抗震工程概论(电子教案7)
抗震工程概论(电子教案6)
第二部分 设计地震为了对结构进行抗震设计，必须进行结构地震反应分析，而要开展结构的地震反应分析，则需要预估作用在结构上的地震动，即必须确定地震动输入。
确定一个工程场地的结构抗震设计中应采用的地震地面运动，就称为设计地震（A design earthquake is a specification of the seismic ground motion at a site used for the earthquake resistant design of a structure.）。
地震地面运动主要控制因素包括峰值加速度（速度、位移）、频谱。
设计地震可以是：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧人工地震波实际地震记录加速度时程出）平均反应谱（由规范给分析给出）场地反应谱（由危险性反应谱 设计什么样的地震动是由结构地震反应分析方法确定的，而采用什么样的分析方法，则与结构的性质和重要程度以及地震环境有关。
当设计的地震动用于工程抗震设计（包括一般工程、特殊和重大工程等）时，规范平均反应谱—适用于一般工程；场地反应谱—适用于一般或较重要工程；加速度时程—适用于特殊或重大工程（如，核电站、大坝、大桥、超高层结构）。
各类工程对设计地震动参数的要求可见下表。
各类工程对设计地震动参数的要求 工 程一般房屋 超高层、储油罐地下埋置管线大跨度桥梁 核电站 要 求 峰值加速度a p反应谱S a 长周期反应谱S a 、S v 、S d 地下变形u 长周期反应谱桥墩差动 一组时程a (t )当前地震动的三种估计途径包括：① 通过地震烈度估计，再利用烈度I 与地震动的关系将烈度转换为地震动。
② 根据强震观测结果，寻求地震动与震级M 、震源特征、传播介质、场地影响的统计规律(衰减规律)，然后直接用此衰减规律来估计地震动。
③ 通过震源机制理论分析，应用动力学原理，计算出地面附近的地震动。
第6章 地震危险性分析及地震安全性评价6.1地震危险性分析的定义地震危险性分析（Seismic hazard analysis）：用概率统计方法评价在未来一定期限内某工程场地遭受不同地震作用的可能性。
抗震课程设计
抗震课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解地震的基本知识，掌握地震时的自我保护技能，培养学生的应急处理能力，增强学生的防灾减灾意识。
具体目标如下：1.知识目标：了解地震的成因、类型及地震波的特点；掌握地震时的自我保护方法和逃生技巧；了解我国抗震救灾的历史和成果。
2.技能目标：能够运用所学知识判断地震发生的可能性；能够在地震发生时正确保护自己，迅速逃生；能够参与防灾减灾活动的和实施。
3.情感态度价值观目标：培养学生的爱国情怀，增强集体主义精神；提高学生对生命的尊重和爱护，培养学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括地震知识、地震逃生技巧、抗震救灾实例和防灾减灾意识等方面。
具体安排如下：1.地震知识：介绍地震的成因、类型、地震波的特点等基本知识。
2.地震逃生技巧：教授学生在地震发生时的自我保护方法，如躲在桌子下、捂住头部等；教授学生地震时的逃生路线和技巧。
3.抗震救灾实例：分析我国历史上重大的抗震救灾事件，如2008年汶川地震、2013年雅安地震等，让学生了解我国人民的坚强意志和抗灾精神。
4.防灾减灾意识：培养学生提高防灾减灾意识，学会在日常生活中注意安全，如检查房屋结构、储备应急物资等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法等。
具体运用如下：1.讲授法：讲解地震知识、逃生技巧等基本内容，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生就抗震救灾实例展开讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：分析地震逃生实例，让学生学会运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：进行地震逃生演练，提高学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的地震逃生教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：推荐学生阅读相关地震逃生书籍，拓宽知识面。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，生动展示地震逃生知识和实例。
抗震工程概论(电子教案7)(优.选)
图 8.1 三种烈度关系示意图
2、与反应谱有关的几个参数
1）地震系数 k k = ap g
k—以重力加速度g为单位的地面运动峰值加速度，ap—地面运动峰值加速度。
2）动力系数 β β = Sa ap
β—以地面运动峰值加速度ap为单位的反应谱；Sa—加速度反应谱。
0 0.1Τg
5Τg
6.0 T(s)
图 8.3 地震影响系数 α 曲线（5％阻尼比）
其它阻尼比的地震影响系数 α 曲线可参见《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）。 需要强调的是反应谱的特征周期Tg不是场地的特征周期，它综合了地震动特性和场地特 性的影响。 周期 T＝0 点的 α 值可以用下式根据地震动力系数 β 的值确定：
4、设计用反应谱—地震影响系数 α 谱曲线
