地震工程学讲义

地震工程学

EarthquakeEngineering地震工程学1地震工程学概述2地震学基础知识3工程地震——地震作用与灾害

4结构地震反应分析5工程抗震与结构抗震设计6几个专题1地震工程学概述1.1地震灾害简述1.2地震工程学的发展概况1.3地震工程学的研究内容1.4地震工程学的特点1.5地震工程学与相关学科的关系back1.1地震灾害简述地球与地震并存地震灾害严重地震灾害频仍抗震防灾是有效的back地震是人类所面临的最严重的自然灾害之一地震灾害严重世界地震灾害严重简况世界十大自然灾害（据联合国，1947-1980）

热带气旋（飓风、台风）、地震、洪涝、雷暴与龙卷风、雪暴、火山爆发、热浪、雪崩、滑坡、潮汐与海啸中国是受灾最严重的国家之一灾重：地震（7/17次5万人，4/4次20万人）分布广成灾比率高back地震灾害频仍灾害日趋频繁产生自然灾害的直接原因——自然现象产生自然灾害的结构原因——“社会”本身的弱点灾情日趋严重城市“黑洞”现象日益加剧生命线系统的脆弱近年来的五大自然灾害火山爆发、地震、风灾、陨石袭击、温室效应back静力阶段反应谱阶段动力阶段1.2地震工程学的发展概况back地震动地震地质背景、强震观测、地震动特性、地震动模拟、震害分析工程结构地震反应抗震试验、理论分析抗震减灾理论抗震设计理论、结构振动控制理论、地震危险性分析、震害预测理论、防灾规划、灾害控制理论1.3地震工程学的研究内容backInputSystemOutput1.4地震工程学的特点研究基础——强震观测、震害经验与试验研究研究重点——地震作用研究热点——结构非线性与复杂地震动输入发展方向——广泛应用概率论、控制论、规划论back地震工程学与地震学地震工程学与土木工程地震工程学与社会学1.5地震工程学与相关学科的关系back2地震学基基础知识2.1地球球内部构造2.2板块块构造运动2.3地震震成因和类型2.4几个个有关名词2.5地震震分布2.6地震震观测与度量2.7地震震波动理论back2.1地球内内部构造几何形状与尺寸寸内部构造M面和G面三大圈层物理性质比重、温度、压压力、etcback2.2板块块构造运动板块构造运动学学说六大板块欧亚大陆板块太平洋板块美洲板块非洲板块印澳板块南极板块back2.3地震震成因和类型地震成因宏观背景——板板块构造运动局部机制——断断层说（弹性回回跳说、粘滑说说）地震类型按成因（构造EQ、火山EQ、陷陷落EQ、诱发发EQ）按发震位置（板板边EQ、板内内EQ）按震源深度（浅源EQ、中源EQ、深深源EQ）按地震序列（主主震余震型、震震群型、单发型型）back2.4几个个有关名词震源震中震源深度back震源距震中距2.5地震震分布世界地震带环太平洋地震带带欧亚地震带中国地震环境地震构造运动背背景10个地震区中国地震的基本本特征back世界地震带环太平洋地震带带欧亚地震带2.6地震震观测与度量地震观测地震度量back2.7地震震波动理论地震波类型体波（运动特点点、对结构作用用）纵波——压缩波波——P波横波——剪切波波——S波面波瑞雷波——R波波乐夫波——L波波地震波动理论back3工程地震震（地震作用））3.1地震动动观测3.2震级与与烈度3.3地震地地面运动特性3.4地震地地面运动模拟3.5地震灾灾害back3.1地震动动观测地震动观测仪器器强震观测台网强震观测的现状状强震观测记录的的作用back地震动观测仪器器两种仪器——地地震仪与强震仪仪仪器使用者地震强弱运转方式记录速度放大倍数记录量记录内容设置地点通频带目的地震仪地震工作者弱震连续慢高位移到时差、初相基岩窄、低频震源、介质、传播规律强震仪抗震工作者强震自动触发快低加速度全过程场地、结构宽、高低频地震动、结构振动特性拾震器放大器记录器mx’’+cx’+kx=-mxg’’x’’+2EWx’+W2x=-xg’’二者不同点二者共同点运动方程——用拾震器的位移移表示地面运动动back强震观测台网地震动衰减台阵阵布设方式：线状布设在发发震断层辐射线线上目的：地震动衰减规规律、地震传播播效应举例：美国加州布设方式：布设