工程结构抗震设计 PPT
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工程结构抗震设计 ppt课件
Vse
d0
(b) 折算土层
式中 Vsi——第i层土的剪切波速，m/s di ——第i层土的厚度，m d0 —— 场地土计算厚度，取地面下20m，但不 深于场地覆盖层厚度，m n —— 土层数目
3．对丁类建筑及不超过10层且高度不超过30m的丙类 建筑，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性 状，先估计各土层剪切波速，再计算等效剪切波速。
坚硬土 中硬土 软弱土 液化土
山丘 山嘴
滑坡
地裂 泥石流
不利的场地条件
水边地的地下水位 较高，土质也较松 软，容易在地震时 产生土壤滑动或地 层液化。
山坡地在地震时会 产生土壤滑动。冲 积地的土质松软， 地震时容易塌陷， 如果此处有地下水 层，还容易发生液 化。
用另外的土石來填 补地基，常有土壤 密实度不足情形， 导致建筑物在地震 时产生倾斜、沉陷。
9.5
9.5
砂
190
37.8
28.3
淤泥质粘土
130
dov=63m
43.6
5.8
砂
240
60.1
16.5
淤泥质粘土
200
(2)地面下20m以上场地土等效剪
63 69.5
2.9 6.5
细砂 砾混粗砂
310 520
切波速
vsed0/t
nd0di
20
15.92 m/s
9.5/190 1.05/130
v i1 si
不利的场地条件
临近悬崖,容易滑落。
谷地或低地，这里的建筑物容易 在地震发生时，受土石崩塌破坏。
不利的场地条件
断裂带是地质上的薄弱环节，浅 源地震多与断裂活动有关。
第二节 场 地
一、场地概念
《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
工程结构抗震设计ppt
2．地震作用的计算
可采用底部剪力法。
3．楼层地震剪力在墙体间的分配
当抗震横墙间距不超过限值要求时，认为 横向地震作用全部由横墙承担 纵向地震作用全部由纵墙承担
各道墙间地震剪力的分配 1）刚性楼盖房屋：横墙承受的地震剪力按各横墙
的侧移刚度比例分配 2）柔性楼盖房屋：横墙承受的地震剪力按各横墙
从属面积上的重力荷载比例分配 3）中等刚性买的VIP时长期间，下载特权不清零。
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上述两种方法的平均值 4）纵向地震剪力可按各纵墙的侧移刚度比例分配
4．同一道墙上各墙段间地震剪力分配
地震剪力按各墙段的侧移刚度比例分配
5．墙体抗震承载力验算
（1）各类砌体的抗震抗剪强度设计值 fvE
fvE =N fv
式中，fv——非抗震设计的砌体抗剪强度设计值 N——砌体强度的正应力影响系数
（2）墙体截面的抗剪强度验算 选择不利墙段 1）承担水平地震作用较大的墙段 2）竖向压应力较小的墙段 3）墙体截面被削弱较多的墙段
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可采用底部剪力法。
3．楼层地震剪力在墙体间的分配
当抗震横墙间距不超过限值要求时，认为 横向地震作用全部由横墙承担 纵向地震作用全部由纵墙承担
各道墙间地震剪力的分配 1）刚性楼盖房屋：横墙承受的地震剪力按各横墙
的侧移刚度比例分配 2）柔性楼盖房屋：横墙承受的地震剪力按各横墙
从属面积上的重力荷载比例分配 3）中等刚性买的VIP时长期间，下载特权不清零。
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上述两种方法的平均值 4）纵向地震剪力可按各纵墙的侧移刚度比例分配
4．同一道墙上各墙段间地震剪力分配
地震剪力按各墙段的侧移刚度比例分配
5．墙体抗震承载力验算
（1）各类砌体的抗震抗剪强度设计值 fvE
fvE =N fv
式中，fv——非抗震设计的砌体抗剪强度设计值 N——砌体强度的正应力影响系数
（2）墙体截面的抗剪强度验算 选择不利墙段 1）承担水平地震作用较大的墙段 2）竖向压应力较小的墙段 3）墙体截面被削弱较多的墙段
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东南大学《工程结构抗震与防灾》课件
