建筑结构抗震设计概述PPT课件(89页)
重大社2023《建筑结构抗震设计(第3版)》教学课件2
地球介质 (含场地)
工程结构
地震 地面运动
结构 地震响应
Acc.(m/s2)
400 300 200 100
0 -100 -200 -300
0
5
10
15
20
25
30
35
40
t(sec.)
(1)描述地震动的物理量有加速度、速度和位移。
汶川地震什邡八角站记录的NS方向加速度时程
(2)地震动包括两个水平分量和一个竖向分量。
a (t ) (m/s2)
10.0 5.0 0.0 -5.0 -10.0
0 10.0 5.0
10.0 东西分量
5.0
南北分量
a (t ) (m/s2)
地震动是一个具有随机性的不规则0.0 时间历程 -5.0
-10.0
20
40
60
80 t (s) 100
120
140
160
0
20
40
60
80 t (s) 100
与临界阻尼比ζ=1相应的阻尼系数 为cr=2wm,称为临界阻尼系数
一般工程结构均为欠阻尼, (ζ=0.01~0.1)
2023年9月6日
2.4.1 单自由度弹性体系的地震反应分析
确定系数c1、c2
x(t) (c1 cos't c2 sin 't)et
考虑初始条件: x0 x(0), x0 x(0)
xg
•
质点所受冲击力为:P
m 0
xg
0 dt dt
dt
•
质点在0~dt时间内的加速度为:
抗震设计中如何把握地震动的 特性?如何保证所考虑地震动 的合理性?
2.2 地震动特性
《建筑结构抗震设计》课件
结构分析软件SAP20
适用范围
SAP2000适用于各种类型的结构 分析,包括高层建筑、大跨度结
构、桥梁、工业厂房等。
特点
SAP2000具有强大的建模功能, 支持多种类型的结构形式,能够 进行线性、非线性及动态分析, 同时提供了丰富的材料库和连接
模型。
应用案例
SAP2000在许多大型工程项目中 得到广泛应用,如上海中心大厦
抗震加固的方法与技术
增大截面法
通过增加原结构的截面面积来 提高结构的承载力和刚度。
外包钢加固法
在结构的外侧或内侧包裹一层 钢板,以提高结构的承载力和 延性。
粘贴碳纤维布加固法
将碳纤维布粘贴在结构的表面 ,以提高结构的抗剪、抗弯和 抗拉能力。
增设支撑和拉杆法
通过增设支撑和拉杆来改变结 构的动力特性和传力路径,提
03 建筑结构抗震设计原理
建筑结构的震害分析
01
02
03
结构整体倒塌
地震时,建筑结构整体倒 塌是由于结构整体性差、 延性不足或构造措施不当 等原因所致。
节点和连接破坏
节点和连接的破坏会导致 结构失稳,影响结构的承 载能力和稳定性。
墙体破坏
墙体在地震中容易发生开 裂、断裂、倒塌等现象, 影响结构的整体性和稳定 性。
05 建筑结构抗震加固技术
抗震加固的基本原则
01
02
03
04
安全性原则
加固后的结构应能够承受可能 出现的各种地震作用,确保结
构安全。
适用性原则
加固后的结构应满足正常使用 要求,具有良好的工作性能。
耐久性原则
加固后的结构应具有足够的耐 久性,满足设计使用年限的要
求。
经济性原则
建筑结构抗震设计课件结构非弹性(弹塑性)地震反应分析简介(上篇)
四、时程分析法
结构非弹性(弹塑性)地震反应分析简介
三、结构的计算分析模型
• 时程分析法:弹性够求得地震全过程中任何时刻质点相 对地面的位移、速度、加速度及地震力的方法。
• 1、计算前必须先给出地面加速度随时间的变化规律,称 为加速度时程曲线,这种曲线一般为实际强震记录或人工 地震波。
建筑结构抗震设计课件第3章(下)
考虑双向水平地震作用效应时,结构地震作用效应的计算方法,0.85的物理意 义。
竖向地震作用的影响是显著的:
根据地震计算分析,对于高层建筑、高耸及大跨结构,竖向 地震影响显著。结构竖向地震内力NE/与重力荷载产生的内力NG 的比值沿高度自下向上逐渐增大,烈度为8度时为50%至90%,9 度时可达到或超过1;335m高的电视塔上部,8度时为138%;高 层建筑上部,8度时为50%至110%。
2、考虑扭转影响的水平地震作用
M D&& CD& K D M D&&g (t)
1
M
cos
D
1n1
1
D&&g (t)
d&&g (t)
M