在某区域域内（上百公里里）目的：巨大地区的地地震动资料、场场地影响举例：美国阿拉斯加加布设方式：布设在潜在发发震断层附近目的：近场地震动、、震源机制举例：美国圣安德列列斯断层台阵back布设方式：布设在建筑物物不同高度处目的：结构地震反应应举例：北京饭店、天天津医院布设方式：布设在几十至至几百米目的：地震动的空间间相关性举例：台湾SMART-1、SMART-2布设方式：布设在地表及及地下几十-200米处目的：地震动随深度度的变化、土结结相互作用举例：日本区域地震动台阵阵断层地震动台阵阵结构地震动台阵阵地震动差动台阵阵地下地震动台阵阵强震观测的现状状始于1932年年美国1933年获得得首次记录（美美国长滩地震））60年代以前，，以结构为主60年代以后，，加强了地表和和近地表地震动动的观测1985年，全全世界供布设7000台，日日美各3000台全世界已取得可可用记录达上万万条世界最大峰值加加速度记录2.3g（加拿大大）中国最大地震动动记录0.54g（云南）back强震观测记录的的作用是地震工程学赖赖以发展的数据据基础是研究地震动特特性的数据基础础是推动地震力理理论发展的重要要因素几乎每一次关于于地震动特性认认识的提高和地地震力理论的变变革其根本原因因都可归结为对对强震观测记录录的深入分析是结构地震反应应分析的输入形形式是推动结构抗震震理论进入反应应谱阶段和向动动力阶段过渡的的重要因素back3.2震级与与烈度震级烈度back地震震级含义——一次地震释释放能量大小的的度量多种震级定义里氏震级（1935）ML=logA-logA0——近震WoodAnderson地震仪、震中中距R=100km、最大水水平地面位移面波震级（1939）MS=logA-logA0——远震、浅源源体波震级（1945）Mb=log(A/T)max-Q(R,h)——远震短周期体波震级级（1963））mb矩震级（1977）MW=2/3logM0-10.7,(地震矩M0)存在问题及未来来方向back地震烈度定义评价指标地震烈度表性质理解分歧影响因素及规律律关于取消烈度back地震对地表及工工程结构影响的的强弱程度人的感觉物体反应结构破坏自然现象多指标的综合性性分等级的宏观性性以后果表示原因因的间接性侧重点差异地震学：地震破破坏后果抗震：地震作用用强弱烈度与地震动参参数关系烈度影响因素及及规律烈度影响因素震源M传播途径与震中中距R场地条件S其它烈度衰减规律震级与震中烈度度的衰减关系I0=f(M,h)ex.M=0.58I0+1.5烈度衰减关系I=f(I0,R,S)圆形等震线椭圆形等震线back震源位错引起的的地基变形震源体释放的振振动能量破裂传播方向———多普勒效应应地质构造的不均均匀性传播距离的远近近方位场地土——基岩岩低，软土高断层——发震~高，非发震~？局部地形——鞭鞭梢效应关于取消烈度争论与原因烈度具有多指标标的综合性，与与单一地震动参参数本身就不具具有良好对应关关系依照烈度进行抗抗震设计，在反反应谱理论中容容易引起概念上上的混淆烈度是分等级的的，地震作用成成倍数关系烈度具有以后果果表示原因的间间接性，是“危危害性”而非““危险性”，抗抗震设防则恰恰恰以后者为依据据back烈度作为地震破破坏程度的一个个度量是合适的的，但却不适宜宜于衡量地震作作用我国的做法取消烈度作为抗抗震设防依据，，采用地震分区区作为抗震设防防依据，设计时时直接采用地震震动参数3.3地震地地面运动特性back幅值特性频谱特性持时特性空间相关性Y=a(t)sin(wt+Q)幅值特性back幅值——某种物物理量（如加速速度、速度、位位移中的任何一一种）的最大值值或某种意义下下的等代值多种定义峰值有效峰值持续加速度等反应谱有效加加速度概率有效峰值静力等效加速度度简要评价等效简谐振幅平均振幅Arias强度均方根加速度谱强度多种幅值定义back频谱特性三种谱表述方法法简要评价back三种谱表述方法法傅立叶谱功率谱反应谱back傅立叶谱y(t)=sigma{Aisin(Wit+Qi)}WiAiWiQi傅立叶变换back反应谱单自由度弹性体体系的地震反应应反应谱的定义反