响门、窗轻微作响室内少数静止中的

14、室内少数静止中的人感觉人感觉 3悬挂物明显摆动，器皿作响悬挂物明显摆动，器皿作响门、窗作响门、窗作响室内多数人感觉。室内多数人感觉。室外少数人感觉。室外少数人感觉。少数人梦中惊醒少数人梦中惊醒 43（2-4）31（22-44）不稳定器物翻倒不稳定器物翻倒门窗、屋顶、屋架门窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉颤动作响，灰土掉落。抹灰出现微细落。抹灰出现微细裂缝裂缝室内普遍感觉。室室内普遍感觉。室外多数人感觉。多外多数人感觉。多数人梦中惊醒数人梦中惊醒 56（5-9）63（45-89）河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现喷砂冒水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝喷砂冒水。地面上有

15、的砖烟囱轻度裂缝掉头掉头损坏损坏个别砖瓦个别砖瓦掉落、墙体微细裂掉落、墙体微细裂缝缝惊惶失措，仓皇逃惊惶失措，仓皇逃出出 613（10-18）125（90-177）河岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。河岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中松软土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏等破坏轻度破坏轻度破坏局部局部破坏开裂，但不妨破坏开裂，但不妨碍使用碍使用大多数人仓皇逃出大多数人仓皇逃出 725（19-35）250（178-353）干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏破坏中等破坏中等破坏结构结构受损，需要修理受损，需要修理摇晃颠簸，

16、行走困摇晃颠簸，行走困难难 850（36-71）500（354-707）干硬土上有许多地方出现裂缝，基岩上干硬土上有许多地方出现裂缝，基岩上可能出现裂缝。滑坡、坍方常见。砖烟可能出现裂缝。滑坡、坍方常见。砖烟囱出现倒塌囱出现倒塌严重破坏严重破坏墙体墙体龟裂，局部倒塌，龟裂，局部倒塌，修复困难修复困难坐立不稳。行动的坐立不稳。行动的人可能摔跤人可能摔跤 9100（72-141）1000（708-1414）山崩和地震断裂出现。基岩上的拱桥破山崩和地震断裂出现。基岩上的拱桥破坏。大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁坏。大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁倒塌倒塌大部倒塌，大部倒塌，不堪修复不堪修复骑自行车的人会摔骑

17、自行车的人会摔倒。处不稳状态的倒。处不稳状态的人会摔出几尺远。人会摔出几尺远。有抛起感有抛起感 10地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥毁坏的拱桥毁坏毁灭毁灭11地面剧烈变化，山河改观地面剧烈变化，山河改观12个别：个别：10%以下以下少数：少数：10%50%多数：多数：50%70%大多数：大多数：70%90%普遍：普遍：90%以上以上速度速度加速度加速度 其它现象其它现象 一般房屋一般房屋 人的感觉人的感觉烈烈度度3.3.3.3.基本烈度基本烈度基本烈度基本烈度 一个地区未来一个地区未来5050年内在一般场地条件下可能遭受的具年内在一般场地条件下可能遭受

18、的具有有10%10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度I Ib b。各地区的基本烈度由中国地震动参数区划图各地区的基本烈度由中国地震动参数区划图（GB18306-2001)GB18306-2001)确定。确定。（下图是原中国地震烈度区划图）（下图是原中国地震烈度区划图）基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据 的地震烈度称为设防烈度，用的地震烈度称为设防烈度，用I Id d表示。）表示。）设防烈度的取值依据：规范规定：一般情况下，可采

19、设防烈度的取值依据：规范规定：一般情况下，可采用中国地震动参数区划图用中国地震动参数区划图 中的地震基本烈度。对已中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的编制抗震设防区划的 城市，可按批准的抗震设防烈度进城市，可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。行抗震设防。4.4.4.4.设防烈度设防烈度设防烈度设防烈度中国地震烈度区划图中国地震烈度区划图规范规定规范规定抗震设防烈度为抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计度及以上地区的建筑必须进行抗震设计 建筑所在地区在设计基准期（建筑所在地区在设计基准期（5050年）内出现的频度最年）内出现的频度最高的烈度。也称为常遇烈度、小震烈度，用高的烈度

