基础隔震与减振

基础隔震与减振第一章绪论第一节概述1．自然灾害卡特里那飓风新奥尔良被淹龙卷风盐城第一章绪论第一节概述1．自然灾害2001年9月25四川车岭镇滑坡11人被埋泥石流第一章绪论地震引起埠丰桥断裂，河床抬高8m,形成叠水(石岗)地震引起房屋倒塌(台中石岗)地震引起稻田隆起(台中雾峰)地震引起操场隆起(台中国小)唐山大地震1976年7月28日凌晨3时42分，唐山7.8级强地震，被夷为一片废墟。地震震中烈度达11度，震源深度12公里。此次地震共死亡24.2万多人，重伤16.4万多人，极震区地面建筑几乎全部倒塌，直接经济损失据不完全统计达100亿元。唐山地震是世界上发生在城市内的强破坏性地震之一。强烈地震顷刻间将唐山夷为一片平地，两图为唐山市区震后废墟唐山地震，强度7.8级，震中烈度11度唐山大地震地震造成桥梁坍塌2008年5月12日14时28分,四川汶汶川县县发生生8·0级地震震,全国大大半地地区均均有明明显震震感。。地震震震中烈烈度达达11度，震震源位位于映映秀深深度33公里。。此次次地震震共死死亡约约8万人，，直接接经济济损失失据不不完全全统计计达8000多亿元元。汶川地地震汶川大大地震震发生生后，，彭州州一栋栋新建建教学学楼基基础被被整体体抬高高近2米，楼楼体依依然屹屹立原原地不不倒。。最牛教教学楼楼地震引引起大大坝破破坏(台中石石岗)发震断断裂带带上震震害及及其避避让乙工业业与民民用建建筑8度以上上应避避开发发震断断裂带带200-400m。丙类100－200m甲类专专门研研究2011年3月11日14时46分,日本本本州东东岸远远海发发生9·0级地震震,地震引引起近近10米的海海啸。。。到3月11日此次次地震震共死死亡12985人，直直接经经济损损惨重重。日本地地震日本地地震2015年4月25日14时,尼泊尔尔首都都加德德满都都发生生8·1级地震震,地震震震源深深度20千米。。尼泊尔尔地震震二十世世纪中中国特特大地地震一一览海原地震1920.12.16宁夏海原县8.5级24万人古浪地震1927.5.23甘肃古浪8级4万余人昌马地震1932.12.25甘肃昌马堡7.6级7万人叠溪地震1933.8.25四川茂县叠溪镇7.5级2万多人察隅地震1950.8.15西藏察隅县8.5级4千人邢台地震1966.3.8河北隆尧县/宁晋县6.8/7.2级8064人通海地震1970.1.5云南省通海县7.7级15621人海城地震1975.2.4辽宁省海城县7.3级1328人唐山地震1976.7.28河北省唐山市7.8级24.2万人澜沧地震1988.11.6云南澜沧、耿马7.6级743人台湾集集大地震1999.9.21台湾南投集集镇7.3级2378人一个引引人注注目的的情况况是，，1994年美国国加州州北岭岭地震震和1995年日本本阪神神地震震，虽虽然地地震发发生在在经济济发达达、人人口稠稠密地地区，，造成成的经经济损损失极极大，，但伤伤亡人人数远远远低低于1999年土耳耳其伊伊兹米米特地地震、、2001年印度度古拉拉特邦邦地震震；2003年阿尔尔及利利亚地地震，，震级级并不不高却却造成成了比比较大大的人人员伤伤亡和和建筑筑物倒倒塌。。这与与发达达国家家高度度重视视结构构抗震震，采采取措措施设设防有有关，，反映映出，，提高高工程程抗震震能力力，震震后及及时、、有效效的救救助是是减轻轻地震震灾害害的重重要途途径。。第一章章绪绪论论2抗震震抗震就就是和和地震震这种种自然然灾害害进行行斗争争。隔震技技术是是抗震震的一一种，，是目目前较较为热热门的的前沿沿科学学这就是是我们们学习习这门门课的的目的的党育,杜永峰峰,李慧编编著，，基础隔隔震结结构设设计及及施工工指南南，中国国水利利水电电出版版社2007日本建建筑学学会著著，，刘文文光译译，隔隔震结结构设设计，，地地震出出版社社2006日本免免震构构造协协会编编，叶叶列平平译，，图解解隔震震结构构入门门，科科学出出版社社，1998年第一章章绪绪论论3教材材及及参考考书书期刊杂志志工程抗震震建筑筑结构建建筑结结构学报报土木木工程学学报地地震工程程与工程程震动建建筑科科学特特种结构构世界界地震工工程工工程力学学唐家祥等等，建筑筑基础隔隔震，中中国建筑筑工业出出版社，，2003王松涛等等，现代代抗震设设计方法法，中国国建筑工工业出版版社，1998周福霖，，工程结结构减震震控制，，1997李爱群，，工程结结构减震震控制，，机械工工业出版版社，2007第二节地地震震的成因因一、地球球的构造造1．地壳2．地幔3．地核T在700km深达2000度软流塑状1．按成因因分诱发地震震：由于人工工爆破、、矿山开开采及工工程活动动（如兴兴建水库库）等引引发的地地震。