建筑结构-荷载和设计方法-3-4

1、2.1 2.1 概述概述2.4 2.4 设计方法设计方法2.2 2.2 建筑结构上的作用（荷载）建筑结构上的作用（荷载）2.3 2.3 建筑结构上的作用力估值建筑结构上的作用力估值2.1 2.1 概述概述 1. 1. 我国工程结构设计规范的层次示意我国工程结构设计规范的层次示意第一层次规范第一层次规范第二层次规范第二层次规范第三层次规范第三层次规范最高层次的最高层次的规范宪法规范宪法行业设计的行业设计的基本规范基本规范各行业的各行业的具体标准具体标准能源 混 凝土 结构 设计 规范 建筑结构 荷 载 规范 建设部：建筑结构可靠度设计统一标准铁道部铁路工程结构可靠度设计统一标准交通部：公路工程结

2、构可靠度设计统一标准,港口工程结构可靠度设计统一标准能源部 、 水利部 ： 水利水工 工 程 结构 可靠度设计 统 一标 准房 建、 铁 路、 公 路、 港口和 水利水电五 大 部 门合 编工 程 结构 可靠度设计 统 一标准 混 凝 土 结构 设 计规 范 建 筑结构 荷 载规 范 建 设 部 ： 建 筑 结 构 可 靠 度设 计 统 一 标 准 铁 道 部 铁 路 工 程 结 构 可靠 度 设 计 统 一 标 准 交 通 部 ： 公 路 工 程 结 构 可 靠 度设 计 统 一 标 准 , 港 口 工 程结 构 可 靠 度 设 计 统 一 标 准 能源 部 、 水利 部 ： 水利 水工 工

3、 程 结构 可 靠度 设 计统 一 标 准 房 建、 铁 路 、 公 路 、 港 口和 水利 水电 五 大 部 门合 编 工 程 结构 可 靠 度 设 计统 一标 准建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范钢结构设计规范钢结构设计规范2.2.建筑结构专业新课程体系的建筑结构专业新课程体系的6 6大模块大模块结构内力分析结构内力分析结构的抗力结构的抗力荷载荷载结构的设计方法结构的设计方法施工技术施工技术结构试验结构试验3. 3. 概率的作用概率的作用载人用的长征载人用的长征2 2号火箭安全概率为号火箭安全概率为97%97%； 神州六号神州六号 航天员系统的安全概率首次

4、达航天员系统的安全概率首次达到到0.90.9以上；以上；对不确定事件、特别是危险事件的认识更对不确定事件、特别是危险事件的认识更为科学。为科学。降水概率降水概率41%41%北京北京20082008年年8 8月月8 8日日晚晚（1 1） 世界各国建筑业年死亡人数世界各国建筑业年死亡人数美国建筑业1992-2002年 英国建筑业1992-2004年 日本建筑业1992-2002年 中国建筑业1991-2004 美国建筑业美国建筑业1992-20021992-2002年事故死亡人数年事故死亡人数 1992199419961998200020022004600700800900100011001200

5、死亡人数年份英国建筑业英国建筑业1992-20041992-2004年事故死亡人数年事故死亡人数 1992199419961998200020022004303540455055606570758085死亡人数年份日本建筑业日本建筑业1992-20021992-2002年事故死亡人数年事故死亡人数 199219941996199820002002200430040050060070080090010001100死亡人数年份中国建筑业中国建筑业1991-20041991-2004年事故死亡人数年事故死亡人数 19921994199619982000200220044006008001000120

6、01400160018002000死亡人数年份各国建筑业各国建筑业1991-20041991-2004年事故死亡人数年事故死亡人数 19921994199619982000200220040200400600800100012001400160018002000死亡人数年份 美国 英国 日本 中国（2 2） 世界各国世界各国1010万人死亡率万人死亡率美国建筑业美国建筑业1992-2003年十万人死亡率年十万人死亡率 1998年各国建筑业十万人死亡率年各国建筑业十万人死亡率 美国建筑业美国建筑业1992-20031992-2003年十万人死亡率年十万人死亡率 19981998年各国建筑业十万人

