建筑结构抗震知识第讲

第十二章建筑结构抗震基本知识1.地震及其破坏作用；震级与烈度；建筑抗震设防烈度、设防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求；2.多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震措施；3.多层砌体结构房屋和底部框架—抗震墙房屋的抗震措施。

本章主要内容1.了解地震的基本知识，理解震级、地震烈度的概念；2.了解建筑抗震设防的概念设计；3.掌握建筑抗震设防的烈度、分类和标准。

第一讲教学目标：2重点1.震级与烈度；2.建筑抗震设防烈度、设防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求。难点抗震概念设计的基本要求。12.1.1地震及其破坏作用1.地震成因和类型地震按其产生的原因，主要可分为火山地震、陷落地震、人工诱发地震和构造地震。根据地震发生的部位，可将其划分为浅源地震(小于60km)、中源地震(震源深度为60~300km)和深源地震(震源深度大于300km)。震源深度越小，地震对地面造成的破坏性越大。我国发生的地震绝大多数属于浅源地震（震源深度在10~20km左右）。§12.1地震基本知识2.常用地震术语

震源：地震发生时岩层断裂或错动产生振动的部位；震源深度：震源至地面的垂直距离称为；震中：震源在地表的垂直投影点称为；震中区：地震发生时震动和破坏最大的地区称为；震中距：受地震影响地区至震中的距离称为震中距；等震线：在同一地震中，具有相同地震烈度地点连线。3.地震的破坏作用（1）地表的破坏现象1）地裂缝重力地裂缝：由于地面作剧烈震动而引起的惯性力超过了土的抗剪强度所致。构造地裂缝：与地质构造有关，是地壳深部断层错动延伸至地面的裂缝。2）喷砂冒水在地下水位较高的平原及沿海地区，地下存在埋深较浅的细砂层或粉土层时，可能发生喷砂冒水现象。地震视频(点击播放视频)3）地面下沉在强烈的地震作用下，在回填土和孔隙较大粘性土等松软而压缩性较高的土层中，往往发生震陷，使建筑物破坏，此外，在岩溶洞和采空区也常发生震陷。4）滑坡、塌方在强烈的地震下，常引起河岸、陡坡滑坡，有时规模很大，造成公路堵塞、岸边建筑物破坏。（2）建筑物破坏1）结构丧失整体性建筑物一般都是由许多构件组成，在地震作用下因构件连接不牢、支撑长度不够或作为支座的墙体倒塌、柱断裂，都会引起结构丧失整体性而破坏。2）结构承载力不足而引起的破坏作为结构主要承重的构件，墙、柱、梁等由于其强度不足，在地震发生时首先破坏，不能继续承受重力荷载从而造成房屋倒塌。3）地基失效效当建筑物建在在软弱的地基基土上或建在在液化的地基基土上，而又又未进行特殊殊处理，在地地震发生时地地基土的抗剪剪承载能力不不能抵抗重力力的继续作用用，从而造成成房屋的局部部倾斜或不均均匀下沉。（3）次生灾灾害地震除直接造造成建筑物的的破坏外，还还会引起火灾灾、水灾、有地震次生灾害害视频(点击播放视视频)12.1.2震级与与烈度1.震级地震的震级是是衡量一次地地震大小的等等级，用符号号M表示。震级的原始定定义是：在离离震中100km处的坚坚硬地面上，，由标准地M=lgA（12.1.1）因为这个震级级的定义是1935年里里希特所给出出的，故称为为里氏震级。。震级的大小直直接与震源释释放的能量大大小有关，震震级MlgE=1.5M+11.8（12.1.2）由式（12.1.1）可知，当震级相差1级时，地面振幅相差10倍。由（12.1.2）可知，震级差1级，能量相差32倍。微震：M<2的地震，人人们感觉不到到。有感地震：M=2～4的的地震。破坏性地震：：M>5的地地震，建筑物物有不同程度度的破坏。强烈地震或大大地震：M=7～8的地地震。特大地震：M>8的地震震。2.地震烈度度地震烈度指地地震时某一地地点震动的强强烈程度，用用符号Ｉ表示示。对于一次地震震，表示地震震大小的震级级只有一个，，但它对不同同的地点影响响程度是不一一样的。一般般说离震中愈愈远，受地震震的影响就愈愈小，烈度也也就愈低。对对于一次地震震的影响，随随震中距的不不同，可以划划分为不同的的烈度区。目前，我国使使用的是1999年由国国家地震局颁颁布实施的《中国地震烈烈度表》。12.1.3建筑抗震设设防1.设防依据据（1）基本烈度一个地区的基基本烈度是指指该地区今后后50年时间间内，在一般般场地条件下下可能遭遇到到超越概率为为10%的地地震烈度。（2））设防防烈度度作为一一个地地区建建筑抗抗震设设防依依据的的烈度度称为为抗震震设2.设设防目目标（1））大震震和小小震小震：：基本烈烈度：：即第二二水准准烈度度，也也就全全国地地震烈烈度区区划图图所规规定的的烈度度，它它在50年年内超超越概概率大大体为为10%。。大震或或罕遇遇烈度度：俗俗称其其为大大震，，50年内内超越越概率率为2%~3%的烈烈度，，也是是第三三水准准所对对应的的烈度度。由烈度度概率率分布布分析析可知知，基基本烈烈度和和从值值烈度度相差差约1.55度度，而而基本本烈度度与罕罕遇烈烈度相相差大大致1度。。（2））抗震震设防防目标标抗震设设防目目标总总的趋趋势：：在建建筑物物使用用寿命命期间间，对对不同同频度度和强强度的的地震震，要要求建建筑物物具有有不同同的抵抵抗能能力。。基于这这一趋趋势，，《抗抗震规规范》》提示示了““三水水准””的抗抗震设设防目目标。。第一水水准：：“小小震不不坏””，即当遭遭受到到多遇遇的低低于本本地区区设防防烈度度的地地震（（简称称“小小震））影响响时，，建筑筑物一一般应