火山地震震：由于火山山爆发，，岩浆猛猛烈冲出出地面时时引起的的地面振振动。陷落地震震：由于地表表或地下下岩层因因某种原原因(如较大地地下溶洞洞的塌陷陷或古旧旧矿坑的的塌陷)突然造成成大规模模陷落和和崩塌时时导致的的地面振振动。构造地震震：由于地壳壳的构造造运动使使得地壳壳的岩层层在其薄薄弱部位位突然发发生断裂裂、错动动而引起起的地震震。二、地震震的类型型和成因因欧亚板块块太平洋板板块非洲板块块澳洲板块块美洲板块块南极洲板板块2．构造地地震成因因2．构造地地震成因因2．构造地地震成因因欧亚板块块太平洋板板块非洲板块块澳洲板块块美洲板块块南极洲板板块2．构造地地震成因因它产生于于板块边边缘和板板块内部部的活动动构造带带，地壳壳和上地地幔岩石石在地球球内力作作用下，，产生构构造变形形积蓄应应变能，，一旦达达到岩体体强度极极限，就就会发生生突然的的剪切破破裂(脆性破坏坏)或沿已有有破裂面面产生突突然错动动(粘滑)，积蓄的的应变能能就会以以弹性波波的形式式突然释释放使地地壳震动动而发生生地震。。欧亚板板块太平洋洋板块块非洲板板块澳洲板板块美洲板板块南极洲洲板块块板边地地震主要发发生在在大陆陆的边边缘，，有很很多是是发生生在大大洋或或海底底，这这种地地震的的破坏坏影响响比起起板内内地震震要小小。2．构造造地震震成因因板内地地震多发生生在大大陆内内部，，分布布面比比较广广．不不确定定性大大，虽虽然发发生的的概率率较低低，但但有时时其强强度很很大，，如果果发生生在人人口密密集的的大城城市及及其周周边地地区，，其破破坏性性极大大。如如1976年的唐唐山大大地震震，在在几十十秒钟钟的时时间内内．将将一座座用了了近百百年时时间才才建设设起来来的工工业城城市几几乎夷夷为平平地。。三．地地震破破坏作作用A地表的的破坏坏现象象地裂缝缝地面下下陷滑坡、、塌方方喷砂冒冒水B建筑物物的破破坏丧失整整体稳稳定性性强度不不足塑性变形能力不足地基失效正常使用性能失效(高档装修、精密仪器房间)三．地地震破破坏作作用墩柱纵纵筋焊焊接破破坏桥墩剪剪切破破坏C次生灾灾害火灾海啸环境污污染水灾泥石流流2004年12月26日的印印度洋洋大海海啸造造成约约23万人死死亡三．地地震破破坏作作用日本地地震海海啸与与核污污染C次生灾灾害唐家山山堰塞塞湖泄泄洪汶川地地震堰堰塞湖湖情况况，动动画链链接避震常常识1、发生生时不不要仓仓惶逃逃出屋屋外，，甚至至跳窗窗户。。2、躲在在坚固固的家家具下下，或或开间间较小小的房房屋内内。美国国国际搜搜救队队队长长道格格卡普普，千千万不不要躲躲在桌桌子、、床铺铺下，，而要要以更更低的的姿势势，躲躲在桌桌子、、床铺铺旁边边。建建筑物物天花花板因因强震震倒4、躲避时携带必备的救生用品。5、不在陡坡、墙根或河边等逗留。6、徒步避难，注意山崩地裂。当小震震的时时候，，主要要是物物体砸砸伤，，所以以要找找掩蔽蔽物，，大震震的时时候是是倒塌塌的建建筑物物压伤伤，所所以要要找三三角区区。四．常常用术术语地表建筑物震中距震源距震中震源极震区震源深度

术语解释图震源：：地层层构造造运动动中，，发生生岩层层断裂裂、错错动的的地方方。震中：：震源源正上上方的的地面面位置置。震中距距：建建筑物物到震震中之之间的的距离离。震源距距：建建筑物物到震震源之之间的的距离离。地表建筑物震中距震源距震中震源极震区震源深度

术语解释图震源深深度：：震中中到震震源的的垂直直距离离。浅源地地震：：震源源深度度在60km以内，，集集集地震震震源源7km中源地地震：：震源源深度度在60~300km，占12%深源地地震：：震源源深度度大于于300km，占3%极震区区：在在震中中附近近，振振动最最剧烈烈、破破坏最最严重重的地地区地震术语示意图第三节节地地震波波、震震级和和烈度度1.地震波波由震源源释放放出来来的地地震能能量是是以波波的形形式向向四周周的地地面传传播的的，这这种波波称为为地震震波。。在地壳壳内部部传播播的地地震波波称为为体波波，在在地面面附近近传播播的波波称为为面波波。体波根据质质点运动的的方向不同同，又可分分为纵波和和横波。波长质点振动方向波前进方向（a）纵波体波质点振动形式波前进方向质点振动方向（b）横波第三节地地震波、震震级和烈度度纵波：质点点运动方向向与波传播播方向相同同，又称压压缩波。特点：周期期较短，振振幅较小横波：质点点运动方向向与波传播播方向垂直直，又称剪剪切波。特点：周期期较长，振振幅较大纵波波速为：横波波速为：式中E——介质的弹性性模量；G——介质的剪切切模量；——介质的密度度；——介质的泊松松比。