20、。也称为常遇烈度、小震烈度，用IsIs表示。其超表示。其超越概率为越概率为63.2%63.2%，重现期为，重现期为5050年。年。5.5.5.5.多遇烈度多遇烈度多遇烈度多遇烈度 6.6.6.6.罕遇烈度罕遇烈度罕遇烈度罕遇烈度 建筑所在地区在设计基准期（建筑所在地区在设计基准期（5050年）内具有超越概年）内具有超越概率率2%-3%2%-3%的地震烈度。也称为大震烈度，重现期约为的地震烈度。也称为大震烈度，重现期约为20002000年。年。3地震时间描述地震时间描述在一定时间内在一定时间内（一般是几十天（一般是几十天至数月）相继发至数月）相继发生在相近地区的生在相近地区的一系列大小地震一系列

21、大小地震称为地震序列称为地震序列。地震序列中，最大地震序列中，最大的一次地震叫主震的一次地震叫主震 主震之前发生的主震之前发生的地震为前震地震为前震 主震之后发生的主震之后发生的地震为余震地震为余震n发震时刻发震时刻n强震持时强震持时n地震序列地震序列按地震能量按地震能量释放的特点释放的特点主震型主震型震群型震群型孤立型孤立型主震震级突出，释放的能主震震级突出，释放的能量占全序列的绝大部分量占全序列的绝大部分主震震级不突出，能量由主震震级不突出，能量由多个震级相近的地震释放多个震级相近的地震释放前震、余震稀少，能量释前震、余震稀少，能量释放基本通过主震一次释放放基本通过主震一次释放 在上述三种

22、类型地震中，主震型约占在上述三种类型地震中，主震型约占6060，震群型，震群型（多发型）占（多发型）占3030，而孤立型（单发型）占，而孤立型（单发型）占1010。12.2 抗震设防的基本要求抗震设防的基本要求总目标：总目标：通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，减轻经济损失。要求建筑物在使人员死亡，减轻经济损失。要求建筑物在使用期间，对不同频度和强度的地震，应具有用期间，对不同频度和强度的地震，应具有不同的抵抗能力。不同的抵抗能力。具体通过具体通过“三水准三水准”的抗震设防要求的抗震设防要求和和“两阶段两阶段”的抗震设计方法实现。的抗震设计方法实现。建

23、筑结构抗震设防的依据建筑结构抗震设防的依据定义定义：按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据发：按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据发地震烈度地震烈度确定确定：必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确：必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。定。一般情况下，可采用中国地震烈度区划图的地震基一般情况下，可采用中国地震烈度区划图的地震基本烈度度（或与本规范设计地震基本加速度值对应的烈本烈度度（或与本规范设计地震基本加速度值对应的烈度值）对做过抗震防灾规划的城市，可按批准的抗震设度值）对做过抗震防灾规划的城市，可按批准的抗震设防区划（抗震设防烈度或设计地震动参数）进行抗震

24、设防区划（抗震设防烈度或设计地震动参数）进行抗震设防防设防范围设防范围 6-9度度设防依据设防依据抗震设防烈度抗震设防烈度建筑结构抗震设计思想建筑结构抗震设计思想抗震设防抗震设防对建筑物进行抗震设计并采取抗震措施对建筑物进行抗震设计并采取抗震措施指导思想指导思想预防为主预防为主减轻结构震害减轻结构震害避免人员伤亡避免人员伤亡减少经济损失减少经济损失使地震时不可缺少的紧急活动得以维持和进行使地震时不可缺少的紧急活动得以维持和进行趋势趋势使用寿命期内对不同频度和强度的地震具有不同的抵使用寿命期内对不同频度和强度的地震具有不同的抵抗能力抗能力1三水准的抗震设防原则三水准的抗震设防原则水准水准涵义涵义

25、要要 求求第一水准第一水准 小震不坏小震不坏当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理仍可继续使用时，一般不受损坏或不需修理仍可继续使用第二水准第二水准 中震可修中震可修当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用可继续使用第三水准第三水准 大震不倒大震不倒当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏严重