建筑抗震设计规范给出的设计地震动是用 α 曲线给出的，规范给出了对应于不同阻尼 比 ζ 的 α 谱曲线，当 ζ＝0.05 时的 α 谱曲线如图 8.3 所示。
α α max
( ) Τg
0.9
α max
Τ
0.45αmax
[0.20.9-0.02(T-5Tg)] αmax
8.2 地震加速度时程
建筑抗震设计规范规定：特别不规则的建筑，甲类建筑，超过一定高度范围的高层结构， 应采用时程分析法计算。下面介绍获得用于抗震验算的地震加速度时程的方法。
1、直接法
1）直接用已有的地震记录 有两种情况可以直接应用已有地震记录： ① 用实际场址处获得的地震记录； ② 选用与场地的震地质条件相同的地震记录，即要求：震级、震中距、震源深度、
F = mSa
用地震影响系数 α 表示最大地震作用：
工程抗震课程设计
工程抗震课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握工程抗震的基本原理和方法，培养他们运用所学知识分析和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：–掌握地震的基本知识，如地震波、震级、烈度等。
–了解工程抗震的基本原理，如结构抗震设计、抗震构造等。
–学习地震工程的相关知识，如地震风险评估、地震损失预测等。
2.技能目标：–能够运用所学知识进行简单工程抗震设计。
–具备分析和解决工程抗震相关问题的能力。
–学会查阅和应用相关规范和标准。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对工程安全的重视，提高他们的社会责任感和职业素养。
–培养学生勇于探索、积极思考的科学精神。
二、教学内容根据课程目标，本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.地震基本知识：地震波、震级、烈度等。
2.工程抗震原理：结构抗震设计、抗震构造等。
3.地震工程：地震风险评估、地震损失预测等。
4.工程抗震设计实例：结合实际工程案例，讲解工程抗震设计的方法和步骤。
5.相关规范和标准：介绍国家和行业相关规范和标准，如《建筑抗震设计规范》等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：用于传授基本知识和理论。
2.案例分析法：通过分析实际工程案例，让学生更好地理解工程抗震原理和方法。
3.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高他们的思考和分析能力。
4.实验法：安排一定课时的实验教学，让学生亲身参与，提高实际操作能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《工程抗震学》等。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：保证实验教学的需要，如地震模拟实验设备、结构试验设备等。
5.网络资源：利用网络资源，如相关学术期刊、地震工程数据库等，为学生提供更多的学习资料。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。
地震工程学概论(2014年)
震是 8.9级，发生于1960年5月22日的智利地震。
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第四十九页，共108页。
什么叫震源、 震中、震中距 ？
地球内部发生地震的地方叫震源；
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我国主要地震带分布图
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第四十六页，共108页。
4.目前的地震形势
地震的发生有间歇性,一段时间内发生较频繁，一段 时间内较平静,我国目前处于地震活跃期。
三、抗震减灾的的任务
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第四十七页，共108页。
结构工程师的任务：
1.对地震区域作抗震减灾规划； 2.对新建筑工程作抗震设计；
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第三十五页，共108页。
第三十六页，共108页。
7.8 级 地 震 造 成达180公里的破 碎带，水平和垂 直错距都很大， 引起地表沉陷、 隆起、裂缝、液 化等地表破坏， 同时造成建筑物 的大量毁坏。
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伊兹米特市一楼房底层空旷，结构不合理，房屋整体倾斜， 二楼成了一楼。
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第三十七页，共108页。
中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个震灾严重的国 家。1900年以来，中国死于地震的人数达64万之多，占全球地震死亡人数的
54%；1949年以来，100多次破坏性地震袭击了22个省（自治区、直辖市） ，其中涉及东部地区14个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死 亡人数的54%，地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。
1.7 抗震设防的基本要求（重点掌握）
大学抗震教程教案模板
课程名称：土木工程专业地震工程授课对象：大学土木工程专业学生课时安排：2课时教学目标：1. 了解地震的基本知识，包括地震的成因、分类、特点等。