sin
D
1n1Leabharlann 0M0n1
d&&g (t) ---地面运动加速度 D ---地面运动方向与x轴夹角
3n
设 D(t) X i qi (t) Aq(t) i 1 D&(t) Aq&(t)
Ftji j tj ri2 jiGi
Fx ji
Ftji x
分别为j振型i层的x方向、y方向和
Fy ji
转角方向的地震作用标准值
j振型i层质心处地震作用
思考题
1、底部剪力法的计算步骤是怎样的? 1)底部总剪力计算 2)高阶振型影响如何考虑? 3)屋顶突出屋面附属建筑鞭梢效应的考虑及计算
建筑结构抗震设计ppt课件
b. 9度地区,可采用下沉式天窗;
c. 突出屋面的钢筋砼天窗,侧板与柱宜采用螺栓连接。
(5) 支撑系统
(6) 柱 单层砖柱房屋:
6、7度地区可采用十字形无筋砖柱; 8度地区Ⅰ、Ⅱ类场地采用竖向配筋组合砖柱; 8度地区(Ⅲ、Ⅳ类场地)和9度地区的中柱采用钢 筋砼柱。 单层钢筋砼柱厂房:
厂房中的各种柱采用钢筋砼柱。 a. 截面形式和尺寸:矩形、工字形、双肢形、管柱形等。
排架的侧向柔度d11按下式计算:
11
F
a 11
11
F
(1
-
x1
)
a 11
11
F=1
x1
11
11
F=1
x1
11
x2
11
a11
F=1
⑵ 两跨不等高厂房
采用能量法计算并考虑KT影响,计算自振周期:
T1 2kT
Gi ui2
K i ui2
式中
u1、u2-将结构简图转动900,将G1、G2视为垂直于 杆件的荷载,在G1、G2处产生的水
e. 在满足有关抗震构造措施时,规范规定下列建筑 可不进行抗震计算:
(a) . 7度地区Ⅰ、Ⅱ类场地内的柱高不超过4.5m且 两端均有
均有 2.
(b). 7度地区Ⅰ、Ⅱ类场地内的柱高不超过10m且两端
山墙的单跨及等高多跨钢筋砼柱厂房。 设计计算内容 自振周期的计算; 内力计算; 强度计算。
3. 厂房质量集中系数的确定
平位u移1 。 11G1 12G2 u2 21G1 22G2
⑶ 三跨不对称带升高中跨的厂房结构:
T1 2KT
G1u12 G2u22 G3u32 G1u1 G2u2 G3u3
《建筑结构抗震设计》全套课件
《建筑结构抗震设计》全套课件第一部分:建筑抗震设计概述一、引言随着城市化进程的加快,高层建筑和大型公共设施日益增多,建筑结构抗震设计显得尤为重要。
地震是一种破坏性极强的自然灾害,对建筑结构的影响巨大。
因此,如何设计出能够抵御地震影响的建筑结构,是建筑设计师和工程师们必须面对的挑战。
二、抗震设计的基本概念抗震设计是指根据建筑所在地区的地震烈度、地质条件、建筑类型和用途等因素,通过合理的结构设计、材料选择和施工工艺,使建筑结构在地震发生时能够保持稳定,避免或减少人员伤亡和财产损失。
三、抗震设计的原则1. 以预防为主:在设计阶段就应充分考虑地震因素的影响,采取有效的抗震措施,而不是等到地震发生后才进行补救。
3. 材料选择:应选择具有良好抗震性能的材料,如钢筋、混凝土等。
4. 施工质量:施工质量直接影响到建筑结构的抗震性能,必须严格按照设计要求和施工规范进行施工。
四、抗震设计的步骤1. 地震烈度评估:根据建筑所在地区的地震活动历史和地质条件,评估地震烈度。
2. 结构设计:根据地震烈度、建筑类型和用途等因素,进行结构设计,包括结构体系、构件截面尺寸、材料选择等。
3. 抗震措施:采取有效的抗震措施,如设置防震缝、增加支撑体系、采用减震隔震技术等。
4. 施工质量控制:严格控制施工质量,确保结构设计的实现。
五、抗震设计的未来发展通过本课件的学习,希望同学们能够掌握建筑结构抗震设计的基本概念、原则和步骤,为未来的建筑设计工作打下坚实的基础。
六、抗震设计的具体方法1. 静力设计法:这是一种传统的抗震设计方法,主要考虑建筑结构在地震作用下的静力平衡。
设计时,需要计算结构在地震作用下的内力和变形,并确保结构具有足够的强度和刚度。
2. 动力设计法:这种方法考虑了地震作用的动力效应,通过计算结构的动力响应来评估其抗震性能。
动力设计法需要考虑地震动的频谱特性、结构的自振频率和阻尼比等因素。
3. 基于性能的抗震设计:这种方法以建筑结构的性能目标为导向,通过选择合适的性能指标和抗震措施,确保结构在地震发生时能够达到预定的性能要求。
