模块5 建筑抗震设计基本知识.pptx

《模块5 建筑抗震设计基本知识.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模块5 建筑抗震设计基本知识.pptx（35页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、5.1 5.1 地震和抗震的一般知识地震和抗震的一般知识5.2 5.2 抗震设计基本要求抗震设计基本要求5.3 5.3 地震作用与结构抗震验算地震作用与结构抗震验算模模块块5 建筑抗震设计基本知识建筑抗震设计基本知识一、地震的分类一、地震的分类5.1 5.1 地震和抗震的一般知识地震和抗震的一般知识u5.1.1地震的基本知识1.1.按地震成因分类按地震成因分类2.2.按震源深浅分类按震源深浅分类浅源地震浅源地震 震源深度小于震源深度小于75 km中源地震中源地震 震源深度在震源深度在75300 km深源地震深源地震 震源深度在震源深度在300 km以上以上3.按按地震序列地震序列分类分类主震余

2、震型主震余震型震群型震群型单发型单发型构造地震、火山地震、陷落地震、诱发地震构造地震、火山地震、陷落地震、诱发地震地震序列：一定时期内发生在相邻地区的一系列大小地震主震：地震序列中最大的一次地震为主震，其余为余震 地球内部发生地震的地方叫地球内部发生地震的地方叫震源震源；震源在地面上的投影点震源在地面上的投影点称为称为震中震中；震中及其附近的地方称为；震中及其附近的地方称为震中区震中区，也称，也称极震区极震区；从；从震中到地面上任何一点的距离称为震中到地面上任何一点的距离称为震中距震中距二、地震波地震波是地震引起的振动以波的形式向各个方向传播并释放能量。由体波和面波组成。1、体波纵波：由震源向

3、外传播的疏密波，介质质点的振动方向与波的前进方向一致，故又称为压缩波。特点：周期短，振幅小。使建筑物上下颠簸。横波：由震源向外传播的剪切波，介质质点的振动方向与波的前进方向一致，故又称为压缩波。特点：周期短，振幅小。使建筑物水平晃动。2、面、面波波1、定义：体波经过地层界面的多次反射后投射到地面上时，激起两种沿地面传播的面波瑞雷波（R）和洛夫波（L）2、瑞雷波：质点在竖向平面内作与波速相反的椭圆运动，引起建筑物上下颠簸。yzx波的传播方向波的传播方向质点运动方向质点运动方向3、洛夫波：质点在水平面内作与波速前进方向相垂直的水平运动，在地面呈蛇形运动，引起建筑物水平晃动。yzx质点运动方向质点运

4、动方向波的传播方向波的传播方向波速：波速：PSPS面波面波面波能量最大，对建筑物和地表破坏最大面波能量最大，对建筑物和地表破坏最大二、二、震级和烈度震级和烈度（一）地震震级（衡量一次地震释放能量大小的尺度）（一）地震震级（衡量一次地震释放能量大小的尺度）里氏震级：里氏震级：里氏震级：里氏震级：采用标准地震仪在距离震中：采用标准地震仪在距离震中100km处的坚硬地处的坚硬地面上记录的地面水平振幅。面上记录的地面水平振幅。震震级与能量级与能量E E（1010-7-7J J）：）：级级增加级，能量增加约倍增加级，能量增加约倍。6 6级地震相当于一个两级地震相当于一个两万吨级的原子弹。万吨级的原子弹。

5、微微震：震：强强烈地震：烈地震：特特大地震：大地震：8 8 （二）地震烈度（二）地震烈度.地震烈度的概念地震烈度的概念地震发生时，在一定地点振动的强烈程度。它表示该地震发生时，在一定地点振动的强烈程度。它表示该地地点地面和建筑物受破坏的程度，也反映该地地面运动速度点地面和建筑物受破坏的程度，也反映该地地面运动速度和加速度峰值的大小。和加速度峰值的大小。.地震烈度的统计分布地震烈度的统计分布众值烈度比基本烈度低众值烈度比基本烈度低1.551.55度；罕遇烈度比基本烈度高度；罕遇烈度比基本烈度高1 1度左右。度左右。.设计地震分组设计地震分组规范规范附录列出了我国抗震设防区各县级及县级附录列出了我

6、国抗震设防区各县级及县级以上城镇中心地区的分组。以上城镇中心地区的分组。.抗震设防烈度抗震设防烈度是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依是指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。一般情况下，它与地震基本烈度相同据的地震烈度。一般情况下，它与地震基本烈度相同。一、建筑抗震设防分类和设防标准一、建筑抗震设防分类和设防标准（一）抗震设防依据（一）抗震设防依据 基本烈度、抗震设防烈度基本烈度、抗震设防烈度（二）抗震设防目标（二）抗震设防目标“小震不坏、中震可修、大震不倒小震不坏、中震可修、大震不倒”（三）（三）抗震设防类抗震设防类别别u5.1.2 抗震设防的基本知识抗震次要建

