建筑结构抗震设计第一章1PPT课件
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结构抗震第1章m1精品PPT课件
第一章 基本知识
2021/2/27
建 第一章 地震及结构抗震基本知识
筑
构
地震成因及地震类型
抗
地震波及其传播
震
地震震级与烈度
12
中国地震特点与地震灾害
(—
13
结构抗震设防
学
年
)
1
第一章 基本知识
2021/2/27
建
1. 1 地震成因与地震类型
筑
构 地震灾害
抗 *地震发生频度：全世界每年发生的地震约达五百万次.
(—
12
剪切波
13
学 年 横波是由震源向外传递的剪切波，质点的振动方向与波的
前进方向垂直分SH波与SV波 。横波的传播过程是介质质 点不断受剪变形的过程，因此横波只能在固体介质中传播。
17
)
第一章 基本知识
2021/2/27
纵波与横波的传播速度
12 的种类来看，又分为正断层，逆断层以及横向断层。
(—
13
学 年 (a)正断层
(b)逆断层
(c)横向断层
)
15
第一章 基本知识
2021/2/27
1. 2 地震波及其传播
建 筑 构
一、地震波构成
• 地震波：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向 传播。分为体波和面波。
抗 • 体波是通过地球本体传递的波，包括纵波和横波。 震 • 面波为沿地表传播的次生波，指乐甫(Love)波和瑞雷
抗
震
12
(—
古登堡界面
学
年
)
5
第一章 基本知识
2021/2/27
建 1.地壳
筑 （1）地壳界限：地球外表面的一层很薄的外壳，它由各
2021/2/27
建 第一章 地震及结构抗震基本知识
筑
构
地震成因及地震类型
抗
地震波及其传播
震
地震震级与烈度
12
中国地震特点与地震灾害
(—
13
结构抗震设防
学
年
)
1
第一章 基本知识
2021/2/27
建
1. 1 地震成因与地震类型
筑
构 地震灾害
抗 *地震发生频度：全世界每年发生的地震约达五百万次.
(—
12
剪切波
13
学 年 横波是由震源向外传递的剪切波，质点的振动方向与波的
前进方向垂直分SH波与SV波 。横波的传播过程是介质质 点不断受剪变形的过程，因此横波只能在固体介质中传播。
17
)
第一章 基本知识
2021/2/27
纵波与横波的传播速度
12 的种类来看，又分为正断层，逆断层以及横向断层。
(—
13
学 年 (a)正断层
(b)逆断层
(c)横向断层
)
15
第一章 基本知识
2021/2/27
1. 2 地震波及其传播
建 筑 构
一、地震波构成
• 地震波：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向 传播。分为体波和面波。
抗 • 体波是通过地球本体传递的波，包括纵波和横波。 震 • 面波为沿地表传播的次生波，指乐甫(Love)波和瑞雷
抗
震
12
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古登堡界面
学
年
)
5
第一章 基本知识
2021/2/27
建 1.地壳
筑 （1）地壳界限：地球外表面的一层很薄的外壳，它由各
建筑结构抗震设计__课件__第一章-3
二、抗震设防范围抗震设防烈度为6度及以上地区的所有新建建筑工程均必需进行抗震设计。
规范适用于6-9度地区抗震设计及隔震、消能减震设计。
超过9度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有关专门规定执行。
三、抗震设防依据一般情况下采用抗震设防烈度。
在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数。
二、建筑结构的规则性建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。
最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。
马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为18层高的美洲银行大厦。
当地地震烈度估计为8度。
一幢破坏严重，震后拆除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。
试问：那一幢破坏严重呢？马那瓜美洲银行大厦马那瓜中央银行大厦11）平面不规则4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。
4层以上的楼板仅为5cm 厚，搁置在高45cm 长14m 小梁上。
22）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4层楼板水平处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m × 1.55m 的柱子上（间距9.4m ）。
上下两部分严重不均匀，不连续。
主要破坏：第4层与第5层之间(竖向刚度和承载力突变),周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈； 横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板(有的宽达1cm),直至电梯井东侧；塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均 严重破坏或倒塌。