一般情况下下，可以取取泊松比＝0.22，则：Vp=1.67Vs纵波先于横横波到达地地面。通常，纵波波称为P波(即压缩波)，横波称为S波(即剪切波)。第三节地地震波、震震级和烈度度面波：是体体波经地层层界面多次次反射后形形成的次生生波，它只只沿地球表表面传播。。特点：振幅幅大，周期期长，约为为横波波速速的0.9倍可分为瑞利利波（R波）和乐甫甫波（L波）（a）R波：在地面面上呈滚动动形式。（b）L波：在地面面上呈蛇形形运动形式式。第三节地地震波、震震级和烈度度波形传播范围简称特征介质质点的振动方向地面振动方向波速大小纵波土体内P波压缩波与波的传播方向一致垂直振动快横波土体内S波剪切波与波的传播方向垂直水平振动中面波地表L波次生波与波的传播方向垂直比较复杂慢根据两种波波到达测量量仪器位置置的时间差差可得震源源距AT＝A/Vs-A/Vp=A/(VpVs/(Vp-Vs))=A/V故A＝TVV－－虚波波速TT在地震记录录图上纵波波最先到达达，横波次次之，面波波到达最晚晚。当横波波和面波到到达地面时时，地面振振动最猛烈烈。地震现象表表明，纵波波使结构物物产生上下下颠簸，横横波使结构构物产生水水平方向摇摇晃，面波波则使结构构物产生既既上下颠簸簸又左右摇摇晃的振动动。由于面面波的能量量大于体波波．所以对对结构物和地地表造成的的破坏以面面波为主。2.震级观测记录地地震的仪器器叫做地震震仪。公元132年(东汉时)，张衡，第第一台地震震仪放在京城洛洛阳，6年后甘肃地地震，地动动仪正西方方向的龙吐吐出一珠，，使张衡首首先知道正正西方向发发生地震。。近代的地震震仪发端于于18世纪80年代，一般般包括拾震器(传感器)，放大器和和记录装置置三个系统。。记录的加速速度通常包包括了东西西、南北及及上下三个个方向的地地面运动加加速度分量量2.震级观测记录地震震的仪器叫做做地震仪。震级是衡量一一次地震释放放能量大小的的尺度，常用用里氏震级(M)表示。在1935年由查尔斯·里克特（1900～1985年）给出定义义，它是利用标准准地震仪(指周期为0.8s,阻尼系数为0.8,放大倍数为2800的地震仪)在距震中100km处记录的以微微米(1μm=10-3mm)为单位的最大水平地面面位移(振幅)A的常用对数值值即：M=lgA震级与能量的的关系lgE＝1.5M＋11.8A=1mm=103μm--------------M=3A=1m=106μm---------------M=6A=10m=107μm--------------M=7A=100m=108μm-------------M=8A=1000m=109μm------------M=92.震级实际使用时时，应对震震中距和非非标准地震震仪进行修修正M<2人们感觉不不到，称为为微震M=2～4有感地震M>5对建筑物就就要引起不不同程度的的破坏，故故称为破坏坏性地震M>7强烈地震或或大地震M>8特大地震近震震级M计算：M=logA+R(Δ)R（Δ）——依震中距Δ而变化的起起算函数。。3.地震烈度地震烈度是是指某一次次地震时,某一地区震震动的强烈烈程度。衡量标准我国根据震震害指数、、地表破坏坏程度及地地面运动加加速度指标标将地震烈烈度分为12度，并颁布布了中国地地震烈度表表（1999年）（表1－2）4.基本烈度指一个地区区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下按一定的概率率（我国取10%）可能遭遇遇到到的的最大地震烈度一个地区进进行抗震设设防的依据据5.烈度与地震震区划图烈度区划图图是指在地地图上按地地震基本烈烈度的差异异划分出不不同区域的的图，也就就是说，在在地震烈度度区划图上上，将表示示出不同地地区的地震震基本烈度度值。等烈度线：具有相同同烈度的各各个地点的的外包线等烈度线的的度数随震震中距的增增大而递减减，但有时会出出现烈度异异常1556年1月23日大地震等等震线图中国地震烈烈度区划图图(1990)全国一些主主要城市的的地震基本本烈度据统计，在在全图450个城市中，，位于地震震区的占74.5%，约有一半半城市位于于基本烈度度7度和7度以上地区区。中国地震灾灾害分布地震防灾的的手段地震预报地震转移分分散地震工程地震危险性性分析及地地震区划结构抗震中国的地震震预报1975.2.4辽宁海城地地震成功预预报，死亡亡1000多人网传1976年唐山地震震也有明先先特征2010年玉树地震震，西安有有个学者在在自己的工工作室发现现了异常李四光是中中国优秀的的科学家，，在地震地地质领域建建树极高。。他当年预预测过4个城市将发发生地震，，分别是唐唐山、四川川、邢台、、临沂。