应谱的性质反应谱的种类反应谱的影响因因素及规律back单自由度弹性体体系的地震反应应单自由度弹性体体系运动微分方程受力分析恢复力——虎克克定律阻尼力——瑞雷雷阻尼惯性力——牛顿顿第二定律方程建立——达达朗贝尔原理m(x’’+x’’g)+cx’+kx=0mx’’+cx’+kx=-mx’’’gx’’+2ewx’+w2x=-x’’g运动微分方程的的解答mkcx’’g(t)x’’g(t)m(x’’+x’’g)cx’kxback运动微分方程的的解答通解（自由振动动）x(t)=e-ewt(A0coswdt+B0sinwdt)wd=wsqrt(1-e2),A0=x(0),B0=[x’(0)+ewx(0)]/wd特解（强迫振动动）——Duhamel积积分x(t)=-1/wdJ0-t{x’’g(T)e-ew(t-T)sinwd(t-T)dT}全解=通解+特特解~~特解解x(t)=-1/wdJ0-t{x’’g(T)e-ew(t-T)sinwd(t-T)dT}x’(t)=-J0-t{x’’g(T)e-ew(t-T)coswd(t-T)dT}+ew/wdJ0-t{x’’g(T)e-ew(t-T)sinwd(t-T)dT}x’’(t)+x’’g(t)=-2ewx’(t)-w2x(t)最大反应及简化化Sa=|x’’(t)+x’’g(t)|max,Sv=|x’(t)|max,Sd=|x(t)|max三点近似：Sa=w|J0-t{x’’g(T)e-ew(t-T)sinwd(t-T)dT}|max=wSv=w2Sdx’’+2eWx’+W2x=-x’’gback特解（强迫振动））输入过程的离散化化——微脉冲-x’’g(T)dTdx(t)=e-ew(t-T)[A0coswd(t-T)+B0sinwd(t-T)]冲量作用前后位移为0：A0=x(T)=0动量定律：x’(T)=-x’’’g(T)dTB0=[x’(T)+ewx(T)]/wd=-x’’g(T)dT/wd解答dx(t)=-x’’g(T)e-ew(t-T)sinwd(t-T)/wddTx(t)=-1/wdJ0-t{x’’g(T)e-ew(t-T)sinwd(t-T)dT}backdTT反应谱的定义单自由度弹性体系系在给定地震作用用下某种反应量的的最大值与体系自自振周期之间的关关系曲线backSa(e,T1)Sv(e,T1)Sd(e,T1)x’’g(t)Duhamel积分s(t)=f(x’’g,e,T1)MaxeT1eTiSa(e,Ti)Sv(e,Ti)Sd(e,Ti)Duhamel积分s(t)=f(x’’g,e,Ti)MaxTSyT1Ti反应谱的性质结构反应特点低频（长周期）系系统（<=0.1Hz）SdPGD中频（中等周期））系统放大作用高频（短周期）系系统（>=10Hz）SaPGA反应谱性质反应谱由中频段的的放大区和两端的的极限区三部分构构成伪谱的性质Sa=wSv=w2SdbackT高频中频低频动力放大系数Ba=Sa/PGABv=Sv/PGVBd=Sd/PGD反应谱的种类真谱和伪谱弹性谱和弹塑性谱谱归一化反应谱———放大系数谱平均反应谱与设计计反应谱其他back反应谱的影响因素素及规律地震动方面震级震级越大，长周期期成分越丰富，反反应谱峰点周期越越后移震中距震级越大，长周期期成分越丰富，反反应谱峰点周期越越后移场地场地越软，峰值越越大，反应谱峰点点周期越后移结构方面阻尼比阻尼比越大，反应应越小，曲线越平平滑结构周期三段特性back持时特性一般特征多种定义简要评价back地震动的空间相关关性问题的由来相关性类别相关性描述简要评价back问题的由来建筑结构扭转问题大底盘深基础生命线工程扭转问题大跨度空间伸展back相关性类别同一地点多维地震震动分量之间的相相关性水平与水平竖向与水平不同地点地震动的的相关性——空间间相关性不同地理位置之间间地震动的相关性性同一地理位置不同同深度处地震动的的相关性back相关性描述信号角度相关函数矩阵工程应用角度幅值特性频谱特性持时特性back3.4地震地地面运动模拟问题的提出地震动随机模型地震波反演技术back3.5地震灾灾害地表破坏结构物破