地震作用最大的方向 = -1.040 (度)
东南大学《工程结构抗震与防灾》 课件
东南大学土木工程学院
国家精品课程《工程结构抗震与防灾》课件
各类建筑结构的地震作用
质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向水平 地震作用下的扭转影响；其他情况，应允许采用调整地 震作用效应的方法计入扭转影响。
8度和9度时的大跨度结构、长悬臂结构，9度时的高 层建筑，应计算竖向地震作用。
第2章 结构抗震计算
§2-1 计算原则 §2-2 地震作用 §2-3 设计反应谱 §2-4 振型分解反应谱法 §2-5 底部剪力法 §2-6 时程分析法 §2-7 竖向地震作用 §2-8 结构抗震验算
东南大学《工程结构抗震与防灾》 课件
东南大学土木工程学院
国家精品课程《工程结构抗震与防灾》课件
结构抗震计算的基本步骤
考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数
振型号 周 期 转 角
平动系数 (X+Y) 扭转系数
1 1.5059 178.50 0.65 ( 0.65+0.00 ) 0.35
2 1.3294 0.56 0.37 ( 0.37+0.00 ) 0.63
3 1.1881 89.33 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00
不规则结构——平面不规则
位移比：在规定的水平力作用下，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。
东南大学《工程结构抗震与防灾》 课件
东南大学土木工程学院
国家精品课程《工程结构抗震与防灾》课件
不规则结构——平面不规则
凹凸不规则
控制凹凸不规则就是控制房屋局部的外伸长度。 结构平面上的两端相距太远，地震时由于输入相位差容
工程结构抗震课件
地震 动
地震动是指地震时作用于工程结构的地震力，其特性包括峰值、频率和持时等。 地震动具有随机性和不确定性，需通过地震观测和震害调查进行了解。
工程结构的震害与破坏机理
震害类型
工程结构的震害类型主要包括变形破坏、断裂破坏、倾倒破 坏和丧失使用功能等。不同类型结构的震害特点不同，需根 据具体情况采取相应的抗震措施。
新材料与新工艺的应用
01
02
03
新材料应用
采用高强度材料、复合材 料等新型材料，提高结构 的强度和刚度，降低地震 作用下的结构响应。
新工艺应用
采用新型连接方式、混合 结构设计等新工艺，提高 结构的整体性和稳定性， 增强结构的抗震能力。
优化结构设计
结合新材料和新工艺的应 用，优化结构设计，实现 工程结构的轻量化、高效 化和安全化。
减隔震技术的应用与发展
减隔震技术原理
减隔震技术是通过在结构关键部 位设置消能减震装置或隔震支座，
以减小地震作用对结构的影响。
减隔震装置类型
常见的减隔震装置包括摩擦阻尼 器、黏性阻尼器、支撑式悬挂减 震装置等，可根据不同结构和需
求选择合适的装置。
技术发展与推广
随着减隔震技术的不断发展，其 应用范围逐渐扩大，未来可在更 多工程结构中推广和应用该技术。
抗震加固方案
根据桥梁的结构特点和损伤情况，采用增设支撑、加固桥墩、更换部分桥面铺装等措施进行加固。同时，对桥面和桥 墩进行防震处理，以减少地震对桥梁的破坏。
抗震性能评估 在加固后，需要对桥梁的抗震性能进行评估，以确保桥梁在地震作用下的安全性和稳定性。评估内容包 括地震烈度、场地条件、结构类型、材料性能等因素。
抗震稳定性措施
为保障大坝在地震作用下的稳定 性，可采取一系列措施，如加强 坝体加固、优化排水系统、加强 防渗处理等。同时，还需要对大 坝进行定期检查和维护，确保其 处于良好的工作状态。
地震动是指地震时作用于工程结构的地震力，其特性包括峰值、频率和持时等。 地震动具有随机性和不确定性，需通过地震观测和震害调查进行了解。
工程结构的震害与破坏机理
震害类型
工程结构的震害类型主要包括变形破坏、断裂破坏、倾倒破 坏和丧失使用功能等。不同类型结构的震害特点不同，需根 据具体情况采取相应的抗震措施。
新材料与新工艺的应用
01
02
03
新材料应用
采用高强度材料、复合材 料等新型材料，提高结构 的强度和刚度，降低地震 作用下的结构响应。
新工艺应用
