最新建筑结构抗震设计 课件
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《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第3章第4节
X ni
i2
m1
i振型上的惯性力在
j振型上作的虚功
X1i
m2
mn
X X
2i ni
i2
m
X
i
Wij m1i2 X1i X1j m2i2 X2i X2 j L
i2
X
T j
m
X
i
2.主振型的正交性
i振型上的惯性力在 j振型上作的虚功：
Wij
i2
X
2k m2 k12
0
k k m2
m2
EI1
k2 m1
EI1
k1
X
1
1 1.618
X 2
1 0.618
(2k 2m) k 2m k2 0
1.618
0.618
1 0.618 k / m 2 1.618 k / m
X11 1 ; X12 1 X 21 1.618 X 22 0.618
y1 y2
X1 sin(t ) X2 sin(t )
k11 X1 k21 X1
k12 X 2 k22 X 2
m12 X1 0 m22 X 2 0
(
k11 k21
k12
k22
m1 0 0 m2
2
)
X1 X2
=
0 0
(k2 m)X 0...366
k2 m 0...(3 69)
i) i)
质点上的惯性力为：
X 21
m2
X
2i
2 i
I1(t) I2 (t)
m1 y1 m2 y2
m1
X
1i
2 i
sin(
i
t
i
m2
i2
m1
i振型上的惯性力在
j振型上作的虚功
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2.主振型的正交性
i振型上的惯性力在 j振型上作的虚功：
Wij
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2k m2 k12
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k k m2
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EI1
k2 m1
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X 2
1 0.618
(2k 2m) k 2m k2 0
1.618
0.618
1 0.618 k / m 2 1.618 k / m
X11 1 ; X12 1 X 21 1.618 X 22 0.618
y1 y2
X1 sin(t ) X2 sin(t )
k11 X1 k21 X1
k12 X 2 k22 X 2
m12 X1 0 m22 X 2 0
(
k11 k21
k12
k22
m1 0 0 m2
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)
X1 X2
=
0 0
(k2 m)X 0...366
k2 m 0...(3 69)
i) i)
质点上的惯性力为：
X 21
m2
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m1 y1 m2 y2
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2 i
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i
t
i
m2
建筑结构抗震设计课件第3章(下)
1）引起结构产生扭转的原因主要有哪些？ 2）规则结构如何考虑扭转效应的影响？ 3）需要进行扭转计算的结构： j振型时第i层质心处的水平地震作用标准值计算公式Fxji(Fyji、Ftji)； 考虑单向水平地震作用时，结构的地震作用效应（扭转效应）Sx(Sy)的计算方 法；
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
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
建筑结构抗震的设计
众值地震烈度和罕遇地震烈度 众值地震烈度（众值烈度，小震）
该地区50年超越概率为63%的地震烈度值 罕遇地震烈度（大震）
该地区50年超越概率为2%的地震烈度值
多遇烈度比基本烈度大约低1.55度
罕遇烈度比基本烈度大约高1度
三、抗震设防依据及地震影响
设防范围
基本烈度 6 7 8 9度地区
基本烈度大于9度地区，须特殊研究，按有关规定执行。
1-2 震源、震中和地震波
震源：地震发生的部位。不是一个点。
震中：震源正上方的地面位置。附近地面运动最强烈，极震区。
震中距：场地上某一点到震中的距离。
等震线：将地面上破坏程度相近的点连成的曲线。
震源深度（h）：震源到地表的垂直距离。
h <70km
浅源地震
h=70-300km 中源地震
h>300km 深源地震
根据弹性理论 纵波波速和横波波速
E(1 ) vp (1 )(1 2)
vs
G
E
2(1 )
E--介质的弹性模量
--介质的密度 --介质的泊松比 G--介质的剪切模量
显然有
vp vs
vp 1.67vs
注意：剪切波速是介质非常重要的一个参数。在地基土的力学性质评 价中占有重要地位。反映地基强度的指标。建筑抗震规范以剪切波 速对场地土进行分类。
