1、抗震工程学抗震工程学 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（钢筋混凝土学、结构静力学、结构动力学）、结构工程学（钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基与基础）、施工技术等多方结构、砌体结构、钢结构、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。这一目的而产生一门科学体系。第一章第一章 抗震设计的基本知识和基本要求抗震设计的基本知识和基本要求灾害灾害自然灾害自然灾害人为灾害人为灾害人为
2、灾害：人为灾害：火灾、污染（大气、火灾、污染（大气、水、海洋）、核泄水、海洋）、核泄漏、战争等漏、战争等自然灾害：自然灾害：地震灾害是群灾之地震灾害是群灾之首，它具有突发性和不首，它具有突发性和不可预测性，以及频度较可预测性，以及频度较高，并产生严重次生灾高，并产生严重次生灾害，对社会也会产生很害，对社会也会产生很大影响等特点。大影响等特点。引致灾害的自然作用引致灾害的自然作用灾害类別灾害类別气象方面气象方面极端雨量极端雨量太多太多洪灾洪灾太少太少干旱干旱极端气温极端气温太高太高热浪热浪太低太低霜冻、大风雪霜冻、大风雪极端强风极端强风台风、龙卷风台风、龙卷风地貌方面地貌方面板块活动板块活动地震
3、、海啸、火山爆发地震、海啸、火山爆发重力作用重力作用泥石流、雪崩泥石流、雪崩生物方面生物方面与动物、微生物有关与动物、微生物有关蝗虫、白蚁等蝗虫、白蚁等虫害虫害細菌或病毒細菌或病毒疾病疾病如伤寒、如伤寒、“非典非典”、瘟、瘟疫疫与植物有关与植物有关真菌真菌病害病害如小麦的铁锈病如小麦的铁锈病数量激增数量激增野草蔓延、赤潮野草蔓延、赤潮死亡死亡2424人，经济损失人，经济损失9494亿美元。亿美元。云林县六市中山国宝二期大楼座落在大智路上，为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，东侧楼土住宅和商务混合大楼，其中二栋自
4、楼梯间相接处分裂，东侧楼6层以下全部塌陷，并向东侧倒在邻房层以下全部塌陷，并向东侧倒在邻房4层楼公寓上。西侧楼层楼公寓上。西侧楼5层层以下全部倒塌，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米米到到10米，且柱子数量偏少。米，且柱子数量偏少。彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口，为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，柱子间距型平面大楼上，柱子间距7至至10米。造成倾倒的原因是底层柱米。造成倾倒的原因是底
5、层柱子数量少，间距太大子数量少，间距太大。柱子内埋设管线（水、柱子内埋设管线（水、排水、电、煤气、电话）等，排水、电、煤气、电话）等，虽然节省了空间，但大大降虽然节省了空间，但大大降低了柱子的有效承重截面积，低了柱子的有效承重截面积，造成破坏。造成破坏。唐山大地震唐山大地震 19761976年年7 7月月2828日日3 3时时4242分分5454秒，在河北省唐山、秒，在河北省唐山、丰南一带（东经丰南一带（东经118.0118.0度，北纬度，北纬39.439.4度），发生了度），发生了7.87.8级级强烈地震，震中区烈度强烈地震，震中区烈度1111度。地震波及天津市度。地震波及天津市和北京市。这
6、次地震发生在工矿企业集中、人口稠和北京市。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、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。地面建筑轻得多。150150万人口中万人口中死亡死亡2424万万，伤
7、，伤1616万；直接经济损失万；直接经济损失100100亿元，震后重建费用亿元，震后重建费用100100亿元。亿元。唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，7.8级地震级地震时倒塌一层，时倒塌一层，7.1级地震时除四根门柱外，全部坍塌。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。房，墙倒顶塌。唐山市河北省煤矿设计院，砖混结构的
8、楼房唐山市河北省煤矿设计院，砖混结构的楼房局部倒塌。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。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。）（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。）重点保护遗迹之一。）唐山市机车车辆厂震后概貌。唐山市机车车辆厂震后概貌。震后工厂厂区震后工厂厂区印印 度度 大大 地地 震震 当地时间当地时间20
9、012001年年1 1月月2626日上午日上午8时时46分（分（北京时北京时间间2001年年1月月26日日11时时16分分36.4秒，国际时间秒，国际时间2001年年1月月26日日03时时16分分40秒）秒），在印度西北部古吉拉特邦，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，这次地发生一次强烈地震。据印度地震部门测定，这次地震为里氏震为里氏7.9级级，震中位于北纬，震中位于北纬23.6度和东经度和东经69.8度。度。至至3131日止，日止，地震发生后已发生了地震发生后已发生了196次余震。次余震。死亡死亡人数达人数达16403人人，受伤人数达，受伤人数达55863人，经人，经