据据说，李四四光前辈去去世前，念念念不忘的的就是郯—庐地震带，，他曾经预预测，一旦旦发生地震震，其毁灭灭性可能是是唐山大地地震的好几几倍。临沂附近莒莒县1668年曾发生过过8.5级大地震，，郯—庐地震带一一直是我们们地震预报报人员重点点关注的地地方，国家家在该地区区也投入了了专门的物物力和人力力。地震预警示示意图地震预警原原理地震预警系系统地震预警成都高新减减灾研究所所地震预警系系统成都高新减减灾研究所所四川省雅安安市芦山县县发生7.0级地震。由由民间机构构成都高新新减灾研究究所建设的的地震预警警技术系统统提前发布布预警信息息，其中给给雅安主城城区的预警警时间为5秒，给成都都市主城区区的预警时时间为28秒。该预警信息息实时通过过微博、计计算机网络络、手机客客户端、汶汶川和北川川电视台和和学校专用用接收终端端等同步发发布。已经经安装预警警接收设备备的北川中中学、成都都泡桐树小小学、成都都高新西区区新科学校校、成都高高新滨河学学校、成都都高新区顺顺江学校、、青川乔庄庄中心小学学等学校的的地震预警警信息接收收服务器触触发并报警警。地震区划：：依据地质构造资资料历史地震规规律强震观测资资料地震危险性性分析计算给出每每一地区在在未来一定定时限内关于于某一烈度度（或地震震动加速度值值）的超越越概率将国土划分分为不同基基本烈度所所覆盖的区区域返回目录地震区划已已经可以给给出地震动动参数的区区划结果5.烈度度与与地地震震区区划划图图6.近震震和和远远震震震害害现现象象震中中距距长长，，频频率率低低，，周周期期长长，，对对长长周周期期的的高高柔柔结结构构不不利利震中中距距短短，，频频率率高高，，周周期期短短，，对对短短周周期期的的刚刚性性结结构构不不利利为此此，，将将烈烈度度为为6、7、8度区区的的地地震震影影响响划划分分为为近近震震和和远远震震近震震和和远远震震近震震:当某某地地区区所所遭遭受受的的烈烈度度比比震震中中烈烈度度低低一一度度或或相相等等时时的的地地震震；；远震震:当某某地地区区所所遭遭受受的的烈烈度度比比震震中中烈烈度度低低二二度度或或二二度度以以上上时时的的地地震震。。区别别：：地地震震烈烈度度与与震震级级＊一次次地地震震，，表表示示地地震震大大小小的的震震级级只只有有一一个个＊由于于同同一一次次地地震震对对不不同同地地点点的的影影响响不不一一样样，，随着着距距离离震震中中的的远远近近会会出出现现多多种种不不同同的的烈烈度度建筑筑设设计计时时，，应应根根据据建建筑筑的的重重要要性性不不同同，，采采取取不不同同的的抗抗震震设设防防标标准准，，《建筑筑抗抗震震设设计计规规范范》将建筑按按其重要要性不同同，划分分为以下下四类:甲类建筑筑—特殊要求求的建筑筑，如遇遇地震破破坏会导导致严重重后果（（如放射射性物质质的污染染、剧毒毒气体的的扩散和和爆炸等等）和经经济上的的重大损损失的建建筑；政政治上有有特殊要要求的建建筑或其其它特别别重要的的建筑等等。如人人民大会会堂等一.建筑物重重要性分分类第4节抗抗震设设计基本本原则乙类建筑筑—国家重点点抗震城城市的生生命线工工程的建建筑（如如消防、、急救、、供水、、供电等等）或其其它重要要建筑。。如医院院、消防防、供电电等建筑筑。一.建筑物重重要性分分类甲类建筑筑应按国国家规定定的批准准权限批批准执行行；乙类类建筑应应按城市市抗灾救救灾规划划或有关关部门批批准执行行。丙类建筑筑—甲、乙、、丁类以以外的建建筑。如如一般工工业与民民用建筑筑（公共共建筑、、住宅、、旅馆、、厂房等等）。丁类建筑筑—次要建筑筑，如遇遇地震破破坏不易易造成人人员伤亡亡和较大大经济损损失的建建筑（如如一般仓仓库、人人员较少少的辅助助性建筑筑）。抗震设防防是指对建建筑物进进行抗震验算算和采取抗震构造造措施，以达到到抗震的的效果。。抗震设防防的依据据是抗震震设防烈烈度.二.抗震设防防内容抗震设防防烈度是一个地地区作为为抗震设设防依据据的地震震烈度，，一般情情况下，，抗震设设防烈度度采用国国家地震震局批准准的地震震烈度区区划图所所规定的的基本烈烈度，必必要时可可以根据据具体情情况作适适当调整整。如南京抗抗震设防防烈度为为7度。抗震设防防的内容容包括进行行地震作用用计算和采用抗震构造造措施两部分，，以达到到抗震的的效果具体要要求如如下:

地震作用计算构造措施甲类建筑用动参数进行动力分析采取特殊构造措施乙类建筑按设防烈度进行计算按设防烈度+1°考虑丙类建筑按设防烈度进行计算按设防烈度考虑丁类建筑按设防烈度进行计算按设防烈度-1°，且≥6°考虑二.抗震设设防内内容l.0.5水工建建筑物物应根根据其其重要要性和和工程程场地地地震震基本本烈度度按表表1.0.5确定其其工程程抗震震设防防类别别。水工建建筑物物的设设防标标准及及其地地震危危险性性的评评价要要求水工建建筑物物的设设防标标准及及其地地震危危险性性的评评价要要求1.0.6各类水水工建建筑物物及与与工程程抗震震安全全有关关边坡坡，抗抗震设设计的的设计计地震震烈度度或设设计地地震动动加速速度代代表值值应按按下列列规定定确定定：1除工程程抗震震设防防类别别为甲甲类的的水工工建筑筑物外外，应应采用用地震震基本本烈度度及地地震动动基本本加速速度作作为设设计烈烈度和和设计计地震震动加加速度度。2工程抗抗震设设防类类别为为甲类类的水水工建建筑物物，应应根据据其遭遭受强强震影影响的的危害害性，，在基基本烈烈度基基础上上提高高1度作为为设计计烈度度，并将设设计地地震动动加速速度增增加1倍。根据地地震危危险性性分析析，一一般认认为，，我国国地震震烈度度的概概率密密度函函数符符合极极值Ⅲ型分布布，其其分布布状态态如图图。小震烈度(多遇地地震烈烈度)Ⅰm是发生生频率率最大大的地地震，，相当当于概概率密密度分分布曲曲线上上的峰峰值所所对应应的烈烈度，，其超超越概概率为为63.2%,ⅠⅠm比基本本烈度度Ⅰ0小1.55度大震烈度(罕遇地地震烈烈度)Ⅰs的超越越概率率应小小于5%，规范范取2-3%,相应于于基本本烈度度为6,7,8度的大大震烈烈度分分别为为7度强、、8度、9度弱、、9度强。。即大大震烈烈度比比基本本烈度度高一一度左左右。。三.大震与与小震震三水准准地震震作用用的标标定基本假假定地震强强度呈呈极值值分布布烈度符符合极极值III型地震影响50年超越概率地震重现期多遇地震对应的烈度——众值烈度小震63.2%50年设防烈度，基本烈度中震10%475年罕遇地震对应的烈度大震2-3%1642-2475年If(I)ImI0Is一般关关系烈度：：Im=I0-1.55,Is<=I0+1加速度度：PGAm=PGA0*1/3,PGAs=PGAm*(4～6)第一水水准：当遭受受到多多遇的的低于于本地地区设设防烈烈度的的地震震（简简称““小震震”））影响响时，，建筑筑一般般应不不受损损坏或或不修修理仍仍能继继续使使用。。采用用弹性性反应应谱法法进行行弹性性分析析。四.抗震设设防基基本思思想第二水水准：当遭受受到本本地区区设防防烈度度地震震的影影响时时，建建筑可可能有有一定定的破破坏，，结构构进入入非弹弹性工工作阶阶段，，但非非弹性性变形形和结结构损损坏经经一般般修理理或不不修理理仍能能继续续使用用。第三水准：当遭受到高高于本地区区设防烈度度的罕遇地地震（简称称“大震””）时，允允许结构有有较大的非非弹性变形形，但建筑筑不致倒塌塌或发生危危及生命的的严重破坏坏。通俗讲即：：“小震不坏，，中震可修修，大震不不倒”。基于国际趋趋势，结合合我国具体体情况，现现行建筑抗抗震设计规规范提出了了“三水准准”的抗震震设防目标标：在进行建筑筑抗震设计计时，原则则上应该满满足三水准准抗震设防防目标的要要求，在具具体做法上上，为简化化计算起见见，《规范》采取了二阶阶段设计法法，即第一阶段设设计：承载力验算算；按小震作用效效应和其它荷载效效应的基本本组合验算结构构构件的承载载能力，以以及在小震作用下下验算结构构的弹性变变形，以满足第第一水准抗抗震设防目目标的要求求。第二阶段设设计：在大震作用用下验算结结构的弹塑性变形形，以满足第第三水准抗抗震设防目目标的要求求。至于第二水水准抗震设设防目标的的要求，《规范》是以抗震构构造措施来来加以保证证的。四.抗震设防基基本思想第5节隔隔震与与消能减震震设计概念念和设防目目标一.隔震结构体体系是在结构物物底部与现在多用橡橡胶隔震支支座。镰仓大佛（日本，建建于1252年）1923年关东大地地震时，台座崩损损，佛像像前倾，，向前滑出约约40cm。1926年修缮时时，曾把把佛像固定定在台座座上，→大佛颈部在在地震过过程中折折断。1960—1961修缮时，，在台座座与佛像像之间铺铺了一层不不锈钢板板（隔震震思想的的引入））。第5节隔隔震与消消能减震震设计概概念和设设防目标标二.消能减震震体系目前常用用的是消消能支撑撑体系是在结构构上加一一种带阻阻尼装置置的斜交交叉支撑撑杆，比比如粘弹弹性阻尼尼器，地地震时支支撑杆产产生轴向向力和轴轴向变形形，阻尼尼材料消消耗大量量地震能能量，从从而由结结构本身身分担的的地震能能量减小小，减小小结构物物的变形形。如9.11的美国纽纽约世界界贸易中中心。粘滞流体体阻尼器器一般由缸缸筒、活活塞、阻阻尼孔、、阻尼介介质（粘粘滞流体体）和导导杆等部部分组成成。二.消能减震震体系粘弹性阻阻尼器一般由粘粘弹性材材料受到到钢板的的包裹组组成。