7、死亡率年各国建筑业十万人死亡率 1. 作用与荷载直接荷载: 直接作用于结构上的力(集中力或分布 力), 如自重、风压力、车辆制动力等间接荷载：引起结构外加变形或约束变形的其它 因素，如地震、基础沉降、温度变化、 混凝土收缩、焊接变形等直接荷载、间接荷载统称作用2.2 2.2 建筑结构上的作用（荷载）建筑结构上的作用（荷载）2. 2. 荷载来源荷载来源自自 重重结构结构(Structure)(Structure)是建筑物的基本受力骨架是建筑物的基本受力骨架 外部荷载作用外部荷载作用 变形作用变形作用环境作用环境作用 结构自结构自身的重量，身的重量，如梁、板、如梁、板、柱及构造层柱及构造层重等重等

8、 活荷活荷载、风荷载、风荷载、雪荷载、雪荷载、地震载、地震作用等作用等 温度变化温度变化引起的变形、引起的变形、地基沉降、结地基沉降、结构材料的收缩构材料的收缩和徐变变形等和徐变变形等 阳光、阳光、雷雨、海水、雷雨、海水、大气污染作大气污染作用等用等 结构失效将带来生命和财产的巨大损失结构失效将带来生命和财产的巨大损失,因此在设计中对结构有最基本的功能要求。因此在设计中对结构有最基本的功能要求。3.3. 分类分类可变作用可变作用荷载大小可变荷载大小可变对建筑物的作用对建筑物的作用偶然作用偶然作用作用时间极短作用时间极短荷载值极大荷载值极大塑性变形来不及发展塑性变形来不及发展永久作用永久作用作用

9、位置可变作用位置可变荷载大小的变化较小荷载大小的变化较小作用位置不变作用位置不变2022-6-1523楼面活荷载楼面活荷载沉降作用沉降作用 温差作用温差作用 永久作用永久作用定义：在设计基准期设计基准期内，量值不随时间变化， 或变化的幅值与平均值相比可以忽略的 作用.tQ6.水位不变的水压力7.由于支座沉降和地基沉降形成的间接作用8.预加应力9. 其它1.结构的自重； 2.非承重结构的全部自重3.由于自重产生的最终土压力；4.由结构施工方式引起的最终变形5.由混凝土收缩、钢材焊接产生的间接作用包括包括：可变作用定义：在设计基准期内，量值随时间变化， 且变化的幅值与平均值相比不可忽略的 作用.t

10、Q6.小于本地区基本烈度的多遇地震；7.水位变化的水压力；8.冰压力或冻胀力；9 波浪力； 10 其它1. 机车车辆荷载及其它移动荷载； 2.某些施工阶段结构的某些部分的自重；3. 安装荷载；4.风、雪荷载；5.温度变化及温差产生的约束作用；包括包括：偶然作用定义：在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其 量值很大，且持续时间很短的作用 t Q1.船舶撞击； 2.机车车辆脱轨3. 等于或大于本地区基本烈度的罕见地震；4.火灾； 5.爆炸；6.罕遇洪水、滑坡、泥石流7.龙卷风防范措施包括包括：4. 4. 荷载标准值荷载标准值恒载样本恒载样本T tT tG G1 1T tT tG G2 2楼面活荷载

11、样本楼面活荷载样本t tT TQ(t)Q(t)10y 10y 10y 10y 10y10y 10y 10y 10y 10y风荷载样本风荷载样本t tT TQ(t)Q(t)标准值取值方法标准值取值方法恒载恒载 G GK K：根据设计尺寸和材料的标准容重确定。：根据设计尺寸和材料的标准容重确定。活荷载活荷载Q QK K：a:a:设计基准期最大值随机变量的均值若干倍的标准差设计基准期最大值随机变量的均值若干倍的标准差如：办公楼面活荷载如：办公楼面活荷载2/1505 . 1mKgLLTLTK新规范：新规范：L LK K=200Kg/m=200Kg/m2 2又如：住宅楼面活荷载又如：住宅楼面活荷载2/1

12、5071. 0mKgLLTLTK新规范：新规范：L LK K=200Kg/m=200Kg/m2 2 常见荷载的标准值可以从我国现行常见荷载的标准值可以从我国现行建筑建筑结构荷载规范结构荷载规范( (GB5009 2012) )中查到。中查到。在房屋设计的方案阶段，总体估算时通常需要考虑在房屋设计的方案阶段，总体估算时通常需要考虑竖向作用的荷载竖向作用的荷载水平作用的荷载水平作用的荷载2.3 2.3 建筑结构上作用力估算建筑结构上作用力估算只是估算只是估算不必精确不必精确楼面与屋面楼面与屋面2022-6-1539框架体系框架体系2022-6-1540荷载传递路线荷载传递路线2.3 2.3 建筑结

