抗震设计基础知识

第一章地震及结构抗震的基本知识

知识点解析：

1.地球构造：

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3大部分：地壳、地幔和地核。

（1）地壳

地震多发区域：绝大部分发生在地壳内。

（2）地幔

地幔物质根据推算形态应为粘弹性体(可传播横波)。

（3）地核

2．地震的发生过程：

（1）地震：是地球内某处因地球构造运动、岩层突然破裂(构造地震)、成因局部岩层塌陷(塌陷地震)、火山爆发(火山地震)等发生了振动,并以波的形式传到地表、引起地面的颠簸和摇晃。

①震源：发生地震的地方。

②震中：震源在地表的投影。

③震源深度：震源至地面的垂直距离。分为：

(a)浅源地震(<=60km.)(世界上绝大部分地震).

(b)中源地震(60-300km).

(c)深源地震(>300km).

④震源深度影响：浅震波及范围小、破坏程度大；深震波及范围大而破坏程度小。

3．地震的成因与类型：

（1）地震成因：地壳的变形

（2）地震类型：

①构造地震：全球地震发生总数约90%为构造地震。

②火山地震

③塌陷地震

此外，水库也能诱发地震、核爆炸可能在场地激发地震。

4．地震波及其传播

（1）地震波定义：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播。

（2）分类：

①体波：通过地球本体传递的波。

（i）纵波：可在固体、液体传播，为压缩波。

（ii）横波：只能在固体中传播，为剪切波。

②面波：为次生波。分为：(a)乐甫波、(b)瑞雷波。

5．地震波的主要特性：地震加速度、速度和位移波形

地震加速度波形及三大要素：峰值、频谱、持续时间。

6．地震震级：是表征地震强弱的指标，是地震释放能量多少的尺度，一次地震仅一个震级。

分为：(1)近震震级ML；(2)面波震级MS；(3)体波震级MB。

基于震级的地震分类：微震、有感地震、破坏地震、强烈地震。

7．地震烈度：地震对地面影响的强烈程度。

8．中国地震活动的主要特点：

（1）分布范围广：面积79%以上为6度抗震设防。

（2）震源浅、强度大：绝大部分深度20-30km。

（3）强震的重演周期长：

（4）位于地震区的大中城市多，建筑物抭震能力低。

8．中国的地震灾害：

（1）地表破坏：地震缝、喷砂冒水、滑坡塌方。

（2）建筑物的破坏

（3）次生震害：一次灾害、次生灾害。

9．抗震设防目标的确定

(1)依据现有的科学水平和经济条件

(2)合理的设防目标具有重要意义，既能有效减轻地震破坏，又能合理使用资金。

10．中国抗震设防标准

（1）原则：在建筑物使用寿命期间，对不同频度和强度的地震，要求建筑物具有不同水平的抵抗能力。

（2）地震危险性分析——地震频度和强度。

①基本烈度（中震）：相当于50年超越概率为10%的烈度，重现周期为475年。

②众值烈度（小震）：50年超越概率为63.2%，重现周期为50年，众值烈度比基本烈度低1.55度。

③罕遇烈度(大震)：超越概率为3%重现周期为1461-2475年，罕遇烈度比基本烈度高1度。

11．中国抗震设计规范(2001)设防目标：

三水准的设防要求：小震不坏、中震可修、大震不倒。

12．抗震设防目标的实现

（1）中国抗震设防的目标，是根据不同的水准用不同的抗震设计方法和要求实现的，称为三水准、二阶段抗震设计方法。

第一水准：建筑物在遭受颇度较高、强度较低的各种地震时，按小震作用效应和其它荷载效应的基本组合、验算结构构件的承载能力、及在小震作用下验算结构弹性变形。

第二水准：对各类结构按规定要求采取抗震措施。

第三水准：对一些规范规定的结构进行大震作用下的弹塑性变形验算。

（2）二阶段抗震设计方法：

①强度验算：以小震验算承戴能力，小震验算结构弹性变形。(第一水准设防)

②构造措施：通过构造措施保证结构必要的变形能力。(第二水准设防)

③变形验算：变形验算、对特别重要的结构和易倒塌结构按大震验算层间位移。(第三水准设防)

第二章场地、地基和基础

知识点解析与小结：

1.掌握建筑地段的选择和场地类别的分类。

2.了解天然地基与基础的抗震验算。

3.掌握液化地基的现象、影响因素、液化地基的判别与处理。

4.了解地基基础抗震加固的方法，掌握地基加固处理方法的选择原则。

1．地段类别的划分：有利地段、不利地段、危险地段。

在建筑物选址时，应选择对抗震有利的地段，避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施，不应在危险地段建造建筑物。

2．发展断裂带的震害和避让

3．局部孤突地形的震害影响

4．场地土的分类：

（1）建筑场地对建筑物震害的影响

软弱地基上，柔性结构易破坏，刚性结构相应表现较好。

坚硬地基上，柔性结构表现较好，刚性结构表现不一。

深厚覆盖土层上建筑物的震害较重，而浅层土上建筑物的震害则相对要轻些。

（2）场地土类的划分

影响因素：覆盖土层厚度、表层土的剪切波速

（3）抗震规范场地类别划分：抗震规范按照表层土的剪切波速和场地覆盖层厚度两个因素，将建筑物场地分为I-IV 四种类别。

5．地基的抗震验算：

（1）天然地基破坏极少。