26、破坏大震与小震小震：小震：发生机会较多的地震发生机会较多的地震地震烈度概率密度曲线上的峰值所地震烈度概率密度曲线上的峰值所对应的烈度，即众值烈度时的地震对应的烈度，即众值烈度时的地震大震：大震：发生机会发生机会极小的极小的地震，地震，罕遇烈度时罕遇烈度时的地震的地震地震影响地震影响5050年超越年超越概率概率地震重现期地震重现期多遇地震对应的烈度多遇地震对应的烈度众值烈度众值烈度小震小震63.2%63.2%5050年年设防烈度设防烈度中震中震10%10%475475年年罕遇地震对应的烈度罕遇地震对应的烈度大震大震2-3%2-3%1642-24751642-2475年年2 二阶段设计方法二阶段设

27、计方法阶阶 段段目目 标标烈烈 度度地震地震作用作用性质性质受力状态受力状态作用效应组合作用效应组合第一第一阶段阶段小震不小震不坏（隐坏（隐含中震含中震可修）可修）多遇地震多遇地震作用对应作用对应的烈度的烈度（小震）（小震）可变可变作用作用弹性（部弹性（部分弹塑性）分弹塑性）承载力验算采用基本组合承载力验算采用基本组合(多层、高层钢筋混凝土房多层、高层钢筋混凝土房屋层间弹性位移计算，采用屋层间弹性位移计算，采用短期效应组合，即作用分项短期效应组合，即作用分项系数均取系数均取1.0)1.0)第二第二阶段阶段大震不大震不倒倒罕遇地震罕遇地震作用对应作用对应的烈度的烈度（大震）（大震）偶然偶然作用作

28、用弹塑性弹塑性部分建筑物的层间弹塑性位部分建筑物的层间弹塑性位移验算，采用短期效应组合，移验算，采用短期效应组合，即作用分项系数均取即作用分项系数均取1.01.0说明：说明：第一阶段为弹性分析，包括截面设计和变形计算；第一阶段为弹性分析，包括截面设计和变形计算；大部分建筑的第二阶段设计主要由概念设计和构造措施来保证。大部分建筑的第二阶段设计主要由概念设计和构造措施来保证。“两阶段两阶段”抗震设计方法抗震设计方法第一阶段：第一阶段：多遇地震作用效应与其他荷载作用效应组合，对结多遇地震作用效应与其他荷载作用效应组合，对结构构件进行承载力验算，和弹性变形验算，以满足第一构构件进行承载力验算，和弹性变

29、形验算，以满足第一水准的设防要求。水准的设防要求。第二阶段：第二阶段：罕遇地震作用下验算结构构件的弹塑性变形，以满足罕遇地震作用下验算结构构件的弹塑性变形，以满足第三水准的设防要求。第三水准的设防要求。有特殊要求的建筑、地震易倒有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，不规则的建筑等不规则的建筑等至于第二水准至于第二水准的设防目标，的设防目标，规范是以抗规范是以抗震构造措施震构造措施来加以保证。来加以保证。3建筑分类与设防标准建筑分类与设防标准抗震设防分类及抗震设防标准抗震设防分类及抗震设防标准1.1.抗震设防分类抗震设防分类 国家技术监督局和建设部

30、在国家技术监督局和建设部在19951995年年4 4月月1919日公布了日公布了建筑抗震设防分类标准建筑抗震设防分类标准GB50223GB50223。该标准主要以地震中和地震后房屋的损坏对社会和经该标准主要以地震中和地震后房屋的损坏对社会和经济产生的影响的程度大小，将建筑分成济产生的影响的程度大小，将建筑分成4 4个抗震设防类别。个抗震设防类别。国家质量监督检验检疫总局和建设部在国家质量监督检验检疫总局和建设部在20012001年年7 7月月2020日公布了建筑抗震设计规范日公布了建筑抗震设计规范GB50011-2001GB50011-2001。该。该规范对上面标准作了修改。规范对上面标准作了