结构抗震抗震设计基本知识PPT课件
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。
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三、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。
烈 人的感觉
度
1 无感
2 室内个别静止中的人 感觉
3 室内少数静止中的人 感觉
4 室内多数人感觉。室 外少数人感觉。少数 人梦中惊醒
一般房屋
门、窗轻微作响 门、窗作响
其它现象
悬挂物微动 悬挂物明显摆动,器皿作响
加速度
mm/ s2
速度
mm / s
个别:10%以下 少数:10%——50% 多数:50%——70% 大多数:70%——90%
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
第17页/共72页
二、 地震烈度
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,是衡量地震引起后果的一种标度。 一般而言,震级越大,烈度就越大。同一次地震,震
建筑结构第十五章建筑抗震设计基本知识二.pptx
概念设计带有一定的经验性。但它和抗震计算、构 造设计等是不可分割、互为补充的抗震设计的重要 组成部分。
❖ 一般把各层质量集中在楼
层处,n个楼层即形成n个 质点。每一楼面标高位置 的重量(称重力荷载代表 值)由以下几部分组成:
① 恒荷载(本层楼面结构及上、 下各半层墙、柱)的全部;
② 雪荷载的50%;
③ 一般楼面活荷载的50%,藏 书库、档案库活荷载的80 %。
❖ 简化后的计算简图如图,
图中Gi为第i层质点的重力 荷载代表值。
二、常用术语
1. 地震震级:
1) 震级是表示地震本身大小(释放能量多少)的尺度。目前, 国际上比较通用的是里氏震级,其原始定义为1935年由里 克特(Richter)给出,即地震震级M为 M = logA
2) 震级与震源释放能量的大小有关,震级每差一级,地震释 放的能量将差32倍。
❖ 微震 —— 小于2级的地震; ❖ 有感地震 —— 2 ~ 4级地震,人能感觉到; ❖ 破坏性地震 —— 5级以上地震,能引起不同程度的破坏; ❖ 强烈地震 —— 7级以上的地震。
二、单质点弹性体系的地震作用
1.单质点体系
❖等高单层厂房、水塔等。 ❖该结构中参与振动的所有质量全部折算至顶部; ❖墙、柱视作一无重的弹性杆,这样就形成了一个单质点体系; ❖该体系只作单向振动时,就成为一个单自由度体系。
2.单质点弹性体系的地震作用
F
mSa
x0 max g
Sa x0 max
建筑结构抗震设计(PPT,共81页)
3.1
结构抗震概念设计
五、合理的结构材料
• 延性系数(表示极限变形与相应屈服变形之比)高; • “强度/重力”比值大(轻质高强); • 匀质性好; • 正交各向同性; • 构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性,并
图 断层和断裂带 “有地震必有断层,有断层必有地震”
3.1
结构抗震概念设计
断裂及其工程影响
地质调查结果: •沿龙门山中央主断裂 带的地表破裂从映秀镇 至北川长200km; • 沿龙门山山前断裂带 的地表破裂从都江堰至 汉旺镇长40km 。
(图源:张培震, 2008)
汶川地震的 启示和教训
位于地震 断层的建筑, 由于地震断错 和地面强大振 动,带来房屋 毁灭性坍塌。
填充墙。
4层以上平面图
2)竖向不规则:塔楼上部(4层
楼面以上),北、东、西三面布
置了密集的小柱子,共64根,支
承在过渡大梁上,大梁又支承在
其下面的10根柱子上。上下两部
分严重不均匀,不连续。
3)主要破坏:第4层与第5层之 间(竖向刚度和承载力突变),周围
4层以下平面图
剖面图
柱子严重开裂,柱钢筋压屈;塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙
• 这里的“规则”包含了对建筑平面、立面外形尺寸,抗 侧力构件的布置、质量分布,直至承载力分布等诸多因 素的综合要求。