2. 掌握抗震设计的基本原理和方法。
3. 学会运用抗震设计规范进行结构抗震设计。
4. 培养学生应对地震灾害的意识和能力。
教学重点：1. 地震的基本知识2. 抗震设计的基本原理和方法3. 抗震设计规范的应用教学难点：1. 抗震设计计算方法的掌握2. 抗震设计规范的理解和应用教学过程：一、导入1. 通过多媒体展示地震灾害的图片和视频，让学生了解地震的危害。
2. 提问：什么是地震？地震的危害有哪些？二、地震基本知识1. 地震的成因：介绍地震的形成过程，包括板块运动、断层活动等。
2. 地震的分类：讲解地震的类型，如浅源地震、深源地震、构造地震等。
3. 地震的特点：分析地震的震级、震中距、破坏程度等。
三、抗震设计基本原理1. 结构抗震设计的概念：介绍结构抗震设计的定义和目的。
2. 抗震设计的基本原理：讲解结构抗震设计的基本原则，如刚度、强度、稳定性等。
3. 抗震设计方法：介绍常用的抗震设计方法，如抗震系数法、等效静力法等。
四、抗震设计规范应用1. 介绍我国抗震设计规范的基本框架和主要内容。
2. 以实际工程为例，讲解抗震设计规范在工程中的应用。
3. 分析抗震设计规范在实际工程中的注意事项。
五、抗震设计计算方法1. 介绍抗震设计计算的基本方法，如抗震系数法、等效静力法等。
2. 通过实例讲解抗震设计计算的具体步骤和计算公式。
3. 分析抗震设计计算中常见的问题及解决方法。
六、课堂小结1. 回顾本节课的主要内容，总结地震基本知识、抗震设计基本原理和抗震设计规范应用。
2. 强调抗震设计在地震工程中的重要性。
七、课后作业1. 阅读教材相关章节，加深对地震基本知识和抗震设计原理的理解。
2. 分析一实际工程案例，运用抗震设计规范进行抗震设计。
教学评价：1. 学生对地震基本知识的掌握程度。
抗震分析课程设计
抗震分析课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解抗震分析的基本原理，掌握影响建筑物抗震性能的主要因素；2. 使学生了解我国建筑抗震设计规范，掌握抗震设防的基本要求；3. 帮助学生掌握地震波的传播特点，了解地震作用对建筑物的影响。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行简单建筑物抗震分析的能力；2. 提高学生运用抗震设计规范进行建筑物抗震设防的能力；3. 培养学生运用地震波传播原理分析建筑物受地震影响的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对地震及抗震知识的兴趣，激发他们探究自然现象的精神；2. 增强学生的安全意识，使他们认识到抗震设防的重要性；3. 培养学生关爱生命、关爱他人的情感，使他们意识到抗震工作对社会和人民生活的影响。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，以培养学生的知识运用能力和实际操作技能为核心。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握抗震分析的基本知识和技能，提高他们在实际生活中的应对能力，同时培养他们的情感态度和价值观。
后续教学设计和评估将围绕这些具体学习成果展开。
“二、教学内容”作为标题标识，再开篇直接输出。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 抗震分析基本原理：介绍地震波、抗震设计的概念，阐述抗震分析的目的和意义；教材章节：第一章第一节。
2. 影响建筑物抗震性能的因素：分析结构类型、建筑材料、设计规范等因素对抗震性能的影响；教材章节：第一章第二节。
3. 抗震设计规范：讲解我国建筑抗震设计规范的基本要求，如设防烈度、设计地震动参数等；教材章节：第二章第一节。
4. 地震波传播特点：介绍地震波的传播过程，分析地震波对建筑物的影响；教材章节：第二章第二节。
5. 建筑物抗震分析方法：讲解静力分析法、动力分析法等抗震分析方法；教材章节：第三章。
6. 抗震设防实例分析：通过实际案例，分析抗震设计在建筑实践中的应用；教材章节：第四章。
教学内容安排和进度：第一周：抗震分析基本原理；第二周：影响建筑物抗震性能的因素；第三周：抗震设计规范；第四周：地震波传播特点；第五周：建筑物抗震分析方法；第六周：抗震设防实例分析。
工程结构抗震设计电子教案
工程结构抗震设计电子教案第一章：地震及地震工程概述1.1 地震的成因及分类1.2 地震波的传播特性1.3 地震工程基本概念1.4 工程结构抗震设计的重要性第二章：地震烈度与地震动参数2.1 地震烈度的概念及测定方法2.2 地震动参数的定义及测定2.3 地震动参数对工程结构的影响2.4 地震区划及设计地震动参数的选用第三章：工程结构抗震设计原理3.1 抗震设计的基本原则3.2 结构地震反应分析3.3 结构抗震设计方法3.4 结构抗震计算的基本假定第四章：工程结构抗震设计规范与应用4.1 我国抗震设计规范简介4.2 抗震设防烈度与设计基本地震加速度4.3 抗震设计要求及构造措施4.4 抗震设计规范在工程中的应用实例第五章：常用抗震构件及连接设计5.1 钢筋混凝土构件的抗震设计5.2 钢结构构件的抗震设计5.3 钢筋混凝土构件的连接设计5.4 钢结构构件的连接设计第六章：地震防护措施6.1 隔震与减震技术6.2 地震防护结构体系6.3 场地与地基的抗震措施6.4 地震紧急疏散与救援设施第七章：抗震加固技术7.1 抗震加固的基本原则7.2 钢筋混凝土结构加固方法7.3 钢结构加固方法7.4 抗震加固技术的应用实例第八章：抗震试验研究8.1 抗震试验的基本类型与方法8.2 结构模型试验与振动台试验8.3 结构动力特性测试8.4 结构抗震性能评估与试验数据分析第九章：工程结构抗震设计案例分析9.1 案例一：钢筋混凝土框架结构抗震设计9.2 案例二：钢结构高层建筑抗震设计9.3 案例三：桥梁结构抗震设计9.4 案例四：生命线工程抗震设计第十章：抗震设计软件与应用10.1 抗震设计软件简介10.2 结构分析与设计软件的操作方法10.3 软件在抗震设计中的应用实例10.4 抗震设计软件的发展趋势与展望重点和难点解析重点环节1：地震及地震工程概述地震工程是一门研究地震对工程结构影响及其防治措施的学科。