10、济损失济损失45亿美元。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。伤亡加重。震后现场情况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。座落在活断层上的一座二层小学教学楼被完全摧毁。7.8级地震造成达级地震造成达180公里的破碎带，水平和垂直错公里的破碎带，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。破坏，同时造成建筑物的大量毁坏。伊兹米特市一楼房底层空旷，结构不合理，房屋整伊兹米特市一楼房底层空旷，结构不合理，房屋整体倾
11、斜，二楼成了一楼。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。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美国加州北岭地震（7.0级）级）1994年年1月月17日，日，2400栋建筑被毁，多处高架栋建筑被毁，多处高架公路桥受损，死亡公路桥受损，死亡61人，伤人，伤7300人，直接经济损人，直接经济损失失300亿美元，保险损失亿美元，保险损失104亿美元。亿美元。日本阪神地震日本阪神地震（7.2级）级）1995年年11月月17日，日，22万栋房屋倒塌或严重损万栋房屋倒塌或严重损坏，死亡坏，死亡6348人，伤人，伤4万人，经济损失万人，经济损失1000亿美元。
12、亿美元。二、我国的地震情况二、我国的地震情况1.1.我国是一个多地震国家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。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。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：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）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。我国台湾省，再经菲律
13、宾群岛转向东南，直到新西兰。（2）喜马拉雅）喜马拉雅地中海地震带：从印度、尼泊尔经缅甸地中海地震带：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。中亚细亚到地中海及其附近。喜马拉雅喜马拉雅地中海地震带地中海地震带环太平洋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能量的98%。2.2.我国是一个地震灾害最严重的国家我国是一个地震灾害最严重的国家19201920年宁夏海原地震（年宁夏海原地震（8.58.5级）死亡级）死亡23.4
14、23.4万人。万人。19761976年河北唐山地震（年河北唐山地震（7.87.8级）死亡级）死亡24.224.2万人。万人。中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个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。震灾严重的国家。1900年以来，中国死于地震的人数达年以来，中国死于地震的人数达55万之万之多，占全球地震死亡人数的多，占全球地震死亡人数的53%；1949年以来，年以来，100多次破坏性多次破坏性地震袭击了地震袭击了22个省（自治区、直辖市），其中涉及东部地区个省（自治区、直辖市），其中涉及东部地区14个省份，造成个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害
15、死亡人数的万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%，地震成灾面积达地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达多万平方公里，房屋倒塌达700万间。万间。2020世纪全球两次死亡世纪全球两次死亡2020万人以上的大地震均发生于我国。万人以上的大地震均发生于我国。3.3.我国的地震活动地区我国的地震活动地区台湾省及其附近海域；台湾省及其附近海域；西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部；西南地区，主要是西藏、四川西部和云南中西部；西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；西北地区，主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓；华北地区，主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山华北地区，主要在太