• “规则”的具体界限随结构类型的不同而异,需要建筑 师和结构师相互配合,才能设计出抗震性能良好的建筑。
3.1
结构抗震概念设计
• 建筑抗震设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严 重不规则的设计方案;
①竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换
《建筑抗震设计规范》课件
目录
引言建筑抗震设计规范概述建筑抗震设计的原则建筑抗震设计的实践建筑抗震设计的案例分析结论与展望
01
CHAPTER
引言
提高建筑物的抗震能力,减少地震灾害对人类生命财产的损失。
规范建筑抗震设计,确保建筑物在地震中能够保持结构安全和功能完整。
促进抗震技术的进步和发展,提高建筑行业的抗震设计水平。
计算要点
构造措施
采取必要的抗震构造措施,如设置抗震缝、加强节点连接等。
细部设计
对关键部位进行细部设计,如梁柱节点、楼板开洞等,确保其满足抗震要求。
05
CHAPTER
建筑抗震设计的案例分析
总结词
复杂结构、先进技术
详细描述
该高层建筑采用复杂的结构形式,如钢结构、钢筋混凝土结构等,以满足抗震要求。设计过程中运用了现代抗震技术,如隔震、消能减震等,以确保建筑在地震中的安全性能。
02
推广减震隔震技术
积极推广减震隔震技术,通过设置减震隔震支座、阻尼器等措施,降低地震对建筑物的影响。
THANKS
感谢您的观看。
维护社会稳定
选择地质条件稳定、地震烈度较低的场地进行建设。
场地选择
采用合理的结构体系,提高整体抗震能力。
结构体系
采取有效的抗震构造措施,如设置圈梁、构造柱等。
抗震构造措施
选用符合抗震要求的建筑材料,采用合适的施工方法,确保施工质量。
建筑材料和施工方法
04
CHAPTER
建筑抗震设计的实践
优先选择对抗震有利的地段,避免在不利地段进行建设。
大跨度、多功能
总结词
该大型公共建筑如商场、剧院等,具有大跨度、多功能的空间需求。在抗震设计中,需充分考虑建筑的结构特点和使用功能,采取有效的抗震措施,如加强结构整体性、设置抗震支撑等,以确保建筑在地震中的安全性能。
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由烈度概率分布分析可知,基本烈度和从值烈度相差约1.55度,而基本烈度 与罕遇烈度相差大致1度。
第一节、地震基本知识
(二)设防目标
(1). 基本烈度
第一节、地震基本知识
(二)设防目标
(1). 基本烈度
2、抗震设防目标 抗震设防目标总的趋势:在建筑物使用寿命期间,对不同频度
第一节、地震基本知识
(一)震级
微震:M<2的地震,人们感觉不到 有感地震:M=2~4的地震 破坏性地震:M>5的地震,建筑物有不同程度的破坏 强烈地震或大地震:M=7~8的地震 特大地震:M>8的地震
第一节、地震基本知识
(一)地震烈度
地震烈度指地震时某一地点震动的强烈程度,用符号I 表示。
对于一次地震,表示地震大小的震级只有一个,但它对 不同的地点影响程度是不一样的。一般说离震中愈远,受地 震的影响就愈小,烈度也就愈低。对于一次地震的影响,随 震中距的不同,可以划分为不同的烈度区。
和强度的地震,要求建筑物具有不同的抵抗能力。 基于这一趋势,《抗震规范》提示了“三水准”的抗震设防目
标。 第一水准:“小震不坏”,即当遭受到多遇的低于本地区设防
烈度的地震(简称“小震)影响时,建筑物一般应不受损坏或不需 修理仍能继续使用。
第一节、地震基本知识
(二)设防目标
(1). 基本烈度
第二水准:“中震可修”,当遭受到相当于本地区设防烈度的 地震影响时,建筑可能损坏,经一般修理或不需修理仍能继续使用。
目前,我国使用的是1999年由国家地震局颁布实施的 《中国地震烈度表》。
第一节、地震基本知识
2 建筑抗震设防
(一)设防依据
(1). 基本烈度 一个地区的基本烈度是指该地区今后50年时间内,在一般场地条件
下可能遭遇到超越概率为10%的地震烈度。
(2)设防烈度 作为一个地区建筑抗震设防依据的烈度称为抗震设防烈度。一般情况
第一节、地震基本知识
1 地震成因和类型