震后计算分析结果:1.结构存在十分严重扭转效应;2.塔楼3层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力大大不足,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。
马那瓜中央银行大厦 结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包括4个L 形的桶体，对称地由连梁连接起来，这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。
分析表明：1.对称的结构布置及相对刚强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了明显的扭转效应；2.避免了长跨度楼板和砌体填充墙的非结构构件的损坏；3.当连梁剪切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量得到控制。
【精品课件】建筑结构抗震设计
规则对高层建筑尤为重要。 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。
简单的建筑平面
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【精品课件】建筑结构抗震设计
４.２ 建筑的平立面布置
事实上，由于城市规划、建筑艺术和使用功能等多方面的要求， 建筑不可能都设计成方形或者圆形。《高层规程》对地震区高层建 筑的平面形状作了明确规定，如下图，并提出对这些平面的凹角处， 应采取加强措施。
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【精品课件】建筑结构抗震设计
４.３ 结构选型与结构布置
规范规定： • ①结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递 途径。 • 受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实 际表现相符合。
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【精品课件】建筑结构抗震设计
４.３ 结构选型与结构布置
②宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整 个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。
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【精品课件】建筑结构抗震设计
４.１ 场地选择
场地选择的原则：
选择工程场址时，应该进行详细勘察，搞清地形、地质情况， 挑选对建筑抗震有利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段； 任何情况下均不得在抗震危险地段上，建造可能引起人员伤亡或较 大经济损失的建筑物。
１. 避开地震危险地段
建筑抗震危险的地段，一般是指地震时可能发生崩塌、滑坡、 地陷、地裂、泥石流等地段，以及震中烈度为8度以上的发震段裂 带在地震时可能发生地表错位的地段。
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【精品课件】建筑结构抗震设计
４.２ 建筑的平立面布置
•平面不规则的类型
不规则类型 扭转不规则
凹凸不规则 楼板局部不连续
简单的建筑平面
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４.２ 建筑的平立面布置
事实上，由于城市规划、建筑艺术和使用功能等多方面的要求， 建筑不可能都设计成方形或者圆形。《高层规程》对地震区高层建 筑的平面形状作了明确规定，如下图，并提出对这些平面的凹角处， 应采取加强措施。
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４.３ 结构选型与结构布置
规范规定： • ①结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递 途径。 • 受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实 际表现相符合。
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４.３ 结构选型与结构布置
②宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整 个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。
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【精品课件】建筑结构抗震设计
