第三讲 抗震设防水准与性能水准
抗震第一章-3
8
2.抗震设防措施 抗震措施:除结构地震作用计算和抗力计算以外的 抗震设计内容，包括抗震构造措施。 抗震构造措施：一般不须计算而对结构和非结构各 部分必须采取的各种细部要求。
抗 震 措 施 甲类 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高1度的要求；当为9度 时，应符合比9度抗震设防更高的要求
5
二、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。
三、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.“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进行弹性 承载力验算；并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；并对各类结构按规定要求采取抗震措施。
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
规范及标准
GB 50011-2001《建筑抗震设计规范》 (简称《2001规范》)， 建设部和国家质检总局联合发布。 GB 50011-2001《建筑抗震设计规范》(2008版本) (简称《2001规范》 08版)， 2008年5.12汶川地震后作了局部修订； GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》 (简称《2010规范》) 2010.12.1实施， 住房和城乡建设部、国家质检总局联合发布。
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 2 发下一代性能设计规范和抗震设计方法。
第三章-三水准两阶段-01
表3-6
分
甲
类
建 筑 类 型
重大建筑、产生次生灾 害建筑
设 防 标
准
类（特殊设防类）
高于本地区设防烈度 计算按本地区设防烈度 构造高一度
乙
不能中断或需尽快恢复 类（重点设防类） 建筑
丙
类（标准设防类） 一般建筑
计算和构造均按本地区 设防烈度
计算按本地区设防烈度 构造适当降低
10%
高一 2%~3% 度
1.4 0.90 0 (1.20)
注：括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区
FE
f
1.55度
1度
不 坏
可 修
不 倒
0
1 550
1 200
1 50
/h
0
众值
基本
大震
I
烈度
烈度
烈度
框架结构破坏程 度与房间侧移的 对应关系
三个水准烈度的 频率和对应关系
丁
类（适度设防类） 次要建筑
（二）三水准设防目标和两阶段设计方法
表3-7
目标地震
三个设防标准及 要求结构状态 50年超 越概率 与基 本烈 度的 关系 低一 度半 基本 烈度
max
6度 0.0 4 0.1 2 0.2 8 7度 0.08 (0.1 2) 0.23 (0.3 4) 0.50 (0.7 2) 8度 9度
设计阶段
第一阶段：承 载力验算。取 第一水准参数 按弹性方法计 算内力与变形 并配筋 第二阶段：变 形验算
多遇地震 众值烈度 63% （小震） （不坏或可不修） 偶遇地震 （中震） 罕遇地震 （大震） 基本烈度 （可修） 大震烈度 （不倒）
简述两阶段三水准抗震设计方法
简述两阶段三水准抗震设计方法两阶段三水准抗震设计方法是一种应对地震对结构建筑物的破坏和崩塌的设计方法。
它是由中国技术标准化协会城市规划设计标准化委员会在2002年制定并发布的。
两阶段三水准抗震设计方法包括两个设计阶段和三个抗震水平。
第一阶段是初步设计阶段，第二阶段是正式设计阶段。
三个抗震水平分别是受震等级一、二和三级。
初步设计阶段是指在建筑物的规划、结构设计、地基处理和材料选用等方面对抗震设计进行初步设计。
在这个阶段，需要进行地震动力学计算，以确定建筑物的抗震设计参数和基本抗震布置。
在两个设计阶段中，需根据三个抗震水平进行设计。
抗震水平一是面对较弱的地震作用，要求建筑物能够正常运行，具有安全性。
抗震水平二是面对一般强度的地震作用，要求建筑物能够承受地震摇晃并正常运行，具有韧性。
抗震水平三是面对较强的地震作用，要求建筑物能够保持完整性，仍然可以正常使用。
在进行抗震设计时，还需要考虑地震的影响因素，包括地质条件、建筑物的结构类型、高度、形状等因素。
在满足三个抗震水平的要求下，抗震设计需要考虑成本、施工难度等因素，寻找最佳的抗震设计方案。
两阶段三水准抗震设计方法是一种综合性的抗震设计方法，它通过两个设计阶段和三个抗震水平的要求，确保建筑物能够在不同程度的地震作用下保持安全性、韧性和完整性。
这种设计方法的实施能够有效减少地震对建筑物的破坏和崩塌，提高建筑物的抗震能力，减少人员伤亡和财产损失。
两阶段三水准抗震设计方法是一种具有可行性和实际性的设计方法，在实践中已经被广泛应用。
这种设计方法不仅保证了建筑物的抗震能力，还能够提高建筑物的整体性能和可靠性。
在初步设计阶段中，通过对地震动力学计算的分析，能够确定建筑物的基本抗震参数和布置。
