土木工程抗震教案

绪论

学习本门课要达到如下目的：掌握抗震的基本知识、基本理论、基本技能，了解抗震设计的一般规律；培养运用规范、标准，查阅技术资料的能力和抗震计算能力；了解结构抗震设计的新理论、新方法及抗震理论、方法的发展趋势。

全世界地震主要分布于以下两个带：（1）环太平洋地震带（2）喜马拉雅——地中海地震带。我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。

第1章地震基础知识

1、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。

2、天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震。人工地震。

震源深度﹤60千米的称为浅源地震。震源深度在60～300千米的称为中源地震。在300千米以上的称为深源地震。

3、地震波分为体波和面波。体波又分横波和纵波。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。

4、地震震级：反映一次地震本身大小的等级，用M表示。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。

5、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。

6、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I表示。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。地震烈度表（12度）是评定烈度的标准和尺度。

7、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。也称为偶遇烈度或中震烈度。

8、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。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

抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g: 合肥市，蚌埠市，阜阳市，淮南市，安庆市，六安市；设计地震分组均为第一组。抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g: 芜湖市，铜陵市，马鞍山市；设计地震分组均为第一组。

9、多遇烈度：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。

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。

10、设计地震分组：分三组，对于Ⅱ类场地，第一、二、三组的设计特征周期分别为：0.35s、0.40s、0.45s.设计地震分组是新规范新提出的用以代替旧规范设计近震、设计远震概念。

11、地震地面运动的一般特征：地面运动最大加速度；地面运动的周期；强震的持续时间。

12、抗震设防目标及方法：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。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。

13、“三水准”：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”。

14、“两阶段”：⑴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。⑵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）

15、抗震设防分类：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4个抗震设防类别。（甲乙丙丁）

16、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。在设防烈度为6度时，乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。

17、抗震概念设计：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。⑴.重视建筑结构的规则性；⑵合理的建筑结构体系选择；⑶.抗侧力结构和构件的延性设计。

18、平面不规则：⑴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移（或层间位移）平均值的1.2倍；⑵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30%；⑶楼板局部不连续：有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层。

19、竖向不规则：⑴侧向刚度不规则：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一层的25%；⑵竖向抗侧力构件不连续：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梁、桁架等向下传递；⑶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80%。

20、结构体系的合理：⑴具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。⑵避免因部分结构或构件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。（有必要的赘余度和内力重分配的功能）⑶应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。

21、延性：⑴采用水平向（圈梁）和竖向（构造柱、芯柱）混凝土构件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力荷载的承载能力；⑵避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏）先于钢筋的屈服；⑶避免钢结构构件的整体和局部失稳，保证节点焊接部位在地震时不致开裂；⑷附着于楼、屋面结构上的非结构构件，应与主体结构有可靠的连接或锚固。

22、震级较大震中距较远的地震对长周期柔性结构的破坏比中小级震级震中距较近的情况严重的多。

23、众值烈度：基本烈度－1.55度；罕遇烈度：基本烈度+1度。

24、多道抗震防线：优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选用轴压比值较小的抗震墙、实体筒体之类构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件。不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。

25、概念设计要求：(1)足够的强度：抗弯、剪、压、扭等强度。强剪弱弯、强柱弱梁、强节点；(2)适当的刚度，刚度太小——变形过大——非结构构件破坏刚度太大——延性降低——地震作用增大、耗材；

(3)良好的延性：良好的变形能力和耗能能力；(4)构件间可靠连接：结构空间整体性。