了解地震的成因、分类、地震波的传播特性和地震工程基本概念是理解抗震设计的基础。
工程结构抗震设计电子教案
《工程结构抗震设计》电子教案第一章地震基础知识与工程结构抗震设防一、学习目的与要求1、了解地震的主要类型及其成因；2、了解世界及我国地震活动性以及地震成灾机制；3、掌握地震波的运动规律和震级、地震烈度等地震强度度量指标；4、掌握建筑抗震设防分类、抗震设防目标和抗震设计方法；5、了解基于性能的工程结构抗震概念设计基本要求二、课程内容与知识点1、地震按其成因可分为三种主要类型，即火山地震、塌陷地震和构造地震。
其中构造地震为数最多，危害最大。
构造地震成因的局部机制可以用地壳构造运动来说明；构造地震成因的宏观背景可以借助板块构造学说来解释。
2、地球上地震活动划分为两个主要地震带：环太平洋地震带和地中海南亚地震带。
我国地处环太平洋地震带和地中海南亚地震带之间，是一个多地震国家，抗震设防的国土面积约占全国面积82.7%。
3、地震灾害主要有地表的破坏、工程结构的破坏造成的直接灾害，地震引发的火灾、水灾、海啸等次生灾害，以及由前面两种灾害导致的工厂停产、城市瘫痪、瘟疫蔓延等诱发灾害。
4、地震波是一种弹性波，它包括体波和面波，体波分为纵波和横波，面波分为瑞雷波和乐甫波。
地震波传播速度以纵波最快，横波次之，面波最慢。
纵波使工程结构产生上下颠簸，横波使工程结构产生水平摇晃，当体波和面波同时到达时振动最为剧烈。
5、地震震级是表示地震本身大小的等级，它以地震释放的能量为尺度，根据记录到的地震波来确定的。
地震烈度是指某地区地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度，它是按地震造成的后果分类的。
一次地震只有一个震级，烈度随距离震中的远近而异。
6、工程结构抗震设防的依据是中国地震烈度区划图中给出的基本烈度或其他地震动参数。
为反映不同震级和震中距的地震对工程结构影响，《建筑抗震规范》将建筑工程的设计地震划分为三组，不同设计地震分组，采用不同的设计特征周期和设计基本地震加速度值。
7、三水准的抗震设防要求：(1)当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不损坏或不需修理仍可继续使用(小震不坏)；(2)当遭受本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，经过一般修理或不需修理仍可继续使用(中震可修)；(3)当遭受高于本地区设防烈度的预估罕遇地震影响时，建筑物不倒塌，或不发生危及生命的严重破坏(大震不倒)。
大学抗震课程设计
大学抗震课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让同学们掌握地震的基本知识，了解地震的成因、影响以及如何进行抗震设计。
在此基础上，提高同学们的科学素养，培养他们分析问题和解决问题的能力。
此外，通过本课程的学习，使同学们能够树立正确的价值观，关注生命安全，增强社会责任感。
具体来说，知识目标包括：1.掌握地震的基本概念，如地震波、震级、烈度等。
2.了解地震的成因和影响因素。
3.学习抗震设计的基本原理和方法。
技能目标包括：1.学会使用相关软件进行抗震计算。
2.能够分析实际工程中的抗震问题。
3.具备一定的抗震设计和施工能力。
情感态度价值观目标包括：1.增强对地震灾害的认识，关注生命安全。
2.培养严谨的科学态度和团队协作精神。
3.树立正确的价值观，增强社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.地震基本知识：地震的成因、地震波、震级和烈度等。
2.地震影响分析：地震对建筑物、道路、桥梁等基础设施的影响。
3.抗震设计原理：结构抗震设计、非结构抗震设计、抗震加固等。
4.抗震设计方法：抗震计算方法、抗震设计规范、抗震设计软件应用。
5.实际工程案例分析：分析典型的抗震设计案例，了解抗震设计的实际应用。
三、教学方法为了提高同学们的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过讲解地震基本知识、抗震设计原理和方法，使同学们掌握相关理论知识。
2.讨论法：同学们针对实际工程案例进行讨论，培养分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析典型的抗震设计案例，使同学们了解抗震设计的实际应用。
4.实验法：通过实验室实践，让同学们学会使用相关软件进行抗震计算，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的抗震设计教材作为主要学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富同学们的知识体系。
建筑结构抗震设计参考资料电子教案全套课件
3.8 简述规范中给出的抗震设计反应谱a－T 曲线的特点 和主要影响因素。
3.9 计算结构自震周期的方法有哪些？ 4.1 何谓“概念设计”？“概念设计”与计算设计有何不
同？ 4.2 什么叫结构的刚心、质心?