这些参数包括结构类型、结构高度、地基处理和选用材料等，对后续的正式设计阶段非常关键。
在正式设计阶段中，通过更加精细的抗震力学计算和结构分析，能够保证建筑物在地震作用下的稳定性和耐久性。
抗震性能的不同等级和不同地震水准下的结构抗震性能
【拓展知识2-9】——抗震性能的不同等级和不同地震水准下的结构抗震性能结构抗震性能按可能的损坏状态、继续使用的可能并参考变形值，分为基本完好(含完好)、轻微破坏、中等破坏、严重破坏、倒塌等五级，不同地震水准下的结构抗震预期性能目标大致归纳成四类，见下表。
表1结构抗震性能的不同等级
注：个别指5%以下，部分指30%以下，多数指50%以上。
中等破坏的变形参考值，大致取规范弹性和弹塑性角限值的平均值，轻微破坏取1/2平均值。
表2不同地震水准下的结构抗震性能。
试论建筑结构设计中抗震性能化设计要点
试论建筑结构设计中抗震性能化设计要点摘要：我国常规建筑的抗震设计是基于承载力和刚度的设计方法，以小震为设计为基础，通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证中震和大震的抗震性能来实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准抗震设防目标。
但对于特别重要的建筑或者特别不规则的建筑这类复杂的结构会对结构设计提出更高的要求。
抗震性能化设计可以通过计算及构造等抗震性能化设计手段，提高建筑抗震性能，增强建筑结构的抗震能力。
基于性能的抗震设计方法已经被广泛认可，并逐渐成为抗震设计的一个重要发展趋势。
关键词：抗震性能化设计；建筑工程；结构设计1 抗震性能化设计概述1.1 抗震性能化设计基本概念基于性能的抗震设计理论以结构抗震性能分析为基础，根据设防目标的分类不同划分不同的性能目标及设防等级，根据建设者不同的要求，设计者采用经济合理的抗震性能设计方法。
是一种考虑对抗震设计的深化与细化的“多级抗震设防”的方式。
抗震性能化设计的主要目的是在地震作用下的建筑物破坏程度处于预期范围内，并且在经济成本、使用时间和修复费用达到平衡。
抗震性能化设计的中心工作是确定设防标准、性能水准以及抗震性能目标。
1.2 抗震性能化设计方法当前性能化设计最常用的方法是基于位移的抗震设计方法，重点任务是结构的位移满足抗震性能设计要求，中心工作是控制结构的层间位移。
当结构或者构件进入非线性弹塑性阶段时，结构或者构件的内力增加很小，但是其对应的变形增加很大，因此抗震阶段的主要指标是控制结构的位移。
抗震性能化设计根据抗震性能要求调整放大竖向构件的内力，通过提高结构的变形能力，来提高结构的抗震性能，并适当提高结构的抗震承载力，推迟结构进入弹塑性工作阶段以减少弹塑性变形以更有利于实现抗震性能目标。
2 抗震性能化设计主要内容2.1 结构方案分析结构或者构件设计的第一步是判断其是否需要采用抗震性能化设计方法，并且从建筑物规则性、场地条件、结构类型及高度、抗震设防标准等五方面进行分析判断，选取合理的性能目标。
建筑物抗震设防等级以及抗震设防类别、抗震设防烈度
建筑物抗震设防品级以及抗震设防类别、抗震设防烈度设防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动烈度。
确定了抗震设防烈度就确定了设计基当地动加速度和设计特征周期、设计地动动参数。
在确定地举措用尺度值时，用到设计基当地动加速度值衡量一次地动所释放的能量年夜小，用震级；衡量一次地动对某地造成的破坏水平，用烈度。
建筑物的设防烈度，就是设计的建筑物抗震能力。
设置抗震品级震级是暗示地动自己强度或年夜小的一种怀抱指标，一次地动，震级只有一个；地动烈度是指某一地区的空中和各种建筑物遭受一次地动影响的强弱水平，相应这次地动，分歧地区则有分歧的抗震烈度；抗震设防烈度是依照国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地动烈度。
也就是说，对某一个给定的地区来说，每次发生地动的震级是不定的；可是抗震设防烈度是国家规定好的，这个就目前来说是固定不变的。
地动震级=2/3*震中烈度+1抗震设防烈度=多遇地动下的烈度（众值烈度）+1.55因此我们国家现在就是依照一个几率来估计该烈度被超出的几率（一般是定众值烈度），然后根据众值烈度来+1.55算设防烈度建筑抗震设防分类和设防尺度3.1.1 建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
甲类建筑应属于重年夜建筑工程和地动时可能发生严重次生灾害的建筑，乙类建筑应属于地动时使用功能不克不及中断或需尽快恢复的建筑，丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震主要建筑。
3.1.2 建筑抗震设防类另外划分，应合适国家标淮《建筑抗震设防分类标淮》GB50223的规定。
3.1.3 各抗震设防类别建筑的抗震设防尺度，应合适下列要求：1 甲类建筑，地举措用应高于当地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地动平安性评价结果确定；抗震法子，当抗震设防烈度为6～8 度时，应合适当地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9 度时，应合适比9 度抗震设防更高的要求。