13、构上作用力估算建筑结构上作用力估算 1.1.竖向作用荷载估算竖向作用荷载估算砌体结构砌体结构2022-6-1541荷载传递路线荷载传递路线2.3 2.3 建筑结构上作用力估算建筑结构上作用力估算 1.1.竖向作用荷载估算竖向作用荷载估算剪力墙剪力墙2022-6-1542荷载传递路线荷载传递路线2.3 2.3 建筑结构上作用力估算建筑结构上作用力估算 1.1.竖向作用荷载估算竖向作用荷载估算2022-6-1543竖向荷载竖向荷载( (楼楼( (屋屋) )面自重及活载面自重及活载) ) 梁或屋架梁或屋架 柱或墙柱或墙 基础基础 地基地基2.3 2.3 建筑结构上作用力估算建筑结构上作用力估算 1.

14、1.竖向作用荷载估算竖向作用荷载估算 在一般工业与民用建筑中，竖向作用力主要是重力荷在一般工业与民用建筑中，竖向作用力主要是重力荷载，而且主要是房屋的自重。在方案阶段的近似估算中通常载，而且主要是房屋的自重。在方案阶段的近似估算中通常可根据房屋类型、结构形式统计出某类房屋单位面积的折算可根据房屋类型、结构形式统计出某类房屋单位面积的折算荷载荷载q qi i( (包括楼面自重、墙柱及设备重以及楼面活荷等包括楼面自重、墙柱及设备重以及楼面活荷等) )，进，进行近似估算。行近似估算。 W = = qi Ai mi 式中：式中：Ai 相同荷载相同荷载qi的楼层面积的楼层面积; mi 相同荷载相同荷载q

15、i的楼层层数的楼层层数; qi 由统计资料提供的某类房屋的楼面折算荷载值由统计资料提供的某类房屋的楼面折算荷载值ni 12.3 2.3 建筑结构上作用力估算建筑结构上作用力估算 1.1.竖向作用荷载估算竖向作用荷载估算（1 1） 房屋总重房屋总重W国内高层建筑国内高层建筑 q qi i 值约为值约为1216 kN/m2(其中活荷约占其中活荷约占1.52.5 kN/m2) 剪力墙和剪力墙和筒体结构房屋筒体结构房屋约为约为1416 kN/m2 框架及框框架及框架架结构墙结构墙体系房屋约为体系房屋约为1214 kN/m2 混合结混合结构房屋约为构房屋约为16 kN/m2 ，东北地区外东北地区外墙很厚

16、，有墙很厚，有时可能更大时可能更大一些一些(2) (2) 总重总重W 与地基承载力与地基承载力 当房屋总当房屋总重不大而地基重不大而地基承载力较高时承载力较高时独立基础或独立基础或条形基础条形基础 若地基承载力若地基承载力较低或荷载较大时较低或荷载较大时扩大基础底面积扩大基础底面积筏片基础筏片基础 若地基若地基上层土质较上层土质较差差桩基础桩基础2.3 2.3 建筑结构上的作用力建筑结构上的作用力估算估算 1.1.竖向作用荷载估算竖向作用荷载估算 墙、柱及基础荷载估算时，通常可近似地不考虑墙、柱及基础荷载估算时，通常可近似地不考虑上部结构的连续性，即把上部结构都认为是简支梁板，上部结构的连续性

17、，即把上部结构都认为是简支梁板，墙、柱只承受每侧跨度一半传来的荷载。估算时可按墙、柱只承受每侧跨度一半传来的荷载。估算时可按跨度的一半划分墙柱的承荷面积，再根据上述楼面荷跨度的一半划分墙柱的承荷面积，再根据上述楼面荷载估算墙、柱及基础的荷载载估算墙、柱及基础的荷载N 。( (3) )墙、柱及基础荷载估算墙、柱及基础荷载估算 设计中需要根设计中需要根据墙、柱荷载和据墙、柱荷载和轴轴压比压比来确定墙柱的来确定墙柱的截面尺寸。截面尺寸。 N = qimA 式中式中：N 墙、柱荷载设计值墙、柱荷载设计值; ; qi 相应房屋的楼层折算荷载相应房屋的楼层折算荷载; ; m 墙、柱的承荷楼层数墙、柱的承荷