4.3 建筑平立面布置的基本原则是什么？为什么要控制房 屋的高宽比？ 4.4 抗震结构体系在结构平面布置与竖向布置中应注意哪 些问题？ 4.5 何谓“多道防震防线”？ 4.6 为什么说结构的整体性是保证结构各部件在地震作用 下协调工作的必要条件。 4.7 什么是延性？如何提高钢筋砼柱的延性？
5.1 多层及高层钢筋混凝土房屋有哪些结构体系？ 5.2 抗震概念设计在多层及高层钢筋混凝土结构设计时具
体是如何体现的？ 5.3 抗震设计为什么要限制各类结构体系的最大高度和高
宽比？ 5.4 多层及高层钢筋混凝土结构设计时为什么要划分抗震
等级？是如何划分的？
5.6 如何计算在水平地震作用下框架结构的内力和位移？ 5.7 框架柱的刚度与什么因素有关？ 5.8 如何设计结构合理的破坏机制？ 5.9 如何进行内力组合？ 5.10 什么是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”原则？在设计
1.6 抗震设防烈度和设计基本地震加速度的关系是什么？ 1.7 什么是三水准设防目标和两阶段设计方法？ 1.8 《规范》规定的设防烈度范围是多少？ 2.l 场地土分为哪几类？它们是如何划分的？ 2.2 什么是场地？怎样划分建筑场地的类别？ 2.3 什么是场地土的液化？
3.1 什么是地震作用？计算结构地震作用的方法有哪些？ 3.2 什么是建筑结构的重力荷载代表值？怎样确定它们的
系数？
3.3 什么是地震系数和地震影响系数？什么是动力系数？ 它们有何关系？
工程抗震-7
• 竖向设计加速度反应谱由水平向设计加速度反应谱乘以下 式给出的竖向/水平向谱比函数R。 – 基岩场地： R=0.65 （偏于安全考虑） – 土层场地：
5） 计算方法
• 抗震分析时可将桥梁划分为规则桥梁和非规则桥梁两类 ，分别采用对应的方法。
• 时程计算方法、反应谱法在第5章已经作了详细的阐述， 与建筑结构之间没有本质的区别。
分隔带撞击破坏
3）承载能力不足
百花大桥桥墩破坏情况
小渔洞大桥完全垮塌
日本阪神地震桥梁震害-剪切破坏
日本阪神地震桥梁震害-弯曲破坏
4）支座破坏
落梁
地震时桥梁破坏特征
（1）上部结构强度破坏比较少 （2）地基基础除液化外因承载力问题引起的破坏实例比较少 （3）主要的破坏形式：
桥墩的剪切破坏（延性不足） 桥墩的弯曲破坏（具有良好的抗塌能力） 支座破坏（落梁）。 独柱式结构破坏尤为严重
剪切破坏的机理
4个阶段： • 截面弯矩达到开裂强度时截面出现水平弯曲裂缝； • 随着裂缝的发展和荷载强度的提高，柱内出现斜方向的剪
切裂缝； • 局部剪切裂缝增大，箍筋屈服导致剪切裂缝进一步增长； • 发生脆性的剪切破坏。
弯曲破坏的机理
4个阶段：
• 当弯矩达到开裂强度时截面出现水平弯曲裂缝； • 随着裂缝的发展和荷载强度的提高，受拉侧的纵筋
• 不考虑塑性（不容许发生损伤或者不会发生损伤）的构件 ，用弹性梁单元；相反考虑塑性影响的单元采用弹塑性梁 单元。
• 细长的单元（长细比大于8），宜考虑P-Δ效应。
• 一般用地基弹簧来考虑土与 结构之间的相互作用，在计 算模型中直接考虑。
比 下部结构类型
地基条件
参数值
≤ 90m
工程结构抗震设计 课件
3.纵向墙体的刚度。将纵向墙体的所有柔度相加可得到 墙体的柔度，取倒数后即为纵向墙体的侧移刚度。 4.柱列的柔度和刚度 仅在柱顶设置水平连杆时，第i柱列顶标高的侧移
刚度等于各抗侧力构件在同一标高的侧移 刚度之和。
k i kc k b k w
式中： —分别为一根柱、一片支撑和 一片墙体的顶点侧移刚度； 考虑到持续地震作用下，砖墙会裂开， 导致刚度降低，对于贴强的砖围护墙，根 据地震烈度的大小，取不同的刚度折减系 数，
Fic Kc Fi K i
一片支撑分配到的纵向地震作用标准值
Fib Kb Fi K i
一片墙分配到的纵向地震作用标准值
Fiw Kw Fi K i
式中:
K i
—考虑砖墙开裂后柱列的侧移刚度，
—贴砌的砖围护墙侧移刚度折减系数，7、 8、9度时分别为0.6、0.4、0.2。 K i K c K b k K w
3.纵向砖墙的柔度和刚度
1.纵向墙体底部为固定端的悬臂无洞单墙肢
H3 H 4 3 3 3EL A G Et
式中：H.B.t —分别为墙肢的高度、宽度和厚度； —墙肢的高宽比； E—墙肢的弹性模量； 2.纵向墙体上下段镶嵌且无洞的单肢墙
H3 H 3 3 12 EL A G Et
屋盖 钢筋混凝土无檩 屋盖 钢筋混凝土有檩 屋盖 山墙 两端山墙 边柱 2.0 高低跨柱 2.5 其它中柱 3.0
一端山墙
两端山墙 一端山墙
1.5
1.5 1.5
2.0
2.0 2.0
2.5
2.5 2.0
• 排架内力组合
内力组合是指水平地震作用效应与厂房重力 荷载效应，根据可能出现的最不利荷载情况组合。 荷载效应组合的一般表达式为
工程结构抗震教案-职称评审