岩层断裂发生时，一般不只是一个断裂，而是由一系列断裂组成 的破碎带。一个部位发生断裂，能量释放，达到平衡状态，其它部位 还没有达到平衡状态，还要释放能量。所以一次地震的发生一般都不 是孤立的，伴随着一系列小震。 主震
一系列地震中，释放能量最多一次地震。 前震
主震之前发生的地震。 余震
主震之后发生的地震。 1976年唐山地震 主震7.8级
该地区50年超越概率为63%的地震烈度值 罕遇地震烈度（大震）
该地区50年超越概率为2%的地震烈度值
多遇烈度比基本烈度大约低1.55度
罕遇烈度比基本烈度大约高1度
三、抗震设防依据及地震影响
设防范围
基本烈度 6 7 8 9度地区
基本烈度大于9度地区，须特殊研究，按有关规定执行。
1-2 震源、震中和地震波
震源：地震发生的部位。不是一个点。
震中：震源正上方的地面位置。附近地面运动最强烈，极震区。
震中距：场地上某一点到震中的距离。
等震线：将地面上破坏程度相近的点连成的曲线。
震源深度（h）：震源到地表的垂直距离。
h <70km
浅源地震
h=70-300km 中源地震
h>300km 深源地震
根据弹性理论 纵波波速和横波波速
E(1 ) vp (1 )(1 2)
vs
G
E
2(1 )
E--介质的弹性模量
--介质的密度 --介质的泊松比 G--介质的剪切模量
显然有
vp vs
vp 1.67vs
注意：剪切波速是介质非常重要的一个参数。在地基土的力学性质评 价中占有重要地位。反映地基强度的指标。建筑抗震规范以剪切波 速对场地土进行分类。
岩层断裂发生时，一般不只是一个断裂，而是由一系列断裂组成 的破碎带。一个部位发生断裂，能量释放，达到平衡状态，其它部位 还没有达到平衡状态，还要释放能量。所以一次地震的发生一般都不 是孤立的，伴随着一系列小震。 主震
一系列地震中，释放能量最多一次地震。 前震
主震之前发生的地震。 余震
主震之后发生的地震。 1976年唐山地震 主震7.8级
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。
2024版建筑构造PPT课件
室内装修材料与施工方法
地面装修材料
包括陶瓷地砖、木地板、
1
石材等。施工方法包括干
铺法、湿铺法、粘贴法等。
木装修
4
包括门窗套、护墙板、踢 脚线等。施工方法包括木 工制作、安装等。
墙面装修材料
2 包括乳胶漆、壁纸、瓷砖
等。施工方法包括刮腻子、 打磨、涂刷等。
顶棚装修材料
3 包括石膏板、铝扣板、
PVC板等。施工方法包括 吊顶安装、龙骨安装等。
人工合成材料
如水泥、钢材等，具有高 强度、耐久性好的特点， 但缺乏天然质感。
复合材料
如钢筋混凝土、纤维增强 混凝土等，综合了多种材 料的优点，具有优异的力 学性能和耐久性。
材料的力学性能
强度
材料抵抗破坏的能力，包 括抗压、抗拉、抗剪等强 度。
刚度
材料抵抗变形的能力，即 弹性模量。
韧性
材料在破坏前吸收能量的 能力，即抗冲击性。
现代建筑构造
强调建筑与环境、建筑与 人的关系，注重生态、节 能和可持续发展，构造技 术不断创新和完善。
建筑构造的重要性
实现建筑设计意图
建筑构造是建筑设计的重要组成 部分，是实现建筑设计意图的基 础和保障。
促进建筑技术创新
随着科技的不断进步，建筑构造 技术也在不断创新和发展，为建 筑业的发展注入了新的活力。
框架结构
由梁、柱组成的框架来承受荷载的结构，具有空间分隔灵活、 自重轻、有利于抗震等优点，但侧向刚度较小。
剪力墙结构
利用建筑物的内外墙作为承重和抵抗侧力的主要构件，具有 侧向刚度大、整体性好、用钢量省等优点，但空间分隔不够 灵活。
钢结构
以钢材为主要承重构件的结构，具有强度高、自重轻、施工 速度快等优点，但耐火性和耐腐蚀性较差。
房屋建筑结构抗震设计
社会影响
地震灾害会对社会产生深 远的影响，包括心理创伤 、社区分裂和恢复期长等 。
抗震设计的重要性
提高结构安全性
通过抗震设计，可以增强房屋建 筑结构的整体性和稳定性，减少 地震对建筑的破坏风险。
减少经济损失
有效的抗震设计可以降低地震造 成的财产损失，减轻地震对经济 的影响。
保障生命安全
抗震设计的主要目的是保护人们 的生命安全，减少地震灾害中的 人员伤亡。
福岛第一核电站
在2011年东日本大地震后，福岛第一核电站的1至3号机组遭受严重损坏。为了 增强其抗震能力，采用了多种加固措施，如增加支撑结构、加强地基等。
中国抗震建筑实例
汶川地震博物馆
作为纪念汶川地震的场馆，该建筑在设计时充分考虑了抗震性能，采用了多种减 震技术和结构加固措施，以确保在地震中能够保持稳定。
加固方法
针对现有结构的抗震薄弱环节，采用 增强构件、增加支撑等方法进行加固 ，提高结构的抗震能力。
修复措施
对因地震损坏的结构进行修复和加固 ，使其恢复到安全使用状态。
06
工程实例分析
日本抗震建筑实例
东京天空树
作为日本最高的建筑之一，东京天空树在设计中充分考虑了抗震性能，采用了 先进的减震技术和阻尼器，以抵抗地震的影响。
有限元分析法是一种数值模拟方法 ，通过建立建筑物的有限元模型， 可以更精确地分析建筑物的抗震性 能。
结构构造措施
01
加强节点连接
在构造上，应加强节点连接，提 高节点的刚度和承载能力，以防 止节点在地震中发生破坏。
设置抗震缝
02
03
增加阻尼器
在建筑物中设置抗震缝，将建筑 物分割成若干较小的独立单元， 以减小地震对建筑物的影响。
抗震PPT幻灯片课件
地下采空区属于危险地段。