16、行山两侧、汾渭河谷、阴山-燕山一带、燕山一带、山东中部和渤海湾；山东中部和渤海湾；东南沿海的广东、福建等地。东南沿海的广东、福建等地。我国的地震活动主要分布在五个地区的我国的地震活动主要分布在五个地区的23条地震带上。条地震带上。这五个地区是：这五个地区是：4.4.目前的地震形势目前的地震形势 地震的发生有间歇性。一段时间内发生较频繁，一段地震的发生有间歇性。一段时间内发生较频繁，一段时间内较平静。时间内较平静。我国目前处于地震活跃期。我国目前处于地震活跃期。三、抗震减灾的的任务三、抗震减灾的的任务结构工程师的任务：结构工程师的任务：3.3.对已存在的工程结构作抗震鉴定、抗震加固。对已存在的工
17、程结构作抗震鉴定、抗震加固。抗震减灾工作应依法进行。抗震减灾工作应依法进行。中华人民共和国防震减灾法中华人民共和国防震减灾法 (1997年年12月月29日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过)第十七条第十七条 新建、扩建、改建建设工程，必须达到抗震设防要求。新建、扩建、改建建设工程，必须达到抗震设防要求。第十九条第十九条 建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计，并按照抗震设计进行施工。抗震设计，并按照抗震设计进行施工。第四十五条第四十五条 违反本法规定，有下列行为之一
18、的，由县级以违反本法规定，有下列行为之一的，由县级以上人民政府建设行政主管部门或者其他有关专业主管部门按上人民政府建设行政主管部门或者其他有关专业主管部门按照职责权限责令改正，处一万元以上十万元以下的罚款：照职责权限责令改正，处一万元以上十万元以下的罚款：1.1.对地震区域作抗震减灾规划；对地震区域作抗震减灾规划；2.2.对新建筑工程作抗震设计；对新建筑工程作抗震设计；（一）不按照抗震设计规范进行抗震设计的；（一）不按照抗震设计规范进行抗震设计的；（二）不按照抗震设计进行施工的（二）不按照抗震设计进行施工的 地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而
19、引起的地球表层的振动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，地震是一种自然现象，地球上每天都在发生地震，一年约有一年约有500万次。其中约万次。其中约5万次人们可以感觉到；能造万次人们可以感觉到；能造成破坏的约有成破坏的约有1000次；次；7级以上的大地震平均一年有十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几次。目前记录到的世界上最大地震是 8.9级，发生于级，发生于1960年年5月月22日的智利地震。日的智利地震。什么是地震？什么是地震？什么叫什么叫震源、震中、震中距震源、震中、震中距？地球内部发生地震的地方叫地球内部发生地震的地方叫震源震源；震源
20、在地面上的投影点称为震源在地面上的投影点称为震中震中；震中及其附近的地方称为震中及其附近的地方称为震中区震中区，也称，也称极震区极震区 ；从震中到地面上任何一点的距离称为从震中到地面上任何一点的距离称为震中距震中距。地震分类地震分类一.按地震成因分类-天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震1.1.构造地震构造地震 破坏性地震主要属于构造地震。据统计，构造地震约破坏性地震主要属于构造地震。据统计，构造地震约占世界地震总数的占世界地震总数的90%以上。以上。92%的地震发生在的地震发生在地壳中，地壳中，其余的发其余的发生在地幔上部生在地幔上部 地震地震天然
21、地震天然地震人工地震人工地震2.2.火山地震火山地震 由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震，这类地震只占全世界地震的为火山地震，这类地震只占全世界地震的7%左右。左右。1914年日本樱岛火山爆发，产生的震动相当于一个年日本樱岛火山爆发，产生的震动相当于一个6.7级级地震。地震。3.3.陷落地震陷落地震 由于地下溶洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称由于地下溶洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小，次数也很少。为塌陷地震。这类地震的规模比较小，次数也很少。人工地震人工地震 因人为因素直接造成的地震是人工地震。
22、因人为因素直接造成的地震是人工地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力，有时也会诱发地震。力，有时也会诱发地震。1962年年3月月19日在广东河源新丰江水库坝区发生日在广东河源新丰江水库坝区发生了迄今我国最大的水库诱发地震，震级为了迄今我国最大的水库诱发地震，震级为6.1级。级。-天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震地震地震天然地震天然地震人工地震人工地震二二.按震源深浅分类按震源深浅分类浅源地震浅源地震震源深度小于