采用新型连接方式、混合 结构设计等新工艺，提高 结构的整体性和稳定性， 增强结构的抗震能力。
优化结构设计
结合新材料和新工艺的应 用，优化结构设计，实现 工程结构的轻量化、高效 化和安全化。
减隔震技术的应用与发展
减隔震技术原理
减隔震技术是通过在结构关键部 位设置消能减震装置或隔震支座，
以减小地震作用对结构的影响。
减隔震装置类型
常见的减隔震装置包括摩擦阻尼 器、黏性阻尼器、支撑式悬挂减 震装置等，可根据不同结构和需
求选择合适的装置。
技术发展与推广
随着减隔震技术的不断发展，其 应用范围逐渐扩大，未来可在更 多工程结构中推广和应用该技术。
抗震加固方案
根据桥梁的结构特点和损伤情况，采用增设支撑、加固桥墩、更换部分桥面铺装等措施进行加固。同时，对桥面和桥 墩进行防震处理，以减少地震对桥梁的破坏。
抗震性能评估 在加固后，需要对桥梁的抗震性能进行评估，以确保桥梁在地震作用下的安全性和稳定性。评估内容包 括地震烈度、场地条件、结构类型、材料性能等因素。
抗震稳定性措施
为保障大坝在地震作用下的稳定 性，可采取一系列措施，如加强 坝体加固、优化排水系统、加强 防渗处理等。同时，还需要对大 坝进行定期检查和维护，确保其 处于良好的工作状态。
建筑结构抗震ppt课件
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
烈度表
分为1-12度（不同的国家的分度方法不同）
中国地震烈度表
分项：人的感觉，大多数房屋震害程度，其他现象， 加速度(水平向)厘米/秒² ，速度(水平向)厘米/秒
I度：为无感觉，损坏一个别砖瓦掉落墙体微细裂缝； 河岸和松软土上出现裂缝。
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
VI （6）度：惊慌失措，仓惶逃出；饱和砂层出现喷砂冒 水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝、掉头；加 速度63厘米/秒² 。
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
（多遇烈度）
.55度
（设防烈度）
度左右
（罕遇烈度）
第一章 绪论
设计地震分组
6度近震
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。 6度远震
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。
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
板块说：
大陆漂移假说：它是德国气象学家魏格纳（Wegener） (1880～1930年)在讲课中提出来的。
这一假说在约10年时间内没有受到地质界的重视。在 1922年2月16日有一篇评述魏格纳的书的一无人署名的短文， 发表于著名的科学杂志《自然》上，说“该书直接应用了物 理学原理，但遭到许多地质学家的强烈反对”。
建筑结构抗震设计
震级是一次地震强弱的等级。
现国际上的通用震级表示为
里氏震级。（Richter）
查尔斯·里 克特（1900～
用标准的地震仪在距震中100km19处85年记） 录 最大水平位移A（以µm=10-6 m计）。
震级M=logA
《抗震性能设计》PPT课件
3.2.2 由于房屋的重要性程度及建筑使用功能不同， 结构或结构部位及结构构件的抗震设防目标也不完全相同， 应根据具体情况采取相应的抗震措施
3.2.3 针对工程的需要和可能，可以对整个结构，也可 以对某些部位或关键构件，灵活运用功能的专门要求 。
3.3.6 为避免发生脆性破坏，设计中应控制混凝土结构 构件的受剪截面面积，满足规范对剪压比的限值要求。
3.3.7 性能目标中的抗震构造“基本要求”相当于混凝 土结构中四级抗震等级的构造要求，低、中、高和特种延性 要求，大致相当于混凝土结构中三、二、一和特一级抗震等 级的构造要求。考虑地震作用的不确定性，对工程设计中的 延性要求宜适当提高。
4.1 大同博物馆工程抗震性能化设计与分析 4.2 鄂尔多斯东方大厦工程抗震性能化设计与分析 4.3 昆山文化艺术中心工程抗震性能化设计与分析 4.4 哈尔滨华鸿工程抗震性能化设计与分析 4.5 武警老干部活动中心工程抗震性能化设计与分析 4.6 浦项中心工程抗震性能化设计与分析 4.7 新汶矿业集团研发中心工程抗震性能化设计与分析 4.8 劳动关系学院工程抗震性能化设计与分析 4.9 少墙框架结构的抗震性能化设计与分析（P210）