不利于抗震的地段：软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡 坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土 层（含故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含 水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝等。
15
1.2 选择有利于抗震的场地 有利地段：一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬 场地土。 在选择高层建筑的场地时，应尽量建在基岩或薄土层上，或应建在具 有较大“平均剪切波速”的坚硬场地土上，以减少输入建筑物的地震 能量，从根本上减轻地震对建筑物的破坏作用。
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
结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%
楼板局部不连续 楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，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
b 0.5B
大大不足,率先破坏；3.水平地震作用下,柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。
19
20
地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；正六边 形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。
不宜采用有较长翼缘的L形、T形、U形、H形、Y形等平面形状。 高层规程的规定：
设防烈度 L / B
６、７度 ≤6.0
l / Bmax
Ki3
Ki2 Ki1 Ki
Ki 0.7Ki1
Ki
0.8( Ki1
Ki2 3
Ki3 )
沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层） 竖向抗侧力构件不连续
25
立ห้องสมุดไป่ตู้不规则类型
不利于抗震的地段：软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡 坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土 层（含故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含 水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝等。
15
1.2 选择有利于抗震的场地 有利地段：一般是指位于开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬 场地土。 在选择高层建筑的场地时，应尽量建在基岩或薄土层上，或应建在具 有较大“平均剪切波速”的坚硬场地土上，以减少输入建筑物的地震 能量，从根本上减轻地震对建筑物的破坏作用。
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
结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%
楼板局部不连续 楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，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
b 0.5B
大大不足,率先破坏；3.水平地震作用下,柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。
19
20
地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；正六边 形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。
不宜采用有较长翼缘的L形、T形、U形、H形、Y形等平面形状。 高层规程的规定：
设防烈度 L / B
６、７度 ≤6.0
l / Bmax
Ki3
Ki2 Ki1 Ki
Ki 0.7Ki1
Ki
0.8( Ki1
Ki2 3
Ki3 )
沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层） 竖向抗侧力构件不连续
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立ห้องสมุดไป่ตู้不规则类型
4建筑结构抗震概念设计XXXX共67页
2
基本概念
• 1、计算设计（Numerical design）：按荷载 计算、内力分析及组合、强度计算 、构造措施 等称为计算设计。
• “计算设计”——不能完全依赖！
• 地震方面——地震是一种随机振动，具有复杂 性、不确定性，因此很难准确预测建筑物所遭 遇地震的特性和参数。地震在时间和空间上都 具有很大的随机性。
建筑结构抗震设计 Seismic design of buildings
05.12.2019
1
第4章 建筑抗震概念设计