抗震设防烈度和抗震等级
抗震设防烈度和抗震等级第一篇：抗震设防烈度和抗震等级地震烈度、地震基本烈度和抗震设防烈度区别与联系？地震烈度是通过地震时地面的建筑或其它有关物体的反应的一个量，常用人的震感、建筑物反应来衡量，有一个国家专门的烈度表，地震基本烈本烈度是具有一定发生概率的烈度值，表明一个地区发生这个地震烈度的可能性比较大。
至于抗震设防烈度是对建筑物的抗震性能的要求，它不仅和当地的地震基本烈度有关，还和建筑物本身的要求有有关，甲级、已级、丙级四设防烈度是不同的。
可参考《建筑抗震设计规范》地震烈度是发生地震时大地发生的倾斜;地震基本烈度是某一地区多年地震统计的最高地震烈度;抗震设防烈度是建筑物设计时要满足不低于当地地震基本烈度的设计要求.如:当地的地震基本烈度为6,那么建筑物的抗震设防烈度至少为6.当然,有些建筑要求可能是7或8.1、抗震等级：是设计部门依据国家有关规定，按“建筑物重要性分类与设防标准”，根据烈度、结构类型和房屋高度等，而采用不同抗震等级进行的具体设计。
以钢筋混凝土框架结构为例，抗震等级划分为四级，以表示其很严重、严重、较严重及一般的四个级别2、地震烈度：是国家主管部门根据地理、地质和历史资料，经科学勘查和验证，对我国主要城市和地区进行的抗震设防与地震分组的经验数值，是地域概念。
抗震设防类别分为甲、乙、丁类建筑，全国大部分地区的房屋抗震设防烈度一般为8度。
3、震级是表示地震强度所划分的等级，中国把地震划分为六级：小地震3级，有感地震3-4.5级，中强地震4.5-6级，强烈地震6-7级，大地震7-8级，大于8级的为巨大地震。
第二篇：我国主要城镇抗震设防烈度.doc我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组注：1 首都和直辖市的全部县级及县级以上设防城镇，设计地震分组均为第一组；上标* 指该城镇的中心位于本设防区和较低设防区的分界线，下同。
注：全省县级及县级以上设防城镇的设计地震分组，除兴城、绥中、建昌、南票为第二组外，均为第一组。
第3章抗震等级场地的分类
第3章抗震等级场地的分类
4.1 场地选择
从破坏性质和工程对策角度，地震对结构的破 坏作用可分为两种类型：场地、地基的破坏作用和 场地的震动作用。
1. 场地和地基的破坏作用是指造成建筑破坏的原因直 接由场地和地基稳定性引起的（地面破裂、滑坡、坍塌）。
这种破坏作用一般是通过场地选择和地基处理来减轻地 震灾害的。
2. 场地的地震动作用是指由于强烈地面运动引起地面 设施振动而产生的破坏作用。
第3章抗震等级场地的分类
抗震规范相关规定
抗规4.1.8： 当需要在条状突出的山嘴、高耸孤 立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不 利地段建造丙类及丙类以上建筑时，除保证其在 地震作用下的稳定性外，尚应估计不利地段对设 计地震动参数可能产生的放大作用，其地震影响
系数最大值（αmax）应乘以增大系数。其值可根
超越概率 (重现期)
63.2% (50年)
10% (475年)
2~3% (2000年)
要求具有变形特征 弹性(或轻微损伤) 弹－塑性(有损坏) 严重损坏但不倒
相应的烈度值 基本烈度－1.55度 基本烈度 基本烈度+1度
第3章抗震等级场地的分类
一级注册结构师考题
第3章抗震等级场地的分类
一级注册结构师考题
山坡地在地震 时会产生土壤滑动
冲积地的土质 松软，地震时容易 塌陷，如果此处有 地下水层，还容易 发生液化。
抗震设防水准与性能水准
谢礼立
地震设防水准：
指工程设计中如何根据客观的设防环境和已定的设防目标， 并考虑具体的社会经济条件来确定采用怎样的设防参数， 或者说，应该选择多大强度的地震作为防御的对象
性能水准：
指结构在某一特定设防地震等级下预期破坏的最大程度。
基于性能的抗震设计方法：
包含传统的基于力的抗震设计方法和基于位移的抗震设计 方法。
上世纪90年代初，美国学者Vitelmo V. Bertero提出了基于性能的抗震设计理论。
Vitelmo V. Bertero： University of California, Berkeley, California, United States PEER： Pacific Earthquake Engineering Research Center
抗震设防水准 Seismic precautionary criterion
性能水准 Performance level
什么是性能抗震设计理论呢?
基于性能的抗震设计理论实际上是一个总体设计思想，主要指结构在受到不同水平地震 （不同概率地震）作用下的性能达到一组预期的性能目标。
这一理论的提出，是结构抗震设计思想的一次重大变革，它使抗震设防目标由传统的以生 命安全为单一设防目标转为综合考虑生命安全与财产损失两方面的具体要求，强调了“个性” 设计。
性能抗震 设计理论
1.结构的地震设防水准
指工程设计中如何根据客观的设防环境和已定的设防目标，并考虑具体的社会经 济条件来确定采用怎样的设防参数，或者说，应该选择多大强度的地震作为防御 的对象.