18、楼层数; A 不考虑结构连续性的墙、柱的承荷面积不考虑结构连续性的墙、柱的承荷面积。边柱边柱中柱中柱角柱角柱承荷面积承荷面积2.3 2.3 建筑结构上的作用力建筑结构上的作用力估算估算 1.1.竖向作用荷载估算竖向作用荷载估算 例 如 一 幢 平 面 尺 寸 为例 如 一 幢 平 面 尺 寸 为16mX24m16mX24m的的1010层建筑物，楼层平层建筑物，楼层平面的板，梁、柱布置如 图 所面的板，梁、柱布置如 图 所示假设施加在每一楼层上的平示假设施加在每一楼层上的平均恒、活载标准值分别为均恒、活载标准值分别为10.0kN10.0kNm2m2和和2.0kN2.0kNm2m2，则整个建筑，则

19、整个建筑物总重力荷载物总重力荷载G G为为: (10.0+ : (10.0+ 2.0)2.0)1616242410=46080kN10=46080kN，每，每个单位面积上的竖向力：个单位面积上的竖向力：460804608032=1440kN32=1440kN。 一个底层中柱一个底层中柱(4(4个单位面积个单位面积) )承受的竖向力承受的竖向力=1440X 4=5760kN=1440X 4=5760kN 一个底层边柱一个底层边柱(2(2个单位面积个单位面积) )承受的竖向力承受的竖向力=1440X 2=2880kN=1440X 2=2880kN 一个底层角柱一个底层角柱(1(1个单位面积个单位面

20、积) )承受的竖向力承受的竖向力=1440kN=1440kN 轴压比轴压比N N 是指荷载是指荷载标准组合下柱的轴力设计值标准组合下柱的轴力设计值N与柱截面面积和混凝土强与柱截面面积和混凝土强度设计值乘积之比。度设计值乘积之比。 轴压比轴压比N规范要求：规范要求：N = N / (Ac fc )N 式中式中：N 框架柱的轴压比框架柱的轴压比 ； Ac 柱截面面积柱截面面积； fc 混凝土的轴心抗压强度设计值。混凝土的轴心抗压强度设计值。2.3 2.3 建筑结构上的作用力建筑结构上的作用力估算估算 1.1.竖向作用荷载估算竖向作用荷载估算 轴压比直接影响墙、柱破坏时的延轴压比直接影响墙、柱破坏时

21、的延性性质。以性性质。以现浇钢筋混凝土框架结构现浇钢筋混凝土框架结构为为例，按有关规范，例，按有关规范，柱轴压比限值柱轴压比限值 N N 与地震烈度、结构形式、房屋高度有关。与地震烈度、结构形式、房屋高度有关。 地地 震震 烈烈 度度 7 度度 8 度度 9 度度框架房屋高度框架房屋高度 m 35 35 35 35 25 抗震等级抗震等级 三三级级 二级二级 二级二级 一级一级 一级一级轴压比限值轴压比限值 N 0.9 0.8 0.8 0.7 0.7轴压比限值轴压比限值 N 2.3 2.3 建筑结构上的作用力建筑结构上的作用力估算估算 1.1.竖向作用荷载估算竖向作用荷载估算砌体结构砌体结构2

22、022-6-1550荷载传递路线荷载传递路线2.3 2.3 建筑结构上作用力估算建筑结构上作用力估算 2.2.水平作用荷载估算水平作用荷载估算剪力墙剪力墙2022-6-1551荷载传递路线荷载传递路线2.3 2.3 建筑结构上作用力估算建筑结构上作用力估算 2.2.水平水平作用荷载估算作用荷载估算2022-6-1552荷载传递路线荷载传递路线连梁连梁圈梁兼过梁圈梁兼过梁基础梁基础梁抗风柱抗风柱牛腿牛腿实腹式屋架实腹式屋架屋面板屋面板排架柱排架柱2.3 2.3 建筑结构上的作用力建筑结构上的作用力估算估算 2、水平作用荷载估算、水平作用荷载估算托架托架柱间支撑柱间支撑格构式屋架格构式屋架吊车梁吊