7、筑抗震次要建筑丁类丁类 除甲乙丁类以外的一般建筑除甲乙丁类以外的一般建筑丙类丙类 地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑乙类乙类 重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑甲类甲类 设设防防分分类类（四）（四）抗震设防标抗震设防标准准按本地区抗震设防烈度降低一度计算地震作用按本地区抗震设防烈度降低一度计算地震作用丁类丁类 按本地区抗震设防烈度计算地震作用按本地区抗震设防烈度计算地震作用丙类丙类 按本地区抗震设防烈度提高一度计算地震作用按本地区抗震设防烈度提高一度计算地震作用乙类乙类 按地震安全性评价结果确定

8、，再计算地震作用按地震安全性评价结果确定，再计算地震作用甲类甲类 地地震震作作用用应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度为烈度为6度时不应降低度时不应降低丁丁类类应符合本地区抗震设防烈度度的要求应符合本地区抗震设防烈度度的要求丙丙类类一般情况下，当抗震设防烈度为一般情况下，当抗震设防烈度为6-8度时，应符合本地区抗度时，应符合本地区抗震设防烈度提高震设防烈度提高1度的要求；当度的要求；当9度时，应符合比度时，应符合比9度抗震设度抗震设防更高的要求，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能防更高的要求，对较小的乙类建筑，当其结构

9、改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施采取抗震措施乙乙类类当抗震设防烈度为当抗震设防烈度为6-8度时，应符合本地区抗震设防烈度提度时，应符合本地区抗震设防烈度提高高1度的要求；当为度的要求；当为9度时，应符合比度时，应符合比9度抗震设防更高的要度抗震设防更高的要求求甲甲类类抗抗震震措措施施世界地震活动性中国地震活动性1、地面破坏。地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等；一、直接灾害：一、直接灾害：地震灾害2、建筑物与构筑物的破坏:房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂等.桥梁断落桥梁断落水坝开裂水坝开裂3、山体等自然物的

10、破坏。、山体等自然物的破坏。如山崩、滑坡等；如山崩、滑坡等；4 4、海啸。、海啸。海海底地震引起的巨底地震引起的巨大海大海浪冲上浪冲上海岸，可造成海岸，可造成沿海沿海地区的破坏；地区的破坏；二、次生灾害：二、次生灾害：二、次生灾害：二、次生灾害：伴随直接灾害而发生的后继灾害次生灾害。次生灾害造成的伤亡和损失有时比直接灾害还要大。1、火灾：因震后火源失控引起；2、水灾：因水坝决口或山崩拥塞河道等引起；3、毒气泄漏：因储存装置破坏等引起；4、瘟疫：因震后环境的严重破坏而引起.主要的次生灾害有：三、工程结构破坏现象三、工程结构破坏现象1、结构丧失整体性2、承重结构强度不足3、结构变形过大导致倒塌6、

11、非结构构件破坏4、地基失效5、结构构件连接支撑失效.场地的类别场地的类别等等效剪切波速效剪切波速v vsese5.2 5.2 抗震设计基本要求抗震设计基本要求u5.2.1 抗震概念设计u5.2.2 场地、地基和基础建筑场地的划分：建筑场地的划分：.场地的选择场地的选择选择建筑场地时，应对抗震有利、不利和危险地段作选择建筑场地时，应对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。出综合评价。等效剪切等效剪切波速波速(u)场场 地地 类类 别别I0类类I1类类类类类类类类Vse 8000800 Vse 5000500 Vse 25015050Vse 15080.地基和基础的选地基和基础的选择择（1 1）同

12、一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；）同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；（2 2）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；（3 3）对饱和砂土和饱和粉土的地基，除）对饱和砂土和饱和粉土的地基，除6 6度设防外，应进行度设防外，应进行液化判别；液化判别；（4 4）存在液化土层的地基，应采取消除或减轻液化影响的措）存在液化土层的地基，应采取消除或减轻液化影响的措施。施。（5 5）当地基出要受力范围内为软弱粘性土层与湿陷性黄土时，）当地基出要受力范围内为软弱粘性土层与湿陷性黄土时，应结合具体情况进行处理。应结合具体

13、情况进行处理。结结构体系的选构体系的选择择基基本要求：本要求：（1 1）应具有明确的计算简图和合理的地震作用的传递途径；）应具有明确的计算简图和合理的地震作用的传递途径；（2 2）应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失）应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力抗震能力或对重力荷载的承载能力；（3 3）应具备必要的抗震承载力、良好的变形能力和消耗地）应具备必要的抗震承载力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力；震能量的能力；（4 4）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。u5.2.3 建筑形体及其构

14、件布置的规则性u5.2.4 结构体系u5.2.5 非结构构件u5.2.6 结构材料与施工u5.2.7 隔震与消能减震设计5.3 5.3 地震作用与结构抗震验算地震作用与结构抗震验算u5.3.1 地震作用计算方法地震作用计算方法 底部剪力法 振型分解反应谱法 时程分析法 1高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，宜采用底部剪力法等简化方法。2除上述以外的建筑结构，宜采用振型分解反应谱法。3特别不规则的建筑、甲类建筑和表5.1.2-1所列高度范围的高层建筑，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算，可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解