23、震源深度小于60千米的称为浅源地震。千米的称为浅源地震。全世界全世界85%以上的地震都是浅源地震。以上的地震都是浅源地震。中源地震中源地震震源深度在震源深度在60至至300千米的称为中源地震。千米的称为中源地震。深源地震深源地震震源深度在震源深度在300千米以上的称为深源地震。千米以上的称为深源地震。浅源地震波及范围小，但破坏力大；深源地震波及范浅源地震波及范围小，但破坏力大；深源地震波及范围大，但破坏力小。围大，但破坏力小。2002 2002年年6 6月月2929日晨日晨1 1：2020发生于吉林的发生于吉林的7.27.2级地震，震源级地震，震源深度为深度为540km540km，无破坏。，无
24、破坏。目前有记录的最深震源达目前有记录的最深震源达720公里。公里。地震分类地震分类一一.按地震成因分类按地震成因分类 1960 1960年年2 2月月2929日发生于摩洛哥艾加迪尔城的日发生于摩洛哥艾加迪尔城的5.85.8级地震，级地震，深度为深度为3km3km。震中破坏极为严重，但破坏仅局限在震中。震中破坏极为严重，但破坏仅局限在震中8km8km内。内。地震波地震波地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波。地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波。地震波分为体波和面波。地震波分为体波和面波。体波体波横波（横波（S S波）波）纵波（纵波（P P波）波）面波面波瑞利波瑞利波
25、乐甫波乐甫波横波特点横波特点:周期长、振幅大、周期长、振幅大、波速慢波速慢,100-800m/s,100-800m/s纵波特点纵波特点:周期短周期短,振幅小振幅小,波速快波速快,200-1400m/s,200-1400m/s面波比体波衰减慢、振幅大、面波比体波衰减慢、振幅大、周期长、传播远。建筑物破坏周期长、传播远。建筑物破坏主要由面波造成。主要由面波造成。杂波P波开始S波开始面波开始 能量越大，震级就越大；震级相差一级，能量相能量越大，震级就越大；震级相差一级，能量相差约差约32倍；相差二级，能量相差倍；相差二级，能量相差10001000倍。倍。反映一次地震本身大小的等级，用反映一次地震本身
26、大小的等级，用M M表示表示AMlog式中式中A A表示标准地震仪距震中表示标准地震仪距震中100km100km纪录的最大水平地纪录的最大水平地动位移，单位为微米。动位移，单位为微米。ME5.18.11log一个一个6 6级地震相当于一个两万吨级的原子弹。级地震相当于一个两万吨级的原子弹。能量能量E E的单位：尔格（的单位：尔格（1 1尔格尔格=）J710微震微震-2-2级以下。级以下。人感觉不到人感觉不到有感地震有感地震-2-4-2-4级级 人有感觉人有感觉破坏性地震破坏性地震-5-5级以上级以上 有破坏有破坏 强烈地震强烈地震-7-7级以上级以上 有破坏有破坏 特大地震特大地震-8-8级以
27、上级以上 有破坏有破坏 由于震源深浅、震中距大小等不同，地震造成由于震源深浅、震中距大小等不同，地震造成的破坏也不同。震级大，破坏力不一定大；震级小，的破坏也不同。震级大，破坏力不一定大；震级小，破坏力不一定就小。破坏力不一定就小。一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影响烈度的因素，除了中距小烈度就高，反之烈度就低。影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。因素有关。一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，一次地震对
28、某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，简称为烈度。用简称为烈度。用I I表示。表示。地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。我国在我国在19801980年制定了年制定了中国地震烈度表中国地震烈度表。中国地震烈度表中国地震烈度表将地震烈度分为将地震烈度分为1-121-12度。度。个别：个别：10%以下以下少数：少数：10%50%多数：多数：50%70%大多数：大多数：70%90%普遍：普遍：90%以上以上2/smmsmm/一个地区未来一个地区未来5050年内一般场地条件下可能遭受的年内一般场地条件下可能遭受的具有具有10%10%超越概率的地震烈度值称为该地区的超越概率的
29、地震烈度值称为该地区的基本烈基本烈度度。用。用IbIb表示。表示。相当于相当于475475年一遇的最大地震的烈度。年一遇的最大地震的烈度。各地区的基本烈度由各地区的基本烈度由中国地震动参数区划图中国地震动参数区划图（GB18306-2001)GB18306-2001)确定。确定。（下图是原中国地震烈度区划图）（下图是原中国地震烈度区划图）基本烈度也称为基本烈度也称为偶遇偶遇烈度或中震烈度。烈度或中震烈度。中国地震烈度区划图中国地震烈度区划图 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度称为设防烈度，用的地震烈度称为设防烈度，用IdId表示。