坏几个震害实例back4结构地震反应应分析4.1结构地震震反应分析方法的的发展4.2抗震结构构模型化4.3地震动输输入4.4结构地震震反应分析方法backback4.2抗震结结构模型化地震中的结构行为为抗震结构动力分析析模型结构构件动力性能能及其模型化结构阻尼特性及其其模型化back抗震结构动力分析析模型层模型层间剪切模型层间弯曲模型层间剪弯模型刚片模型杆系模型平面杆系模型空间杆系模型有限元模型几点说明分析目的与模型结构行为与模型线性结构非线性结构结构构件动力性能能及其模型化试验混凝土构件梁柱节点抗震墙钢构件梁柱砌体构件几点说明分析目的与模型结构行为与模型线性结构非线性结构back4建筑抗震设计计原则和基本要求求4.1建筑抗抗震设防目标与标标准4.2概念设设计与基本要求back4.1建筑抗抗震设防目标与标标准抗震设防及其思想想设防依据设防目标及其实现现建筑类别与设防标标准back抗震设防及其思想想抗震设防对建筑物进行抗震震设计并采取抗震震措施指导思想预防为主减轻结构震害避免人员伤亡减少经济损失使地震时不可缺少少的紧急活动得以以维持和进行趋势使用寿命期内对不不同频度和强度的的地震具有不同的的抵抗能力back设防依据——抗震震设防烈度定义：按国家规定定的权限批准作为为一个地区抗震设设防依据发地震烈烈度确定：必须按国家家规定的权限审批批、颁发的文件（（图件）确定一般情况下，可采采用中国地震烈度度区划图的地震基基本烈度度（或与与本规范设计地震震基本加速度值对对应的烈度值）对做过抗震防灾规规划的城市，可按按批准的抗震设防防区划（抗震设防防烈度或设计地震震动参数）进行抗抗震设防设防范围6-9度back设防目标及其实现现三水准要求back水准涵义要求第一水准小震不坏当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理仍可继续使用第二水准中震可修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第三水准大震不倒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两阶段设计三水准地震作用的的标定基本假定地震强度呈极值分分布烈度符合极值III型back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年设防烈度中震10%475年罕遇地震对应的烈度大震2-3%1642-2475年计算F(I)=exp[-(12-I)k/(12-Im)k]，RT=-T/ln(1-F(I)))If(I)ImI0Is一般关系烈度：Im=I0-1.55,Is<=I0+1加速度：PGAm=PGA0*1/3,PGAs=PGAm*(4-6)两阶段设计back阶段目标烈度地震作用性质受力状态作用效应组合第一阶段小震不坏（隐含中震可修）罕遇地震作用对应的烈度（大震）可变作用弹性（部分弹塑性）承载力验算采用基本组合(多层、高层钢筋混凝土房屋层间弹性位移计算，采用短期效应组合，即作用分项系数均取1.0)第二阶段大震不倒罕遇地震作用对应的烈度（大震）偶然作用弹塑性部分建筑物的层间弹塑性位移验算，采刚短期效应组合，即怍用分项系数均取1.0说明：第一阶段为弹性分分析，包括截面设设计和变形计算；；大部分建筑的第二二阶段设计主要由由概念设计和构造造措施来保证。建筑类别与设防标标准back4.2概念设设计与基本要求概念设计抗震设计的基本要要求back概念设计意义“计算设计”很难难有效控制结构的的薄弱环节，不能能完全解决问题地震作用的不确定定性结构计算假定与实实际情况的差异（（计算模型、材料料、阻尼变化等））经验总结、定性判判断含义在进行结结构设计计时，首首先着眼眼于结构构的总体体地震反反应，按按照结构构的破坏坏机制和和破坏过过程，灵灵活运用用抗震设设计准则则，全面面合理地地解决结结构设计计中的基基本问题题，既注注意总体体布置上上的大原原则，又又顾及到到关键部部位的细细节，从从根本上上提高结结构的抗抗震能力力；有时时需要运运用工程程判断解解决或处处理具体体问题。。