第二水水准：：“中中震可可修””，当遭受受到相相当于于本地地区设设防烈烈度的的地震震影响响时，，建筑筑可能能损坏坏，经经一般般修理理或不不需修修理仍仍能继继续使使用。。第三水水准：：“大大震不不倒””，当遭遭遇受受到高高于本本地区区设防防烈度度的罕罕遇地地震（（简称称“大大震””）影影响时时，建建筑不不致倒倒塌或或发生生危及及生命命的严严重损损坏。。3.设设防分分类（1））建筑筑物重重要性性分类类在进行行建筑筑设计计时，，应根根据建建筑物物的重重要性性不同同，采采取不不同的的抗震震设防防标准准。《《抗震震规范范》将将建筑筑物按按其重重要程程度不不同分分为四四类：：甲类建建筑——有特特殊要要求的的建筑筑，如如遇地地震破破坏会会导致致严重重后果果（如如放射射性物物质的的污染染，剧剧毒气气体的的扩散散或引引起爆爆炸等等）和和经济济上重重大损损失的的建筑筑；政政治上上重大大损失失的建建筑；；政治治上有有特殊殊要求求的或或其它它特别别重要要的建建筑等等。乙类建建筑——国家家重点点抗震震城市市的生生命线线工程程的建建筑（如消消防、、急救救、供供水、、供电电等））或其其它重重要建建筑。。丙类建建筑——除除甲、、乙、、丁类类以外外的建建筑，，如一一般工工业与与民用用建筑筑（公公共建建筑、、住宅宅、旅旅馆、、厂房房等））。丁类建建筑——次次要建建筑，，如遇遇到地地震破破坏不不易造造成人甲类建筑应按国家规定的批准权限批准执行；乙类建筑应按城市抗震救灾规划或有关部门批准执行。4.设设防标标准（1））甲类类建筑筑，地地震作作用应应高于于本地地区抗抗震设设防烈烈度的的要求求：其其值应应按批批准的的地震震安全全性评评价结结果确确定；；抗震震措施施，当当抗震震设防防烈度度为6~8度时时，应应符合合本地地区抗抗震设设防烈烈度提提高一一度的的要求求，当当9度度时，，应符符合比比9度度抗震震设防防有更更高的的要求求。（2））乙类类建筑筑，地地震作作用应应符合合本地地区抗抗震设设防烈烈度的的要求求；抗抗震措措施，，一般般情况况下，，当抗抗震设设防烈烈度为为6~8度度时，，应符符合本本地区区抗震震设防防烈度度提高高一度度的要要求，，当9度时时，应应符合合比9度抗抗震设设防有有更高高的要要求；；地基基基础的抗抗震措措施，，应符符合有有关规规定。。对较小小的乙乙类建建筑，，当其其结构构改用用抗震震性能能较好好的结结构类类型时时，应应允许许仍按按本地地区抗抗震设设防烈烈度的的要求求采取取抗震震措施施。（3））丙类类建筑筑，地地震作作用和和抗震震措施施均符符合本本地区区抗震震设防防烈度度的要要求。。（4））丁类类建筑筑，一一般情情况下下，抗抗震概概念设设计的的基本本要抗震设计主要包括三个方面：概念设计、计算设计和构造设计。概念设计是指正确地解决总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。1.场地选择选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。对不利的地段提出避开要求；当无法避开时应采取有效措施；不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。2.地基基和基基础设设计（1））同一一结构构单元元不宜宜设置置在性性质截截然不不同的的地基基土上上，也也不宜宜部分分采用用天然然地基基，部部分采采用桩桩基。。（2））地基基为软软弱粘粘性土土、可可液化化土、、新填填土或或严重重不均均匀土土层时时，宜宜加强强基础础的整整体性性和刚刚性，，以防防止地地震引引起的的动态态和永永久的的不均均匀变变形。。（3））在地地基稳稳定的的条件件下，，还应应考虑虑结构构与地地基的的震动动特性性，力力求避避免共共振的的影响响。3.