４.１ 场地选择
场地选择的原则：
选择工程场址时，应该进行详细勘察，搞清地形、地质情况， 挑选对建筑抗震有利的地段，尽可能避开对建筑抗震不利的地段； 任何情况下均不得在抗震危险地段上，建造可能引起人员伤亡或较 大经济损失的建筑物。
１. 避开地震危险地段
建筑抗震危险的地段，一般是指地震时可能发生崩塌、滑坡、 地陷、地裂、泥石流等地段，以及震中烈度为8度以上的发震段裂 带在地震时可能发生地表错位的地段。
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【精品课件】建筑结构抗震设计
４.２ 建筑的平立面布置
•平面不规则的类型
不规则类型 扭转不规则
凹凸不规则 楼板局部不连续
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。
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
第一章(第2节课讲义)建筑结构抗震
地震区划：依据地质构造资料、历史地震规律、强震观测 资料，采用地震危险性分析的方法，可以计算给出每一地区在 未来一定时限内关于某一烈度（或地震动加速度值）的超越概 率，从而可以将国土划分为不同基本烈度所覆盖的区域，这一 工作称为地震区划。
（下图是1990年颁布的中国地震烈度区划图）
二、地震烈度 1.地震烈度定义及影响因素 2.地震烈度表 3.基本烈度 4.设防烈度
二、地震烈度
1.地震烈度定义及影响因素 2.地震烈度表 3.基本烈度 4.设防烈度 5.多遇烈度
建筑所在地区在设计基准期（50年）内出现的频度最 高的烈度，也称为常遇烈度、小震烈度，用Is表示。其超 越概率为63.2%，重现期为50年。
6.罕遇烈度
建筑所在地区在设计基准期（50年）内具有超越概率 2%-3%的地震烈度，也称为大震烈度。重现期约为2000年。
大、中、小震的划分标准
多遇 烈度 (小震)
基本 烈度 (中震)
罕遇 烈度 (大震)
第一章 抗震设计的基本知识和基本要求
§1.2 地震的一些基本概念
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。
堪修复
多数砖烟囱从根部破坏或倒毁
(7.08-14.14) (0.72-1.41)
11
毁灭
地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥
毁坏
12
地面剧烈变化，山河改观
二、地震烈度
1.地震烈度定义及影响因素 2.地震烈度表 3.基本烈度与地震区划
（下图是1990年颁布的中国地震烈度区划图）
二、地震烈度 1.地震烈度定义及影响因素 2.地震烈度表 3.基本烈度 4.设防烈度
二、地震烈度
1.地震烈度定义及影响因素 2.地震烈度表 3.基本烈度 4.设防烈度 5.多遇烈度
建筑所在地区在设计基准期（50年）内出现的频度最 高的烈度，也称为常遇烈度、小震烈度，用Is表示。其超 越概率为63.2%，重现期为50年。
6.罕遇烈度
建筑所在地区在设计基准期（50年）内具有超越概率 2%-3%的地震烈度，也称为大震烈度。重现期约为2000年。
大、中、小震的划分标准
多遇 烈度 (小震)
基本 烈度 (中震)
罕遇 烈度 (大震)
第一章 抗震设计的基本知识和基本要求
§1.2 地震的一些基本概念
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。
堪修复
多数砖烟囱从根部破坏或倒毁
(7.08-14.14) (0.72-1.41)
11
毁灭
地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥
毁坏
12
地面剧烈变化，山河改观
二、地震烈度
1.地震烈度定义及影响因素 2.地震烈度表 3.基本烈度与地震区划
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。
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伊兹米特市一楼房底层空旷，结构不合理，房屋整 体倾斜，二楼成了一楼。
地震时河床变形，导致跨河公路桥梁跨塌。
人员伤亡惨重
美国加州北岭地震（7.0级）
1994年1月17日，2400栋建筑被毁，多处高架 公路桥受损，死亡61人，伤7300人，直接经济损 失300亿美元，保险损失104亿美元。
日本阪神地震（7.2级）
彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口， 为16层钢筋混凝土集合住宅大楼。地震时其中一栋倾倒靠在呈 L型平面大楼上，柱子间距7至10米。造成倾倒的原因是底层 柱子数量少，间距太大。
柱子内埋设管线（水、
排水、电、煤气、电话）等， 虽然节省了空间，但大大降 低了柱子的有效承重截面积， 造成破坏。
建筑结构抗震设计
哈尔滨工业大学 土木工程学院
防灾减灾与工程力学教研室 张金生
2003年7月
建筑结构抗震设计
目录
第一章 抗震设计的基本知识和基本要求 第二章 场地、地基与基础 第三章 地震作用与结构抗震验算 第四章 砌体结构的抗震设计 第五章 钢筋混凝土结构的抗震设计 第六章 隔震结构简介
建筑结构抗震设计