back抗震设计计的基本本要求地震影响响结构分析析（新增增）建筑物的的体型场地和地地基抗震结构构体系非结构构构件材料与施施工back6地震影响响设计地震震设计近震震设计远震震设计基本本地震加加速度地震分区区back789建筑物的的体型平面布置置规则、对对称，整整体性好好平面不规规则类型型A扭转转不规则则B凹凸凸不规则则C楼板板局部不不连续立面布置置规则、避避免刚度度和强度度突变立面不规规则类型型A侧向向刚度不不规则（（柔软层层）B竖向向抗侧力力构件不不连续C承载载力突变变（薄弱弱层）back考虑扭转转楼板模型型空间模型型，地震震剪力放放大空间模型型水平支撑撑构件内内力放大大限制最小小承载力力场地和地地基场地选择择选择有利利地段避开不利利地段，，无法避避免时应应采取有有效措施施不应在危危险地段段建造甲甲、乙、、丙类建建筑I类场地地时，抗抗震构造造措施（新规范范）甲、、乙类建建筑按设设防烈度度采取（甲、乙乙、）丙丙类建筑筑可按设设防烈度度降低一一度采取取（6度度不降））地基、基基础设计计同一结构构单元基基础不宜宜设置在在性质截截然不同同的地基基上同一结构构单元不不宜部分分采用天天然地基基部分采采用桩基基地基较差差时，应应考虑不不均匀沉沉降等不不利影响响back抗震结构构体系结构体系系结构构件件构件连接接back结构体系系体系选择择考虑因素素：设防防类别、、烈度、、高度、、场地、、地基、、材料、、施工等等要求具有明确确的计算算简图和和合理的的地震作作用传递递途径宜有多道抗震震防线应具备必必要的抗抗震承载载力、良良好的变变形能力力和耗能能能力宜具有合合理的刚刚度和承承载力分分布back多道抗震震防线第一道防防线的选选择应优先选选择不承承受重力力荷载的的构件不宜选择择轴压比比大的框框架柱结构体系系的多道道设防框架-抗抗震墙结结构：抗抗震墙为为第一道道，框架架为第二二道填充墙框框架结构构：填充充墙为第第一道，，框架为为第二道道单层厂房房：柱间间支撑为为结构构件件的多道道设防联肢墙：：连梁为为第一道道，墙肢肢为第二二道延性框架架：梁为为第一道道，柱为为第二道道超静定结结构：赘赘余构件件为第一一道back结构构件件避免脆性破坏坏（剪切、失失稳、砼压溃溃、钢筋拔出出）不同结构有不不同要求砌体结构：设设构造柱、芯芯柱、圈梁；；配筋砌体砼结构：合理理选择尺寸和和配筋，避免免剪切破坏先先于弯曲破坏坏、砼的压溃溃先于钢筋屈屈服、钢筋锚锚固粘结先于于构件破坏预应力砼结构构：抗侧力构构件配置足够够的非预应力力钢筋钢结构：避免免局部或整体体失稳back构件连接节点破坏不应应先于其连接接的构件预埋件的锚固固破坏不应先先于连接件装配式结构的的连接应能保保证结构整体体性预应力砼构件件的预应力钢钢筋应在间谍谍核心区外锚锚固back非结构构件附属构件（女女儿墙、雨蓬蓬等）加强整体性及及与主体结构构有可靠连接接非结构墙体（（围护墙、隔隔墙等）应考虑对结构构抗震的不利利影响装饰贴面、幕幕墙可靠连接back5场地、、地基和基础础5.1场地5.2地基、基础back5.1场场地场地——工程结构构所在地，大大体相当于一一个厂区、居居民点或自然然村的范围场地的双重作作用确定地震作用用、场地选择择是建筑结构构抗震设计中中十分有效、、可靠而经济济的措施场地类别存在的问题及及解决方法back场地类别定义为适应抗震设设计选定设计计反应谱和抗抗震措施的需需要，对建设设场地所作的的类别区分。。分类指标指标一——场地土类型指标二——覆覆盖层厚度场地覆盖层厚厚度——由地地面至剪切波波速大于500m/s的的土层或坚硬硬土顶面的距距离；用于场场地类别划分分或场地反应应计算。四类场地back场地土类型场地土场地范围内的的地基土，场场地表层土的的简称。指地地面以下15m且不超过过场地覆盖层层厚度以内的的各层土。