工程结构抗震课程教案第一章绪论（4学时）授课内容：1.1地震基本知识；1.2地震震害地震的破坏作用基本要求：掌握地震的基本概念，地震的分类。
掌握震级和烈度的概念。
基本概念：①震源：在地层构造运动中，由于发生比较剧烈的破坏性变动，并从这里释放出大量的能量，从而引起地震的这个区域叫做～。
②震中：震源在地面上的投影就是～。
③震中距：震中与震源之间的距离叫做～。
④等震线：在地面上，把地震烈度相同的地区以线连起来，这条线就叫～。
⑤地震波：当岩层断裂错动或者其他原因引发地震时，地下积蓄的变形能量以波的形式释放，从震源向四周传播，这就是～。
⑥地震烈度：地震烈度是指某一个地区、地面及房屋建筑等工程结构遭受到一次地震影响的强烈程度。
由于各地区所遭受到的地震影响程度不同，故一次地震对于不同的地区有多个地震烈度。
⑦基本烈度基本烈度是指某地区在今后一定时间内（一般指100年），在一般场地条件下可能遭受的最大地震烈度。
⑧抗震设防烈度抗震设防烈度是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。
重点：地震波、震级和烈度的概念要点：1.地震的分类地震按产生原因可分为：构造地震、火山地震和塌陷地震；按震源深浅分类：浅源地震、中源地震和深源地震。
2.地震波、震级和烈度地震波按其在地壳传播的位置不同，分为体波和面波。
体波又分为纵波和横波。
地震的震级是衡量一次地震大小的尺度，用符号M表示。
地震烈度、基本烈度和抗震设防烈度的区别。
授课内容：1.3工程结构的抗震设防基本要求：熟练掌握抗震设计中的抗震设防思想及结构抗震概念设计的基本原则。
基本概念：①地震动的振幅（amplitude）：可以是指地震动加速度、速度、位移三者之一的峰值、最大值或某种意义的有效值。
②频谱（spectrum）：凡是表示一次地震动中振幅和频率关系的曲线，统称为~。
地震工程中常用的频谱有三种：傅立叶谱、反应谱和功率谱。
③持时（duration）：地震动的持续时间。
工程抗震概述教案设计方案
工程抗震概述教案设计方案一、教育背景地震是一种自然灾害，常常给人们的生命和财产带来严重危害。
因此，地震防护是非常重要的。
建筑结构的抗震设计和抗震加固是防止地震破坏的重要手段。
为了提高学生的地震防护意识和抗震设计能力，需要在工程教育中加强对抗震工程的教育。
二、教学目标1.理解地震的发生原理和地震带来的危害。
2.了解抗震设计和抗震加固的基本原理和方法。
3.了解建筑物的抗震评定标准和抗震等级。
4.增强对抗震工程的敏感性和责任感。
三、教学内容1.地震基础知识地震是指地壳发生断裂、摆动引起的地表运动，是一种常见的自然灾害。
学生需要了解地震的发生原理、地震波的传播和地震带来的破坏等知识。
2.抗震设计基础知识抗震设计是指在建筑结构的设计过程中，考虑地震作用下的力学特性，在结构和构造设计上采取一些措施，使建筑物能有效抵抗地震力，减少地震灾害带来的危害。
学生需要了解抗震设计的基本原理和方法，包括结构的刚度和强度设计、结构受力分析、抗震措施等。
3.抗震加固技术在一些原有建筑结构的地震易损部位进行强化处理，以提高其地震抗力的技术称为抗震加固。
学生需要了解抗震加固的类型和方法，包括附加抗震结构、加固构件的钢筋混凝土加固、预应力加固等。
4.抗震评定和等级建筑物的抗震评定是指根据建筑物的地震抗力水平，对建筑物进行评定和等级划分。
学生需要了解抗震等级的含义和标准，以及如何进行抗震评定。
五、教学方法1.理论结合实践通过理论教学和案例分析相结合的方式，将抗震设计和抗震加固的基本原理和方法进行深入讲解，同时通过实例分析，让学生了解实际应用的情况。
2.案例分析选取一些经典的抗震设计和抗震加固案例，进行详细分析，并结合实地考察，让学生了解抗震设计和抗震加固的实际效果。
3.讨论交流鼓励学生积极参与课堂，组织学生围绕抗震设计和抗震加固的话题进行讨论和交流，促进学生思维的碰撞和知识的深入。
六、教学评估1.考核方式根据学生的作业和表现进行日常评估，以及结合期末考核的形式，综合评定学生的学习成绩。
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第8章 工程场地地震动设计8.1 规范的设计地震—反应谱曲线1、“三水准”设防相应的烈度（地震动）中国采用“三水准”设防：小震不坏，中震可修，大震不倒。
⎪⎩⎪⎨⎧。
罕遇地震（罕遇烈度）—大震；基本地震（基本烈度）—设防地震（设防烈度）—中震烈度）；发生机会最多的地震（—众值烈度）多遇地震（多遇烈度、—小震三水准 这里的“地震”应理解为地震动。
不同设防地震的概率水平： 1）多遇地震（众值烈度）：50年内超越概率P ＝63%，重现周期T ＝50年。
2）基本地震（基本烈度）：50年内超越概率P ＝10%，重现周期T ＝475年。
3）罕遇地震（罕遇烈度）：50年内超越概率P ＝2～3％，重现周期T ＝1642～2475年。
通过对45个城镇地震危险性分析发现：众值烈度与基本烈度相差的平均值为1.55度，大震烈度比基本烈度高1度，三种烈度关系如图8.1所示。