二.消能减震震体系三、隔震震设计的的设防目目标遭遇第一一水准烈烈度(多遇地震震)时，建筑结结构及内内部仪器器设备处处于完全全正常的的使用状状态，结结构可视视为弹性性体系；遭遇第二二水准烈烈度(设防烈度度的地震震)时，建筑结结构及内内部仪器器设备仍仍处于正正常的使使用状态态，结构构基本上上可视为为弹性体体系。遭遇第三三水准烈烈度(罕遇地震三、隔震震设计的的设防目目标第一阶段段设计是是强度验验算，取取第一水水准(多遇地震震)的地震动动参数?第二阶段段设计是是变形验验算。取取第三水水准(罕遇地震震)的地震动动参数验验算隔震震结构的的水平变变形。三、隔震震设计的的设防目目标适用范围围：（1）自振振周期比比较小的的建筑<1.0S（2）高宽比比宜小于于4。（3）建筑场场地I，II、III，不宜在在四类场场地上建建隔震建建筑。（4）隔震建建筑的风风荷载和和其它非非地震作作用的水水平荷载载标准值值产生的的总水平平地震力力不宜超超过总重重力荷载载代表值值的10%。第六节.地震影响地震动的主要要特征可通过过三个基本要要素来描述：：即：地震动幅值、、频谱和持时时。地震动时地面面运动的加速速度、速度或或位移的最大大值。1.地震动幅值2.地震动频谱特特征是指地震动对不同同自振周期结结构的反应特特征。通常用用反应谱、功功率谱和傅立立叶谱来表示示。震级、震中距距或场地条件件对频谱影响响较大。软土、震级大大、震中距远远，地震动记记录的长周期期分量显著；；硬土地基记录录包含各种频频谱成分，一一般短周期分分量显著。3.地震动持时特特性地震持续的时时间长短。强强烈地震的持持时对结构的的破坏有重大大影响。第六节.地震影响正确选择输入入的地震加速速度时程曲线线，要满足地震动动三要素的要要求，即频谱特性、有有效峰值和持持续时间要符合规定。。怎么样算符合合规定？频谱特性：可用地震影响响系数曲线表表征，依据所所处的场地类类别和设计地地震分组确定定。这句话的含义义是选择的实实际地震波所所处场地的设设计分组(震中距离、震震级大小)和场地类别(场地条件)应与要分析的的结构物所处处场地相同，，简单的说两两者的特征周周期Tg值应接近或相相同。输入地震动的的要求输入地震动的的要求持续时间要求求：不是指地震波波数据中总的的时间长度，，是指有效的的持续时间。。输入地震动的的要求有效峰值有效峰值加速速度EPA＝Sa/2.5（1）有效峰值速度度EPV＝Sv/2.5（2）特征周期Tg=2ππ*EPV/EPA（3）1978年美国ATC－3规范中将阻尼尼比为5％的加速度反反应谱取周期期为0.1-0.5秒之间的值平平均为Sa将阻尼比为5%的速度反应谱谱取周期为0.5-2秒之间的值平平均为Sv(或取1s附近的平均速速度反应谱)公式中常数2.5为0.05阻尼比加速度度反应谱的平平均放大系数数。输入地震动的的要求要判断所选的的地震波符合合场地的要求求，较为复杂杂。有些程序可以以做到。比如MIDAS.在MIDAS程序序中中提提供供将将这这条条地地震震波波转转换换为为绝绝对对加加速速度度反反应应谱谱和和拟拟速速度度反反应应谱谱的的功功能能(工具具>地震震波波数数据据生生成成器器，，生生成成后后保保存存为为SGS文件件)，用户户可可利利用用保保存存的的SGS文件件(文本本格格式式文文件件)根据据上上面面所所述述方方法法计计算算Sv、Sa、Tg。通过过Tg值可可判判断断该该地地震震波波是是否否适适合合当当地地场场地地和和地地震震设设计计分分组组。。抗震震设设防防烈烈度度相相应应的的设设计计基本本地地震震加加速速度度抗震震设设防防烈烈度度与与设设计计基基本本地地震震加加速速度度的的关关系系7890.05g0.1（0.15）g0.2（0.3）g0.4g上表表括括号号内内分分别别对对应应基基本本加加速速度度0.15g和0.3g与抗抗震震设设防防烈烈度度相相应应的的水水平平地地震震影影响响系系数数最最大大值值为为输入入地地震震动动的的要要求求当采采用用时时程程分分析析法法计计算算时时，，与与抗抗震震设设防防烈烈度度相相应应的的设设计计地地震震加加速速度度值值为为当取取三三组组加加速速度度曲曲线线，，计计算算结结果果取取包包络络值值与振振型型分分解解反反应应谱谱法法的的较较大大值值当取取7组或或7组以以上上，，计计算算结结果果取取平平均均值值与与振振型型分分解解反反应应谱谱法法的的较较大大值值当采采用用时时程程分分析析法法计计算算时时，，地地震震波波输输入入是是一一大大难难题题，，必必须须与与合合理理的的输输入入地地震震动动为为前前提提，，抗抗震震设设计计的的最最大大不不确确定定性性来来自自地地震震波波的的输输入入，，选取取的的地地震震波波应应尽尽可可能能与与场场地地估估计计的的地地震震波波三三要要素素相相吻吻合合。。