场地土类型定义：为确定定场地类别而而对场地土刚刚度所作的类类型划分两种划分方法法：基本划分分法——定量量指标（剪切切波速）近似划分法———定性指标标（岩土状态态）四类：坚硬硬、中硬、中中软、软弱剪切波速>500250-500140-250<140m/s岩土状态密密实中中密粗粗密松松散back场地类别的划划分back场地覆盖层厚度(m)场地土类型03980坚硬中硬中软软弱IIIIIIIV5.2地地基、基础地基在地震中中的双重作用用地基是地震波波的传播介质质，有滤波、、放大、减震震等作用地基是建筑物物的支承，可可能失效、变变形（液化、、震陷、滑移移、不均匀沉沉陷等）地基震害地基基础抗震震验算地基液化地基抗震措施施back地基震害特点有二一般地，大量量地基具有较较好的抗震能能力，震害较较少原因在于一般天然地基基在静力作用用下具有相当当大的安全储储备，地基承承载能力在长长期自重作用用下有所提高高地震时，荷载载增大，但短短时效应使其其承载能力也也有提高不同基础类型型，震害差异异明显桩基比筏基好好，深基比浅浅基好，条基基比独基好仍应注意以下下类型的不利利地基液化地基———地基失效、、不均匀沉陷陷、滑坡等（（7-9度，，6度不考虑虑液化）软土地基———震陷、不均均匀沉陷等（（7-9度；；8、9度明明显）严重不均匀地地基——不均均匀沉陷等（（6-9度））新填土及其它它不稳定地基基——不均匀匀沉陷、滑移移等（7-9度）back地基基础抗震震验算天然地基及基基础可不进行抗震震验算的范围围（注意从震害害角度说明原原因）验算内容———竖向承载力验验算（通常认为：：基础抗水平平地震作用能能力足够）back可不进行抗震震验算的范围围6度时所有建筑（甲甲类建筑和ⅣⅣ类场地上的的较高建筑除除外）7-9度时砌体房屋、底底层框架—抗抗震墙房屋、、多层内框架架砌体房屋；；非软弱地基上上的一般单层层厂房、单层层空旷房屋、、多层民用框框架及与其基基础荷载相当当的多层框架架厂房高度不超过100m的烟烟囱可不进行上部部结构抗震验验算的建筑back地基基础竖向向承载力验算算表达式：back式中p、pmax分别为按多遇遇地震作用效效应和其它荷荷载效应基本本组合计算的的基础底面平平均压力和边边缘最大压力力设计值fsE为地基土抗震震承载力设计计值fs——地基静承载力力设计值，按按现行地基规规范取值（已已经经过基础础深宽修正）），ζs——调整系数通常，ζs自岩石到土层层分别取为1.5-1.0地基液化定义back液化——地震震引起饱和砂砂土和粉土颗颗粒趋于紧密密，孔隙水压压力增大，有有效压力减小小，土体由固固态变为液态态的现象。液化震害喷水冒砂开裂下沉地下构筑物上浮滑坡等液化条件及影响因因素液化地基的评价液化地基的处理地基液化条件及影影响因素最低烈度和地震持持续时间（正）最低烈度6度（M=5）最大震中距D最大=0.82*10^[0.862*(M-5)]，如M=7.3，D=100km液化土层埋深和地地下水位深度（反反）最大地下水位深度度：一般不超过3m，3-4m较较少，5m还未未见最大液化土层埋深深土层土粒组成与密密实程度（反）可液化土的类型与与状态：无粘性的的砾砂、粗砂、细细砂、粉砂，少粘粘性的粉土土层地质年代（反反）back液化地基的评价初步判别标贯判别N63.5<NcrN63.5——标贯锤击数实实测值Ncr——标贯锤击数临临界值backN0——标贯锤击数基基准值ds——标贯深度pc——粘粒含量百分分率(>=3)液化地基的初步判判别地质年代年代愈老，土固结结程度、密实度、、结构性愈好（第四纪晚更新世世Q3）粉土粘粒（粒径<0.005mm）含量含量愈高愈不液化化（7度10%、、8度13%、、9度16%）覆土厚度覆土厚度愈大愈不不液化地下水位地下水位愈深愈不不液化剪切波速du>d0+db-2dw>d0+db-3du+dw>1.5d0+2db-4.5d0——液化特征深度度(m)db——基础埋深(m)（>=2m））du——覆土厚度(m)dw——地下水位深度度(m)back液化地基的处理液化场地危害性分分析衡量指标——液化化指数ILE液化指数ILE的计算back液化等级轻微（0-5）、中等（5-15）和严重（>15）抗液化措施探明液化土层的深深度与厚度，计算算液化指数ILE，按ILE划分液化等级，然然后根据建筑物重重要性、液化等级级采用相应的抗液液化措施地基抗震措施抗液化措施软土地基抗