图8.1 三种烈度关系示意图2、与反应谱有关的几个参数1）地震系数kp a k g=k —以重力加速度g 为单位的地面运动峰值加速度，a p —地面运动峰值加速度。
2）动力系数βpaa S =β β—以地面运动峰值加速度a p 为单位的反应谱；S a —加速度反应谱。
3）地震影响系数αgS a=α α—以g 为单位的反应谱。
由以上三个系数的定义，可以得到它们之间的关系。
有时也直接称β和α为反应谱。
4）地震作用最大值与α、β的关系根据反应谱的意义，结构上的最大地震作用可以表示为：a mS F = m —单质点体系的质量。
用地震影响系数α表示最大地震作用：αG gS mgF a== G ＝mg —单质点体系的重量。
用动力系数β表示最大地震作用：βkG a S g a mgF pap == k —地震系数；G —单质点体系的重量。
3、地震动力系数β实际给出的反应谱一般以自振周期T 为自变量，T =2π/ω。
在对场地的反应谱进行统计分析时，为寻找反应谱的统计规律性，首先需要对反应谱进行归一化（标准化）。
研究中一般是采用峰值加速度进行归一化，即采用地震动力系数β完成统计分析。
下面简要介绍采用统计分析给出的平均反应谱—地震动力系数β的特点并讨论β反应谱与震级M 、震中距R 的关系以及β与场地条件（土性和厚度）的关系。
根据场地类别，对近震、中震和远震地震动记录分别进行统计分析，我国给出的不同场地条件下β平均反应谱曲线（5％阻尼比）如图8.2所示。
T图8.2 β反应谱曲线（5％阻尼比）T g —反应谱的特征周期，与场地条件，地震远、近有关，β与震级M 的关系间接反映在近、远震中。
近震时中、小地震相对较多，远震时中、大地震多。
统计分析表明：β与结构阻尼、场地条件、震级、震中距有如下关系：① 阻尼比ζ变小，则β变大；② 土介质软，土层厚，β向长周期方向移动； ③ 震中距大，β向长周期方向移动； ④ 震级大，β向长周期方向移动。
从图8.2可以看到，β反应谱仅有一个控制参数T g ，因此希望其能准确反映以上影响因素是困难的，这一反应谱仅仅能在一定近似程度上，综合反映以上因素的影响。
4、设计用反应谱—地震影响系数α谱曲线建筑抗震设计规范给出的设计地震动是用α曲线给出的，规范给出了对应于不同阻尼比ζ的α谱曲线，当ζ＝0.05时的α谱曲线如图8.3所示。
αmaxg 0.45ααT (s)图8.3地震影响系数α曲线（5％阻尼比）其它阻尼比的地震影响系数α曲线可参见《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）。
需要强调的是反应谱的特征周期T g 不是场地的特征周期，它综合了地震动特性和场地特性的影响。
周期T ＝0点的α值可以用下式根据地震动力系数β的值确定：max max max (0)(0)(0)10.452.25k k αββαββ===≈ 因此，α(0)=0.45αmax 。
在确定了α曲线形状后，最大值αmax 可由地震动区划图或地震危险性分析确定（即根据峰值加速度a p 确定）。
例如，对8度设防，对应于（水平地震动）中震和小震的峰值加速度分别为中震：a p =0.2g小震：a p =0.0714g （70gal ）因此，相应于中震和小震的地震影响系数最大值分别为中震：45.025.22.0max max max ====ggg a k p ββα 小震：16.025.20714.0max ==ggα 分析地震影响系数α曲线可以发现，当阻尼比ζ确定时，α曲线的形状由反应谱特征周期T g 和地震影响系数最大值αmax 确定。
《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）给出了考虑不同场地类别和不同地震水平的T g 和αmax ，如表8.1和8.2所示。
表8.1地震反应谱特征周期T g(s)场地类别设计地震分组（特征周期分区）I（坚硬） II（中硬）Ш（中软） IV（软弱）第一组（区）0.25 0.35 0.45 0.65 第二组（区）0.30 0.40 0.55 0.75 第三组（区）0.35 0.45 0.65 0.90表8.2 水平地震影响系数最大值αmax设防烈度地震类别6 7 8 90.08（0.12） 0.16（0.24） 0.32多遇地震 0.040.23（0.34） 0.45（0.68） 0.9基本地震 0.11罕遇地震－ 0.50（0.72） 0.90（1.20） 1.4反应谱特征周期T g的分区实际反映了近、中、远地震的影响，也在一定程度上反映了震级M的影响。
8.2 地震加速度时程建筑抗震设计规范规定：特别不规则的建筑，甲类建筑，超过一定高度范围的高层结构，应采用时程分析法计算。
下面介绍获得用于抗震验算的地震加速度时程的方法。