选用用应应注注意意：：（1）地地震震波波应应按按建建筑筑场场地地类类别别和和设设计计地地震震分分组组选选（2）实实际际强强震震记记录录，，总总数数2/3，2条或或5条（3）人人工工模模拟拟加加速速度度时时程程曲曲线线，，总总数数1/3，1条或或2条第六六节节.地震震影影响响处于于发发震震断断裂裂带带10km以内内时时，，应应考考虑虑近近场场系系数数；；5km以内内时时宜宜取取1.5，5km以外外时时取取不不小小于于1.25的系系数数。。所采采用用的的多多组组时时程程曲曲线线的的平平均均地地震震影影响响系系数数曲曲线线与与振振型型分分解解反反应应谱谱法法所所采采用用的的地地震震影影响响系系数数曲曲线线在在统计计意意义义上上相相符符。第六六节节.地震震影影响响统计计意意义义上上相相符符：平均均地地震震影影响响系系数数曲曲线线与与振振型型分分解解反反应应谱谱法法所所采采用用的的地地震震影影响响系系数数曲曲线线在在对对应应结结构构主主要要振振形形周周期期点点上上的的值值相相差差不不大大于于20%。计算算结结果果在在结结构构主主方方向向平平均均底底部部剪剪力力不不小小于于振振形形分分解解反反应应谱谱法法的的80%，但不应大于于120%。每条的计算结结果在结构主主方向底部剪剪力不小于振振形分解反应应谱法的65%，不大于135%。第六节.地震影响统计意义上相相符例子：基底剪力PKPM反应谱计算结果ETABS反应谱计算结果ETABS时程曲线计算结果Chi_80Cau_ewIlo_ewrss_41USER845USER586USER900平均值y向1029.58103111681605644.61034951.91415130811607(0.1g)度多遇地震作作用下基底剪剪力（kN）江宁翠屏山小小学教学楼7度多遇地震动动（天然波））和规范设计计谱对比输入地震动的的要求三向或两向输输入加速度最大值值通常按以下下比例调整：：1（水平1）：0.85（水平2）：0.65（竖向）。传统抗震理论论存在的局限限性1）地震对结构构输入的反应应是复杂的。。2）实际结构物物是由多种构构件在空间范范围内组装而而成的，即使使很简单的，，也是一个十十分复杂的动动力系统，再再加上施工质质量的影响，，使得构件材材料的性质、、构件之间的的连接等都会会出现大幅度度的差异。3）若干现代产产业和高科技技设施不仅不不允许发生建建筑物的破坏坏而且不允许许内部设施的的损坏和中断断工作，而传传统设计方法法是难于达到到这样的要求求。4）传统的结构构抗震设计方方法，会遇到到一些不可克克服的困难，，由于它是用用结构承重构构件本身来抗抗御地震，为为了经济起见见往往使承重重构件在塑性性阶段工作。。这样，一方方面将会出现现较大的变形形；另一方面面塑性的往复复变形将会出出现低周疲劳劳破坏而降低低构件的承载载力。现行的结构抗抗震设计是基基于承载力和和强度的设计计方法。小震：内内力和位移大震：弹弹塑性位移限限值。目标，大震不不倒，是以单单一的，基于于生命安全的的性态水准进进行的设计，，已经不能满满足社会和公公众的要求。。基于性能的抗抗震设计问题：20世纪90年代美国加州州伯克利分校校学者提出，，各国相继开开展了这方面面的研究。根据建筑物的的用途，并考考虑建筑物所所处的场地的的地震强度、、建造费用和和投资者的经经济实力，选选择合适的结结构性态设计计目标；并根根据目标提出出不同的抗震震设计标准，，使设计的建建筑在未来地地震中有不同同的预期功能能。基于性能的抗抗震设计被认为是抗震震设计新的主主要发展方向向。1992年率先将基于于位移的抗震震设计引入到到抗震加固中中2003年，发布了《建筑物及设施施的性能规范范》2003年，欧洲混凝凝土协会出版版了《钢筋混凝土建建筑结构基于于位移的抗震震设计》我国“八五”重大大项目“城市市与工程减灾灾基础研究””；“九五””重大项目““大型复杂结结构体系的关关键科学问题题和设计理论论”都对基于于性能的抗震震设计进行了了研究。基于性能的抗抗震设计目前《建筑抗震设计计规范》将基于性能的的抗震设计方方法原则纳入入基于性能的抗抗震设计PBSD(performancebasedseismicdesign)抗震性能化设设计，又称基基于性能的抗抗震设计是指根据建筑筑物的重要性性和用途确定定结构的性能能目标：根据不同的性性能目标提出出不同的抗震震设防标准，，使设计的建建筑在未来的地震震中具备预期期的功能。例如：医院要求在地地震后仍能发发挥作用。航空指挥中心心要求地震发发生时和发生生后能正常使使用。