30、）表示。）规范规定：一般情况下，可采用规范规定：一般情况下，可采用中国地震动参数区划图中国地震动参数区划图 中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的 城市，可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。城市，可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。设防烈度的取值依据：设防烈度的取值依据：规范规定：规范规定：抗震设防烈度为抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计度及以上地区的建筑必须进行抗震设计偶遇烈度或中震烈度）偶遇烈度或中震烈度）建筑所在地区在设计基准期（建筑所在地区在设计基准期（5050年）内出现的频度最年）内出现的频度最高的烈度。也称为常遇烈度、小震烈
31、度，用高的烈度。也称为常遇烈度、小震烈度，用IsIs表示。其超表示。其超越概率为越概率为63.2%63.2%，重现期为，重现期为5050年。年。建筑所在地区在设计基准期（建筑所在地区在设计基准期（5050年）内具有超越概率年）内具有超越概率2%-3%2%-3%的地震烈度。也称为大震烈度，重现期约为的地震烈度。也称为大震烈度，重现期约为20002000年。年。偶遇烈度或中震烈度）偶遇烈度或中震烈度）（1）5.0-5.4级地震，震中烈度多为六度，其面积小于级地震，震中烈度多为六度，其面积小于500平方公里。平方公里。（2）5.5-5.9级地震，震中烈度多为七度，其面积不超过级地震，震中烈度多为七度
32、，其面积不超过200平方公里；平方公里；六度区面积也只有数百平方公里。六度区面积也只有数百平方公里。（3）6.0-6.4级地震，震中烈度多数为八度，其面积几十平方公里；七级地震，震中烈度多数为八度，其面积几十平方公里；七度区不超过度区不超过200平方公里，六度区数百平方公里，如震中烈度为七度，平方公里，六度区数百平方公里，如震中烈度为七度，则与则与5.5-5.9级地震结果相同。级地震结果相同。（4）6.5-6.9地震，震中烈度一半为八度，结果与地震，震中烈度一半为八度，结果与6.0-6.4级地震一样；级地震一样；另一半为九度，其面积小于另一半为九度，其面积小于100平方公里，八度区不超过平方公
33、里，八度区不超过500平方公里，平方公里，七度区则在七度区则在1500平方公里以内。平方公里以内。（1）5.0-5.9级地震造成人员伤亡者占级地震造成人员伤亡者占24%。而仅引起人员死亡的地震更。而仅引起人员死亡的地震更少，只占少，只占11.5%。一次。一次5级多地震中死亡人数最多为级多地震中死亡人数最多为117人，而死亡人，而死亡29人以人以上的地震都发生在夜间。上的地震都发生在夜间。（2）6.0-6.9级地震有级地震有43%造成人员伤亡，而只有人员死亡仅占造成人员伤亡，而只有人员死亡仅占35%，一，一次地震死亡人数最多为次地震死亡人数最多为600人。人。第一章第一章 抗震设计的基本知识和基
34、本要求抗震设计的基本知识和基本要求1.5 地震地面运动的一般特征地震地面运动的一般特征 由地震的原生现象如地震断层错动，以及地震由地震的原生现象如地震断层错动，以及地震波引起的强烈地面振动所造成的灾害。主要有：波引起的强烈地面振动所造成的灾害。主要有：1、地面破坏。如地面裂缝、错动、塌陷、喷水冒砂等；一、直接灾害：一、直接灾害：2、建筑物与构筑物的破坏、建筑物与构筑物的破坏 如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；2、建筑物与构筑物的破坏、建筑物与构筑物的破坏 如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等
35、；2、建筑物与构筑物的破坏、建筑物与构筑物的破坏 如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；2、建筑物与构筑物的破坏、建筑物与构筑物的破坏 如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；如房屋倒塌、桥梁断落、水坝开裂、铁轨变形等；3、山体等自然物的破坏。如山崩、滑坡等；、山体等自然物的破坏。如山崩、滑坡等；4、海啸。、海啸。海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，可造成沿海地区海底地震引起的巨大海浪冲上海岸，可造成沿海地区的破坏；的破坏；直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡、稳直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡、稳定状态，从而引发出的灾害。有时
36、，次生灾害所造成的伤定状态，从而引发出的灾害。有时，次生灾害所造成的伤亡和损失比直接灾害还大。亡和损失比直接灾害还大。1、火灾、火灾 由震后火源失控引起；由震后火源失控引起；19231923年日本关东地震，年日本关东地震，东京市内东京市内227227处起火，处起火，3333处未能扑灭造成火灾蔓，处未能扑灭造成火灾蔓，旧市区烧毁约旧市区烧毁约50%50%；横滨；横滨市烧毁市烧毁80%80%，死亡，死亡1010万。万。主要的次生灾害有：主要的次生灾害有：2、水灾。、水灾。由水坝决口或山崩拥塞河道等引起；由水坝决口或山崩拥塞河道等引起；3、毒气泄漏。、毒气泄漏。由建筑物或装置破坏等引起；由建筑物或装