1、直接法1）直接用已有的地震记录有两种情况可以直接应用已有地震记录：① 用实际场址处获得的地震记录；② 选用与场地的地震地质条件相同的地震记录，即要求：震级、震中距、震源深度、震源机制，场地条件近似相同。
2）用修正的地震记录满足直接应用已有地震记录的条件是相当困难的，实际上均需对选择的地震记录进行某种修正，以满足研究工作或工程设计的要求。
采用修正的地震记录，一般包括两步：① 首先选择一个地震地质条件及地震动参数尽量符合各项要求的地震记录（可在大型强震记录数据库中获得）。
② 然后对所选的地震记录的幅值座标（加速度坐标）和时间座标进行修正，即将加速度时程a(t)在幅值和时间上乘以适当系数，使地震动参数满足给定要求。
改变地震加速度的幅值座标也称为调幅，具体方法是将a(t)乘以一常数，使调幅后的峰值加速度等于所要求的a p。
改变地震加速度的时间座标也称调频，通过对时间坐标乘以固定常数，拉长或者缩短地震记录的持时，并达到改变地震记录的频谱及卓越周期的目的。
工程中调幅方法用的多，调频方法相对用的较少。
一个工程场地峰值加速度a p可由地震动参数区划图确定，但对重要的工程一般要用地震危险性分析方法，得到具体场地一段时间内，在一定超越概率下的地震动参数a p。
目前在研究和工程设计中用得比较多的地震记录是：1）1940年美国El Centro记录，震级M＝7.1，震中距R＝9km，地震烈度I＝8度，峰值加速度a p＝0.347g，主要周期范围：0.25～0.6s，这一记录所在场地的结构破坏不大；2）1952年美国Taft记录，震级M＝7.7，震中距R＝56km，峰值加速度a p＝0.17g，主要周期范围：0.25～0.7s；3）1968年日本十胜冲地震八户记录，震级M＝7.9，震中距R＝180km，峰值加速度a p＝0.23g，主要周期范围：0.2～0.4s。
另外还有阪神地震记录、唐山余震天津记录—天津波等。
水工结构也常采用柯依那波。
2、人工地震波法人工地震波即是人造地震波，规范中规定：对结构进行动力反应分析时要进行“三波检验”，其中的一条地震波必须是人工波。
地震动是随机振动，是非平稳的随机过程，不但振幅是非平稳的，而且频谱也是非平稳的，其非平稳特征是：开始段：振幅快速增大；振幅：中间段：平均强度不变（平稳段）；下降段：振幅由大变小，衰减下降。
频率：中间段：中频成分相对丰富；图8.4 地震加速度时程特征对这一非平稳过程可以采用数值方法获得满足一定要求的加速度时程曲线。
常用数值方法有三角级数法，随机脉冲法，自然回归法等。
其中三角级数法最为常用，下面介绍三角级数法：1）拟合的要求人造地震波应满足对加速度时程三要素－频谱、振幅和持时的基本要求。
频谱：一般是给出反应谱S a(T)，称为目标谱；振幅：地面运动峰值加速度a p；持时：地震动的持续时间T d。
其中，峰值加速度a p和持时T d可由地震危险性分析得到，反应谱S a(T)可以根据建筑抗震设计规范或采用相应的分析方法得到。
a p也可以直接采用建筑抗震设计规范给出的值。
2）平稳化对振幅非平稳过程的平稳化处理一般采用如下方法： 将加速度时程a (t )分成两项：)()()(1t a t f t a =f (t )—加速度过程时间强度包络函数,为确定性函数；a 1(t )—平稳随机过程（振动过程的统计特性不随时间变化）。
这样就把非平稳的随机过程分解成一个确定性函数与一个平稳的随机过程之积。
3）强度包络函数f (t )f (t )一般由统计分析方法得到，也可以根据半经验半理论化的方法得到，在我国一般采用如下函数形式：⎪⎩⎪⎨⎧<≤<≤≤=−−12)(21121210)/()(t T e T t T T t T t t f T t βf图8.5 强度包络函数强度包络函数f (t )包含三个参数：T 1、T 2和β，包络函数也同时确定了持时T d 。
国外也常用指数窗作为强度包络函数。
4）平稳随机过程a 1(t )a 1(t )用具有不同频率和随机相角（位）的三角级数的叠加∑=−=Nk k k k t A t a 11)cos()(ϕωA k —幅值谱值（实数）；φk —相位谱值。
采用三角级数叠加将得到的平稳时间过程a 1(t )如下图所示。
图8.6 平稳时间过程a 1(t )幅值谱值A k 可由下面公式给出：N k S A k k ,,2,1,)(22L =∆=ωωS (ω)—功率谱；∆ω=(ωu -ωn )/N ；ωk =ωn +(k -0.5)∆ω；ωn 和ωu 分别是功率谱的起点和终点截止频率。
一般N 取200～500。
uN k1n图8.7 功率谱及其离散化如果给定的目标谱是功率谱，则由上式可直接由功率谱S (ω)得到幅值谱值A k ，但实际工程问题中，一般给定的是加速度反应谱S a (ω)，可利用如下近似转换关系由反应谱S a (ω)，得到功率谱S (ω)。
)]}1ln(ln[2/{)(2)(2p T S S d k k a kk −−−=ωπωπωζωT d －地震动持时；ζ－阻尼比；p －反应超过反应谱的概率，取p <0.15。