4.1 场地选择 4.2 建筑的平立面布置 4.3 结构选型与结构布置 4.4 多道抗震防线 4.5 刚度、承载力和延性的匹配 4.6 确保结构的整体性 4.7 非结构部件处理
05.12.2019
• 结构分析——未能充分考虑结构的空间作用、 非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素， 也存在不准确性。
05.12.2019
3
基本概念——续
• 2、概念设计（Conceptual design） ：立足于工程抗震 基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念的 抗震设计。
在着手进行结构抗震设计时，着眼于结构的总体地震反应， 灵活运用抗震设计准则，既注意总体布置上的大原则，又 考虑关键部分的细节，从而全面、合理地解决结构抗震设 计中的基本问题。
设沉降缝，成为两个单元） 4、地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，
应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相 应措施，基础应加强其整体性和刚性。
05.12.2019
8
4.2 建筑的平立面布置
一幢房屋的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结 构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则， 就能从根本上保证房屋具有良好的耐震性能。
建筑结构抗震设计
基本划分法:
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度——续
综合划分法使用范围： 对丁类建筑及层数不超过10层和高度在30m以下的丙类建筑，当无实测剪切波速资料时，可根据岩土名称和性状按下表规定划分土的类别。
土的类别划分和剪切波速范围
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度——续
划分步骤：（1）由各层土的名称和性状，并根据经验，在表中的范围内估计各层土的剪切波速，如取中间值：
2.3.1 地基土的液化——续
3、液化的影响因素（1）土层的地质年代和组成 土的地质年代越古老，其基本性能越稳定。 （2）土层的相对密度 密实程度小则空隙比大，容易液化。 （3）土的组成与性状 细砂与粗砂比较，由于细砂的透水性较差，地震时容易产生空隙水的超压作用，故细砂比粗砂容易液化。土的粘性颗粒含量越高，则越不易液化。（4）土层的埋深和地下水位的深度 砂土层的埋深越大，地下水位越深，其饱和砂土层上的有效覆盖层压力越大，则砂土层越不容易发生液化。（5）地震烈度和地震持续时间 地震烈度越高，地震持续时间越长，饱和的砂土越容易液化。
2.1 场地——续
地段划分 《抗震规范》按场地上建筑物的震害轻重程度把建筑场地划分为对建筑抗震有利、不利和危险的地段。地段选择1.选择有利地段；2.宜尽量避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；3.不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。
地段类别
地质、地形、地貌
2.3.2 液化的判别——续
1、初步判别《抗震规范》规定，对于饱和的砂土或粉土（不含黄土），当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或不考虑液化影响的场地土：（1）地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前时，冲洪积形成的密实饱和砂土或粉土(不含黄土)，7～9 度时可判为不液化土； （2）粉土的粘粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率 (％)在7度、8度和9度分别不小于l0、l3 和16时，可判为不液化土。
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度——续
综合划分法使用范围： 对丁类建筑及层数不超过10层和高度在30m以下的丙类建筑，当无实测剪切波速资料时，可根据岩土名称和性状按下表规定划分土的类别。
土的类别划分和剪切波速范围
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度——续
划分步骤：（1）由各层土的名称和性状，并根据经验，在表中的范围内估计各层土的剪切波速，如取中间值：
2.3.1 地基土的液化——续
3、液化的影响因素（1）土层的地质年代和组成 土的地质年代越古老，其基本性能越稳定。 （2）土层的相对密度 密实程度小则空隙比大，容易液化。 （3）土的组成与性状 细砂与粗砂比较，由于细砂的透水性较差，地震时容易产生空隙水的超压作用，故细砂比粗砂容易液化。土的粘性颗粒含量越高，则越不易液化。（4）土层的埋深和地下水位的深度 砂土层的埋深越大，地下水位越深，其饱和砂土层上的有效覆盖层压力越大，则砂土层越不容易发生液化。（5）地震烈度和地震持续时间 地震烈度越高，地震持续时间越长，饱和的砂土越容易液化。
2.1 场地——续
地段划分 《抗震规范》按场地上建筑物的震害轻重程度把建筑场地划分为对建筑抗震有利、不利和危险的地段。地段选择1.选择有利地段；2.宜尽量避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；3.不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。