在我短短的一生里，百年一遇的洪水见过10 次，千年一遇的地震见过2次，唯独四年一遇 的……还没遇见过。更糟糕的是，在天灾无情人 祸更甚面前，…………………………。 这就是 我的传奇一生，我娇傲呀！
抗震设防水准及其设计实现问题
抗震设防水准及其设计实现问题王世权（河南省建筑设计研究院有限公司郑州450003）[提要]对目前我国抗震设防水准“小震不坏、中震可修、大震不倒”进行梳理，并详细讨论在实际结构设计中的实现方法。
[关键词]多遇地震设防烈度地震罕遇地震1、设防水准基本规定：《抗规》总则有如下规定：“按本规范进行抗震设计的建筑，其抗震设防目标是：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。
”即我们常说的“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
我国目前的抗震设计是以小震为设计基础的，中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证。
2、小震、中震、大震的量化标准：在《抗规》总则的条文说明中，对小震、中震、大震有较具体的规定：根据我国华北、西北和西南地区地震发生概率的统计分析，50年内超越概率约为63％的地震烈度为众值烈度，比基本烈度约低一度半，规范取为第一水准烈度；50年超越概率约10％的烈度即1990中国地震烈度区划图规定的地震基本烈度或新修订的中国地震动参数区划图规定的峰值加速度所对应的烈度，规范取为第二水准烈度；50年超越概率2％～3％的烈度可作为罕遇地震的概率水准，规范取为第三水准烈度，当基本烈度6度时为7度强，7度时为8度强，8度时为9度弱，9度时为9度强。
根据超越概率我们可以推算出：50年一遇的地震，其50年不遇的概率是(49/50)^50=0.364，50年内发生的概率为1-0.364=63.6%,即这里所说的多遇地震（小震）。
500年一遇的地震，其50年不遇的概率是（499/500）^50=0.90，则50年内发生的概率1-0.9=10%,即这里我们所说的设防烈度地震（中震）。
1700~2500年一遇的地震，其50年不遇的概率是（1699/1700）^50=0.971，（2499/2500）^50=0.98，则50年内发生的概率1-0.98=2%~1-0.971=3%，即这里我们所说的设防罕遇地震（大震）。
抗震设防的“三水准”和抗震设计的“两阶段”
抗震设防的“三⽔准”和抗震设计的“两阶段”抗震设防的“三⽔准”和抗震设计的“两阶段”抗震设防的“三⽔准”和抗震设计的“两阶段”近年来，国内外抗震设防⽬标的发展总趋势是要求建筑物在使⽤期间，对不同频率和强度的地震，应具有不同的抵抗能⼒，即“不震不坏，中震可修，⼤震不倒”。
这⼀抗震设防⽬标亦为我国《抗震规范》所采纳。
三⽔准设防的设防要求：第⼀⽔准：在遭受低于本地区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物⼀般不受损坏或不需要修理仍可继续使⽤；第⼆⽔准：在遭受本地区规定的设防烈度的地震影响时，建筑物（包括结构和⾮结构构件）可能有⼀定损坏，但不致危及⼈民⽣命和⽣产设备的安全，经⼀般修理或不需要修理仍可继续使⽤；第三⽔准：在遭受⾼于本地区设防烈度的预估罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发⽣危及⽣命的严重破坏。
“两阶段设计⽅法”根据上述三⽔准抗震设防⽬标的要求，在第⼀⽔准（⼩震）时，结构应处于弹性⼯作阶段，因此，可以采⽤线弹性动⼒理论进⾏建筑结构地震反应分析，以满⾜强度要求。
在第⼆和第三⽔准（中震、⼤震）时，结构已进⼊弹塑性⼯作阶段，主要依靠其变形和吸能能⼒来抗御地震。
在此阶段，应控制建筑结构的层间弹塑性变形，以避免产⽣不易修复的变形（第⼆⽔准要求）或避免倒塌和危及⽣命的严重破坏（第三⽔准要求）。
因此，应对建筑结构进⾏变形验算。
在具体进⾏建筑结构的抗震设计时，为简化计算，《抗震规范》提出了两阶段设计⽅法，即建筑结构在多遇地震作⽤下应进⾏抗震承载能⼒验算以及在罕遇地震作⽤下应进⾏薄弱部位弹塑性变形验算的抗震设计要求。
即：第⼀阶段设计：⾸先按基本烈度相应的众值烈度（相当于⼩震，约⽐基本烈度低1.55度）的地震参数，⽤弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作⽤效应，然后与其它荷载效应按⼀定的组合原则进⾏组合，对构件截⾯进⾏抗震设计或验算，以保证必要的强度；再验算在⼩震作⽤下结构的弹性变形。
这⼀阶段设计，⽤以满⾜第⼀⽔准的抗震设防要求。
建筑物抗震设防等级以及抗震设防类别、抗震设防烈度的相关知识
设防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。
确定了抗震设防烈度就确定了设计基本地震加速度和设计特征周期、设计地震动参数。
在确定地震作用标准值时，用到设计基本地震加速度值衡量一次地震所释放的能量大小，用震级；衡量一次地震对某地造成的破坏程度，用烈度。
建筑物的设防烈度，就是设计的建筑物抗震能力。
设置抗震等级震级是表示地震本身强度或大小的一种度量指标，一次地震，震级只有一个；地震烈度是指某一地区的地面和各种建筑物遭受一次地震影响的强弱程度，相应这次地震，不同地区则有不同的抗震烈度；抗震设防烈度是按照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。
也就是说，对于某一个给定的地区来说，每次发生地震的震级是不定的；但是抗震设防烈度是国家规定好的，这个就目前来说是固定不变的。
地震震级=2/3*震中烈度+1抗震设防烈度=多遇地震下的烈度（众值烈度）+1.55因此我们国家现在就是按照一个概率来估计该烈度被超过的概率（一般是定众值烈度），然后根据众值烈度来+1.55算设防烈度建筑抗震设防分类和设防标准3.1.1 建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