3.2.7 性能目标3 ■ 在中震下已有轻微塑性变形，大震下有明显塑性变 形（图2-1中OCC′至ODD′之间）。
3.2.8 性能目标4 ■ 在中震下的损坏已大于性能目标3，结构总体的承载 力略高于一般情况（图2-1中ODD′至OEE′之间）。 ■ 结构应进行非线性分析。 ■ 结构的薄弱部位或重要部位构件在大震下允许达到屈 服阶段，但满足选定的变形限值（如除框架结构以外的混 凝土结构，在大震下的层间弹塑性变形控制在1/500~1/300 ）。 ■ 竖向构件不发生剪切等脆性破坏。 ■ 各构件的细部抗震构造应满足高延性的要求（相当于 混凝土结构中一级抗震等级的构造要求）。
建筑结构抗震设计(PPT,共81页)
提供了较大的侧向刚度，位移得到控制。
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
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。
工程结构抗震设计 课件
3.纵向墙体的刚度。将纵向墙体的所有柔度相加可得到 墙体的柔度，取倒数后即为纵向墙体的侧移刚度。 4.柱列的柔度和刚度 仅在柱顶设置水平连杆时，第i柱列顶标高的侧移
刚度等于各抗侧力构件在同一标高的侧移 刚度之和。
k i kc k b k w
式中： —分别为一根柱、一片支撑和 一片墙体的顶点侧移刚度； 考虑到持续地震作用下，砖墙会裂开， 导致刚度降低，对于贴强的砖围护墙，根 据地震烈度的大小，取不同的刚度折减系 数，
Fic Kc Fi K i
一片支撑分配到的纵向地震作用标准值
Fib Kb Fi K i
一片墙分配到的纵向地震作用标准值
Fiw Kw Fi K i
式中:
K i
—考虑砖墙开裂后柱列的侧移刚度，
—贴砌的砖围护墙侧移刚度折减系数，7、 8、9度时分别为0.6、0.4、0.2。 K i K c K b k K w
3.纵向砖墙的柔度和刚度
1.纵向墙体底部为固定端的悬臂无洞单墙肢
H3 H 4 3 3 3EL A G Et
式中：H.B.t —分别为墙肢的高度、宽度和厚度； —墙肢的高宽比； E—墙肢的弹性模量； 2.纵向墙体上下段镶嵌且无洞的单肢墙
H3 H 3 3 12 EL A G Et
屋盖 钢筋混凝土无檩 屋盖 钢筋混凝土有檩 屋盖 山墙 两端山墙 边柱 2.0 高低跨柱 2.5 其它中柱 3.0
一端山墙
两端山墙 一端山墙
1.5
1.5 1.5
2.0
2.0 2.0
2.5
2.5 2.0
• 排架内力组合
内力组合是指水平地震作用效应与厂房重力 荷载效应，根据可能出现的最不利荷载情况组合。 荷载效应组合的一般表达式为
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二、构件的破坏 1．框架柱 翼缘的屈曲、拼接处的裂缝、节点焊缝处裂缝引起 的柱翼缘层状撕裂、框架柱的脆性断裂， 2．框架梁 翼缘屈曲、腹板屈曲和裂缝、截面扭转屈曲
3．框架柱和梁的破坏原因
框架梁或柱的局部屈曲是因为梁或柱在地震作用下 反复受弯，以及构件的截面尺寸和局部构造如长 细比、板件宽厚比设计不合理造成的；柱的水平 断裂是因为地震动造成的倾覆拉力较大、动应变 速率较高、材性变脆
二、抗震设计的基本知识
(一)公路工程重要性分类 第一档次：高速公路和一级公路上的抗震重点工程； 第二档次：高速公路、一级公路的一般工程和二级 公路的抗震重点工程以及二三级公路上桥梁的支座。 第三档次：二级公路上的一般工程和三级公路上的 抗震重点工程以及四级公路上的梁端支座、梁端连 接、支档措施； 第四档次：三级公路上的一般工程和四级公路上的 抗震重点工程； 第五档次：四级公路上的一般工程。
（3）建筑物的结构体系 1）优先采用横墙承重方案，其次采用纵横墙混合承 重方案，纵墙承重方案不利抗震
2）大房间的布置宜上下连续，不宜使抗震墙间断 3）楼梯间不宜布置在房屋尽端或转角处，否则要采
取特殊措施 4）烟道、风道、垃圾道等，不应削弱墙体，否则要
采取相应的加强措施 5）不做高门脸、长悬臂雨蓬，不采用无锚固措施的
预制挑檐 2．房屋总高度和层数的限值