31、修改。抗震次要建筑，如遇地震，不易造成人员伤亡和较大经济损失的建抗震次要建筑，如遇地震，不易造成人员伤亡和较大经济损失的建筑。筑。丁类 除甲乙丁类以外的一般建筑（如大量的一般工业与民用建筑）除甲乙丁类以外的一般建筑（如大量的一般工业与民用建筑）丙类 地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑（如城市生命线工程和地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑（如城市生命线工程和地震时救灾需要的建筑）地震时救灾需要的建筑）乙类 重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑（如产生放射重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑（如产生放射性物质的污染、大爆炸等）性物质的污染、大爆炸等）甲类 设设防防分分类

32、类建筑抗震设防类别建筑抗震设防类别抗震设防的类别抗震设防的类别根根据据建建筑筑的的使使用用功功能能的的重重要要性性，分分为为甲甲类类、乙乙类类、丙丙类类、丁丁类类四四个抗震设防类别。个抗震设防类别。甲甲类类建建筑筑：重重大大建建筑筑工工程程和和地地震震时时可可能能发发生生严严重重次次生生灾灾害害的的建建筑筑，（如如核核电电站站、核核设设施施、水水库库、大大坝坝、堤堤防防、贮贮油油、贮贮气气、贮贮存易燃易爆、剧毒、强腐蚀物质的设施等）；存易燃易爆、剧毒、强腐蚀物质的设施等）；乙乙类类建建筑筑：地地震震时时功功能能不不能能中中断断或或需需尽尽快快恢恢复复的的建建筑筑，即即生生命命线线工程建筑，（如

33、消防、急救、供水、供电、通讯等）；工程建筑，（如消防、急救、供水、供电、通讯等）；丙丙类类建建筑筑：甲甲、乙乙、丁丁类类以以外外的的一一般般建建筑筑，（如如一一般般的的公公共共建建筑筑、住宅、旅馆、厂房等）；住宅、旅馆、厂房等）；丁丁类类建建筑筑：抗抗震震次次要要建建筑筑，（如如储储存存物物品品价价值值低低的的一一般般仓仓库库，人人员活动少的辅助建筑等）。员活动少的辅助建筑等）。2.设防标准设防标准甲类建筑：甲类建筑：地震作用：应高于本地区抗震设防烈度要求，其值按地震作用：应高于本地区抗震设防烈度要求，其值按批准的地震安全性评价结果确定批准的地震安全性评价结果确定 抗震措施：抗震设防烈度为抗震

34、措施：抗震设防烈度为68度时，抗震措施应提度时，抗震措施应提高一度，高一度，9度时，应符合比度时，应符合比9度更高的抗震设防要求；度更高的抗震设防要求；乙类建筑：乙类建筑：地震作用：符合本地区抗震设防烈度的要求；地震作用：符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施：抗震设防烈度为抗震措施：抗震设防烈度为68度时，一般按本地区度时，一般按本地区的设防烈度提高一度考虑，的设防烈度提高一度考虑，9度时，应符合比度时，应符合比9度更高的度更高的抗震设防要求；抗震设防要求；丙类建筑：丙类建筑：地震作用：按本地区设防烈度考虑地震作用：按本地区设防烈度考虑地震作用：按本地区设防烈度考虑地震作用：按本地区设防烈度

35、考虑抗震措施：按本地区设防烈度考虑抗震措施：按本地区设防烈度考虑抗震措施：按本地区设防烈度考虑抗震措施：按本地区设防烈度考虑对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，允许仍按本地区抗震设防烈较好的结构类型时，允许仍按本地区抗震设防烈较好的结构类型时，允许仍按本地区抗震设防烈较好的结构类型时，允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。度的要求采取抗震措施。度的要求采取抗震措施。度的要求采取抗震措施。注：较小乙类建筑指工矿企业的变电所、空注：较小乙类建筑指工矿企业的变

36、电所、空注：较小乙类建筑指工矿企业的变电所、空注：较小乙类建筑指工矿企业的变电所、空压站以及城市供水水源的泵房等；抗震性能较好压站以及城市供水水源的泵房等；抗震性能较好压站以及城市供水水源的泵房等；抗震性能较好压站以及城市供水水源的泵房等；抗震性能较好的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。丁类建筑：丁类建筑：地震作用：按本地区设防烈度考虑地震作用：按本地区设防烈度考虑地震作用：按本地区设防烈度考虑地震作用：按本地区设防烈度考虑抗震措施：按本地区的设防烈度降低一度考虑，但抗震措施：按本地区的