甲类建筑应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，乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。
3.1.2 建筑抗震设防类别的划分，应符合国家标淮《建筑抗震设防分类标淮》GB50223的规定。
3.1.3 各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：1 甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，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高一度的要求，当为9 度时，应符合比9 度抗震设防更高的要求。
2 乙类建筑，地震作用应符台本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，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高一度的要求，当为9 度时，应符合比9 度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。
抗震简答题
1、 工程结构抗震设防的三个水准是什么如何通过两阶段设计方法来实现答：抗震设防的三个水准 ：第一水准：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仍可继续使用；第二水准：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； 第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
两阶段设计方法：第一阶段设计：对结构和构件进行多遇地震作用下的承载能力验算和弹性变形验算；第二阶段设计：对有明显薄弱层的不规则部位和有特殊要求的结构进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算并采取相应的构造措施。
什么是小震、中震和大震。
答：小震指该地区50年内超越概率约为%的地震烈度，即众值烈度，又称为多遇地震。
中震指该地区50年内超越概率约为10%的地震烈，又称为基本烈度或设防烈度。
大震指该地区50年内超越概率为2%～3%左右的地震烈度，又为称为罕遇地震。
2、 抗震设计中为什么要限制各类结构体系的最大高度和高宽比答：随着多层和高层房屋高度的增加，结构在地震作用以及其他荷载作用下产生的水平位移迅速增大，要求结构的抗侧移刚度必须随之增大。
不同类型的结构体系具有不同的抗侧移刚度，因此具有各自不同的合理使用高度。
房屋的高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。
震害表明，房屋高宽比大，地震作用产生的倾覆力矩会造成基础转动，引起上部结构产生较大侧移，影响结构整体稳定。
同时倾覆力矩会在混凝土框架结构两侧柱中引起较大轴力，使构件产生压曲破坏；会在多层砌体房屋墙体的水平截面产生较大的弯曲应力，使其易出现水平裂缝，发生明显的整体弯曲破坏。
3、 简述现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法及其适用范围。
答：现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法为：底部剪力法，振型分解反应谱法和时程分析法。
适用条件：（1） 高度不超过40米，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，可采用底部剪力法计算。
14.1抗震基础知识
地震区划图
建国以来，我国已制定过四代“地震区划图”。图中划分出每 个城市、乡镇的“抗震设防烈度”，这是工程抗震设防的基础和前提 条件。 从我国实际发生的大地震情况来看，区划图上界定的地震区范围 是基本符合实际的，同时。也存在不少问题。 因为事实上，有相当多的强震发生在区划图上的低烈度区或其附 近。如：1966年河北邢台地震、1975年辽宁海城地震、1976年 河北唐山地震 四川汶川地震中也存在这一问题：如德阳、绵阳区划为6度，北 川、绵竹、汶川、都江堰区划为7度，实际地震烈度比区划图中的设 防烈度大了许多。有的地区达到10度 因此，不少专家建议适当调整地震区划，因为这关系到灾后重建 的一系列标准问题。
（2）美国加州北岭地震，94年1月17日，7.0级，2400栋建 筑被毁，多处高架公路桥受损，死亡61人，伤7300人，直 接经济损失300亿美元。 （3）日本阪神地震，95年11月17日，7.2级，22万栋房屋倒 塌或严重损坏，死亡6348人，伤4万人，经济损失1000亿 美元。
（4）汶川地震：08年5月12日，8级，87150 人死亡，直 接经济损失8451亿 人民币
结构抗震等级
《抗震规范》根据建筑物重要性、设防烈度、结构类 型和房屋高度等因素，将抗震要求以抗震等级表示， 分为四级
一、震害及其分析 1. 共振效应引起的震害
建筑物的自振周期与场地的周期接近，引起建筑 物的类共振，通常导致建筑物破坏严重。
2. 结构布置不合理引起的震害
16层钢筋混凝土住宅大楼 底层柱子数量少，间距太大，地震时其中一栋倾倒。
按震级的地震分类
微震--- 2级以下。 有感地震--- 2-4级 人感觉不到 人有感觉
破坏性地震--- 5级以上
强烈地震--- 7级以上
第三讲 抗震设防水准与性能水准
绪论
专题1：基于性能 的抗震设计理论
专题2：连续倒 塌设计理论
专题3：钢-混 凝土组合结构
1. 什么是现代 建筑？ 2. 现代建筑面 临的问题 3. 本课程的主 要内容 4. 教学计划和 考评
1. 2. 3. 4.
理论背景 抗震设防水准 性能水准 设计方法
性能水准：
指结构在某一特定设防地震等级下预期破坏的最大程度。
性能抗震 设计理论
基于性能的抗震设计方法：
包含传统的基于力的抗震设计方法和基于位移的抗震设计 方法。
1.结构的地震设防水准
指工程设计中如何根据客观的设防环境和已定的设防目标，并考虑具体的社会经 济条件来确定采用怎样的设防参数，或者说，应该选择多大强度的地震作为防御 的对象.