第一节、地震基本知识
2 常用地震术语
震源:地震发生时岩层断裂或错动产生振动的部位; 震源深度:震源至地面的垂直距离称为; 震中:震源在地表的垂直投影点称为; 震中区:地震发生时震动和破坏最大的地区称为; 震中距:受地震影响地区至震中的距离称为震中距; 等震线:在同一地震中,具有相同地震烈度地点连线。
第一节、地震基本知识
3 地震的破坏作用
(2)建筑物破坏
1)结构丧失整体性
建筑物一般都是由许多构件组成,在地震作用下因构件 连接不牢、支撑长度不够或作为支座的墙体倒塌、柱断裂, 都会引起结构丧失整体性而破坏。
2)结构承载力不足而引起的破坏
作为结构主要承重的构件,墙、柱、梁等由于其强度不 足,在地震发生时首先破坏,不能继续承受重力荷载从而造 成房屋倒塌。
第一节、地震基本知识
3 地震的破坏作用
(2)建筑物破坏
3)地基失效
当建筑物建在软弱的地基土上或建在液化的地基土上, 而又未进行特殊处理,在地震发生时地基土的抗剪承载能力 不能抵抗重力的继续作用,从而造、地震基本知识
3 地震的破坏作用
(3)次生灾害
地震除直接造成建筑物的破坏外,还会引起火灾、水灾、 有毒物质污染等次生灾害,尤其在大城市,由次生灾害造成 的损失有时比地震直接产生的灾害造成的损失还要大。
第一节、地震基本知识
3 地震的破坏作用
(1)地表的破坏现象
1)地裂缝 重力地裂缝:由于地面作剧
烈震动而引起的惯性力超过了土 的抗剪强度所致。构造地裂缝: 与地质构造有关,是地壳深部断 层错动延伸至地面的裂缝。
2)喷砂冒水 在地下水位较高的平原及沿
海地区,地下存在埋深较浅的细 砂层或粉土层时,可能发生喷砂 冒水现象。
第一节、地震基本知识
(一)震级
因为这个震级的定义是1935年里希特所给出的,故称为里
氏震级。
震级的大小直接与震源释放的能量大小有关,震级M与地
震释放能量E(单位erg)之间有如下关系
lgE =1.5M + 11.8
(14-2)
由式(12.1.1)可知,当震级相差1级时,地面振幅相差
10倍。由(12.1.2)可知,震级差1级,能量相差32倍。
第一节、地震基本知识
1 震级与烈度
(一)震级
地震的震级是衡量一次地震大小的等级,用符号M表示。
震级的原始定义是:在离震中100km处的坚硬地面上,
由标准地震仪(摆的自振周期为0.8s,阻尼为0.8,放大倍
数为2800倍)所记录的最大水平位移A(单位为μm)的常
用对数值,用公式表示为
M= lgA
(14-1)
第一节、地震基本知识
3 地震的破坏作用
(1)地表的破坏现象
3)地面下沉 在强烈的地震作用下,在回
填土和孔隙较大粘性土等松软而 压缩性较高的土层中,往往发生 震陷,使建筑物破坏,此外,在 岩溶洞和采空区也常发生震陷。
4)滑坡、塌方 在强烈的地震下,常引起河
岸、陡坡滑坡,有时规模很大, 造成公路堵塞、岸边建筑物破坏。
下,抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的基本烈度。
第一节、地震基本知识
(二)设防目标
(1). 基本烈度
1、大震、小震和基本烈度 小震:为烈度概率密度曲线上的峰值所对应的烈度,即众值烈度或称多遇烈
度。当基准设计期为50年时,则50年内众值烈度的超越概率为63.2%,这就是第 一水准的烈度。
基本烈度:即第二水准烈度,也就全国地震烈度区划图所规定的烈度,它在50年 内超越概率大体为10%。
第三水准:“大震不倒”,当遭遇受到高于本地区设防烈度的 罕遇地震(简称“大震”)影响时,建筑不致倒塌或发生危及生命 的严重损坏。
第十四章 建筑结构抗震 设计简介
SUNMMARY OF BUILDING
第一节
地震基本知识
第二节 多层钢筋混凝土框架结构抗震设计
第三节
砌体房屋的抗震构造
第一节、地震基本知识
地震及其破坏作用
1 地震成因和类型
地震按其产生的原因,主要可分为火山地震、陷落地震、人工诱发 地震和构造地震。
根据地震发生的部位,可将其划分为浅源地震(小于60km)、中源地 震(震源深度为60~300km)和深源地震(震源深度大于300km)。震源深度越 小,地震对地面造成的破坏性越大。我国发生的地震绝大多数属于浅源 地震(震源深度在10~20km左右)。