地段类别
地质、地形、地貌
2.3.2 液化的判别——续
1、初步判别《抗震规范》规定，对于饱和的砂土或粉土（不含黄土），当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或不考虑液化影响的场地土：（1）地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前时，冲洪积形成的密实饱和砂土或粉土(不含黄土)，7～9 度时可判为不液化土； （2）粉土的粘粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率 (％)在7度、8度和9度分别不小于l0、l3 和16时，可判为不液化土。
建筑抗震课件(第三章 地震作用和结构抗震验算)
建 为什么要称为地震作用﹖ 是因为结构地震反应是地震通过结构惯性引起的，因此地
筑 震作用(即结构地震惯性力)是间接作用，而不称为荷载，但 为了应用方便，将地震作用等效为某种形式的荷载作用，
抗 这就是等效地震荷载。
震
3.1 概述
第 3.1.2 质点体系及其自由度
三
实际结构在地震作用下摇晃的现象十分复杂。在计 算地震作用时，为了将实际问题的主要矛盾突出来，
三 质点自振周期变化的曲线为地震反应谱。 由于地震的随机性，即使在同一地点、同一烈度，每次地震的地面加速
章 度记录也很不一致，因此需要根据大量的强震记录计算出对应于每一条 强震记录的反应谱曲线，然后统计求出最有代表性的平均曲线作为设计 依据，这种曲线称为标准反应谱曲线。
建 筑 抗 震 各种因素对反应谱的影响
章 运用理论公式进行计算设计，需将复杂的建筑结构
简化为动力计算简图。
单质点弹性体系
建 筑 多质点弹性体系 抗 震
3.1 概述
第 单质点弹性体系 三 章
常常将水箱及其支 架的一部分质量集 中在顶部，以质点 m来表示
建
筑
抗
震
水塔
支承水箱的支架 则简化为无质量 而有弹性的杆件， 其高度等于水箱
的重心高
3.1 概述
建 去的微量，故：
筑
m[x(t) xg (t)] kx(t)
抗
震
3.3单质点弹性体系的水平地震作用计算
第
这样，在地震作用下，质点在任一时刻的相对位移
三 将与该时刻的瞬时惯性力成正比。因此，可认为这一相
章 对位移是在惯性力的作用下引起的，虽然惯性力并不是
真实作用于质点上的力，但惯性力对结构体系的作用和
筑 震作用(即结构地震惯性力)是间接作用，而不称为荷载，但 为了应用方便，将地震作用等效为某种形式的荷载作用，
抗 这就是等效地震荷载。
震
3.1 概述
第 3.1.2 质点体系及其自由度
三
实际结构在地震作用下摇晃的现象十分复杂。在计 算地震作用时，为了将实际问题的主要矛盾突出来，
三 质点自振周期变化的曲线为地震反应谱。 由于地震的随机性，即使在同一地点、同一烈度，每次地震的地面加速
章 度记录也很不一致，因此需要根据大量的强震记录计算出对应于每一条 强震记录的反应谱曲线，然后统计求出最有代表性的平均曲线作为设计 依据，这种曲线称为标准反应谱曲线。
建 筑 抗 震 各种因素对反应谱的影响
章 运用理论公式进行计算设计，需将复杂的建筑结构
简化为动力计算简图。
单质点弹性体系
建 筑 多质点弹性体系 抗 震
3.1 概述
第 单质点弹性体系 三 章
常常将水箱及其支 架的一部分质量集 中在顶部，以质点 m来表示
建
筑
抗
震
水塔
支承水箱的支架 则简化为无质量 而有弹性的杆件， 其高度等于水箱
的重心高
3.1 概述
建 去的微量，故：
筑
m[x(t) xg (t)] kx(t)
抗
震
3.3单质点弹性体系的水平地震作用计算
第
这样，在地震作用下，质点在任一时刻的相对位移
三 将与该时刻的瞬时惯性力成正比。因此，可认为这一相
章 对位移是在惯性力的作用下引起的，虽然惯性力并不是
真实作用于质点上的力，但惯性力对结构体系的作用和
建筑结构抗震设计ppt53页
1.0.1 课程简介
建筑结构抗震设计是综合了地震成因，强烈地面运动，结构物的动力特性和地震反应等方面的研究成果而发展起来的一门多科性的学科，它涉及地球物理学、地质学、地震学、工程力学（结构动力学、材料力学、结构静力学）、工程结构学（钢筋混凝土结构、钢结构、地基与基础）、施工技术等多方面的知识。
1.0.2 课程性质和目的
1.1.1 地震类型与成因
什么是地震？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 。地震是一种自然现象，地球上每天都在发生地震，一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到；能造成破坏的约有1000次； 7级以上的大地震平均一年有十几次。目前记录到的世界上最大地震是8.9级，发生于1960年5月22日的智利地震。
抗震设防烈度
6度
7度
8度
9度
设计设计基本地震加速度值
0.05g
0.1g（0.15g）
0.2g（0.3g）
0.4g
1.2.3 基本烈度与地震区划
设计地震分组：是新规范新提出的概念，用以代替旧规范设计近震、设计远震的概念。
在宏观烈度大体相同条件下，处于大震级远离震中的高耸建筑物的震害比中小级震级近震中距的情况严重的多。 设计地震分三组，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.