二级
三级 四级
主干道上的高架桥
次干道上的高架桥 支路上的高架桥
TL
30
不同设计基准期的设防地震相当于50年内的超越概率 重要性类别 设防水准 一级 二级 三级 39% 46% 63% 内超越概率63% 29% 35% 50% 内超越概率50% 5.1% 6.4% 10% 内超越概率10% 2.5% 3.2% 5% 内超越概率5% 1.0% 1.3% 2% 内超越概率2%
SEAOC Vision 2000建议的多级地震设防水准
地震发生频度 多遇 偶遇 罕遇 稀罕 极稀罕 地震设防水准 水准1 水准2 水准3 水准4 水准5 重现期/a 43 72 475 970 2475 超越概率 30a内50% 50a内50% 50a内10%
50a内5%或100a内 10%
50a内2%
重要性等级路线等级设计基准期使用年限年一级快速路上的高架桥100二级主干道上的高架桥80三级次干道上的高架桥50四级支路上的高架桥30丌同重要性城市高架桥分类设防水准重要性类别一级二级三级四级内超越概率6339466381内超越概率5029355069内超越概率1051641016内超越概率52532582内超越概率21013233tltltl不同设计基准期的设防地震相当于50年内的超越概率多少个抗震设防等级合适
如何看待性能目标、性能水准与弹塑性结果——性能水准
如何看待性能⽬标、性能⽔准与弹塑性结果——性能⽔准如何看待性能⽬标、性能⽔准与弹塑性结果，这个是⼤多数做弹塑性分析的⼈所疑惑的地⽅，两者到底怎么去关联呢。
⼀节⼀节的来分析，仅代表个⼈看法，如有错误请指正！先列出性能⽔准，这⾥主要讲下性能⽔准，简单说说与性能⽬标的关系性能⽔准表结构抗震宏观损坏损坏部位继续使⽤的性能⽔准程度关键构件普通竖向构件耗能构件可能性1 完好⽆损⽆损坏⽆损坏⽆损坏不修可继续2 基本完好⽆损坏⽆损坏轻微损坏稍加修理可轻微损坏继续使⽤3 轻度损坏轻微损坏轻微损坏轻度损坏、⼀般修理可部分中度损坏继续使⽤4 中度损坏轻度损坏部分构件中度损坏、修复或加固后可中度损坏部分严重损坏继续使⽤5 ⽐较严重中度损坏部分构件严重损坏需排险⼤修损坏严重损坏⼏个名词：关键构件：指该构件的实效可能引起结构的连续破坏或危及⽣命安全的严重破坏；普通竖向构件：指⾮关键构件之外的竖向构件耗能构件：包括框架梁、剪⼒墙连梁、耗能⽀撑等性能⽔准1：应满⾜弹性设计要求。
在多遇地震下满⾜《⾼规》相关规定，在设防地震下结构构件满⾜公式（见规范），⽽在公式上明确了不考虑跟抗争等级有关的增⼤系数，采⽤地震作⽤标准值，但考虑了5.6.3条的分项系数，也就是说考虑荷载的放⼤效应；⽽承载⼒完全⽤设计值计算得到。
也就是说⽔准1要求了多遇完全弹性，设防地震下仍然在构件弹性阶段，这也就是satwe中所说的中震弹性性能⽔准2：在设防地震烈度或预估的罕遇地震作⽤下，关键构件及普通构件的抗震承载⼒符合3.11.3-1条（注：见性能⽔准1），耗能构件的受剪承载⼒符合3.11.3-1条（注：见性能⽔准1），其正截⾯承载⼒符合3.11.3-2式.这条条⽂把各种类型的构件分细了来说，对应上⾯的表也看出部分要⽆损坏部分轻微损坏，⽽轻微损坏的是耗能构件，但⼜对耗能构件的受剪承载⼒提出为要求为性能⽔准1，仅在耗能构件的正截⾯承载⼒要求下降为3.11.3-2式，也就是降低了耗能构件轴向和受弯承载⼒的要求。
抗震性能设计
抗震性能设计一、规范规定《建筑抗震设计规范统一培训教材》中指出：抗震性能化设计仍然是以现有的抗震科学水平和经济条件为前提的，一般需要综合考虑使用功能、设防烈度、结构的不规则程度和类型、结构发挥延性变形的能力、造价、震后的各种损失及修复难度等等因素。
不同的抗震设防类别，其性能设计要求也有所不同。
鉴于目前强烈地震下的结构非线性分析方法的计算模型和计算参数的选用尚存在不少经验因素，缺少从强震记录、设计施工资料到设计震害的详细验证，对结构性能的判断难以十分准确，因此在性能设计指标的选用中宜偏于安全一些。
建筑的抗震性能化设计，立足于承载力和变形能力的综合考虑，具有很强的针对性和灵活性。
针对具体工程的需要和可能，可以对整个结构、也可以对某些部位或关键构件，灵活运用各种措施达到预期的性能目标——着重提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求。
例如，可以根据楼梯间作为“抗震安全岛”的要求，提出确保大震下楼梯间具有安全避难通道的具体目标和性能要求；可以针对特别不规则、复杂建筑结构的具体情况，对抗侧力结构的水平构件和竖向构件分别提出相应的性能目标，提高其整体或关键部位的抗震安全性；对于地震时需要连续工作的机电设备，其相关部位的层间位移需满足设备运行所需的层间位移限值的专门要求；其他情况，可对震后的残余变形提出满足设施检修后运行的位移要求，也可提出大震后可修复运行的位移要求。
建筑构件采用与结构构件柔性连接，只要可靠拉结并留有足够的间隙，如玻璃幕墙与钢框之间预留变形缝隙，震害经验表明，幕墙在结构总体安全时可以满足大震后继续使用的要求。
还可以提高结构在罕遇地震下的层间位移控制值，如国外对抗震设防类别高的建筑，其弹塑性层间位移角比普通建筑的规定值减少20%~50%。
《抗震规范》附录M对结构抗震性能设计的不同要求做了规定，分别给出在设防烈度地震、罕遇地震时，按照设计值和规范值进行计算的相关公式。
《高规》3.11节最先提出结构抗震性能设计分为1、2、3、4、5五个性能水准，并对每一个性能设计水准规定了具体的计算公式和方法。
抗震简答题
1、 工程结构抗震设防的三个水准是什么？如何通过两阶段设计方法来实现？ 答：抗震设防的三个水准 ：第一水准：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 仍可继续使用；第二水准：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； 第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