15、反应谱法计算结果的较大值。表表5.1.2-15.1.2-1采用时程分析的房屋高度范围采用时程分析的房屋高度范围烈度、场地类别烈度、场地类别房屋高度范围（）房屋高度范围（）度度、类场地及度类场地及度100度度、类场地类场地80度度604计算罕遇地震下结构的变形，采用简化的弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法。对绝大多数结构进行多遇地震作用下的结构和构件承载力验算,以及多遇地震作用下的弹性变形验算。采用二阶段设计法采用二阶段设计法对一些结构进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。第一阶段：第二阶段：u5.3.2 5.3.2 结构抗震验算结构抗震验算多遇地震下结构承载力验算多遇地震下结构承载力验算（2）7度

16、时、类场地、柱高不超过10m且两端有山墙的单跨及多跨等高的钢筋混凝土厂房，或柱顶标高不超过4.5m，两端均有山墙的单跨及多跨等高的砖柱厂房。下列情况可不进行结构承载力验算：（1）6度时的建筑（类场地上较高的高层建筑与高耸结构除外）；材料材料结构构件结构构件受力状态受力状态钢钢材材柱、梁柱、梁强度0.75支撑支撑稳定0.80节点板件、连接螺栓节点板件、连接螺栓受剪0.85连接焊缝连接焊缝受剪0.90多遇地震下结构承载力验算公式：砌砌体体两端均有构造柱、芯柱两端均有构造柱、芯柱的抗震墙的抗震墙受剪受剪0.9其他抗震墙其他抗震墙受剪受剪1.0混混凝凝土土梁梁受弯受弯0.75轴压比小于轴压比小于0.1

17、5的柱的柱偏压偏压0.75轴压比不小于轴压比不小于0.15的柱的柱偏压偏压0.80抗震墙抗震墙偏压偏压0.85各类构件各类构件受剪、偏拉受剪、偏拉0.85多遇地震下结构承载力验算公式：为重力荷载分项系数，一般取1.2，当重力荷载效应对构件承载能力有利时，不应大于1.0 分别为分别为水平、竖向地震作用分项系数 地震作用地震作用仅计算水平地震作用仅计算水平地震作用1.30.0仅计算竖向地震作用仅计算竖向地震作用0.01.3同时计算水平与竖向地震作用同时计算水平与竖向地震作用1.30.5风荷载分项系数，应采用1.4 风荷载组合系数，一般结构可不考虑,风荷载起控制作用的高层建筑应采用0.2 多遇地震下

18、结构弹性变形验算 或 弹性层间位移角限值结构类型结构类型钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架1/550钢筋混凝土框架抗震墙、板柱抗震墙、框架核心筒钢筋混凝土框架抗震墙、板柱抗震墙、框架核心筒1/800钢筋混凝土抗震墙、筒中筒钢筋混凝土抗震墙、筒中筒1/1000钢筋混凝土框支层钢筋混凝土框支层1/1000多、高层钢结构多、高层钢结构1/300多遇地震下结构承载力验算多遇地震下结构弹性变形验算 第一阶段抗震设计第二阶段抗震设计罕遇地震下结构弹塑性变形验算 1下列结构应应进行弹塑性变形验算：4)甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；1)8度、类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架

19、；2)79度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构；5)采用隔震和消能减震设计的结构。3)高度大于150m的钢结构；罕遇地震下结构弹塑性变形验算 2下列结构宜宜进行弹塑性变形验算：1)表1所列高度范围且属于表2所列竖向不规则类型的高层建筑结构；表表1 1烈度、场地烈度、场地类别类别房屋高度范围房屋高度范围（）（）度度、类场地及类场地及度度100度度、类场地类场地80度度60表表2 2不规则类型不规则类型定义定义侧向刚度不侧向刚度不规则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，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的上相邻三个楼层侧向刚度平均值的8

20、0%；除顶层外，；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力竖向抗侧力构件不连续构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递由水平转换构件（梁、桁架等向下传递 楼层承载力楼层承载力突变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%2)7度、类场地和8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；4)高度不大于150m的高层钢结构。3)板柱-抗震墙结构和底部框架砖房；表表3 3弹塑性层间位移角限值弹塑性层间位移角限值结构类型结构类型单层钢筋混凝土柱排架单层钢筋混凝土柱排架1/30钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架1/50底部框架砖房中的框架抗震墙底部框架砖房中的框架抗震墙1/100钢筋混凝土框架抗震墙、板柱抗震墙、框架核心筒钢筋混凝土框架抗震墙、板柱抗震墙、框架核心筒1/100钢筋混凝土抗震墙、筒中筒钢筋混凝土抗震墙、筒中筒1/120多、高层钢结构多、高层钢结构1/50薄弱楼层弹塑性层间位移的验算