房屋层数越多，高度越高，震害和破坏率越大 3．房屋高宽比的限值
房屋的高宽比愈大，地震倾覆作用愈大
4．抗震横墙的间距限值
房屋空间刚度对抗震性能影响很大
5．房屋局部尺寸的限值
地震作用下房屋的薄弱部位如窗间墙、尽端墙段 等可能首先遭到破坏
第三节 多层混合结构房屋抗震计算
(二)抗震设防标准 公路工程的设防依据是基本烈度。 1. 在基本烈度为7，8，9度地区的抗震设计，根据我 国交通部标准《公路工程抗震设计规范》进行； 2. 对于大于9度的地区，应进行专门研究； 3. 基本烈度为6度的地区，除国家特别规定外，可 采用简易设防，或不进行抗震验算。
(三)抗震设防目标
按规范要求进行抗震设计的公路工程在发生与之相当的基本 烈度地震影响时
（3）结构竖向布置 体型力求规则均匀，抗侧力构件宜上下连续贯通。
4．抗震缝布置 当建筑平面突出部分较长，结构刚度及荷载相差 悬殊或房屋有较大错层时，可设置。 抗震缝最小宽度应符合抗震规定要求。
5．延性框架设计 设计原则：强柱弱梁，强剪弱弯，强节点强锚固
6．其他问题 尽量减轻建筑自重并降低重心位置，减小地震作用； 避免出现错层和夹层，以免造成短柱破坏； 刚度沿高度不宜突变，以免造成薄弱层； 楼电梯间不宜设在结构单元的两端及拐角处。
工程结构抗震设计
多层混合结构房屋抗震设计
第一节 震害分析
砖房震害情况如下
1．房屋倒塌 整体倒塌，上部倒塌，局部倒塌
2．墙体裂缝、破坏 斜裂缝：底层较上部重，山墙、窗间墙易产生 交叉裂缝：地震反复作用下由斜裂缝发展而成 水平裂缝：外纵墙窗口的上下截面处 竖向裂缝：纵横墙交接处，连接不好
3．墙角破坏 约束差，扭转效应，纵横墙裂缝相遇
不断调整消能构件或消能装置的设计和布置，直到 满足设计目标。
桥梁结构抗震设计
第一节 桥梁结构抗震设计的基本知识
一、梁式桥震害表现及原因 1．上部结构震害
(1)由于桥墩倾倒而引起落梁 (2)由于梁柱之间的相对错位而引起的落梁 (3)由于上部结构横向位移和转动引起落
2．下部结构震害 桥墩、桥台、支座破坏
1. 位于一般地段的高速公路、一级公路工程，经一般整修即 可正常使用；
2. 位于一般地段的二级公路及位于软弱粘性土层或液化土层 上的高速公路、二级公路工程，经短期抢修即可恢复使用；
3. 三四级公路工程和位于地震危险地段、软弱粘性土层或液 化土层上的二级公路以及位于抗震危险地段的高速公路、 一级公路工程，保证桥梁、隧道及重要的构造物不发生严 重破坏。
第三节 多层和高层钢结构抗震设计简介
一、地震作用计算方法 底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法
二、钢结构房屋的阻尼比 1. 多遇地震作用下，超过12层取0.02，不超过12层 的取0.03பைடு நூலகம்，对单层取0.05； 2. 罕遇地震作用下，不同层数都取0.05。
三、变形验算 1. 多遇地震下，层间变形应不超过层高的1/300； 2. 罕遇地震下，层间变形不应超过层高的1/50。
的联结处设置消能装置
消能装置的功能：当构件或节点发生相对位移或转动 时，产生较大阻尼，从而发挥消能减震作用。
消能装置的消能形式 （1）摩擦消能：摩擦消能支撑，摩擦节点 （2）钢件（梁、板、棒）非弹性消能装置 （3）材料塑性变形消能：铅阻尼器 （4）材料粘弹性消能装置 （5）液体阻尼消能：液体阻尼缸 （6）混合式：几种消能形式混合应用。 二、消能减震设计法 循环设计法：根据设计目标进行循环多次的设计计算，
(3) 应协调结构物的长度和高度，以减少各部分不 同性质的振动所造成的危害作用。
(4) 适当降低结构刚度，使用延性材料提高其变形 能力，从而减小地震荷载。
(5) 加强地基的调整和处理，以减小地基变形和防 止地基失效。
的侧移刚度比例分配 2）柔性楼盖房屋：横墙承受的地震剪力按各横墙
从属面积上的重力荷载比例分配 3）中等刚性楼盖房屋：各横墙承受的地震剪力取
上述两种方法的平均值 4）纵向地震剪力可按各纵墙的侧移刚度比例分配
4．同一道墙上各墙段间地震剪力分配
地震剪力按各墙段的侧移刚度比例分配
大家有疑问的，可以询问和交流
常用的钢结构体系有 1. 框架结构 2. 框架-支撑结构 3. 框架-抗震墙板结构 4. 筒体结构 5. 巨型框架结构
二、钢结构房屋抗震设计的一般规定