37、设防烈度降低一度考虑，但抗震措施：按本地区的设防烈度降低一度考虑，但抗震措施：按本地区的设防烈度降低一度考虑，但6 6度度度度不降不降不降不降 在设防烈度为在设防烈度为在设防烈度为在设防烈度为6 6度时，除规范有具体规定外，对乙、度时，除规范有具体规定外，对乙、度时，除规范有具体规定外，对乙、度时，除规范有具体规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。抗震措施抗震措施抗震措施抗震措施:除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震除结构地震作用计算和抗力计算

38、以外的抗震除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。设计内容，包括抗震构造措施。设计内容，包括抗震构造措施。设计内容，包括抗震构造措施。抗震构造措施抗震构造措施抗震构造措施抗震构造措施：一般不须计算而对结构和非结构各部：一般不须计算而对结构和非结构各部：一般不须计算而对结构和非结构各部：一般不须计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。分必须采取的各种细部要求。分必须采取的各种细部要求。分必须采取的各种细部要求。地震作用计算方法地震作用计算方法1 1 建筑结构考虑地震作用的原则建筑结构考虑地震作用的原则2 2 水平地震作用计算方法水平地震作用计算方法1建筑结构考

39、虑地震作用的原则建筑结构考虑地震作用的原则 水平地震作用的计算原则水平地震作用的计算原则 一般正交布置抗侧力构件的结构，可沿纵横主轴方向分别计算一般正交布置抗侧力构件的结构，可沿纵横主轴方向分别计算 斜交布置抗侧力构件的结构，宜按平行于抗侧力构件方向计算斜交布置抗侧力构件的结构，宜按平行于抗侧力构件方向计算 质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应考虑水平地震作用的质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应考虑水平地震作用的扭转影响扭转影响计算范围计算范围u水平地震作用水平地震作用6度区度区（除甲类建筑和（除甲类建筑和IV类场地上的较高房屋外）可不算类场地上的较高房屋外）可不算 7-9度区度区（除可

40、不进行上部结构抗震验算的房屋外）均算（除可不进行上部结构抗震验算的房屋外）均算u竖向地震作用竖向地震作用8、9度大跨度结构和长悬臂结构度大跨度结构和长悬臂结构9度的高层建筑度的高层建筑2水平地震作用计算方法水平地震作用计算方法振型分解反应谱法振型分解反应谱法底部剪力法底部剪力法时程分析法时程分析法结构构件截面抗震验算结构构件截面抗震验算内力基本组合设计值内力基本组合设计值承载力设计值承载力设计值承载力调整系数承载力调整系数12.2.5 建筑结构抗震概念设计基本要求建筑结构抗震概念设计基本要求一、定义与基本内容一、定义与基本内容一、定义与基本内容一、定义与基本内容 根据地震灾害和工程经验等所形成

41、的基本设计原则和设根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计概念设计。基本内容有三部分：基本内容有三部分：1.建筑设计应重视建筑结构的规则性；建筑设计应重视建筑结构的规则性；2.合理的建筑结构体系选择；合理的建筑结构体系选择；3.抗侧力结构和构件的延性设计。抗侧力结构和构件的延性设计。二、意义二、意义“计算设计计算设计”很难有效控制结构的薄弱环节，不能完全解很难有效控制结构的薄弱环节，不能完全解决问题决问题地震作用的不确定性地震作用的不确定性结构计算假定与实际情况的差异（计算模

42、型、材料、阻尼结构计算假定与实际情况的差异（计算模型、材料、阻尼变化等）变化等）经验总结、定性判断经验总结、定性判断含义含义 在进行结构设计时，首先着眼于结构的总体地震反应，在进行结构设计时，首先着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节，从根本上提高结构的的大原则，又顾及到关键部位的细节，从根本上提高结构的抗震能力；有时需要运用工程判断解决或处理具体问题。抗震能力；有时需

43、要运用工程判断解决或处理具体问题。1建筑形状选择建筑形状选择 建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。对平面不规则和竖向不规则类型的建筑结构应按抗震规范要求进行水对平面不规则和竖向不规则类型的建筑结构应按抗震规范要求进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。抗震构造措施。对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，要在适当部位设置防震缝，对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。形成多