1.1.2 地震波
地震波：地震产生的地壳运动（振动）以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量，这种波称为地震波。 地震波包含：体波和面波。1、体波：在地球内部传播的波。纵波：在传播过程中，介质质点的振动方向与波的前进方向一致，又称为压缩波或疏密波。特点：周期短，振幅小，波速快, 引起地面竖向颠簸。纵波也叫初波横波：在传播过程中，介质质点的振动方向与波的前进方向垂直，故又称为剪切波。特点：周期较长，振幅较大，波速慢, 引起地面水平摇晃。横波也叫次波。
建筑结构抗震设计是综合了地震成因，强烈地面运动，结构物的动力特性和地震反应等方面的研究成果而发展起来的一门多科性的学科，它涉及地球物理学、地质学、地震学、工程力学（结构动力学、材料力学、结构静力学）、工程结构学（钢筋混凝土结构、钢结构、地基与基础）、施工技术等多方面的知识。
1.0.2 课程性质和目的
1.1.1 地震类型与成因
什么是地震？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 。地震是一种自然现象，地球上每天都在发生地震，一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到；能造成破坏的约有1000次； 7级以上的大地震平均一年有十几次。目前记录到的世界上最大地震是8.9级，发生于1960年5月22日的智利地震。
抗震设防烈度
6度
7度
8度
9度
设计设计基本地震加速度值
0.05g
0.1g（0.15g）
0.2g（0.3g）
0.4g
1.2.3 基本烈度与地震区划
设计地震分组：是新规范新提出的概念，用以代替旧规范设计近震、设计远震的概念。
在宏观烈度大体相同条件下，处于大震级远离震中的高耸建筑物的震害比中小级震级近震中距的情况严重的多。 设计地震分三组，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.
1.1.2 地震波
地震波：地震产生的地壳运动（振动）以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量，这种波称为地震波。 地震波包含：体波和面波。1、体波：在地球内部传播的波。纵波：在传播过程中，介质质点的振动方向与波的前进方向一致，又称为压缩波或疏密波。特点：周期短，振幅小，波速快, 引起地面竖向颠簸。纵波也叫初波横波：在传播过程中，介质质点的振动方向与波的前进方向垂直，故又称为剪切波。特点：周期较长，振幅较大，波速慢, 引起地面水平摇晃。横波也叫次波。
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310 km (190 miles) WSW of Aksu, Xinjiang, China 3330 km (2070 miles) WNW of BEIJING, Beijing, China
3月22日我国南黄海发生2.3级地震 3月14日河北省临城发生3.4级地震 3月13日河北省唐山发生3.5级地震 3月7日辽宁省营口发生4.0级地震 3月2日我国南黄海海域发生2.1级地震 2月20日我国南黄海发生2.2级地震 2月20日山西省黎城县发生3.4级地震 2月14日山东省济宁石桥乡发生2.0级地震 2月14日山东省济宁石桥乡发生2.5级地震 2月9日山东省长岛西海域发生1.8级地震 2月4日山东省曲阜下雪镇发生2.0级地震 2月7日我国南黄海海域发生2.2级地震 1月20日河北滦县发生4.2级地震 1月8日山东省枣庄市陶庄西南发生2.1级地震 1月6日山东省潍坊央子镇发生2.3级地震 1月6日我国北黄海发生3.5级地震 1月1日山东省乳山近海发生2.0级地震
京山线蓟运河上行桥。西 侧桥 头铁轨弯曲变形。
开滦煤矿医院，砖混结构的五层楼 房（局部七层），仅西部转角残存。
全球每年发生500万次地震，其中6级以上强震每年发生 100～200次；7级以上大震平均每年18次，达到8级或8级以 上的巨大地震每年平均1～2次。我国是大陆地震最多的国家。 占全球大陆地震的33％。上个世纪全球发生的8.5级以上的特 大地震一共有3次，即1920年中国宁夏海原8.6级、1950年中 国西藏察隅8.6级和1960年智利南方省8.5级地震。
