第1章-2公开课教案课件.ppt
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1、1.7 抗震抗震设防的基本要求设防的基本要求 通过抗震设防,减轻建筑的破坏,避免人员死亡,减轻通过抗震设防,减轻建筑的破坏,避免人员死亡,减轻经济损失。经济损失。一、抗震设防目标及方法一、抗震设防目标及方法一、抗震设防目标及方法一、抗震设防目标及方法1.1.总目标总目标 具体通过具体通过“三水准三水准”的抗震设防要求和的抗震设防要求和“两阶段两阶段”的抗震的抗震设计方法实现。设计方法实现。地地震震是是一一种种随随机机性性极极强强的的自自然然灾灾害害,不不可可能能保保证证结结构构在在地地震作用下的绝对安全,也不可能不抗震设防,如何办?震作用下的绝对安全,也不可能不抗震设防,如何办?使用寿命期内对
2、不同频度和强度的地震,要求结构具有不使用寿命期内对不同频度和强度的地震,要求结构具有不使用寿命期内对不同频度和强度的地震,要求结构具有不使用寿命期内对不同频度和强度的地震,要求结构具有不同的抵抗能力,使设计的结构在未来地震作用下发生破坏的概同的抵抗能力,使设计的结构在未来地震作用下发生破坏的概同的抵抗能力,使设计的结构在未来地震作用下发生破坏的概同的抵抗能力,使设计的结构在未来地震作用下发生破坏的概率为社会所接受,同时为当前的经济条件所允许。合理的抗震率为社会所接受,同时为当前的经济条件所允许。合理的抗震率为社会所接受,同时为当前的经济条件所允许。合理的抗震率为社会所接受,同时为当前的经济条件
3、所允许。合理的抗震设计应满足经济和安全之间的合理平衡,设计应满足经济和安全之间的合理平衡,设计应满足经济和安全之间的合理平衡,设计应满足经济和安全之间的合理平衡,三水准(中国)三水准(中国)三水准(中国)三水准(中国)三水准:三水准:“小震小震”“中震中震”“大震大震”三水准地震作用的标定三水准地震作用的标定地震影响地震影响50年超越概率年超越概率地震重现期地震重现期众值烈度众值烈度 小震小震63.2%50年年基本烈度基本烈度 中震中震10%475年年罕遇烈度罕遇烈度 大震大震2-3%1642-2475年年 一般关系一般关系 烈度:烈度:Im=I0-1.55,Is=I0+1 加速度:加速度:P
4、GAm=PGA0*1/3;PGAs=PGAm*(4-6)2 2、抗震设防目标、抗震设防目标水准水准涵义涵义要要 求求第一第一水准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响时,一般不受损坏或不需修理仍可继续使用使用第二第二水准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影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍可继续使用理仍可继续使用第三第三水准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当遭受高于本地区抗震设防烈度
5、的预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏命的严重破坏3.3.“两阶段两阶段”抗震设计方法抗震设计方法 第第一一阶阶段段设设计计:技技小小震震作作用用效效应应和和其其它它荷荷载载效效应应的的基基本本组组合合验验算算结结构构构构件件的的承承载载能能力力,以以及及在在小小震震作作用用下下验验算算结构的弹性变形:以满足第一水准抗震设防目标的要求:结构的弹性变形:以满足第一水准抗震设防目标的要求:第第二二阶阶段段设设计计:在在大大震震作作用用下下验验算算结结构构的的弹弹塑塑性性变变形形,以满足第三水准抗震设防的要求。以满足第三水准抗震设防的要求。说明说
6、明:第二水准的设防要求,是通过概念设计和构造措施来满第二水准的设防要求,是通过概念设计和构造措施来满足的,对大多数结构可只进行第一阶段设计;只有对足的,对大多数结构可只进行第一阶段设计;只有对抗震抗震现范现范所规定的部分结构,如有特殊要求的建筑和地震时易倒所规定的部分结构,如有特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构,才进行第二阶段的塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构,才进行第二阶段的抗震验算抗震验算二、抗震设防范围二、抗震设防范围二、抗震设防范围二、抗震设防范围 抗震设防烈度为抗震设防烈度为6 6度及以上地区的所有新建建筑工度及以上地区的所有新建建筑工程均必需进行抗震