44、个较规则的抗侧力结构单元。建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，整体性好；建筑的立面建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，整体性好；建筑的立面和竖向剖突变面宜规则，结构的侧向刚度变化均匀，竖向抗侧力构件的截面和竖向剖突变面宜规则，结构的侧向刚度变化均匀，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐步减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力尺寸和材料强度宜自下而上逐步减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。突变。防震缝要留有足够的宽度，其两侧上部结构完全分开。当结构需要设置伸防震缝要留有足够的宽度，其两侧上部结构完全分开。当结构需要设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。缩缝

45、和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。建筑物平、立面布置的基本原则：建筑物平、立面布置的基本原则：结构对称结构对称 有利于减轻结构的地震扭转效应有利于减轻结构的地震扭转效应 形状规则形状规则 在地震时应力集中现象较少，有利于抗震在地震时应力集中现象较少，有利于抗震质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀 平面内使结构刚度中心与质量中心平面内使结构刚度中心与质量中心相一致，避免扭转效应相一致，避免扭转效应 高度方向均匀变化，避免薄弱层，高度方向均匀变化，避免薄弱层，减小变形集中、鞭梢效应减小变形集中、鞭梢效应对称对称对称对称、规则规则规则规则、质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀质

46、量与刚度变化均匀建筑抗震概念设计建筑抗震概念设计三、三、抗震设计基本要求抗震设计基本要求建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求：建筑抗震设计包括三个层次的内容与要求：概念设计概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则在总体上把握抗震设计的基本原则 抗震计算抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段为建筑抗震设计提供定量手段 构造措施构造措施在保证结构整体性、加强局部薄弱环节在保证结构整体性、加强局部薄弱环节 等意义上保证抗震计算结果的有效性等意义上保证抗震计算结果的有效性 建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则建筑抗震设计在总体上要求把握的基本原则:注意场地选择，把握建筑体型，利用结构延性，设置多道防线，注

47、意场地选择，把握建筑体型，利用结构延性，设置多道防线，重视非结构因素重视非结构因素四、把握建筑体型四、把握建筑体型建筑物平、立面布置的基本原则：建筑物平、立面布置的基本原则：结构对称结构对称 有利于减轻结构的地震扭转效应有利于减轻结构的地震扭转效应 形状规则形状规则 在地震时应力集中现象较少，有利于抗震在地震时应力集中现象较少，有利于抗震质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀 平面内使结构刚度中心与质量中平面内使结构刚度中心与质量中 心相一致，避免扭转效应心相一致，避免扭转效应 高度方向均匀变化，避免薄弱层，高度方向均匀变化，避免薄弱层，减小变形集中、鞭梢效应减小变形集中、鞭梢效应对称对称对称对

48、称、规则规则规则规则、质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀质量与刚度变化均匀不规则类型不规则类型定定 义义扭转不规则扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平位楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的移（或层间位移）平均值的1.2倍倍凹凸不规则凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸大于相应投影方向总尺寸的结构平面凹进的一侧尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。例如：有效楼板宽度小于该层楼板楼板的尺寸和平面刚度急剧变化。例如：有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的典

49、型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼，或较大的楼层错层。层错层。平平面面不不规规则则的的类类型型不规则类型不规则类型定定 义义侧向刚度不规则侧向刚度不规则 该层的侧向刚度小于相邻上一层的该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的一层的25%。竖向抗侧力构件不竖向抗侧力构件不连续连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支

50、撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递（梁、桁架等）向下传递楼层承载力突变楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖竖向向不不规规则则的的类类型型建筑结构平面的建筑结构平面的扭转不规则示例扭转不规则示例建筑结构平面建筑结构平面的凹角或凸角的凹角或凸角不规则示例不规则示例建筑结构平面局建筑结构平面局部不连续示例部不连续示例沿竖向的侧向沿竖向的侧向刚度不规则刚度不规则（有柔软层）（有柔软层）五、抗震结构体系五、抗震结构体系体系选择体系选择考虑因素：设防类别、烈度、高度、场地、地基、材料、考虑因素：设防类别、烈度、高度、场地