建建筑和和结构构的规规则性性建筑设设计应应符合合抗震震概念念设计计的要要求，，不应应采用用严重重不规规则的的设计计方案案。建筑及及其抗抗侧力力结构构的平平面布布置宜宜规则则、对对称，，并应应具有有良好好的整整体性性；建建筑立立面和和竖向向剖面面宜规规则，，结构构的侧侧向刚刚度宜宜均匀匀变化化，竖竖向抗抗侧力力构件件的截截面尺尺寸和和材料料的强强度宜宜自下下而上上逐渐渐减小小，避避免抗抗侧力力结构构的侧侧向刚刚度和和承载载力突突变。。根据建建筑物物的类类型和和结构构体系系设置置防震震缝，，可将将建筑筑从平平面上上分成成规则则的结结构单单元。。防震震缝应应根据据烈度度、场场地类类别、、房屋屋类型型等留留有足足够的的宽度度。同同时，，伸缩缩缝、、沉降降缝应应符合合防震震缝的的要求求。4.结构构体系系（1））选择择抗震震结构构体系系应符符合下下列各各项规规定：：1）应应具有有明确确的计计算简简图和和合理理的地地震作作用传传递途途径。。2）应应避免免因部部分结结构或或构件件破坏坏而导导致整整个结结构丧丧失抗抗震能能力或或对重重力的的承载载能力力。3）应应具备备必要要的抗抗震承承载力力，良良好的的变形形能力力和消消耗地地震能能量的的能力力。4）对对可能能出现现的薄薄弱部部位，，应采采取措措施提提高抗抗震能能力。。5）宜宜具有有多道道抗震震防线线，宜宜具有有合理理的刚刚度和和承载载力分分布，，避免免局部部削弱弱或突突变形形成薄薄弱部部位，，产生生过大大的应应力集集中或或塑性性变形形集中中。结结构在在两个个主轴轴方向向的动动力特特征宜宜相近近。（2））选择择抗震震结构构构件件时应应符合合的要要求1）砌砌体结结构应应按规规定设设置钢钢筋混混凝土土圈梁梁和构构造柱柱、芯芯柱或或采用用钢筋筋砌体体等以以改善善变形形能力力。2）混混凝土土结构构构件件，应应合理理选择择尺寸寸，配配置纵纵向钢钢筋和和箍筋筋，避避免剪剪切破破坏先先于弯弯曲破破坏，，混凝凝土的的压溃溃先于于钢筋筋的屈屈服，，钢筋筋的锚锚固粘粘结破破坏先先于构构件破破坏。。3）预预应力力混凝凝土的的抗侧侧力构构件，，应配配有足足够的的非预预应力力钢筋筋。（3））结构构各构构件之之间的的连接接1）构构件节节点的的破坏坏，不不应先先于其其连接接的构构件。。2）预预埋件件的锚锚固破破坏，，不应应先于于连接接件。。3）装装配式式结构构构件件的连连接，，应能能保证证结构构的整整体性性。4）预预应力力混凝凝土构构件的的预应应力钢钢筋，，宜在在节点点核心心区外外锚固固。（4））非结结构构构件主要有有下列列三种种类型型：①附属属构件件，如如女儿儿墙、、雨蓬蓬、厂厂房高高低跨跨封墙墙等。。这类类构件件的抗抗震措措施是是加强强本身身的整整体性性，并并与主主体有有可靠靠的连连接或或锚固固，防防止倒倒塌伤伤人。。②装饰饰物，，如建建筑贴贴画、、装饰饰、吊吊顶和和悬吊吊重物物等。。这类类构件件的抗抗震措措施是是加强强同主主体结结构的的连接接。对对重要要的贴贴画和和装饰饰，要要柔性性连接接，即即保证证主体体结构构变形形不致致损坏坏贴面面和装装饰，，应避避免吊吊顶塌塌落伤伤人和和贴镶镶或悬悬吊较较重的的装饰物，，当不不可避避免时时应有有可靠靠的防防护措措施。。③非结结构墙墙体，，如围围护墙墙、内内隔墙墙和框框架填填充墙墙等。。应考考虑这这类构构件对对结构构抗震震的不不利影影响或或有利利影响响，应应避免免不合合理的的设置置而导导致主主体结结构的的破坏坏，如如框架架或厂厂房柱柱间填填充墙墙不到到顶、、使这这些柱柱子形形成短短柱，，地震震时这这些短短柱极极易发发生脆脆性破破坏。。5.材料与与施工（1）结构构材料的性性能应符合合的最低要要求1）烧结普普通粘土砖砖和烧结多多孔粘土砖砖的强度等等级不应低低于MU10，其砌砌体砂浆强强度等级不不应低于M5；2）小型砌砌块的强