最新13章建筑结构抗震设计基础知识

青岛黄海职业学院教师教案

（编号1）年月日课题第十三章建筑结构抗震设计基本知识

课时

13.1 概述13.2抗震设计的基本要求

教学目的熟悉地震波、震级、烈度的概念；明确建筑抗震设防依据、目标及分类标准；理解抗震概念设计的基本内容和要求

教学重点抗震设防要求

教学难点抗震设防要求

教学关键点地震波、震级、烈度的概念

教具《建筑结构》教材及教案

板书设计第十三章建筑结构抗震设计基本知识

13.1 概述

三、震级

一、构造地震

二、地震波

四、烈度

13.2抗震设计的基本要求

五、抗震设防

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教案内容及教学过程提示与补充

课题导入：

地球是一个近似于球体的椭球体，平均半径约6370km，赤道半径约6378km，两极

半径约6357km．

地球内部可分为三大部分：地壳、地幔和地核．

课程新授：

第十三章建筑结构抗震设计基本知识

13.1 概述

一、构造地震

地震按其成因划分为四种类型：

1．火山地震：由于火山爆发而引起的地震；

2．陷落地震：由于地表或者地下岩层突然发生大规模陷落和崩塌而造成的地震；

3．诱发地震：由于人工爆破,矿山开采及工程活动引发的地震；

4．构造地震：由于地球内部岩层的构造变动引起的地震(约占地震发生的90%)——

是结构抗震的主要研究对象

震源、震中和震中距

地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位为震源；震源正上方的地面位置为震

中；地面某处至震中的水平距离为震中距．

二、地震波

地震时振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量，这就是地震波。它包括在地球内部传

播的体波和只限于在地球表面传播的面波。

1.体波

体波中包括有纵波和横波两种形式。

纵波是由震源向外传递的压缩波，这种波质点振动的方向与波的前进方向一致，其特点是

振幅小、传播速度快，能引起地面上下颠簸（竖向振动）。

横波是由震源向外传递的剪切波，其质点振动的方向与波的前进方向垂直，其特点是周

幅大、传播速度较慢，能引起地面水平摇晃。

2.面波

面波是体波经地层界面多次反射传播到地面后，又沿地面传播的次生波。面波的特点是

振幅大，能引起地面建筑的水平振动。面波的传播是平面的，衰减较体波慢，故能传播到很远地震波的传播以纵波最快，横波次之，面波最慢。因此，地震时一般先出现由纵波

引起的上下颠簸，而后出现横波和面波造成的房屋左右摇晃和扭动。

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教案内容及教学过程提示与补充

三、震级

地震震级是衡量一次地震释放能量大小的尺度，即表示地震本身大小的一种尺度，震级 M 常按下式确定：

)(log ∆+=R A M

震级M 与震源释放能量E 的关系：

8.115.1log +=M E

M<2 微震；M=2~4 有感地震；M>5 破坏性地震；M=7~8 强烈地震；M>8 特大地震。

四、烈度

1.概念：指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度；由地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及运动强烈程度而定。现在主要由地面震动的速度和加速度确定。一次地震，表示地震大小的震级只有一个，但可以有多种不同的烈度。

一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距越小烈度就越高，反之烈度就低。影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件的因素有关。

中国地震烈度表见表13.1

震中区的烈度称为震中烈度；震级和震中烈度的关系：

321I M +

=

2.多遇烈度、基本烈度、罕遇烈度

一个地区在一定时期（我国取50年）内，可能遭受的不同地震烈度的频率是不同的。根生的概率频度（50年发生的超越概率）将地震分为“多遇烈度”、“基本烈度”和“罕遇烈度其中，基本烈度（中震）的超越概率为10%，是一个地区进行抗震设防的依据；多遇烈度（小现概率最多，超越概率为63.2%，比基本烈度约低1.55度；罕遇烈度（大震）的超越概率为比基本烈度约高出1.0度。

图13.2 三种烈度关系示意图

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教案内容及教学过程

提示与补充

3. 抗震设防烈度、设计地震分组

抗震设防烈度是按国家批准权限审批或颁布的作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。

下，抗震设防烈度可采用地震基本烈度。

五、抗震设防

1.抗震设防目标

房屋结构的抗震设防目标，是对建筑结构应具有的抗震安全性能的总要求。我国《抗震

确提出了三个水准的抗震设防要求：

第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏

或不需修理可继续使用。

第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但

经一般修理或不修理仍可继续使用。

第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或

发生危及生命安全的严重破坏。

即要求建筑物在遭到多发的小震（即多遇烈度）时做到结构上不损坏，而在遭到发生机

率很小的大震（即罕遇地震）时允许结构破坏，但在任何情况下都不应使建筑物倒塌，

不致造成人员伤亡。概括来说，抗震设防目标为“小震不坏，中震可修，大震不倒”。

建筑抗震设计时，我国《抗震规范》采用简化的两阶段设计方法。

第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构

件的承载能力和结构的弹性层间位移。

第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性层间位移。

第一阶段设计保证了第一水准的承载力要求和变形要求，第二阶段设计则旨在保证结构

满足第三水准的抗震设防要求。而良好的抗震构造措施则有助于第二水准要求的实现。

2.建筑抗震设防分类

对于不同使用性质的建筑物，地震破坏所造成后果的严重性是不一样的。

因此，对于不同用途建筑物的抗震设防不宜采用同一标准，而应根据其破坏后果加以区

别对待。为此，我国《抗震规范》将建筑物按其用途的重要性分为四类：

甲类建筑：指重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑。这类建筑的破坏会

导致严重的后果，其确定须经国家规定的批准权限批准。

乙类建筑：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。例如城市中生命线工程的

核心建筑，一般包括供水、供电、交通、消防、通讯、救护、供气、供热等系统。

丙类建筑：指一般建筑，包括除甲、乙、丁类建筑以外的一般工业与民用建筑。

丁类建筑：指次要建筑，包括一般的仓库、人员较少的辅助建筑物等。

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