7、设计。程均必需进行抗震设计。规范适用于规范适用于6-96-9度地区抗震设计及隔震、消能减震度地区抗震设计及隔震、消能减震设计。设计。超过超过9 9度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有关专门规定执行。关专门规定执行。三、抗震设防依据三、抗震设防依据三、抗震设防依据三、抗震设防依据一般情况下采用抗震设防烈度。一般情况下采用抗震设防烈度。在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数。在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数。二、抗震设防范围二、抗震设防范围二、抗震设防范围二、抗震设防范围 抗震设防烈度为抗震设防烈度为6 6度及以上地区的所有新建建筑工度
8、及以上地区的所有新建建筑工程均必需进行抗震设计。程均必需进行抗震设计。规范适用于规范适用于6-96-9度地区抗震设计及隔震、消能减震度地区抗震设计及隔震、消能减震设计。设计。超过超过9 9度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有关专门规定执行。关专门规定执行。三、抗震设防依据三、抗震设防依据三、抗震设防依据三、抗震设防依据一般情况下采用抗震设防烈度。一般情况下采用抗震设防烈度。在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数。在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数。四、四、四、四、抗震设防分类抗震设防分类抗震设防分类抗震设防分类规范规范20012001
9、根据建筑使用功能重要性,分为:根据建筑使用功能重要性,分为:甲类属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次甲类属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次 生灾害的建筑生灾害的建筑乙类属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复乙类属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复 功能的建筑功能的建筑丙类属于甲、乙、丁类以外的建筑丙类属于甲、乙、丁类以外的建筑丁类属于抗震次要建筑丁类属于抗震次要建筑策略:不调整地震力,只是从抗震措施或抗震构造策略:不调整地震力,只是从抗震措施或抗震构造策略:不调整地震力,只是从抗震措施或抗震构造策略:不调整地震力,只是从抗震措施或抗震构造措施上考虑建筑的重要性类别措施上考虑建筑的重要性
10、类别措施上考虑建筑的重要性类别措施上考虑建筑的重要性类别 甲甲类类建建筑筑地地震震作作用用应应高高于于本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈度度的的要要求求,其其值值应应按按批批准准的的地地震震安安全全性性评评价价结结果果确确定定;抗抗震震措措施施,当当抗抗震震设设防防烈烈度度为为6-86-8度度时时,应应符符合合本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈度度提提高高一一度度的的要要求,当为求,当为9 9度时,应符合比度时,应符合比9 9度抗震设防更高的要求度抗震设防更高的要求。乙乙类类建建筑筑地地震震作作用用应应符符合合本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈度度的的要要求求;抗抗震震措措施施,一一般般情情况况下下
11、。当当抗抗震震设设防防烈烈度度为为6-86-8度度时时,应应符符合合本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈度度提提高高一一度度的的要要求求,当当为为9 9度度时时应应符符合合比比9 9度度抗震设防更高的要求。抗震设防更高的要求。丙丙类类建建筑筑地地震震作作用用和和抗抗震震措措施施均均应应符符合合本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈度的要求。度的要求。丁丁类类建建筑筑一一般般情情况况下下地地震震作作用用仍仍应应符符合合本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈度度的的要要求求;抗抗震震措措施施应应允允许许比比本本地地区区抗抗震震设设防防烈烈低低的的要要求求适适当降低,但抗震设防烈度为当降低,但抗震设防烈度为6 6度
12、时不应降低。度时不应降低。1.8 1.8 建筑抗震概念设计建筑抗震概念设计一、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的基本设计原则和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概念设计。称为概念设计。意义意义(1 1)“计算设计计算设计”很难有效控制结构的薄弱环节,不能完很难有效控制结构的薄弱环节,不能完全解决问题全解决问题 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(计算模型、非结构墙体对结结构计算假定
