史上最全的结构抗震PPT
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结构抗震 ppt课件
4 边缘构件
抗震墙墙肢两端和洞口两侧应设置边缘构件。 边缘构件分为：约束边缘构件和构造边缘构件。 ①约束边缘构件：用箍筋约束的暗柱、端柱和翼墙，其混凝土用箍 筋约束，有比较大的变形能力。 ②构造边缘构件：混凝土约束较差。
边缘构件应符合下列要求：
（1）抗震墙结构底层墙肢底截面的轴压比不大于表中规定数值的， 墙肢两端可设置构造边缘构件。
5 连梁
连梁对抗震墙结构抗震性能影响比较大，在强震作用下，抗震墙 的震害主要表现为墙肢之间连梁的剪切破坏。跨高比越小，越容易出 现剪切斜裂缝。
连梁对抗震墙结构抗震性能影响比较大，跨高比越小，越容易出 现剪切斜裂缝。
跨高比较小（小于2）的高连梁除普通箍筋外宜另设斜交叉构造配 筋，另外可设水平缝形成双连梁、多连梁或采取其他加强受剪承载力 的构造。
结构抗震 第 11 讲
课程性质：必修课 课程学时：24学时 授课班级：2013级土木工程
2016年3月
＋第四章 多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计
4.1 概述 4.2 抗震设计的一般要求 4.3 框架内力与位移计算 4.4 钢筋混凝土框架结构构件设计 4.5 抗震墙结构的基本抗震构造措施 4.6 框架-抗震墙结构抗震构造措施 4.7 多层框架结构抗震设计
②部分框支抗震墙结构的落地 抗震墙底部加强部位，竖向和横向 分布钢筋的最小配筋率不应小于 0.3%
（2）抗震墙竖向和横向分布钢筋的配置，应符合下列要求：
①抗震墙的竖向、横向分布钢筋 的 间 距 不 宜 大 于 300mm ， 部 分 框支抗震墙结构的落地抗震墙底 部加强部位，竖向和横向分布钢 筋的的间距不宜大于200mm， ② 抗 震 墙 厚 度 大 于 140mm 时 ， 其竖向和横向分布钢筋应双排布 置双排钢筋间拉筋的间距不宜大 于600mm，直径不应小于6mm。 ③抗震墙竖向和横向分布钢筋的直 径 ， 均 不 宜 大 于 墙 厚 的 1/10 且 不 应小于8mm，竖向钢筋直径不宜 小于10mm。
工程结构抗震与防灾PPT课件
计算原则
各ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ建筑结构的抗震计算
➢ 竖向抗侧力构件不连续示例 ➢ 楼层承载力突变（有薄弱层）
2.1
计算原则
地基与结构相互作用的影响
➢ 由于地基与结构动力相互作用的影响，按刚性地基分析 的建筑结构水平地震作用在一定范围内有明显的折减。 ➢ 适用范围：8度和9度时建造于Ⅲ、Ⅳ类场地，采用箱基、 刚性较好的筏基和桩箱联合基础的钢筋混凝土高层建筑， 当结构基本自振周期处于特征周期的1.2倍至5倍范围时， 对刚性地基假定计算的水平地震剪力可按规定折减，其层 间变形可按折减后的楼层剪力计算。 ➢ 折减后各楼层的水平地震剪力应满足楼层水平地震剪力 最小值的要求。
2.1
计算原则
结构抗震验算的基本原则
宜进行弹塑性变形验算的结构
➢ 《抗震规范》规定，以下结构宜进行罕遇地震下的 弹塑性变形验算：
✓ 规范规定的高度范围且属于规范规定的竖向不规 则类型的高层建筑结构 ✓ 7度III、IV类场地和8度时乙类建筑中钢筋混凝 土结构和钢结构 ✓ 板柱-抗震墙结构和底部框架砖房 ✓ 高度不大于150m的钢结构
2.2
地震作用
重力荷载代表值的确定
➢ 结构抗震设计时所考虑的重力荷载，称为重力荷载代表 值。重力荷载分为恒载（自重）和活载（可变荷载）两种。 地震发生时的活载水平一般小于标准值，采用组合值系数 考虑活载的折减。
《抗震规范》规定：
回顾：荷载的标准值是指其在结构的使用期间内可能出现 的最大荷载值。
2.2
Elcentro 1940 （N-S） 地震记录
2.3
单自由度弹性体系的定义： ➢ 单质点弹性体系：将结构参与振动的全部质量集中于 一点，用无质量的弹性直杆支承于地面上的体系； ➢ 单向振动体系
结构抗震设计原理ppt课件
通过用一定的频率对结构进行激振，观测相应点的位移状况，当观 测点的位移达到最大时，此时频率即为固有频率。
实际结构的振动形态并不是一个规则的形状，而是各阶振型相叠加 的结果。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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第一振型为主的原因： 由最小势能定理可以知道，在所有满足几何边界的可能位移中，真 实位移总是使得结构体系势能最小。这是自然界存在的客观规律， “水往低处流”就是这个道理。结构在失稳时的挠曲线和自振时的 振型曲线是完全一致的，这种一致性决定了挠曲线和振型曲线之间 的相互联系。
速度谱