23、车梁屋盖支撑屋盖支撑水平荷载传力路线水平荷载传力路线吊车横吊车横向荷载向荷载吊车纵吊车纵向荷载向荷载柱间支撑柱间支撑纵墙纵墙山墙风山墙风荷载荷载排架柱排架柱抗风柱抗风柱基础基础纵墙风纵墙风荷载荷载吊车梁吊车梁山墙山墙屋架屋架柱间支撑柱间支撑2.3 2.3 建筑结构上的作用力建筑结构上的作用力估算估算 2、水平作用荷载估算、水平作用荷载估算 在非地震区，风荷载是房屋主要的水平力，在非地震区，风荷载是房屋主要的水平力，在方案阶段的总体分析中，一般只需考虑作用在在方案阶段的总体分析中，一般只需考虑作用在房屋上房屋上风荷载的合力风荷载的合力H，它是作用在房屋迎风面，它是作用在房屋迎风面及背风面及背风面

24、A上风荷载标准值上风荷载标准值k k的合力：的合力： H=k A 根据根据建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范( (GB50009-2012)50009-2012) 风荷载风荷载(Wind Load ) k=Z (S1 -S2) Z W0 Z Z高 度 处 的高 度 处 的风振系数，风振系数，它 考 虑 了它 考 虑 了高 耸 结 构高 耸 结 构风 压 脉 动风 压 脉 动的影响的影响。 W0基本风压，它是气象部基本风压，它是气象部门以当地空旷平坦地面上门以当地空旷平坦地面上, ,离地离地1010 m m高处所得的高处所得的1010分钟平均最大分钟平均最大风速风速VO为标准，根据不同年限按为标准

25、，根据不同年限按具体公式确定的风压值。北京具体公式确定的风压值。北京(10(10年年、5050年年、100100年年）=（0.30、0.45、0.50）kN/m2Z 风压沿高度风压沿高度的变化系数，与周的变化系数，与周围环境有关围环境有关S风荷载体型系数。房屋体型不同将直接影响风荷载体型系数。房屋体型不同将直接影响风的方向和流速，改变风压大小。一般迎风面的风风的方向和流速，改变风压大小。一般迎风面的风荷载为压力，背风面的风荷载为吸力荷载为压力，背风面的风荷载为吸力( (S S 为负值为负值) )，房屋受到的总的风荷载应为迎风面风荷载和背风面房屋受到的总的风荷载应为迎风面风荷载和背风面风荷载的叠

26、加，即式中风荷载的叠加，即式中( (S1S1 -S2 S2 ) )。2.3 2.3 建筑结构上的作用力建筑结构上的作用力估算估算 2、水平作用荷载估算、水平作用荷载估算+(a)(b)+0.8-0.5-0.7-0.7-0.5sVsV0+0.8015030060-0.6SS风荷载体型系数风荷载体型系数S S 常见坡屋面一常见坡屋面一般坡度般坡度 3030, ,可见屋面在风荷载可见屋面在风荷载作用下通常承受吸作用下通常承受吸力力 。 在平屋顶上后在平屋顶上后加的轻型坡屋面自加的轻型坡屋面自重很轻，若没有和重很轻，若没有和墙体拉结好，在风墙体拉结好，在风荷吸力作用下会被荷吸力作用下会被掀起。掀起。 风

27、 荷 载 除风 荷 载 除了引起房屋的倾了引起房屋的倾覆以外，局部吸覆以外，局部吸力也是引起房屋力也是引起房屋破坏的重要原因，破坏的重要原因，尤其是对坡屋顶尤其是对坡屋顶的破坏。的破坏。-0.5+0.8被掀翻的轻屋盖被掀翻的轻屋盖 要重视风要重视风荷载吸力荷载吸力的破坏作的破坏作用！用！2.3 2.3 建筑结构上的作用力建筑结构上的作用力估算估算 2、水平作用荷载估算、水平作用荷载估算 地震力是地震时地面运动加速度引起的，它是房屋质量的地震力是地震时地面运动加速度引起的，它是房屋质量的惯性力。设计中可近似认为建筑物的质量都集中在各层楼面标惯性力。设计中可近似认为建筑物的质量都集中在各层楼面标高

28、处，地震力的大小与高处，地震力的大小与地震烈度、建筑物的质量、结构的自振地震烈度、建筑物的质量、结构的自振周期以及场地土的情况等周期以及场地土的情况等许多因素有关。许多因素有关。 地震时既有水平震动又有竖向震动，但房屋结构对竖向地地震时既有水平震动又有竖向震动，但房屋结构对竖向地震力有较大的承受能力，通常水平地震力是引起结构破坏的主震力有较大的承受能力，通常水平地震力是引起结构破坏的主要原因要原因。3.3.地震力地震力Heq ( Earthquake Load )meqHeqV(a)(b)(c)2.3 2.3 建筑结构上的作用力建筑结构上的作用力估算估算 3. 地震荷载估算地震荷载估算（1 1