1. 钢结构房屋的结构类型与最大适用高度 2. 钢结构房屋适用的最大高宽比 3. 结构平、立面布置以及防震缝的设置 4. 支撑、加强层的设置要求 5．钢结构房屋中楼盖 6．钢结构房屋的地下室
一、基础隔震模式
上部结构 ②
①竖向支承机构 ②水平隔震机构 ③阻尼机构
隔震层
③ ① 基础 地基 基础隔震建筑基本模式
二、隔震机构及隔震原理
1． 叠层钢板橡胶支座隔震 （1）普通叠层钢板橡胶支座 （2）铅芯叠层钢板橡胶支座 （3）高阻尼叠层钢板橡胶支座 （4）堆叠型叠层钢板橡胶支座 隔震基本原理 （1）延长结构基本自振周期，远离场地卓越周期，
(四)抗震设计基本要求
1．选择对抗震有利地段布设线路和选定桥位； 2．避免或减轻在地震影响下因地基变形或地基失效
对公路工程造成的破坏； 3．本着减轻震害和便于修复 (抢修)的原则，确定合
理的设计方案: (1) 尽量减轻结构的自重和降低其重心，以减小结构
物内力，提高稳定性。 (2) 力求使结构物的质量中心与刚度中心重合，以 减小在地震中因扭转引起的附加地震力，
4．纵横墙连接破坏 咬槎、连接差
5．楼梯间破坏 楼梯间墙体空间刚度差
6．楼盖与屋盖的破坏 墙体倒塌，支撑长度过小
7．附属构件的破坏 与主体建筑连接差
第二节 建筑布置与结构选型
1．建筑布置和结构体系
（1）建筑物平面布置 宜规整、对称
（2）建筑物体型和立面 体型宜规则、对称，各部分重量和刚度均匀 立面宜避免高低错落、局部突出等
工程结构的隔震与减震
第一节 结构控制的基本概念
一、抗震理论的发展阶段
1．静力理论，即抗侧力系数法 刚性结构体系，无法真正实现
2．弹性地震反应谱分析方法 设计思想：“小震不坏，大震不倒” 延性结构体系，应用日益受到限制
3．结构控制理论：初期发展和初步应用阶段
结构控制主要研究结构工程中控制装置的设计理论、 方法及其实施。
定抗震等级。 例题：a. 某框架结构，乙类，8度设防，40m，试分别
确定地震作用计算、抗震措施的抗震等级。 b. 试确定上题改为框-剪、剪力墙结构时的抗震等级。
3．结构布置 （1）柱网布置
柱网布置：要简单规整，刚度分布均匀，满足生 产工艺、使用情况下力求经济合理
（2）结构平面布置 宜简单、规则、对称
对粘土砖、粉煤灰中砌块、混凝土中砌块墙体
V fVE A
RE
式中 V 墙体剪力设计值 A 墙体横截面面积
RE 承载力抗震调整系数
第四节 砌体结构抗震构造措施
1．设置钢筋混凝土构造柱 2．设置钢筋混凝土圈梁 3．楼、屋盖与墙体的连接要求 4．墙体间的连接 5．楼梯间的抗震构造 6．采用同一类型基础 7．砌块房屋的抗震构造措施
使结构基频处于地震能量高的频段之外，从而有 效地降低建筑物的地震反应。 （2）适度增大橡胶支座的阻尼，以更多地吸收传 入结构的地震能量，抑制地震波中长周期成分可 能给建筑物带来的大变形。
2．滑动支座隔震
（1）普通滑动支座 （2）双层滑动支座 （3）回弹滑动支座 隔震基本原理：通过隔震层控制传入上部结构的地
震力，地震力不超过隔震层摩擦力
3．螺旋弹簧支座隔震 4．滚动支座隔震 5．摆动柱隔震
第三节 结构消能减震
一、消能减震机构
消能减震体系：把结构物的某些非承重构件设计成 消能杆件，或在结构的某些部位装设消能装置。
消能装置按照其构造形式可以做成 （1）消能支撑：替代一般的结构支撑 （2）消能剪力墙：替代一般的结构剪力墙 （3）消能节点：在结构梁柱节点处装设消能装置 （4）消能联结：在结构的缝隙处或结构构件之间
控制结构是根据给定的控制条件将结构和控制装置 作为一个整体进行优化设计。
结构控制可分四类 （1）被动控制：不需要外部提供能源
上部减震：如调频质量阻尼器、耗能装置等 基础减震：即基础隔震 （2）主动控制：需要外部提供能源 （3）半主动控制：仅需少量外部能源 （4）以上几种控制类型的组合
第二节 基础隔震
多高层钢筋混凝土结构抗震设计
第一节 框架结构震害分析
3．框架柱和梁的破坏原因
框架梁或柱的局部屈曲是因为梁或柱在地震作用下 反复受弯，以及构件的截面尺寸和局部构造如长 细比、板件宽厚比设计不合理造成的；柱的水平 断裂是因为地震动造成的倾覆拉力较大、动应变 速率较高、材性变脆
二、抗震设计的基本知识
(一)公路工程重要性分类 第一档次：高速公路和一级公路上的抗震重点工程； 第二档次：高速公路、一级公路的一般工程和二级 公路的抗震重点工程以及二三级公路上桥梁的支座。 第三档次：二级公路上的一般工程和三级公路上的 抗震重点工程以及四级公路上的梁端支座、梁端连 接、支档措施； 第四档次：三级公路上的一般工程和四级公路上的 抗震重点工程； 第五档次：四级公路上的一般工程。
