建筑结构 第十五章 建筑抗震设计基本知识二最终版.ppt

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三、抗震概念设计
概念设计 —— 指一些在计算中或在规范中难以作出 具体规定的问题，必须由工程师运用“概念”进行 分析，作出判断，以便采取相应的措施。
❖ 结构破坏机理的概念； ❖ 力学概念； ❖ 由震害、试验现象等总结提供的各种宏观的和具体的经验等。 ★ 概念及经验要贯穿在方案确定及结构布置过程中，
③ 刚度与质量分布特别不均匀的建筑物、甲类建筑物 等，宜采用时程分析法进行补充计算。
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3.底部剪力法
① 基本思想：按结构底部总剪力相等的原则，把多 质点体系简化为单质点体系，只用基本自振周期确 定总底部剪力，然后按照一定规律将地震力（总底 部剪力）沿高度沿高度分配给各质点。
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2.单质点弹性体系的地震作用
F
mS a
x0 m a x g
Sa x0 m a x
mg
kG
G
式中：m、G ——为单质点体系的质量及重量； g ——重力加速度；
x0max ——为地面运动最大加速度；
Sa / x0max ——称为地震系数，表示地面运动的相对强度；
k x0max / g ——称为动力系数，表示质点加速度与地面加速
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。
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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。
❖地震按其成因可分为：火山地震，陷落地震和构造 地震。
1. 火山地震——由于火山爆发而引起的地震； 2. 陷落地震——由于地表或地下岩层突然大规模陷落
和崩塌而造成的地震；
3. 构造地震——由于地壳运动，推挤地壳岩层使其薄 弱部位发生断裂错动而引起的地震。
❖ 前二种地震的影响范围和破坏程度相对较小，而后 一种地震的破坏力大
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第三节 地震作用的计算
一、重力荷载代表值 二、单质点弹性体系的地震作用 三、多质点弹性体系的地震作用
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一、重力荷载代表值
❖ 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；
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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。
第五编 建筑抗震设计基本知识
第十五章 地震作用和结构的抗震验算
第一节 地震基本知识 第二节 抗震设计的基本要求 第三节 地震作用的计算 第四节 结构的自振周期 第五节 结构的抗震验算
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第一节 地震基本知识
一、地震的类型 二、常用术语
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一、地震的类型
❖ 地震是由于地壳构造运动(岩层构造状态的变动)或其 它原因而引起的地面振动的现象。
4.设防烈度：建筑物抗震设防时采用的烈度。
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❖ 地震对建筑物的影响
地震 地面运动 地面加速度a0 建筑物加速度a
惯性力FE
ma
G
a g
G
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第二节 抗震设计的基本要求
一、建筑抗震设防分类和设防标准 二、抗震设防的目标 三、抗震概念设计
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一、建筑抗震设防分类和设防标准
1. 抗震设防类别
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2. 地震烈度
❖ 地震烈度是指某一地区的地面和各类建筑物遭受到一次 地震影响的强弱程度。 对于一次地震，表示地震大小的 震级只有一个；
❖ 随距离震中的远近不同，烈度就有差异。
❖ 评定地震烈度的标准就称为地震烈度表。绝大多数国家 包括我国都采用分成12度的地震烈度表。
3. 基本烈度
❖ 作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，它是指该地区 今后一定时期内，在一般场地土条件下，可能遭受的最 大地震烈度，也就是由国家地震局制定的全国地震烈度 区划图规定的烈度。
❖ 根据建筑的使用功能的重要性，分为甲类、 乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
2. 抗震设防标准
❖ 甲类建筑 ❖ 乙类建筑 ❖ 丙类建筑 ❖ 丁类建筑
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二、抗震设防的目标
❖ 抗震设防的目标 —— 三水准要求：
所谓的三水准抗震目标，可简单的概括为：
1）小震不坏 2）中震可修 3）大震不倒
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三、多质点弹性体系的地震作用
1.多质点体系的振型和自振周期 2.多质点体系的地震作用的计算方法 ❖应按不同情况分别采用相应的地震作用计算方法：
① 高度不超过40m，以剪切变形为主，刚度与质量 沿高度分布比较均匀的建筑物，可采用底部剪力法。
② 高度超过40m的高层建筑物一般可采用振型分解反 应谱方法。
计算结构自振周期 k / m,T 2 / 2 m / k 由场地类别、设计地震分组查表,得场地特征周期Tg; 由设防烈度查表得水平地震影响系数最大值αmax； 确定、1、2； 由T、Tg、αmax按图计算水平地震影响系数α； 作用在单质点上的水平地震作用为 FEK=αg=αmg。
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★ 应体现在计算简图或计算结果的处理中，
★ 对某些薄弱部位的配筋构造起作用。
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。
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1. 场地、地基和基础选择
❖场地土的分类 ❖场地的选择 ❖地基和基础选择
2. 结构的平面和立面布置 3. 结构体系的选择 4. 抗震结构构件及其连接 5. 非结构构件 6. 材料选择和施工
度相比的放大系数； α ——为地震影响系数，α= kβ。
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3.计反应谱曲线
α— 地震影响系数；
αmax— 地震影响系数最大值； T — 结构自振周期；
Tg— 特征周期； γ— 曲线下降段衰减指数；

η1— 直线下降段下降斜率调整系数；
η2— 阻尼调整系数
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4.单质点体系的地震作用计算方法