两阶 段设计方法：第一阶段设计：对结构和构件进行多遇地震作用下的承载能力验算和弹性变形验算；第二阶段设计：对有 明显薄弱层的不规则部位和有特殊要求的结构进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算并采取相应的构造措施。
什么是小震、中震和大震。
答：小震指该地区 50 年内超越概率约为 63.2% 的地震烈度，即众值烈度，又称为多遇地震。
中震指该地区 50 年内超 越概率约为 10%的地震烈，又称为基本烈度或设防烈度。
大震指该地区 50 年内超越概率为 2% ～3% 左右的地震烈度， 又为称为罕遇地震。
2、 抗震设计中为什么要限制各类结构体系的最大高度和高宽比？ 答：随着多层和高层房屋高度的增加，结构在地震作用以及其他荷载作用下产生的水平位移迅速增大，要求结构的抗侧 移刚度必须随之增大。
不同类型的结构体系具有不同的抗侧移刚度，因此具有各自不同的合理使用高度。
房屋的高宽 比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制。
震害表明， 房屋高宽比大， 地震作用产生的倾覆力矩会造成基础转动， 引起上部结构产生较大侧移， 影响结构整体稳定。
同时倾覆力矩会在混凝土框架结构两侧柱中引起较大轴力， 使构件产生压曲破坏； 会在多层砌体房屋墙体的水平截面产 生较大的弯曲应力，使其易出现水平裂缝，发生明显的整体弯曲破坏。
3、 简述现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法及其适用范围。
答：现行抗震规范计算地震作用所采用的三种计算方法为：底部剪力法，振型分解反应谱法和时程分析法。
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我国学者于1996年开始关注这一理论。 CECS160: 2004,中国工程建设标准化协 会标准. 建筑工程抗震性态设计通则(试用) . 北 京: 中国计划出版社, 2004
谢礼立
地震设防水准：
指工程设计中如何根据客观的设防环境和已定的设防目标， 并考虑具体的社会经济条件来确定采用怎样的设防参数， 或者说，应该选择多大强度的地震作为防御的对象
四级 81% 69% 16% 8.2% 3.3%
③多少个抗震设防等级合适？
作为多级抗震设防思想的一个基本问题———多水平设防究竟需要几级设防? 因为把连续变化的结构性能分级, 控制点越多, 可能越接近实际, 但是控制点越多, 会使设计变 得复杂。但控制点少, 可能会达不到预期的设计目的。
在设计使用期内, 结构造价( 包括非结构和室内物品) 与未来损失之和最小为原则,
二级
三级 四级
主干道上的高架桥
次干道上的高架桥 支路上的高架桥
TL
30
不同设计基准期的设防地震相当于50年内的超越概率 重要性类别 设防水准 一级 二级 三级 39% 46% 63% 内超越概率63% 29% 35% 50% 内超越概率50% 5.1% 6.4% 10% 内超越概率10% 2.5% 3.2% 5% 内超越概率5% 1.0% 1.3% 2% 内超越概率2%
SEAOC Vision 2000建议的多级地震设防水准
地震发生频度 多遇 偶遇 罕遇 稀罕 极稀罕 地震设防水准 水准1 水准2 水准3 水准4 水准5 重现期/a 43 72 475 970 2475 超越概率 30a内50% 50a内50% 50a内10%
50a内5%或100a内 10%
50a内2%
小震：50年内超越概率为63%的烈度的地震，重现期为50年；
中震：50年内超越概率为10%的烈度的地震，重现期为475年； 大震：50年内超越概率为2～3%的烈度的地震，重现期为1641～2475
年。
小震：50年内超越概率为63%的烈度的地震，重现期为50年； 中震：50年内超越概率为10%的烈度的地震，重现期为475年； 大震：50年内超越概率为2～3%的烈度的地震，重现期为1641～2475年。
P. Fajfar
H. Krawinkler
主要文献： ATC-40、FEMA273/274、SEAOC Vision 2000报告奠定了基于 性能的抗震设计理论的基础。 ATC——美国应用技术理事会、 FEMA——美国联邦紧急事物管理局 SEAOC——加州结构工程师学会
日本在1995年阪神大地震后,对这一理论 开始了广泛的研究 日本阪神大地震： 1995年1月17日 05点46分 Magnitude : ML=7.2 人员伤亡 : 5,373名死亡 受灾人数 : 约32,000名 财产损失 : 1000亿美元
上世纪90年代初，美国学者Vitelmo V. Bertero提出了基于性能的抗震设计理论。 Vitelmo V. Bertero： University of California, Berkeley, California, United States PEER： Pacific Earthquake Engineering Research Center
专题一：基于性能的抗震设计理论——
抗震设防水准与性能水准
西南交通大学土木工程学院建筑工程系
刘艳辉 副教授 2016.3.7
绪论部分
第一周 第二周
绪论 基于性能的抗震设计理论研究背景介绍
第三周
专题一：基于性能 的抗震设计理论 第四周 第五周 第六周 第七周 第八周 专题二：连续倒塌 设计理论 第九周 第十周 第十一周
性能水准：
指结构在某一特定设防地震等级下预期破坏的最大程度。
性能抗震 设计理论
基于性能的抗震设计方法：
包含传统的基于力的抗震设计方法和基于位移的抗震设计 方法。
1.结构的地震设防水准
指工程设计中如何根据客观的设防环境和已定的设防目标，并考虑具体的社会经 济条件来确定采用怎样的设防参数，或者说，应该选择多大强度的地震作为防御 的对象.