（3）建筑物的结构体系 1）优先采用横墙承重方案，其次采用纵横墙混合承 重方案，纵墙承重方案不利抗震
2）大房间的布置宜上下连续，不宜使抗震墙间断 3）楼梯间不宜布置在房屋尽端或转角处，否则要采
取特殊措施 4）烟道、风道、垃圾道等，不应削弱墙体，否则要
采取相应的加强措施 5）不做高门脸、长悬臂雨蓬，不采用无锚固措施的
预制挑檐 2．房屋总高度和层数的限值
房屋层数越多，高度越高，震害和破坏率越大 3．房屋高宽比的限值
房屋的高宽比愈大，地震倾覆作用愈大
4．抗震横墙的间距限值
房屋空间刚度对抗震性能影响很大
5．房屋局部尺寸的限值
地震作用下房屋的薄弱部位如窗间墙、尽端墙段 等可能首先遭到破坏
第三节 多层混合结构房屋抗震计算
(二)抗震设防标准 公路工程的设防依据是基本烈度。 1. 在基本烈度为7，8，9度地区的抗震设计，根据我 国交通部标准《公路工程抗震设计规范》进行； 2. 对于大于9度的地区，应进行专门研究； 3. 基本烈度为6度的地区，除国家特别规定外，可 采用简易设防，或不进行抗震验算。
(三)抗震设防目标
按规范要求进行抗震设计的公路工程在发生与之相当的基本 烈度地震影响时
（3）结构竖向布置 体型力求规则均匀，抗侧力构件宜上下连续贯通。
4．抗震缝布置 当建筑平面突出部分较长，结构刚度及荷载相差 悬殊或房屋有较大错层时，可设置。 抗震缝最小宽度应符合抗震规定要求。
5．延性框架设计 设计原则：强柱弱梁，强剪弱弯，强节点强锚固
6．其他问题 尽量减轻建筑自重并降低重心位置，减小地震作用； 避免出现错层和夹层，以免造成短柱破坏； 刚度沿高度不宜突变，以免造成薄弱层； 楼电梯间不宜设在结构单元的两端及拐角处。
工程结构抗震设计
多层混合结构房屋抗震设计
第一节 震害分析
砖房震害情况如下
1．房屋倒塌 整体倒塌，上部倒塌，局部倒塌
2．墙体裂缝、破坏 斜裂缝：底层较上部重，山墙、窗间墙易产生 交叉裂缝：地震反复作用下由斜裂缝发展而成 水平裂缝：外纵墙窗口的上下截面处 竖向裂缝：纵横墙交接处，连接不好
3．墙角破坏 约束差，扭转效应，纵横墙裂缝相遇
不断调整消能构件或消能装置的设计和布置，直到 满足设计目标。
桥梁结构抗震设计
第一节 桥梁结构抗震设计的基本知识
一、梁式桥震害表现及原因 1．上部结构震害
(1)由于桥墩倾倒而引起落梁 (2)由于梁柱之间的相对错位而引起的落梁 (3)由于上部结构横向位移和转动引起落
2．下部结构震害 桥墩、桥台、支座破坏
1. 位于一般地段的高速公路、一级公路工程，经一般整修即 可正常使用；
2. 位于一般地段的二级公路及位于软弱粘性土层或液化土层 上的高速公路、二级公路工程，经短期抢修即可恢复使用；
3. 三四级公路工程和位于地震危险地段、软弱粘性土层或液 化土层上的二级公路以及位于抗震危险地段的高速公路、 一级公路工程，保证桥梁、隧道及重要的构造物不发生严 重破坏。
第三节 多层和高层钢结构抗震设计简介
一、地震作用计算方法 底部剪力法、振型分解反应谱法、时程分析法
二、钢结构房屋的阻尼比 1. 多遇地震作用下，超过12层取0.02，不超过12层 的取0.03பைடு நூலகம்，对单层取0.05； 2. 罕遇地震作用下，不同层数都取0.05。
三、变形验算 1. 多遇地震下，层间变形应不超过层高的1/300； 2. 罕遇地震下，层间变形不应超过层高的1/50。
的联结处设置消能装置
消能装置的功能：当构件或节点发生相对位移或转动 时，产生较大阻尼，从而发挥消能减震作用。
消能装置的消能形式 （1）摩擦消能：摩擦消能支撑，摩擦节点 （2）钢件（梁、板、棒）非弹性消能装置 （3）材料塑性变形消能：铅阻尼器 （4）材料粘弹性消能装置 （5）液体阻尼消能：液体阻尼缸 （6）混合式：几种消能形式混合应用。 二、消能减震设计法 循环设计法：根据设计目标进行循环多次的设计计算，
(3) 应协调结构物的长度和高度，以减少各部分不 同性质的振动所造成的危害作用。
(4) 适当降低结构刚度，使用延性材料提高其变形 能力，从而减小地震荷载。
(5) 加强地基的调整和处理，以减小地基变形和防 止地基失效。
的侧移刚度比例分配 2）柔性楼盖房屋：横墙承受的地震剪力按各横墙
