(新版)建筑结构PPT课件：抗震基本知识.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三篇 抗震设计的基本知识,一、地震的一些基本概念,地震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,地震是一种自然现象，地球上每天都在发生地震，一年约有,500,万次其中约,5,万次人们可以感觉到；能造成破坏的约有,1000,次；,7,级以上的大地震平均一年有十几次目前记录到的世界上最大地震是,8.9,级，发生于,1960,年,5,月,22,日的智利地震什么是地震？,什么叫震源、震中、震中距？,地球内部发生地震的地方叫,震源,；,震源在地面上的投影点称为,震中,；,震中及其附近的地方称为,震中区,，也称,极震区,；,从震中到地面上任何一点的距离称为,震中距,地震分类,1.,按地震成因分类,-,天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震,1).,构造地震,破坏性地震主要属于构造地震据统计，构造地震约,占世界地震总数的,90%,以上92%,的地震发生在地壳中，,其余的发生在地幔上部,地震,天然地震,人工地震,2,）,.,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称为火山地震，这类地震只占全世界地震的,7%,左右。

1914,年日本樱岛火山爆发，产生的震动相当于一个,6.7,级地震3,）,.,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陷地震这类地震的规模比较小，次数也很少人工地震,因人为因素直接造成的地震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1962,年,3,月,19,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,6.1,级天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震,地震,天然地震,人工地震,2.,按震源深浅分类,浅源地震,震源深度小于,60,千米的称为浅源地震全世界,85%,以上的地震都是浅源地震中源地震,震源深度在,60,至,300,千米的称为中源地震深源地震,震源深度在,300,千米以上的称为深源地震浅源地震波及范围小，但破坏力大；深源地震波及范,围大，但破坏力小2002,年,6,月,29,日晨,1,：,20,发生于吉林的,7.2,级地震，震源深度为,540km,，无破坏目前有记录的最深震源达,720,公里1960,年,2,月,29,日发生于摩洛哥艾加迪尔城的,5.8,级地震，,深度为,3km,。

震中破坏极为严重，但破坏仅局限在震中,8km,内地震波,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波分为体波和面波体波,横波（,S,波）,纵波（,P,波）,面波,瑞利波,乐甫波,横波特点,:,周期长、振幅大、,波速慢,100-800m/s,纵波特点,:,周期短,振幅小,波速快,200-1400m/s,面波比体波衰减慢、振幅大、,周期长、传播远建筑物破坏,主要由面波造成杂波,P,波开始,S,波开始,面波开始,二、震级与烈度,1,、地震震级,1,）,.,定义,能量越大，震级就越大；震级相差一级，能量相差约,32,倍；相差二级，能量相差,1000,倍反映一次地震本身大小的等级，用,M,表示,式中,A,表示标准地震仪距震中,100km,纪录的最大水平地,动位移，单位为微米2,）,.,震级与能量的关系,一个,6,级地震相当于一个两万吨级的原子弹能量,E,的单位：尔格（,1,尔格,=,）,3,）,.,按震级的地震分类,微震,-2,级以下人感觉不到,有感地震,-2-4,级 人有感觉,破坏性地震,-5,级以上 有破坏,强烈地震,-7,级以上 有破坏,特大地震,-8,级以上 有破坏,由于震源深浅、震中距大小等不同，地震造成,的破坏也不同。

震级大，破坏力不一定大；震级小，,破坏力不一定就小2,、地震烈度,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，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关1,）,.,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，,简称为烈度用,I,表示2,）,.,地震烈度表,地震烈度表是评定烈度的标准和尺度我国在,1980,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,1-12,度3,）,.,基本烈度,一个地区未来,50,年内一般场地条件下可能遭受的具有,10%,超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度用,Ib,表示相当于,475,年一遇的最大地震的烈度各地区的基本烈度由,中国地震动参数区划图,（,GB18306-2001),确定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,Id,表示规范规定：一般情况下，可采用,中国地震动参数区划图,中的地震基本烈度对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防4,）,.,设防烈度,设防烈度的取值依据：,规范规定：,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,建筑所在地区在设计基准期（,50,年）内出现的频度最,高的烈度。

也称为常遇烈度、小震烈度，用,Is,表示其超,越概率为,63.2%,，重现期为,50,年5,）,.,多遇烈度,6,）,.,罕遇烈度,建筑所在地区在设计基准期（,50,年）内具有超越概率,2%-3%,的地震烈度也称为大震烈度，重现期约为,2000,年地,震烈度、震级与地震影响的关系,（,1,）,5.0-5.4,级地震，震中烈度多为六度，其面积小于,500,平方公里2,）,5.5-5.9,级地震，震中烈度多为七度，其面积不超过,200,平方公里；六度区面积也只有数百平方公里3,）,6.0-6.4,级地震，震中烈度多数为八度，其面积几十平方公里；七度区不超过,200,平方公里，六度区数百平方公里，如震中烈度为七度，则与,5.5-5.9,级地震结果相同4,）,6.5-6.9,地震，震中烈度一半为八度，结果与,6.0-6.4,级地震一样；另一半为九度，其面积小于,100,平方公里，八度区不超过,500,平方公里，七度区则在,1500,平方公里以内1,）,5.0-5.9,级地震造成人员伤亡者占,24%,而仅引起人员死亡的地震更少，只占,11.5%,一次,5,级多地震中死亡人数最多为,117,人，而死亡,29,人以上的地震都发生在夜间。