业主也可以根根据自己的需需要，提出建建筑物在地震震时应该达到到的要求。基于性能的抗抗震设计地震设防水准准结构性能目标标的确定结构地震反应应预测设计方法地震输入，地地震动水准抗震能力地震需求实现能力，需需求的平衡基于性能的抗抗震设计抗震设防烈度度与设计基本本地震加速度度的关系7890.05g0.1（0.15）g0.2（0.3）g0.4g0.120.23（0.34）0.45（0.68）0.9水平地震影响响系数最大值值基于性能的抗抗震设计现行规范2010，设防地震的的地震影响系系数最大值设计基本地震震加速度处于发震断裂裂10～5km以内，乘以1.25；0～5km内，乘以1.5地震设防水准准基于性能的抗抗震设计现行规范2010，框架结构目目标结构性能目标标的确定建筑物在特定定的地震作用用下预期破坏坏的最大程度度完好轻微破坏中等破坏不严重破坏严重破坏1/5501/2501/1201/601/50三种设计方方法：能量量设计法，，基于损伤伤设计法和和位移设计计法关键科学问问题是结构在非线线性、大变变形状态下下的本构关关系，这是结构抗抗震工程所所要解决的的、其他结结构分析所所不涉及的的特殊问题题，经典弹弹性力学和和疲劳理论论都不能提提供解决这这一问题的的途径。换换言之，这这里面临着着知识创新新的任务。。创新知识识的源泉在在于实验研研究和理论论概括，其其中，实验研究是是基本途径径。手段：时程程分析法，，弹性，非非线性反应谱法，，Push-over法基于性能的的抗震设计计建筑抗震设设计规范的的发展沿革革建筑抗震设设计规范的的发展沿革革建筑抗震设设计规范的的发展沿革革建筑抗震设设计规范的的发展沿革革建筑抗震设设计规范的的发展沿革革建筑抗震设设计规范的的发展沿革革现行抗震规规范GB50011－2010主要调整对于危险地地段，严禁建造甲、乙乙类的建筑筑，不应建造丙类建建筑”。有关危危险地段的的划分，见见规范4.1.1条，即“地震时可能能发生滑坡坡、崩塌、、地陷、地地裂、泥石石流等发震震断裂带上上可能发生生地表错位位的部位”。建筑抗震设设计规范的的发展沿革革震后的北川川县城，右右边山体的的巨大滑坡坡冲毁了大大片建筑建造于条状状突出的山山嘴、高耸耸孤立的山山丘、非岩岩石和强风风化岩石的的陡坡、河河岸和边坡坡边缘等不不利地段的的建筑结构构，地震作用应应乘以增大大系数1.1~1.6建筑抗震设设计规范的的发展沿革革教学楼、医医院等横墙墙较少、跨跨度较大的的房屋，宜宜采用现浇浇钢筋混凝凝土楼、屋屋盖。多、高层的的混凝土楼楼屋盖宜优优先采用现现浇混凝土土板。当采用混凝凝土预制装装配式楼、、屋盖时，，应从楼盖盖体系和构构造上采取取措施确保保各预制板板之间连接接的整体性性。汶川地震中中，有很多多预制装配配楼盖由于于构造措施施不当，掉掉落导致人人员伤亡。。需要认真真总结经验验，从楼盖盖体系和构构造上采取取措施，以以提高安全全性。建筑抗震设设计规范的的发展沿革革条文3.8.1条改为非强强制性条文文：“隔震与消能能减震设计计，应主要要使用于使使用功能有有特殊要求求的建筑及及抗震设防防烈度为8、9度的建筑”。随着隔隔震和减震震技术近年年来的成熟熟，相应放放宽其使用用范围和条条件。扩大隔震和和消能减震震技术的应应用范围隔震与消能能减震设计计可用于对对抗震安全全性和使用用功能有较较高要求或或专门要求求的建筑。。（二）增设设楼梯间的的构造柱。。强条第7.3.1条中，要求求将楼梯间四四角以及楼楼梯段上下下端对应的的墙体处设设置构造柱柱。因此，楼楼梯间将共共有不少于于8根构造柱，，与7.3.8条的强制性性要求一起起，有助于于形成应急急疏散安全全岛。（三）加强强楼梯间墙墙体的抗震震能力。在在3.7.3条补充规定定：“楼梯间的非非承重墙体体，应采取与与主体结构构可靠连接接或锚固等等避免地震震时倒塌伤伤人或砸坏坏重要设备备的措施”。并将7.3.8条提升为强强制性条文文，要求砌体结构楼楼梯间墙体体在休息平平台或半高高处设置钢钢筋混凝土土带或配筋筋砖带，以以及采取其其他加强措措施，特别别要求加强强顶层和出出屋面楼梯梯间的抗震震构造——相当于约束束砌体的构构造要求。。建筑抗震设设计规范的的发展沿革革116国内外大地地震的经验验教训1.目前地震予予测存在不不确定性,设防烈度偏偏低(1969年定),也不准灾难性大地地震，多发发生在低烈烈度区,房屋成片倒倒塌1976唐山大地震震设防6度实际11度,历史上无大大地震1995日本神户属属“低烈度安全全”区,设防7度实际10度（80年来相对平平静，千年年未遇大地地震）2008.5.12汶川地震设设防7度→实际际11度2010.01.12海地地震,已近200