37、置破坏等引起；4、瘟疫。、瘟疫。由震后生存环境的严重破坏而引起由震后生存环境的严重破坏而引起.三、工程结构破坏现象三、工程结构破坏现象1、结构丧失整体性、结构丧失整体性2 2、承重结构强度不足、承重结构强度不足3 3、结构变形过大导致倒塌、结构变形过大导致倒塌4 4、结构构件连接支撑失效、结构构件连接支撑失效三、工程结构破坏现象三、工程结构破坏现象1、结构丧失整体性、结构丧失整体性2 2、承重结构强度不足、承重结构强度不足3 3、结构变形过大导致倒塌、结构变形过大导致倒塌5 5、地基失效、地基失效6 6、非结构构件破坏、非结构构件破坏4 4、结构构件连接支撑失效、结构构件连接支撑失效三、工程结
38、构破坏现象三、工程结构破坏现象1、结构丧失整体性、结构丧失整体性2 2、承重结构强度不足、承重结构强度不足3 3、结构变形过大导致倒塌、结构变形过大导致倒塌 通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，减轻经济损失。减轻经济损失。1.1.总目标总目标 具体通过具体通过“三水准三水准”的抗震设防要求和的抗震设防要求和“两阶段两阶段”的抗的抗震设计方法实现。震设计方法实现。2.2.“三水准三水准”抗震设防目标抗震设防目标 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。一般不受
39、损坏或不需修理可继续使用。当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。简称为：简称为：“小小震不坏，中震可修，震不坏，中震可修，大震不倒大震不倒”。3.3.“三水准三水准”抗震设防是对单一水准设防的改进，抗震设防是对单一水准设防的改进，是向是向“性能设计性能设计”发展的重要步骤发展的重要步骤 单
40、一水准设防思想是我国单一水准设防思想是我国7474规范规范、7878规范规范和目前许多国家采用的设防思想。和目前许多国家采用的设防思想。设防目标是：当遭遇相当于设计烈度的地震时，建筑设防目标是：当遭遇相当于设计烈度的地震时，建筑物的损坏不致使人民生命财产和重要生产设备遭受危害，物的损坏不致使人民生命财产和重要生产设备遭受危害，建筑物不需修理或经一般修理仍可继续使用。建筑物不需修理或经一般修理仍可继续使用。1989 1989年美国年美国Loma PreitaLoma Preita地震地震(7.1(7.1级），死亡级），死亡6565人，直人，直接经济损失（建筑物破坏重建）接经济损失（建筑物破坏重建
41、）8080亿美元，间接经济损失亿美元，间接经济损失150150亿美元。亿美元。1994 1994年美国年美国NorthridgeNorthridge地震地震(6.7(6.7级级),),伤亡不多，经济伤亡不多，经济损失为损失为200200亿美元。亿美元。1995 1995年日本阪神地震年日本阪神地震(7.2(7.2级级),),经济损失为经济损失为10001000亿美元。亿美元。1999 1999年台湾集集地震年台湾集集地震(7.3(7.3级级),),经济损失为经济损失为9494亿美元。亿美元。“性能设计性能设计”要点要点（1 1）.对抗震设计规定相应的地震作用标准对抗震设计规定相应的地震作用标准
42、（2 2）.建立建筑应满足的性能水准建立建筑应满足的性能水准（3 3）.确立设防性能目标确立设防性能目标地震作用水准建筑性能水准基本目标基本目标 一般使用要求的建筑应具备一般使用要求的建筑应具备a a、b b、c c、d d项的组合。项的组合。重要性较高或地震破坏后危险性较大的性能目标为重要性较高或地震破坏后危险性较大的性能目标为e e、f f、g g的组合。的组合。对安全有十分危险影响的性能目标为对安全有十分危险影响的性能目标为h h、i i、j j项的组合。项的组合。（4 4）.规定地震作用下结构变形的允许指标规定地震作用下结构变形的允许指标 应建立结构构件在规定的地震作用水平下的允许破应
43、建立结构构件在规定的地震作用水平下的允许破坏水平，结构和非结构构件宏观破坏状态的描述和允许坏水平，结构和非结构构件宏观破坏状态的描述和允许变形指标。变形指标。4.4.“两阶段两阶段”抗震设计方法抗震设计方法第一阶段：第一阶段：对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载力验算；在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。力验算；在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。第二阶段：第二阶段：对一些规范规定的结构进行大震作用下的弹塑性变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。形验算。有特殊要求的建筑、地震易倒有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建
44、筑、有明显薄弱层的建筑，塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，不规则的建筑等不规则的建筑等 抗震设防烈度为抗震设防烈度为6 6度及以上地区的所有新建建筑工度及以上地区的所有新建建筑工程均必需进行抗震设计。程均必需进行抗震设计。规范适用于规范适用于6-96-9度地区抗震设计及隔震、消能减震度地区抗震设计及隔震、消能减震设计。设计。超过超过9 9度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有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。关专门规定执行。一般情况下采用抗震设防烈度。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在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数。参数。建筑
