第十三章建筑结构抗震设计基本知识

2.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 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。 表示。 对于一次地震，表示地震大小的震级只有一个， 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 不同的地点影响程度是不一样的。一般说离震中愈远， 震的影响就愈小，烈度也就愈低。对于一次地震的影响， 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。 震中距的不同，可以划分为不同的烈度区。 目前， 我国使用的是1999 1999年由国家地震局颁布实施的 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》。 中国地震烈度表》
2.常用地震术语 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：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：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； 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。 等震线：在同一地震中，具有相同地震烈度地点连线。
基本烈度：即第二水准烈度， 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% 划图所规定的烈度，它在50年内超越概率大体为10%。 50年内超越概率大体为10 大震或罕遇烈度：俗称其为大震， 50年内超越概率 大震或罕遇烈度 ： 俗称其为大震， 50年内超越概率 为2%~3%的烈度，也是第三水准所对应的烈度。 的烈度，也是第三水准所对应的烈度。 由烈度概率分布分析可知，基本烈度和从值烈度相 由烈度概率分布分析可知， 差约1.55度 而基本烈度与罕遇烈度相差大致1 差约1.55度，而基本烈度与罕遇烈度相差大致1度。 1.55
第一讲 教学目标：
了解地震的基本知识， 理解震级、 1. 了解地震的基本知识 ， 理解震级 、 地震烈度的 概 念； 2.了解建筑抗震设防的概念设计； 了解建筑抗震设防的概念设计； 3.掌握建筑抗震设防的烈度、分类和标准。 掌握建筑抗震设防的烈度、分类和标准。
重 点
震级与烈度； 1. 震级与烈度； 建筑抗震设防烈度、设防目标、设防标准、 2. 建筑抗震设防烈度、设防目标、设防标准、抗震 概念设计的基本要求。 概念设计的基本要求。
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： 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， 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。 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， 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。 浅的细砂层或粉土层时，可能发生喷砂冒水现象。
第十三章 建筑结构抗震设计基本知识
本章主要内容
1. 地震及其破坏作用；震级与烈度；建筑抗震设防烈度、 地震及其破坏作用；震级与烈度；建筑抗震设防烈度、 设防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求； 设防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求； 2. 多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的抗震规定； 多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的抗震规定； 3. 多、高层钢筋混凝土房屋的抗震规定。
3）地面下沉 在强烈的地震作用下， 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 松软而压缩性较高的土层中 ， 往往发生震陷， 坏，此外，在岩溶洞和采空区也常发生震陷。 此外，在岩溶洞和采空区也常发生震陷。 4）滑坡、塌方 滑坡、 在强烈的地震下， 常引起河岸、 陡坡滑坡， 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。 很大，造成公路堵塞、岸边建筑物破坏。
3.设防分类 （1）建筑物重要性分类 在进行建筑设计时，应根据建筑物的重要性不同， 在进行建筑设计时 ， 应根据建筑物的重要性不同 ， 采取不同的抗震设防标准。 抗震规范》 采取不同的抗震设防标准 。 《 抗震规范 》 将建筑物按其 重要程度不同分为四类： 重要程度不同分为四类： 甲类建筑—有特殊要求的建筑 ， 甲类建筑 有特殊要求的建筑，如遇地震破坏会导 有特殊要求的建筑 致严重后果（ 如放射性物质的污染， 致严重后果 （ 如放射性物质的污染 ， 剧毒气体的扩散或 引起爆炸等） 和经济上重大损失的建筑； 政治上重大损 引起爆炸等 ） 和经济上重大损失的建筑 ； 失的建筑； 失的建筑 ； 政治上有特殊要求的或其它特别重要的建筑 等。
12. 12.1.2 1.震级
震级与烈度
地震的震级是衡量一次地震大小的等级， 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， 100km处的坚硬地面上， 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 阻尼为0 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 单位为μm μm） 倍数为 2800倍 ） 所记录的最大水平位移 A （ 单位为 μm ） 2800 的常用对数值， 的常用对数值，用公式表示为
M= lgA
（12.1.1） 12.1.1）
因为这个震级的定义是1935 年里希特所给出的 因为这个震级的定义是 1935年里希特所给出的， 故称 1935 年里希特所给出的， 为里氏震级。 为里氏震级。 震级的大小直接与震源释放的能量大小有关， 震级的大小直接与震源释放的能量大小有关，震级M与 单位erg erg） 地震释放能量E（单位erg）之间有如下关系 lgE =1.5M + 11.8 （12.1.2） 12.1.2）