据建国以来的资料统计，就各种灾害所造成的经济损失比 例来看，气象灾害为57％，居灾害之首。但人口死亡的统计 ，地震灾害占54％，为群害之首。因此，地震和地震灾害问 题是我国减轻自然灾害、保障国民经济建设和社会持续发展 ，特别是保障人民群众生命安全的一个重要问题。
地震主要分布在环太平洋带，阿尔比斯—喜马拉雅 带，大西洋中脊和印度洋中脊上。总的来说，地震 主要发生在洋脊和裂谷、海沟、转换断层和大陆内 部的古古板块边缘等构造活动带。
39.47N 77.39E
Depth
10.0 kilometers
中国地震台网测定
据中国台网测定，2003年04月17日,08时48分41.1秒 在 青海德令哈(北纬37.5,东经96.8) 发生6.6级地震
Earthquake Location
Magnitude 6.2
Date-Time
Thursday, April 17, 2003 at 00:48:38 (UTC) - Coordinated Universal Time
中华人民共和国防震减灾法
颁布单位: 全国人民代表大会 颁布日期: 19971229 实施日期: 19980301
1995-2001年全球4级以上地震震中分布图
近期全球地震活动分布图
据中国台网测定，2003年02月24日,10时03分45.8秒 在新疆伽 师(北纬39.5,东经77.2) 发生6.8级地震。
2003年03月12日新疆伽师5.9级地震地震参数
2003年03月12日,12时47分51.9秒 在新疆巴楚伽师间(北 纬39.5,东经77.4) 发生5.9级地震。
建筑结构抗震设计 课件
教材与参考资料
历史上的地震灾害
洛杉矶大地震
1976年7月28日,在河北省唐山、丰南一带发生了7.8级强 烈地震，这是我国历史上一次罕见的城市地震灾害,北京和 天津市受到严重波及，地震破坏范围超过3万平方公里， 有感范围广达14个省、市、自治区，相当于全国面积的三 分之一，这次地震的震中位于唐山市区。即北纬39.6度， 东经 118.2度，震中烈度为XI度，震源深度为11公里。极震 区内几乎所有建筑物均荡然无存，在震区及周围地区，出 现大量的裂缝带，喷水冒沙、井喷、重力崩塌，滚石、边 坡崩塌，地基沉陷，岩溶洞陷落以及采空区坍塌等。唐山 地震造成24.2万人死亡，16.4万人受重伤，仅唐山市区终 身残废者达1700多人，倒塌民房530万间。唐山地区总的 直接经济损失达54亿元，公共设施遭受严重破坏，灾情之 大举世罕见。
我国地震活动频度高、强度大、分布广、震源浅。作为发 展中国家，人口稠密、建筑物抗震能力低。因此，我国的地 震灾害可谓全球之最。20世纪以来，全球因地震而死亡的人 数为110万人，其中我国就占55万人之多，为全球的一半。可 以粗略地讲，我国的国土面积占全球的1／14，人口占1／4， 地震占1／3，地震灾害占1／2。
Thursday, April 17, 2003 at 08:48:38 AM local time at epicenter
Location 37.51N 96.50E
Depth 10.0 kilometers
美国地震台网测定
Magnitude 6.3
Monday, February 24, 2003 at 02:03:44 (UTC) –
Date-Time
CoordinatedUniversalTime Monday, February 24, 2003 at 10:03:44 AM
local time at epicenter
Location 3ometers
100 km (65 miles) E of Kashi, Xinjiang, China Reference 220 km (135 miles) SSE of Naryn, Kyrgyzstan
美国地震台网测定 Magnitude
Preliminary Earthquake Report
5.6
Date-Time Location
Wednesday, March 12, 2003 at 04:47:51 (UTC) Coordinated Universal Time Wednesday, March 12, 2003 at 12:47:51 PM local time at epicenter