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
位移谱
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
贰 建筑物
地震力：地面突然振动时，分布在结构中的质量造成的惯性会阻止结 构产生位移，由此产生地震力，类似于外部施加的侧向力
实际结构的振动形态并不是一个规则的形状，而是各阶振型相叠加 的结果。
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第一振型为主的原因： 由最小势能定理可以知道，在所有满足几何边界的可能位移中，真 实位移总是使得结构体系势能最小。这是自然界存在的客观规律， “水往低处流”就是这个道理。结构在失稳时的挠曲线和自振时的 振型曲线是完全一致的，这种一致性决定了挠曲线和振型曲线之间 的相互联系。
速度谱
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位移谱
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贰 建筑物
地震力：地面突然振动时，分布在结构中的质量造成的惯性会阻止结 构产生位移，由此产生地震力，类似于外部施加的侧向力
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
第1章 结构抗震基本知识-PPT课件
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。
地震破坏综述
1.台湾集集地震..\地震破坏 \921報告書(台湾 集 集 大 地 震).ppt
地震破坏综述
2 鹿儿岛地震..\地震破坏\4鹿 児島地震2019.ppt
地震破坏综述 3福冈地震..\地震破坏\日本福 冈县西部近海地震.ppt
地震破坏综述 4 节点破坏..\地震破坏\5接合 部破壊例.ppt
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。
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。）
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）
2019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。 （2）欧亚地震带：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。
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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防震缝
返 回
对钢筋混凝土结构抗震的一些认识
1. 我国抗震设计的基本思路
2. 抗震措施
我国抗震设计的基本思路
我国的抗震规范在考虑社会、经济因 素的基础上, 按照能力设计法的思路提出了 “两阶段,三水准”的抗震设计思想。
两阶段设计法
第一阶段：按小震作用效应和其它荷载 效应组合验算结构构件的承载能力，以及 小震作用下的弹性变形。 第二阶段：在大震下的验算结构的弹塑 性变形。
抗震措施
“强剪弱弯”即人为的增大计算的组合 剪力,在一级框架和9 度区时梁要按实际配 置的梁端纵筋计算弯矩得出的剪力增大, 柱 要按实际配置的上下柱端纵筋所计算弯矩 得出的剪力增大;。 “强柱弱梁”即人为的加大柱的抗弯能 力, 在一级框架和9 度区时还要按柱左右梁 端实配钢筋计算的弯矩增大。 “强节点弱构件”即人为的加强节点剪 力, 增大幅度大于柱剪力增大幅度。其各项 措施增大系数见表1
抗震措施
JGJ3- 2002, J186- 2002
高层建筑混凝土结构技术规程
规范保证梁、柱延性的抗震措施
对梁: ( 1) 控制受拉钢筋配筋率不致过高。 ( 2) 保证有一定数量受压钢筋。 ( 3) 通过箍筋构造措施保证受压纵筋不致过早 局部压屈失稳。 ( 4) 通过箍筋约束受压混凝土, 以提高其极限 压应变和抗压强度。 ( 5) 截面宽度不致过小。 ( 6) 尽可能使梁不成为“短梁”, 如果出现应 采用特殊的配筋构造。
在烈度超过9 度的极震区(映秀镇、北 川已达10 度以上), 纯框架结构已经无能为 力,侧向位移已大于1/150, 临近倾倒( 图）。 有些框架梁跨度大, 竖向荷载也大, 其截面 尺寸远大于柱, 配筋也很强。强柱弱梁这一 个抗震的基本要求难以实现。结果就是梁 损坏较轻, 而柱子全部毁, 楼面平行坠落 ( 图 ) 。从图中可见, 梁大柱小, 梁强柱弱, 导致梁存柱亡。应适当加大柱子断面尺寸, 提高其侧向刚度，要加强柱的配筋, 提高其 抵抗能力。