从属面积上的重力荷载比例分配 3）中等刚性楼盖房屋：各横墙承受的地震剪力取
上述两种方法的平均值 4）纵向地震剪力可按各纵墙的侧移刚度比例分配
4．同一道墙上各墙段间地震剪力分配
地震剪力按各墙段的侧移刚度比例分配
大家有疑问的，可以询问和交流
常用的钢结构体系有 1. 框架结构 2. 框架-支撑结构 3. 框架-抗震墙板结构 4. 筒体结构 5. 巨型框架结构
二、钢结构房屋抗震设计的一般规定
1. 钢结构房屋的结构类型与最大适用高度 2. 钢结构房屋适用的最大高宽比 3. 结构平、立面布置以及防震缝的设置 4. 支撑、加强层的设置要求 5．钢结构房屋中楼盖 6．钢结构房屋的地下室
一、基础隔震模式
上部结构 ②
①竖向支承机构 ②水平隔震机构 ③阻尼机构
隔震层
③ ① 基础 地基 基础隔震建筑基本模式
二、隔震机构及隔震原理
1． 叠层钢板橡胶支座隔震 （1）普通叠层钢板橡胶支座 （2）铅芯叠层钢板橡胶支座 （3）高阻尼叠层钢板橡胶支座 （4）堆叠型叠层钢板橡胶支座 隔震基本原理 （1）延长结构基本自振周期，远离场地卓越周期，
(四)抗震设计基本要求
1．选择对抗震有利地段布设线路和选定桥位； 2．避免或减轻在地震影响下因地基变形或地基失效
对公路工程造成的破坏； 3．本着减轻震害和便于修复 (抢修)的原则，确定合
理的设计方案: (1) 尽量减轻结构的自重和降低其重心，以减小结构
物内力，提高稳定性。 (2) 力求使结构物的质量中心与刚度中心重合，以 减小在地震中因扭转引起的附加地震力，
4．纵横墙连接破坏 咬槎、连接差
5．楼梯间破坏 楼梯间墙体空间刚度差
6．楼盖与屋盖的破坏 墙体倒塌，支撑长度过小
7．附属构件的破坏 与主体建筑连接差
第二节 建筑布置与结构选型
1．建筑布置和结构体系
（1）建筑物平面布置 宜规整、对称
（2）建筑物体型和立面 体型宜规则、对称，各部分重量和刚度均匀 立面宜避免高低错落、局部突出等
工程结构的隔震与减震
第一节 结构控制的基本概念
一、抗震理论的发展阶段
1．静力理论，即抗侧力系数法 刚性结构体系，无法真正实现
2．弹性地震反应谱分析方法 设计思想：“小震不坏，大震不倒” 延性结构体系，应用日益受到限制
3．结构控制理论：初期发展和初步应用阶段
结构控制主要研究结构工程中控制装置的设计理论、 方法及其实施。
定抗震等级。 例题：a. 某框架结构，乙类，8度设防，40m，试分别
确定地震作用计算、抗震措施的抗震等级。 b. 试确定上题改为框-剪、剪力墙结构时的抗震等级。
3．结构布置 （1）柱网布置
柱网布置：要简单规整，刚度分布均匀，满足生 产工艺、使用情况下力求经济合理
（2）结构平面布置 宜简单、规则、对称
对粘土砖、粉煤灰中砌块、混凝土中砌块墙体
V fVE A
RE
式中 V 墙体剪力设计值 A 墙体横截面面积
RE 承载力抗震调整系数
第四节 砌体结构抗震构造措施
1．设置钢筋混凝土构造柱 2．设置钢筋混凝土圈梁 3．楼、屋盖与墙体的连接要求 4．墙体间的连接 5．楼梯间的抗震构造 6．采用同一类型基础 7．砌块房屋的抗震构造措施
使结构基频处于地震能量高的频段之外，从而有 效地降低建筑物的地震反应。 （2）适度增大橡胶支座的阻尼，以更多地吸收传 入结构的地震能量，抑制地震波中长周期成分可 能给建筑物带来的大变形。
2．滑动支座隔震
（1）普通滑动支座 （2）双层滑动支座 （3）回弹滑动支座 隔震基本原理：通过隔震层控制传入上部结构的地
震力，地震力不超过隔震层摩擦力
3．螺旋弹簧支座隔震 4．滚动支座隔震 5．摆动柱隔震
第三节 结构消能减震
一、消能减震机构
消能减震体系：把结构物的某些非承重构件设计成 消能杆件，或在结构的某些部位装设消能装置。
消能装置按照其构造形式可以做成 （1）消能支撑：替代一般的结构支撑 （2）消能剪力墙：替代一般的结构剪力墙 （3）消能节点：在结构梁柱节点处装设消能装置 （4）消能联结：在结构的缝隙处或结构构件之间
控制结构是根据给定的控制条件将结构和控制装置 作为一个整体进行优化设计。
结构控制可分四类 （1）被动控制：不需要外部提供能源
上部减震：如调频质量阻尼器、耗能装置等 基础减震：即基础隔震 （2）主动控制：需要外部提供能源 （3）半主动控制：仅需少量外部能源 （4）以上几种控制类型的组合
第二节 基础隔震
多高层钢筋混凝土结构抗震设计
第一节 框架结构震害分析