29、） 地震的危害地震的危害地球与地震并存抗震防灾是有效的地震的成因地震的成因地球内部结构地球内部结构 六大板块六大板块地下薄弱岩层破裂或地球板块相互挤压地下薄弱岩层破裂或地球板块相互挤压和冲撞引起振动，并以波的形式传递地和冲撞引起振动，并以波的形式传递地表，引起地面运动表，引起地面运动地震可以发生在地震可以发生在板块边缘，也可板块边缘，也可发生在板块内部发生在板块内部 其它原因其它原因火山爆发火山爆发人类的活动：修建水库、地下资源的开挖人类的活动：修建水库、地下资源的开挖 世界上最早发生水库地震的是在美国，世界上最早发生水库地震的是在美国，19351935年美国在科罗拉多河上建成胡佛坝，米德湖开

30、始年美国在科罗拉多河上建成胡佛坝，米德湖开始蓄水，次年蓄水，次年9 9月即发生月即发生5 5级地震。级地震。 迄今为止，全世界发生的水库诱发地震约有迄今为止，全世界发生的水库诱发地震约有120120例，分布于例，分布于2929个国家，其中中国个国家，其中中国2222例，美国例，美国1818例，印度例，印度1212例。大于例。大于6.06.0级的水库诱发地震有级的水库诱发地震有4 4起：分别是中国新丰江、赞比亚起：分别是中国新丰江、赞比亚- -津巴布韦边界津巴布韦边界karibakariba、希腊、希腊KremastaKremasta和印度和印度KoynaKoyna。水库地震水库地震 我国举世瞩

31、目的水利枢纽工程长江三峡水我国举世瞩目的水利枢纽工程长江三峡水库蓄水后库蓄水后, ,在水位上升过程中在水位上升过程中,2003,2003年年6 6月月7 7日突日突然发生然发生20002000多次的小地震。多次的小地震。 丹江口水库作为南水北调工程中线的源头，丹江口水库作为南水北调工程中线的源头，初期工程于初期工程于19731973年建成，水库蓄水后地震活动年建成，水库蓄水后地震活动加强，并于加强，并于19731973年年1111月月2929日在宋湾触发了日在宋湾触发了4.74.7级地震。其续建工程计划提高水位至级地震。其续建工程计划提高水位至170170米，米，水位提高后，新的地震活动又可能

32、出现。这些水位提高后，新的地震活动又可能出现。这些地震活动均对水利工程造成了不同程度的损失。地震活动均对水利工程造成了不同程度的损失。我国水库诱发地震实例我国水库诱发地震实例地震的危害地震的危害汉汉旺旺镇镇倒倒塌塌房房屋屋山山体体滑滑坡坡地地震震裂裂缝缝土耳其地震土耳其地震中国地震带中国地震带（）（）地震的度量地震的度量 震源震源 震中震中 震源深度震源深度 震源距震源距 震中距震中距InputInputSystemSystemOutputOutput 地震波地震波体波体波 纵波纵波压缩波压缩波PP波较快波较快 横波横波剪切波剪切波SS波较慢波较慢面波面波 瑞雷波瑞雷波RR波波 乐夫波乐夫波L

33、L波波瑞利波：瑞利波：质点作滚质点作滚动运动。动运动。乐普波：乐普波：质点作蛇质点作蛇行运动。行运动。S（横波）（纵波）L（面波）强震记录强震记录地震震级地震震级一次地震释放能量大小的度量一次地震释放能量大小的度量 里氏震级：里氏震级： 6 6级地震的能量级地震的能量2 2万吨万吨TNTTNT炸药，震炸药，震级每提高级，释放的能量增大级每提高级，释放的能量增大3232倍倍 2.52.5级以上为有感地震级以上为有感地震 级以上为破坏性地震级以上为破坏性地震 级为大地震级为大地震 大于级的为特大地震大于级的为特大地震地震烈度地震烈度地震对地表及工程结构地震对地表及工程结构影响的强弱程度影响的强弱程