13、与实际情况的差异(计算模型、非结构墙体对结构刚度的影响、阻尼变化等)构刚度的影响、阻尼变化等)(2 2)经验总结、定性判断)经验总结、定性判断抗震设计的基本要求抗震设计的基本要求场地和地基场地和地基建筑结构的规则性建筑结构的规则性抗震结构体系的合理选择抗震结构体系的合理选择非结构构件非结构构件材料与施工材料与施工场地和地基场地和地基场地选择场地选择选择有利地段(稳定基岩、坚硬土等)选择有利地段(稳定基岩、坚硬土等)避开不利地段,无法避免时应采取有效措施(软弱土、液化避开不利地段,无法避免时应采取有效措施(软弱土、液化土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘等)土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘等)不
14、应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑(可能发生滑坡、崩不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑(可能发生滑坡、崩塌、地裂、泥石流等及发震断裂带等)塌、地裂、泥石流等及发震断裂带等)地基、基础设计地基、基础设计同一结构单元基础不宜设置在性质截然不同的地基上同一结构单元基础不宜设置在性质截然不同的地基上同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基地基较差时,应考虑不均匀沉降等不利影响,并采取相应措地基较差时,应考虑不均匀沉降等不利影响,并采取相应措施施场地和地基场地和地基场地选择场地选择选择有利地段(稳定基岩、坚硬土等)选择有利地段(稳定基岩、坚硬土等)避开不利地
15、段,无法避免时应采取有效措施(软弱土、液化避开不利地段,无法避免时应采取有效措施(软弱土、液化土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘等)土、条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘等)不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑(可能发生滑坡、崩不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑(可能发生滑坡、崩塌、地裂、泥石流等及发震断裂带等)塌、地裂、泥石流等及发震断裂带等)地基、基础设计地基、基础设计同一结构单元基础不宜设置在性质截然不同的地基上同一结构单元基础不宜设置在性质截然不同的地基上同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基地基较差时,应考虑不均匀沉降等不利影响,并采取相应
16、措地基较差时,应考虑不均匀沉降等不利影响,并采取相应措施施二、建筑结构的规则性二、建筑结构的规则性二、建筑结构的规则性二、建筑结构的规则性 建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。始自若干现代建筑在地震中的表现。最为典型的例子是最为典型的例子是19721972年年2 2月月2323日南美洲的马那日南美洲的马那瓜地震。瓜地震。马马那那瓜瓜有有相相距距不不远远的的两两幢幢高高层层建建筑筑,一一幢幢为为十十五五层层高高的的中中央央银银行行大大厦厦,另另一一幢幢为为1818层层高高的的美美洲洲银银行行大大厦厦。当当地地地地震震
17、烈烈度度估估计计为为8 8度度。一一幢幢破破坏坏严严重重,震震后后拆拆除;另一幢轻微损坏,稍加修理便恢复使用。除;另一幢轻微损坏,稍加修理便恢复使用。马那瓜中央银行大厦试问:那一幢破坏严重呢?马那瓜美洲银行大厦 1 1)平面不规则)平面不规则4 4个楼梯间偏置塔楼西端,西端有填充墙。个楼梯间偏置塔楼西端,西端有填充墙。4 4层以上的楼板仅为层以上的楼板仅为5cm5cm厚,搁置在高厚,搁置在高45cm45cm长长14m14m小梁上。小梁上。2 2)竖向不规则)竖向不规则塔楼上部(塔楼上部(4 4层楼面以上),北、东、西三面布置了密集的小柱子,共层楼面以上),北、东、西三面布置了密集的小柱子,共6
18、464根,支承在根,支承在4 4层楼板水平层楼板水平处的过渡大梁上,大梁又支承在其下面的处的过渡大梁上,大梁又支承在其下面的1010根根1m1m 1.55m 1.55m的柱子上(间距的柱子上(间距9.4m9.4m)。上下两部分严)。上下两部分严重不均匀,不连续。重不均匀,不连续。主要破坏:第主要破坏:第4 4层与第层与第5 5层之间层之间(竖向刚度和承载力突变竖向刚度和承载力突变),),周围柱子严重开裂,柱钢筋压屈;周围柱子严重开裂,柱钢筋压屈;横向裂缝贯穿横向裂缝贯穿3 3层以上的所有楼板层以上的所有楼板(有的宽达有的宽达1cm),1cm),直至电梯井东侧;直至电梯井东侧;塔楼西立面、其他立
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