45、类别不同，抗震设防标准也不同。建筑类别不同，抗震设防标准也不同。设设防防分分类类1.1.抗震设防分类抗震设防分类 国家技术监督局和建设部在国家技术监督局和建设部在19951995年年4 4月月1919日公布了日公布了建筑抗震设防分类标准建筑抗震设防分类标准GB50223GB50223。该标准主要以地震中和地震后房屋的损坏对社会和该标准主要以地震中和地震后房屋的损坏对社会和经济产生的影响的程度大小，将建筑分成经济产生的影响的程度大小，将建筑分成4 4个抗震设防个抗震设防类别。类别。国家质量监督检验检疫总局和建设部在国家质量监督检验检疫总局和建设部在20012001年年7 7月月2020日公布了日
46、公布了建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范GB50011-2001GB50011-2001。该规范。该规范对上面标准作了修改。对上面标准作了修改。A、中央级、省级的电视调频广播发射塔建筑，国际电信楼、国际海缆登陆站、中央级、省级的电视调频广播发射塔建筑，国际电信楼、国际海缆登陆站、国际卫星地球站、中央级的电信枢纽（含卫星地球站）。国际卫星地球站、中央级的电信枢纽（含卫星地球站）。B、研究、中试生产和存放剧毒生物制品和天然人工细菌与病毒（如鼠疫、霍乱、研究、中试生产和存放剧毒生物制品和天然人工细菌与病毒（如鼠疫、霍乱、伤寒等伤寒等)的建筑。的建筑。C、三级特等医院的住院部、医技楼、门诊部。、三级特等
47、医院的住院部、医技楼、门诊部。设设防防分分类类 根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。造的过程称为概念设计。基本内容有三部分：基本内容有三部分：1.1.建筑设计应重视建筑结构的规则性；建筑设计应重视建筑结构的规则性；2.2.合理的建筑结构体系选择；合理的建筑结构体系选择；3.3.抗侧力结构和构件的延性设计。抗侧力结构和构件的延性设计。建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识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
48、震中的表现。始自若干现代建筑在地震中的表现。最为典型的例子是最为典型的例子是19721972年年2 2月月2323日南美洲的马那日南美洲的马那瓜地震。瓜地震。马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五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，另一幢为层高的中央银行大厦，另一幢为1818层高的美洲银行大层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为厦。当地地震烈度估计为8 8度。一幢破坏严重，震后拆度。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。除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。马那瓜中央银行大厦试问：那一幢破坏严重呢？马那瓜美洲银行大厦 1）平面不规则）平面不
49、规则4个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。4层以上的楼板仅为层以上的楼板仅为5cm厚，搁置在高厚，搁置在高45cm长长14m小梁上。小梁上。2）竖向不规则）竖向不规则塔楼上部（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，支承在根，支承在4层楼板水平层楼板水平处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根根1m 1.55m的柱子上（间距的柱子上（间距9.4m）。上下两部分严）。上下两部分严重不均匀，不连续。重不均匀，不连续。主要破坏：第主要破坏：第4层与
50、第层与第5层之间层之间(竖向刚度和承载力突变竖向刚度和承载力突变),周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈；周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈；横向裂缝贯穿横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板层以上的所有楼板(有的宽达有的宽达1cm),直至电梯井东侧；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。严重破坏或倒塌。震后计算分析结果震后计算分析结果:1.结构存在十分严重扭转效应结构存在十分严重扭转效应;2.塔楼塔楼3层以上北面和南面大多数柱子抗剪能层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力大大不足力大大不足,