3月22日我国南黄海发生2.3级地震 3月14日河北省临城发生3.4级地震 3月13日河北省唐山发生3.5级地震 3月7日辽宁省营口发生4.0级地震 3月2日我国南黄海海域发生2.1级地震 2月20日我国南黄海发生2.2级地震 2月20日山西省黎城县发生3.4级地震 2月14日山东省济宁石桥乡发生2.0级地震 2月14日山东省济宁石桥乡发生2.5级地震 2月9日山东省长岛西海域发生1.8级地震 2月4日山东省曲阜下雪镇发生2.0级地震 2月7日我国南黄海海域发生2.2级地震 1月20日河北滦县发生4.2级地震 1月8日山东省枣庄市陶庄西南发生2.1级地震 1月6日山东省潍坊央子镇发生2.3级地震 1月6日我国北黄海发生3.5级地震 1月1日山东省乳山近海发生2.0级地震
京山线蓟运河上行桥。西 侧桥 头铁轨弯曲变形。
开滦煤矿医院，砖混结构的五层楼 房（局部七层），仅西部转角残存。
全球每年发生500万次地震，其中6级以上强震每年发生 100～200次；7级以上大震平均每年18次，达到8级或8级以 上的巨大地震每年平均1～2次。我国是大陆地震最多的国家。 占全球大陆地震的33％。上个世纪全球发生的8.5级以上的特 大地震一共有3次，即1920年中国宁夏海原8.6级、1950年中 国西藏察隅8.6级和1960年智利南方省8.5级地震。
据建国以来的资料统计，就各种灾害所造成的经济损失比 例来看，气象灾害为57％，居灾害之首。但人口死亡的统计 ，地震灾害占54％，为群害之首。因此，地震和地震灾害问 题是我国减轻自然灾害、保障国民经济建设和社会持续发展 ，特别是保障人民群众生命安全的一个重要问题。
地震主要分布在环太平洋带，阿尔比斯—喜马拉雅 带，大西洋中脊和印度洋中脊上。总的来说，地震 主要发生在洋脊和裂谷、海沟、转换断层和大陆内 部的古古板块边缘等构造活动带。
39.47N 77.39E
Depth
10.0 kilometers
中国地震台网测定
据中国台网测定，2003年04月17日,08时48分41.1秒 在 青海德令哈(北纬37.5,东经96.8) 发生6.6级地震
Earthquake Location
Magnitude 6.2
Date-Time
Thursday, April 17, 2003 at 00:48:38 (UTC) - Coordinated Universal Time
中华人民共和国防震减灾法
颁布单位: 全国人民代表大会 颁布日期: 19971229 实施日期: 19980301
1995-2001年全球4级以上地震震中分布图
近期全球地震活动分布图
据中国台网测定，2003年02月24日,10时03分45.8秒 在新疆伽 师(北纬39.5,东经77.2) 发生6.8级地震。
2003年03月12日新疆伽师5.9级地震地震参数
2003年03月12日,12时47分51.9秒 在新疆巴楚伽师间(北 纬39.5,东经77.4) 发生5.9级地震。
建筑结构抗震设计 课件
教材与参考资料
历史上的地震灾害
洛杉矶大地震
1976年7月28日,在河北省唐山、丰南一带发生了7.8级强 烈地震，这是我国历史上一次罕见的城市地震灾害,北京和 天津市受到严重波及，地震破坏范围超过3万平方公里， 有感范围广达14个省、市、自治区，相当于全国面积的三 分之一，这次地震的震中位于唐山市区。即北纬39.6度， 东经 118.2度，震中烈度为XI度，震源深度为11公里。极震 区内几乎所有建筑物均荡然无存，在震区及周围地区，出 现大量的裂缝带，喷水冒沙、井喷、重力崩塌，滚石、边 坡崩塌，地基沉陷，岩溶洞陷落以及采空区坍塌等。唐山 地震造成24.2万人死亡，16.4万人受重伤，仅唐山市区终 身残废者达1700多人，倒塌民房530万间。唐山地区总的 直接经济损失达54亿元，公共设施遭受严重破坏，灾情之 大举世罕见。
我国地震活动频度高、强度大、分布广、震源浅。作为发 展中国家，人口稠密、建筑物抗震能力低。因此，我国的地 震灾害可谓全球之最。20世纪以来，全球因地震而死亡的人 数为110万人，其中我国就占55万人之多，为全球的一半。可 以粗略地讲，我国的国土面积占全球的1／14，人口占1／4， 地震占1／3，地震灾害占1／2。
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Location 37.51N 96.50E
Depth 10.0 kilometers
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Magnitude 6.3
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5.6
Date-Time Location
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