50年内——设计基准期
结构的设计基准期：为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选 用的时间参数，它不等同于建筑结构的设计使用年限，也不等同于建筑结构的寿 命。 一般设计规范所采用的设计基准期为50年，即设计时所考虑荷载和作用的
统计参数均是按此基准期确定的。
小震：50年内超越概率为63%的烈度的地震，重现期为50年； 中震：50年内超越概率为10%的烈度的地震，重现期为475年； 大震：50年内超越概率为2～3%的烈度的地震，重现期为1641～2475年。
混凝土本构模型介绍 试验研究 试验影响因素分析 机动时间3 提交论文
绪论
专题1：基于性能 的抗震设计理论
专题2：连续倒 塌设计理论
专题3：钢-混 凝土组合结构
1. 什么是现代 建筑？ 2. 现代建筑面 临的问题 3. 本课程的主 要内容 4. 教学计划和 考评
1. 2. 3. 4.
理论背景 抗震设防水准 性能水准 设计方法
城市高架桥地震设防水准建议值
设防地震等级 多遇 偶遇 罕遇 稀罕 极稀罕 重现期/a 50 72 475 970 2475 超越概率 50a内63% 50a内50% 50a内10% 50a内5% 50a内2%
2 性能指标
结构的抗震性能水准是指结构在某一特定设防地震等级下预期破坏的最 大程度。 基于性能的抗震设计趋势是将结构构件、非结构构件等多种因素考虑进 去，由此划分的抗震性能水准更具体细致，使人们的选择范围更灵活。
1 P 1 1 TR
TL
1 1 1 N TL
TL
②主观部分: 重要性
常用做法: 用不同的重要性系数调整地震荷载的大小。
缺 点: 不直观，我国建筑结构的设计基准期通常取为50年，采用以上重要 性系数，很难直观说明考虑了重要性差别后桥梁到底提高了多少安全性。 办 法:谢礼立提出了对不同重要性类别的建筑采用调整设计基准期的方法来 提高或降低其设防标准这一思想，这种做法物理概念清楚，工程意义明确，容易被 人理解和接受。
在我短短的一生里，百年一遇的洪水见过10 次，千年一遇的地震见过2次，唯独四年一遇 的……还没遇见过。更糟糕的是，在天灾无情人 祸更甚面前，…………………………。 这就是 我的传奇一生，我娇傲呀！
《欧洲桥梁抗震规范》规定了设计地震动参数的结构使用期、设计加 速度超越概率和重现周期，并考虑结构重要性系数；
谢礼立，张晓志，周雍年. 论工程抗震设防标准. 地震工程与工程振动,
1996, 16, (1) : 1～7
以《基于性能抗震设计理论的城市高架桥抗震性 能研究》论文为例
地震的重现期TR ，设计基准期 TL和该基准期内的 地震发生的超越概率 P之间存在下列关系式：
1 P 1 1 TR
考虑到结构造价比较容易估计, 那么未来损失估计合理与否将直接影响多级设防能够真正 达到既安全又经济的设防目的。 采用不同分级情况下估计得到的经济损失值与连续变化情况下估计的经济损失值进行比 较, 从分析的结果可以看出目前三水平设防等级还不足以控制结构未来的经济损失, 而设防水 平达到五个等级时, 可以看出两种方法给出的经济损失估计值比较接近。
《建筑工程抗震性态设计通则（试用）》建议的5级性能Hale Waihona Puke 准性能水准充分运行
建筑使用情况
建筑和设备的功能在地震时或震后能继续保持，建筑结构完好
运 行
基本运行
指建筑基本功能可继续保持，一些次要的构件可能轻微破坏，建筑结构基本完 好
建筑的基本功能不受影响，结构的关键和重要部件以及室内物品未遭破坏。结 构可能损坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用 建筑的基本功能受到影响，主体结构有较重破坏但不影响承重，非结构部件可 能坠落，但不致伤人，生命安全能得到保障 建筑的基本功能不复存在，主体结构有严重破坏，但不致倒塌
P x X x x f ( x ) lim , x 0 x
性质：1 o
2o
f ( x) 0
f ( x ) dx 1
f (x)
这两条性质是判定一个函数 f(x)是否为某随机变量X的 概率密度函数的充要条件.
面积为1
o x
天津大学 ，史道济，《极值统计》 极值分布往往用于描述偶然荷载的概率密度分布，如地震荷载、风荷载、泥石流 等。 极值分布有三个参数来描述（1）期望、均值，（2）尺度参数，表示波动范围， （3）形状参数，表示曲线尾部的厚度。
今天讲课内容 Content in today's lecture
抗震设防水准 Seismic precautionary criterion 性能水准 Performance level
什么是性能抗震设计理论呢?
基于性能的抗震设计理论实际上是一个总体设计思想，主要指结构在受到不同水平地震 （不同概率地震）作用下的性能达到一组预期的性能目标。 这一理论的提出，是结构抗震设计思想的一次重大变革，它使抗震设防目标由传统的以生 命安全为单一设防目标转为综合考虑生命安全与财产损失两方面的具体要求，强调了“个性” 设计。
1. 2. 3. 4.
理论背景 倒塌判别标准 设计方法一 设计方法二
1. 2. 3. 4.
研究进展 混凝土本构模型 组合梁试验研究 试验影响因素分 析及结论
关注重点：研究进 展、Push-over分 析方法、延性需求 谱、地震波选波问 题。
关注重点：研究 进展、倒塌判别 标准研究、拆除 构件法
关注重点：研究进 展，本构关系，试 验方法研究的主要 步骤及细节问题
抗震设防水准与性能水准
Push-over分析方法 延性需求谱方法 机动时间1 连续倒塌设计理论研究背景 倒塌判别标准 设计方法1——构造措施方法 设计方法2——拆除构件法 机动时间2