由式（12.1.1）可知，当震级相差1级时， 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。 10倍 12.1.2）可知，震级差1 能量相差32倍 32
微震：M<2的地震，人们感觉不到。 微震：M<2的地震，人们感觉不到。 有感地震：M=2 有感地震：M=2～4的地震。 的地震。 破坏性地震：M>5的地震，建筑物有不同程度的破坏。 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 强烈地震或大地震：M=7～8的地震。 的地震。 特大地震：M>8的地震。 特大地震：M>8的地震。
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， 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， 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， 力不能抵抗重力的继续作用，从而造成房屋的局部倾斜或 不均匀下沉。 不均匀下沉。 （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 地震除直接造成建筑物的破坏外，还会引起火灾、 灾、有毒物质污染等次生灾害wk.baidu.com尤其在大城市，由次生灾 有毒物质污染等次生灾害，尤其在大城市， 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。
难 点
抗震概念设计的基本要求。 抗震概念设计的基本要求。
第一节 概述
12. 12.1.1 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、 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。 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( 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( 60~ km)和深源地震 60km)、 中源地震 ( 震源深度为 60~300km) 和深源地震 ( 震源 km) 深度大于300km)。 震源深度越小， 深度大于 300km) 。 震源深度越小 ， 地震对地面造成的破坏 300km) 性越大。我国发生的地震绝大多数属于浅源地震（ 性越大。我国发生的地震绝大多数属于浅源地震（震源深度 20km左右） 在10~20km左右）。 10 20km左右
（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， 抗震设防目标总的趋势 ： 在建筑物使用寿命期间， 对不同频度和强度的地震， 对不同频度和强度的地震 ， 要求建筑物具有不同的抵抗 能力。 能力。 基于这一趋势， 抗震规范》 提示了“ 三水准” 基于这一趋势 ， 《 抗震规范 》 提示了 “ 三水准 ” 的 抗震设防目标。 抗震设防目标。 第一水准： 小震不坏” 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， 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。 一般应不受损坏或不需修理仍能继续使用。
12.1.3建筑抗震设防 12. 1.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 一个地区的基本烈度是指该地区今后50年时间内， 在一 50年时间内， 般场地条件下可能遭遇到超越概率为10%的地震烈度。 般场地条件下可能遭遇到超越概率为10%的地震烈度。 10 （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。一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图 一般情况下， 的基本烈度。 的基本烈度。
2.设防目标 （1）大震和小震 小震：为烈度概率密度曲线上的峰值所对应的烈度， 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，如图12.1.2所示。 即众值烈度或称多遇烈度，如图12.1.2所示。当基准设 12.1.2所示 计期为50年时， 50年内众值烈度的超越概率为63.2%， 计期为50年时，则50年内众值烈度的超越概率为63.2%， 50年时 年内众值烈度的超越概率为63.2% 这就是第一水准的烈度。 这就是第一水准的烈度。
第二水准： “ 中震可修” ， 当遭受到相当于本地区设 第二水准 ： 中震可修 ” 防烈度的地震影响时，建筑可能损坏， 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。 修理仍能继续使用。 第三水准： 大震不倒” 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 防烈度的罕遇地震（简称“大震” 影响时， 塌或发生危及生命的严重损坏。 塌或发生危及生命的严重损坏。
（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， 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、 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。 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， 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。 而造成房屋倒塌。
乙类建筑—国家重点抗震城市的生命线工程的建筑 乙类建筑 国家重点抗震城市的生命线工程的建筑 （如消防、急救、供水、供电等）或其它重要建筑。 如消防、急救、供水、供电等）或其它重要建筑。 丙类建筑— 除甲、乙、丁类以外的建筑，如一般工 除甲、 丁类以外的建筑， 丙类建筑 业与民用建筑（公共建筑、住宅、旅馆、厂房等） 业与民用建筑（公共建筑、住宅、旅馆、厂房等）。 丁类建筑— 次要建筑，如遇到地震破坏不易造成人 次要建筑， 丁类建筑 员伤亡和较大经济损失的建筑（如一般的仓库 、 人员较 员伤亡和较大经济损失的建筑 （ 如一般的仓库、 少的辅助性建筑） 少的辅助性建筑）。 甲类建筑应按国家规定的批准权限批准执行； 甲类建筑应按国家规定的批准权限批准执行 ； 乙类 建筑应按城市抗震救灾规划或有关部门批准执行。 建筑应按城市抗震救灾规划或有关部门批准执行。