死亡人数达16403人，受伤人数达55863人，经 济损失45亿美元。
为了省钱，近年兴建的建筑物没有抗震结构，使地震的 伤亡加重。
震后现场情况
座落在活断层上的一座二层小学教学楼被完全摧毁。
7.8级地震造成达180公里的破碎带，水平和垂直错 距都很大，引起地表沉陷、隆起、裂缝、液化等地表 破坏，同时造成建筑物的大量毁坏。
（2）喜马拉雅——地中海地震带：从印度、尼泊尔经缅甸 至我国横断山脉、喜马拉雅山区，越帕米尔高原，经 中亚细亚到地中海及其附近。
喜马拉雅—— 地中海地震带
环太平洋地震带
以上两个地震带释放的能量，约占全球所有地震释放 能量的98%。
2.我国是一个地震灾害最严重的国家
中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个 震灾严重的国家。1900年以来，中国死于地震的人数达55万之 多，占全球地震死亡人数的53%；1949年以来，100多次破坏性 地震袭击了22个省（自治区、直辖市），其中涉及东部地区14 个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%， 地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。
150万人口中死亡24万，伤16万；直接经济损失 100亿元，震后重建费用100亿元。
唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，7.8级地震 时倒塌一层，7.1级地震时除四根门柱外，全部坍塌。
开滦煤矿医院，为砖混结构的五层楼房（局部七层）， 仅西部转角残存 。
唐山市开滦煤矿救护楼，为砖混结构人字木屋架的三层楼 房，墙倒顶塌。
印度大地震
当地时间2001年1月26日上午8时46分（北京时 间2001年1月26日11时16分36.4秒，国际时间2001年1 月26日03时16分40秒），在印度西北部古吉拉特邦 发生一次强烈地震。据印度地震部门测定，这次地 震为里氏7.9级，震中位于北纬23.6度和东经69.8度。 至31日止，地震发生后已发生了196次余震。
唐山大地震
1976年7月28日3时42分54秒，在河北省唐山、 丰南一带（东经118.0度，北纬39.4度），发生了 7.8级强烈地震，震中区烈度11度。地震波及天津市 和北京市。这次地震发生在工矿企业集中、人口稠 密的城市，极震区内工矿设施大部分毁坏，主要表 现为厂房屋顶塌落，围护墙多数倒塌，高层建筑和 一般民房几乎全部坍塌。震区内普遍发生铁路路基 下沉，铁轨弯曲变形；公路路面开裂；桥墩错动、 倾倒，梁体移动及坠落等。但是地下矿井的破坏比 地面建筑轻得多。
唐山市河北省煤矿设计院，砖混结构的楼房 局部倒塌。
唐山地区交通局，砖混结构的三层办公楼遭到破坏。 （此处为唐山地震重点保护遗迹之一。）
唐山市河北省矿业学院图书馆，三层高的阅览室，系装 配式纯框架结构，西头倒毁，东头框架幸存。（此处为唐山地 震重点保护遗迹之一。）
唐山市机车车辆厂震后概貌。
震后工厂厂区
1995年11月17日，22万栋房屋倒塌或严重损坏， 死亡6348人，伤4万人，经济损失1000亿美元。
二、我国的地震情况
1.我国是一个多地震国家
据统计，我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。 原因是：我国正好介于地球的两大地震带之间。
全世界地震主要分布于以下两个带：
（1）环太平洋地震带：包括南北美洲的太平洋沿岸和从阿 留申群岛、堪察加半岛、经千岛群岛日本列岛南下至 我国台湾省，再经菲律宾群岛转向东南，直到新西兰。
引致灾害的自然作用
灾害类別
极端雨量
太多
洪灾
气象方面
太少
极端气温
干旱
太高
热浪
太低
霜冻、大风雪
极端强风
台风、龙卷风
地貌方面
板块活动 重力作用
地震、海啸、火山爆发 泥石流、雪崩
与动物、微生物有关
生物方面
蝗虫、白蚁等 細菌或病毒
虫害 疾病︰如伤寒、“非典”、瘟
疫 与植物有关真菌病害︰如小麦的铁锈病数量激增
野草蔓延、赤潮
死亡24人，经济损失94亿美元。
云林县六市中山国宝二期大楼座落在大智路上，为12层钢筋混凝 土住宅和商务混合大楼，其中二栋自楼梯间相接处分裂，东侧楼 6层以下全部塌陷，并向东侧倒在邻房4层楼公寓上。西侧楼5层 以下全部倒塌，并向西倾倒在另一栋大楼上，柱子间距介于8米 到10米，且柱子数量偏少。
3. 了解结构抗震设计的新理论、新方法及抗震理论、方法 4. 的发展趋势。
第一章 抗震设计的基本知识和基本要求
§1.1 地震灾害概述
一、地震是群灾之首
灾害
人为灾害
自然灾害
人为灾害：
火灾、污染（大气、 水、海洋）、核泄 漏、战争等
自然灾害：
地震灾害是群灾之 首，它具有突发性和不 可预测性，以及频度较 高，并产生严重次生灾 害，对社会也会产生很 大影响等特点。
抗震工程学
是将地球物理学、地质学、地震学、工程力学（材料力 学、结构静力学、结构动力学）、结构工程学（钢筋混凝土 结构学、钢结构学、地基与基础）、施工技术等多方面理论 予以综合，针对建造的建筑物在地震作用下必须安全这一目 的而产生一门科学体系。
学习本门课要达到如下目的
1. 掌握抗震的基本知识、基本理论、基本技能，了解抗震 2. 设计的一般规律； 2. 培养运用规范、标准，查阅技术资料的能力和抗震计算 3. 能力；