规范保证梁、柱延性的抗震措施
对柱:
可以通过一些如：提高混凝土的强度等 级、控制最大配筋率、控制轴压比、采用 螺旋箍等箍筋形式、通过加型钢和芯柱来 降低同等压力下柱的轴压比等措施提高其 延性。
小结
每一次地震震害都提醒我们, 抗震设计 不可掉以轻心, 如有失误就会付出血的代价。 不断总结经验教训, 提高设计技术水平, 力 争少犯错误；我们作为学生应该从这些案 例中明白结构设计的重要性以及在设计中 如何提高结构的抗震水平，力保老百姓的 生命财产的安全，这也许是从这次地震中 我们所能得到的珍贵回报。
返 回
完毕
谢谢！
单跨框架
汶川碧口镇小学单跨框架倒塌
都江堰汇源中学教学楼
单跨框架
在极震区汶川, 加外廊柱的教室楼基 本完好
柱子截面不能太小
业主和建筑师总是要求柱子截面越小越 好, 钢筋可以多加, 尺寸却是没有商量。从 唐山、台湾、阪神等历次强震中柱子破坏 分析来看, 柱子截面过小, 轴压比过大是一 个主要原因。汶川地震同样如此。倒塌框 架的废墟中我们可以发现折断的细细的柱 子( 图 ) 。框架柱截面太小直接的结果是柱 头压碎和底层柱压塌、上部楼层坠落( 图 )。
三水准的基本设计思想
第一水准: 当建筑物遭遇频度较高、强 度较低的地震( 现行规范取重现期为50 年, 超越概率为63%, 烈度比基本烈度低一度半, 称为多遇地震或小震) 作用时, 应使结构构 件处于弹性工作阶段以防止非结构构件的 破坏。为此必须限制结构的变形( 如层间位 移) 以避免装修、填充墙的破坏和柱子开裂, 即结构必须保持必要的刚度。
三水准的基本设计思想
第二水准: 在设防烈度( 或称基本烈度, 规范规定取50 年超越概率为10%, 重现期为 475年) 地震作用时, 允许建筑物有一定程度 的损坏,但不能危及人的生命安全和重要设 备的安全。损坏的结构和非结构构件应能 修复使用, 且费用不能太高。在这种情况下, 结构的某些部位已达到或超过屈服极限而 进入非线性工作状态, 这时结构不仅以其强 度而且通过非线性变形来吸收和耗散地震 能量, 抵御地震作用。
三水准的基本设计思想
说明： 这三类水准对甲、乙、丙、丁四类抗震设防 类别的结构要求不一：对甲类建筑,规范规定地震 作用和抗震措施均应比本地区设防烈度提高一度, 对乙类建筑, 地震作用取本地区设防烈度的要求, 但抗震措施应比本地区设防烈度要求提高一度,而 对丙类建筑则应按照本地区设防烈度的地震作用 和抗震措施进行设计；对丁类建筑，地震作用仍 符合本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施可以 适当降低，但抗震烈度为6度时不降低。
框架结构位移过大
汶川漩口中学 框架严重变形
两层框架大侧移
框架结构位移过大
北川县政府大楼柱 断梁落
（都江堰） 二层柱全毁, 二层梁压下
防震缝
防震缝问题已是老生常谈, 大家都知道 缝寛不能太小。但往往由于业主的美观要 求,建筑师不得不照办, 结构也就将就而行。 汶川地震中, 缝两侧相互碰撞的案例不少。 连远离震区的西安市, 居然也出现这种问题, 说明今后设计中要重视这个问题, 留足缝的 宽度。
三水准的基本设计思想
第三水准: 当超过预期的、高于本地区 设防烈度的强烈地震( 即罕遇地震或称大震, 其超越概率定为2%～3%, 重现期为2000 年 左右) 发生时, 应避免建筑物的倒塌或危及 生命的严重破坏。这时, 结构通常早已进入 非线性工作阶段, 主要依靠塑性变形吸收和 耗散地震能量使结构得以幸存。
抗震措施
抗震措施是除地震作用计算和抗力计算 以外的抗震设计内容。抗震措施主要包括 内力调整措施和抗震构造措施。世界上大 多数国家规范都把结构设计按延性要求分 为不同的几个档次, 并按延性要求采用严格 程度不同的抗震措施, 延性要求越高, 抗震 措施越严格。因此, 抗震措施主要是用来为 结构提供延性能力或者说提供屈服后的非 弹性变形能力和塑性耗能能力的, 是保证结 构在中震和大震下实现设防目标的最根本 措施。
结构抗震
1. 从汶川地震看钢筋混凝土框架 结构抗震中的问题 2. 对钢筋混凝土结构抗震的一些 认识
单跨框架
单跨框架两根柱子一排梁, 是最简单的结 构形式。用于教学楼可以两边通风采光,加个 外悬挑可以让孩子们户外活动, 很多中小学教 室采用这种形式。但是这种结构形式没有多道 防线, 一根柱子破坏, 框架马上倒塌。汶川地区 的中小学很多这种教学楼, 地震中破坏严重, 甚 至全部倒塌 ( 图 ) 。有些教学楼的外廊改悬挑 为柱子支承,单跨框架变为双跨, 情况就好得多 ( 图）
柱子截面不能太小
汶川中学中 细细的柱
柱子截面不能太小
汉旺东汽多层框 架柱头压碎
北川中学底层柱压碎,四层教 学楼变三层
柱子配筋、箍筋太少
有些框架柱不仅截面小, 而且就4 根细钢 筋,加上几道又细又稀的箍筋。这种弱柱是 不可能抵抗巨大的地震水平力的。
柱子截面小, 只有4 根细 钢筋
框架结构位移过大