结构抗震课件：1第一章 1绪论.ppt

1、第一章 绪论1.1 地震与地震动1.1.1 地震类型与成因地震的类型：地震的类型：诱发地震诱发地震：水库蓄水、人工爆炸或矿山开采等引起的地震：水库蓄水、人工爆炸或矿山开采等引起的地震天然地震天然地震1)构造地震构造地震：由：由地球内部岩层的构造变动引起的地震地球内部岩层的构造变动引起的地震2)火山地震：火山爆发岩浆冲出引起的地震火山地震：火山爆发岩浆冲出引起的地震诱发地震水库地震新丰江水库大坝1962年3 月19日04时18分（北京时间），在大坝东北1.1 公里处发生6.1级地震，震源深度5 公里，震中烈度 VIII 度。这次地震成为我国截止目前最大的水库地震。极震区长轴约9 公里，面积约28

2、平方公里。诱发地震水库地震构造地震构造地震的成因地球内部由三个圈层组成：地壳、地幔、地核地壳是由一些巨大的板块组成美洲板块非洲板块欧亚板块印-澳板块 太平洋板块南极洲板块岩流层（地幔）板块间相互挤压、冲撞引起地震板块之间的相互作用力会使地壳中的岩层发生变形，当这种变形积聚到一定程度时，该处岩体就会发生突然断裂或错动，引发地震。构造地震成因和震源机制火山地震震源、震中和地震波1.1.2震源和震中H60m60mH300m浅源地震中源地震深源地震同样大小的地震,H较小时,震中区范围小,破坏程度大;H较大时,震中区范围大,破坏程度小;震源震中区震源深度H观测点L震中距震源深度地震波（弹性波）VpVsV

3、LVp=1.67Vs地震波体波面波(L波)纵波(P波)上下颠簸横波(S波)瑞雷波乐夫波左右摇晃上下颠簸左右摇晃地震波1.1.3 地震动强震时的地面运动加速度记录曲线可以反映地震动的特征地震动的三要素：最大振幅：反映强度特性频 谱：反映周期分布特征持续时间：地震作用程度的强弱M5破坏性地震M7强烈地震1.2 地震震级与地震烈度1.2.1 地震震级地震震级: 衡量一次地震强弱程度即地震所释放的能量大小的度量指标近震震级（震中距小于100km）M=logA+ R（）震级M与震源释放能量E（单位为 10-7J）之间的关系为：logE=11.8+1.5M地震震级震级是通过地震仪器的记录计算出来的，地震越

4、强，震级越大。震级相差一级，能量相差约30倍。目前世界上有纪录的最大地震是1960年5月22日发生在智利的8.9级地震。一个6级地震相当于一个两万吨级的原子弹1.2.2 地震烈度地震烈度：地震时一定地点地面震动的强弱程度。是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。震中距L不同，烈度I不同震中烈度：I0=1.5（M-1） 或M=1+2I0/3地震烈度表地震烈度表是评定烈度的标准和尺度；我国在1980年制定了中国地震烈度表；中国地震烈度表将地震烈度分为1-12度。地震烈度地震烈度表示地面受到地震的影响和破坏程度。一个地震的震中只有一个烈度，但随着各地的远近和受破坏的程度不同而出

5、现不同的烈度。目前我国地震烈度采用12等级。1.2.3 基本烈度与地震区划基本烈度是指一个地区在一定时期（我国取50年）一般场地条件下按一定的概率（ 我国取10%）可能遭遇到的最大地震烈度。相当于475年一遇的最大地震的烈度基本烈度是该地区进行抗震设防的依据。各地区的基本烈度由中国地震动参数区划图（GB18306-2001)确定。2008年修订版，2010版新规范。地震区划：给出每一地区在未来一定时限内关于某一烈度的超越概率，从而将国土划分为不同基本烈度所覆盖的区域。1990年版的中国地震烈度区划图 将烈度划分为5个等级：5度、6度、7度、8度和9度1.2.3 基本烈度与地震区划中国地震烈度区

6、划图中国地震动参数区划图P286 附录B地震动峰值加速度g0.050.050.100.150.200.300.40地震基本烈度值 1.2 B 0.3BmaxBmaxB 0.3BmaxBmaxBmaxB 0.3BmaxBmaxB 0.3Bmax扭转不规则凹凸角不规则不规则类型定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%竖向不规则

7、的类型Ki + 2Ki +1Ki +3Ki沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层） 竖向抗侧力构件不连续不规则类型定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等向下传递)楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%Qy ,i +1Qy ,iQy ,i 0.8Qy ,i +1多项不规则指标超过表中指标或某一项大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。注：以上规

8、定主要针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑。竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀（有薄弱层）竖向不规则的类型严重不规则是指体型复杂，1.5.3 利用结构延性设计中通过构造措施和截面设计尽量增加结构与构件的延性结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。规范对各类结构采取的抗震措施，基本上是提高各类结构构件的延性水平。这些抗震措施是：1. 采用水平向（圈梁）和竖向（构造柱、芯柱）混凝土构件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力荷载的承载能力；2. 避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏）先于钢筋

9、的屈服；3. 避免钢结构构件的整体和局部失稳，保证节点焊接部位（焊缝和母材)在地震时不致开裂。1.5.4 设置多道防线如“强柱弱梁”型框架结构有两道抗震防线：一、从结构弹性到部分梁出现塑性铰；二、从梁塑性铰发生较大转动到柱根破坏。在两道防线之间，大量地震输入能量被结构的弹塑性变形所消耗。设置手段：采用超静定结构、设置人工塑性铰、利用填充墙、设置耗能元件或装置等设置原则：1、不同的设防阶段应使结构周期有明显差别，避免共振；2、最后一道防线要具备一定的强度和足够的变形潜力。1.5.5 注意非结构因素非结构构件对结构的影响：1、影响主体结构的动力特性（周期、阻尼等）；2、地震时会先期破坏。设计中应注

10、意的问题：1、与主体结构的有效连接方式；2、分析及估计其对主体结构可能带来的影响，并采取一定的措施。非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。1. 附着于楼、屋面结构上的非结构构件，应与主体结构有可靠的连接或锚固，避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备。2. 围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。3. 幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接，避免地震时脱落伤人。4. 安装在建筑上的附属机械、电气设备系统的支座和连接，应符合地震时使用功能的要求，且不应导致相关部件的损坏。思 考 题1.1 震级和烈度有什么区别和联系？1.2 如何理解不同类型建筑的抗震设防？1.3 怎样理解小震、中震与大震？1.4 概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系是什么？1.5 试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。