2,）,6.0-6.9,级地震有,43%,造成人员伤亡，而只有人员死亡仅占,35%,，一次地震死亡人数最多为,600,人震级与伤亡的关系,三、设计地震分组,请思考：图中的两座建筑在经历不同周期特点的地震作,用下，那座建筑更易破坏？,设计地震分组是新规范新提,出的概念，用以代替旧规范设计,近震、设计远震的概念在宏观烈度大体相同,条件下，处于大震级远离,震中的高耸建筑物的震害,比中小级震级近震中距的,情况严重的多设计地震分三组,对于,类场地，第一、二、三组,的设计特征周期分别为：,0.35s,、,0.40s,、,0.45s.,黑龙江省各地震设防地区均属第一组6,度近震,6,度远震,7,度近震,7,度远震,四、,地震地面运动的一般特征,1.,地面运动最大加速度,2.,地面运动的周期,3.,强震的持续时间,地面运动的一般特征可用地面运动加速度记录曲线来说明五、地震的破坏作用（震害现象）,由地震的原生现象如地震断层错动，以及地震波引起的强烈地面振动所造成的灾害1,、直接灾害：,2,、次生灾害：,直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡、稳定状态，从而引发出的灾害有时，次生灾害所造成的伤亡和损失比直接灾害还大。

六、抗震设防的基本要求,通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，减轻经济损失1,、抗震设防目标及方法,1,）,.,总目标,具体通过,“,三水准,”,的抗震设防要求和,“,两阶段,”,的抗,震设计方法实现2,）,.,“,三水准,”,抗震设防目标,当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，,一般不受损坏或不需修理可继续使用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可继续使用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严重破坏简称为：,“,小震不坏，中震可修，大震不倒,”,3,）,.,“,三水准,”,抗震设防是对单一水准设防的改进，,是向,“,性能设计,”,发展的重要步骤,单一水准设防思想是我国,74,规范,、,78,规范,和目前许多国家采用的设防思想设防目标是：当遭遇相当于设计烈度的地震时，建筑,物的损坏不致使人民生命财产和重要生产设备遭受危害，,建筑物不需修理或经一般修理仍可继续使用1989,年美国,Loma Preita,地震,(7.1,级），死亡,65,人，直,接经济损失（建筑物破坏重建）,80,亿美元，间接经济损失,150,亿美元。

1994,年美国,Northridge,地震,(6.7,级,),伤亡不多，经济,损失为,200,亿美元1995,年日本阪神地震,(7.2,级,),经济损失为,1000,亿美元1999,年台湾集集地震,(7.3,级,),经济损失为,94,亿美元单一设防目标不适合当前现代化发展要求，应研究开,发下一代性能设计规范和抗震设计方法性能设计,”,要点,（,1,）,.,对抗震设计规定相应的地震作用标准,重现期,常遇地震,43,年（新建），,72,年（现有工程加固）,偶遇地震,72,年（新建），,225,年（现有工程加固）,少遇地震,475,年（新建和现有工程加固）,罕遇地震,970,年（新建），,2475,年（现有工程加固）,（,2,）,.,建立建筑应满足的性能水准,性能水准,要求,正常使用,结构和非结构构件不损坏或很小损坏,可以暂时使用,结构和非结构构件需很少量的修复工程,生命安全,结构保持稳定，具有足够的竖向承载能力储备，非结构构件的破坏控制在保障生命安全范围,防止倒塌,建筑保持不倒，其余破坏都在可接受范围,（,3,）,.,确立设防性能目标,d,g,i,j,罕遇地震,c,f,h,少遇地震,b,e,偶遇地震,a,常遇地震,防止倒塌,生命安全,可暂时使用,正常运行,地震作用,水准,建筑性能水准,基本目标,一般使用要求的建筑应具备,a,、,b,、,c,、,d,项的组合。

重要性较高或地震破坏后危险性较大的性能目标为,e,、,f,、,g,的组合对安全有十分危险影响的性能目标为,h,、,i,、,j,项的组合4,）,.,规定地震作用下结构变形的允许指标,应建立结构构件在规定的地震作用水平下的允许破,坏水平，结构和非结构构件宏观破坏状态的描述和允许,变形指标4,）,.,“,两阶段,”,抗震设计方法,第一阶段：,对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载,力验算；在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施第二阶段：,对一些规范规定的结构进行大震作用下的弹塑性变,形验算有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，不规则的建筑等,2,、抗震设防范围,抗震设防烈度为,6,度及以上地区的所有新建建筑工程均必需进行抗震设计规范适用于,6-9,度地区抗震设计及隔震、消能减震设计超过,9,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3,、抗震设防依据,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4,、抗震设防分类及抗震设防措施,建筑类别不同，抗震设防标准也不同抗震次要建筑,丁类,除甲乙丁类以外的一般建筑,丙类,地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑,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,甲类,设,防,分,类,1,）,.,抗震设防分。