34、度人的感觉人的感觉物体反应物体反应结构破坏结构破坏自然现象自然现象多指标多指标分等级分等级度；无感，仅仪器能记录到；度；无感，仅仪器能记录到； 度；微有感，个别敏感的人在完全静止中有感；度；微有感，个别敏感的人在完全静止中有感； 度；少有感，室内少数人在静止中有感，悬挂物轻微摆动；度；少有感，室内少数人在静止中有感，悬挂物轻微摆动； 度；多有感，室内大多数人，室外少数人有感，悬挂物摆动；度；多有感，室内大多数人，室外少数人有感，悬挂物摆动；度；惊醒，室外大多数人有感，门窗作响，屋顶灰土掉落度；惊醒，室外大多数人有感，门窗作响，屋顶灰土掉落度；惊慌，人站立不稳，个别房屋砖瓦掉落，墙体有细微裂缝；

35、度；惊慌，人站立不稳，个别房屋砖瓦掉落，墙体有细微裂缝； 度；仓皇出逃房屋损坏，房屋轻度损坏，但不妨碍使用；度；仓皇出逃房屋损坏，房屋轻度损坏，但不妨碍使用；度；行走困难，建筑物中度破坏，结构受损，需要修理；度；行走困难，建筑物中度破坏，结构受损，需要修理； 地震烈度地震烈度度；坐立不稳，建筑物严重破坏，房屋局部倒塌，修复困难；度；坐立不稳，建筑物严重破坏，房屋局部倒塌，修复困难； 度；房屋大部倒塌，无法修复；度；房屋大部倒塌，无法修复； 度；毁灭，山崩地裂；度；毁灭，山崩地裂； 度；山川易景一切建筑物普遍毁坏。度；山川易景一切建筑物普遍毁坏。震级和烈度的区别？震级和烈度的区别？大震、中震和小

36、震大震、中震和小震地震影响地震影响50年超越年超越概率概率地震重现期地震重现期多遇地震对应的烈度多遇地震对应的烈度众值烈度众值烈度小震小震63.2%50年年设防烈度设防烈度中震中震10%475年年罕遇地震对应的烈度罕遇地震对应的烈度大震大震2-3%1642-2475年年设计基本地震加速度值设计基本地震加速度值2022-6-1585抗震设防烈度抗震设防烈度设计基本地震加设计基本地震加速度值速度值0.05g 0.10g(0.15g) 0.20g(0.30g) 0.40g两阶段设计两阶段设计阶阶 段段目目 标标地震地震作用作用性质性质受力状态受力状态第一第一阶段阶段小震不坏小震不坏可变可变作用作用弹

37、性弹性第二第二阶段阶段大震不倒大震不倒偶然偶然作用作用弹塑性弹塑性说明：说明： 第一阶段为弹性分析，包括截面设计和变形计算；第一阶段为弹性分析，包括截面设计和变形计算；大部分建筑的第二阶段设计主要由概念设计和构造措施来保证。大部分建筑的第二阶段设计主要由概念设计和构造措施来保证。（3 3）建筑类别与设防标准）建筑类别与设防标准甲类建筑甲类建筑重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；害的建筑；乙类建筑乙类建筑国家重点抗震城市的生命线工程的建筑（如消防、国家重点抗震城市的生命线工程的建筑（如消防、急救、供水、供电等）或其他重要建筑；急救、供水、供电等）

38、或其他重要建筑；丙类建筑丙类建筑甲、乙、丁类以外的建筑。如一般工业与民用甲、乙、丁类以外的建筑。如一般工业与民用建筑（公共建筑、住宅建筑（公共建筑、住宅 、旅馆、厂房等）。、旅馆、厂房等）。丁类建筑丁类建筑次要建筑，如与地震破坏不易造成人员伤亡和较次要建筑，如与地震破坏不易造成人员伤亡和较大的经济损失的建筑如一般仓库、人员较少的辅助性建筑）。大的经济损失的建筑如一般仓库、人员较少的辅助性建筑）。建筑类别建筑类别抗震措施抗震措施地震作用计算地震作用计算甲类甲类特殊考虑特殊考虑特殊考虑特殊考虑乙类乙类提高一度提高一度(9度度时适当提高时适当提高)原设防烈度原设防烈度丙类丙类原设防烈度原设防烈度原设

39、防烈度原设防烈度丁类丁类降低一度降低一度(6度度时不降时不降)原设防烈度原设防烈度设防标准设防标准(4) (4) 地震作用的计算范围和方法地震作用的计算范围和方法计算范围计算范围 水平地震作用水平地震作用 6 6度区度区 （除甲类建筑和（除甲类建筑和IVIV类场地上的类场地上的较高房屋外）可不算较高房屋外）可不算 7-97-9度区度区8 8、9 9度大跨度结构和长悬臂度大跨度结构和长悬臂结构结构9 9度的高层建筑度的高层建筑竖向地震作用竖向地震作用 一般正交布置抗侧力构件的结构，可沿纵横主轴方向分别计算一般正交布置抗侧力构件的结构，可沿纵横主轴方向分别计算结构抗震简化计算示例结构抗震简化计算示

40、例计算模型计算模型集中质量模型集中质量模型单质点体系单质点体系v等高单层厂房、水塔等；等高单层厂房、水塔等；v该结构中参与振动的所有质量全部折算至顶部；该结构中参与振动的所有质量全部折算至顶部；v墙、柱视作一无重的弹性杆；墙、柱视作一无重的弹性杆；v该体系只作单向振动，为一个单自由度体系。该体系只作单向振动，为一个单自由度体系。F Fi iF FEkEkF Fn n 多质点体系多质点体系一般把各层质量集中在楼层处，一般把各层质量集中在楼层处，n n个楼层即形成个楼层即形成n n个质点。个质点。基本计算数据基本计算数据重力荷载代表值结构自振周期v一般把各层质量集中在楼层处，一般把各层质量集中在楼

41、层处，n n个楼层即形成个楼层即形成n n个质点。个质点。每一楼面标高位置的重量（称重力荷载代表值）由以下几每一楼面标高位置的重量（称重力荷载代表值）由以下几部分组成：部分组成： 恒荷载（本层楼面结构及上、下各半层墙、柱）的全部；恒荷载（本层楼面结构及上、下各半层墙、柱）的全部； 雪荷载的雪荷载的5050； 一般楼面活荷载的一般楼面活荷载的5050，藏书库、档案库活荷载的，藏书库、档案库活荷载的8080；简化后的计算简图简化后的计算简图重重力力荷荷载载代代表表值值的的计计算算重力荷载代表值 永久荷载（建筑结构构配件自重）标准值+可变荷载（雪、楼面活荷载等）组合值niikQikEQGG1永久荷载

42、标准值永久荷载标准值组合值系数组合值系数可变荷载标准值可变荷载标准值结构自振周期结构自振周期理论计算方法：有限元计算近似计算方法经验方法水平地震作用的计算水平地震作用的计算水平地震作用的计算水平地震作用在各楼层的分配方法GgSgmmSFaa地震影响系数；地震影响系数；maxmax地震影响系数最大值；地震影响系数最大值； T T 结构自振周期；结构自振周期； T Tg g特征周期；特征周期； 曲线下降段衰减指数；曲线下降段衰减指数；1 1直线下降段下降斜率调整系数；直线下降段下降斜率调整系数；2 2阻尼调整系数阻尼调整系数 水平地震影响系数水平地震影响系数)(sTmax2max45. 0s1 .

43、 0gT5gTmax2)(TTgmax12)5(2 . 0gTT s6地震影响系数曲线地震影响系数曲线设计地震分设计地震分组组场地类场地类IIIIIIIV第一组第一组0.250.350.450.65第二组第二组0.300.400.550.75第三组第三组0.350.450.650.90特征周期特征周期地震影响地震影响6度度7度度8度度9度度多遇地震多遇地震0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震罕遇地震-0.50(0.72)0.90(1.20)1.40水平地震影响系数最大值水平地震影响系数最大值注：括号中数值分别对应基本地震加速度为注：括号中数值分别对应基本地震加速度为

44、0.15g0.15g和和0.30g0.30g的地区的地区曲线下降段衰减指数曲线下降段衰减指数, ,为阻尼的为阻尼的函数，取值约为函数，取值约为1.0 1.0 ；11直线下降段下降斜率调整系数；直线下降段下降斜率调整系数；22阻尼调整系数阻尼调整系数计算方法计算方法eqEkGF11：对应于基本自振周期的水平地震影响系数：对应于基本自振周期的水平地震影响系数eqG：结构等效总重力作用，单质点体系取：结构等效总重力作用，单质点体系取总重力荷载代表值，多质点体系取总重总重力荷载代表值，多质点体系取总重力荷载代表值的力荷载代表值的85%85%EknnFFn: :顶部附加地震作用系数，多层钢顶部附加地震作用系数，多层钢混和钢结构按表混和钢结构按表1 1取值，多层内框取值，多层内框架砖房取架砖房取0.2,0.2,其它房屋取其它房屋取0