震措施施抗震陷措施严重不均匀地基的的抗震措施地基稳定措施back抗液化措施措施的选择原则根据建筑物重要性性、液化等级采用用相应的抗液化措措施建筑类别液化等级轻微中等严重甲特殊考虑，但不得低于乙类乙B或CA或B+CA丙C或DC或其它更高要求的措施A或B+C丁DDC或其它经济措施A全部消除液化沉陷陷的地基措施B部分消除液化沉陷陷的地基措施C基础和上部结构处处理D可不采取措施back抗液化措施的要求求规范给出了相应的的要求和方法软土地基抗震措施施的选择原则软土地基——（不存在严格定义义，通常指）淤泥泥、淤泥质土、冲冲填土、杂填土及及地基承载力标准准值小于80（7度）、100（8度）、120（9度）kPa的粘性土、粉土等等软土层6度时可不考虑软土土地基震陷；静力设计中严格控控制基础底面压力力，未经处理的软软土层一般不宜作作为持力层；可不考虑震陷影响响的条件。软土地基抗震措施施back基本消除震陷的地地基措施：桩基础础、深基础、加深深基础或换土（软软土层浅且薄）减少震陷的地基措措施：挖除部分软软土层（加深基础础或换土）、降低低承载力取值（0.8）基础和上部结构的的构造措施：选择择合适的基础埋深深、减轻荷载（材材料、基础上填土土、设置零层楼板板）、调整基础底底面积减小偏心、、加强基础整体性性和刚性（筏基、、圈梁等）、增加加上部结构的整体体性和竖向刚度、、管道问题。抗震陷措施backback严重不均匀地基的的抗震措施指：故河道、暗暗藏沟坑边缘地地带、边坡地的的半挖半填地段段、局部的或不不均匀的液化土土层、其它成因因、岩性或状态态明显不均匀的的地层措施：首先建议议避开，不能避避开时采取适当当措施，如：沉沉降缝、桩基础础或深基础等back地基稳定措施河岸边坡、故河河道边缘地带等等。地基加固、、抗滑桩等。6建筑结构构抗震验算6.1地震作用计算6.2结构抗震验算back6.1地震震作用计算一般说明和计算算原则基本计算数据水平地震作用的的计算竖向地震作用的的计算back一般说明和计算算原则影响设计地震作作用的因素设计地震作用的的方向地震作用的计算算范围和原则地震作用的计算算方法及其适用用范围计算模型back影响设计地震作作用的因素地震动特性方面面抗震设防烈度设计近远震场地类别结构特性方面结构自振周期建筑质量（重力力荷载）结构阻尼比（材材料）back设计地震作用的的方向设计地震作用的的方向水平（两个）竖向（一个）结构效应的方向向平动（两个水平平、一个竖向））扭转（竖轴）back地震作用的计算算范围和原则计算范围水平地震作用back6度区（除甲类建筑和和IV类场地上的较高高房屋外）可不不算7-9度区（除可不进行上上部结构抗震验验算的房屋外））均算8、9度大跨度结构和和长悬臂结构9度的高层建筑水平地震作用的的计算原则竖向地震作用一般正交布置抗抗侧力构件的结结构，可沿纵横横主轴方向分别别计算斜交布置抗侧力力构件的结构，，宜按平行于抗抗侧力构件方向向计算质量和刚度明显显不均匀、不对对称的结构，应应考虑水平地震震作用的扭转影影响地震作用的计算算方法及其适用用范围back计算模型——集集中质量模型多高层房屋无扭转有扭转单层厂房横向纵向back基本计算数据重力荷载代表值值结构自振周期设计反应谱back重力荷载代表值值重力荷载代表值值永久荷载（建筑筑结构构配件自自重）标准值+可变荷载（雪雪、灰、楼面活活荷载）组合值值back永久荷载标准值值组合值系数可变荷载标准值值结构自振周期理论计算方法———Jacobi法近似计算方法能量法折算质量法顶点位移法矩阵迭代法经验方法back设计反应谱水平地震影响系系数back水平地震影响系系数曲线水平地震影响系系数曲线水平地震影响系系数最大值T(s)ααmax0.45αmax00.1Tg（特征周期）3.0α=(Tg/T)0.9αmax>=0.2ααmax场地类别IIIIIIIV近震0.200.300.400.65远震0.250.400.550.85烈度6789多遇地震183672144罕遇地震----225405630烈度6789多遇地震0.040.080.160.32罕遇地震----0.500.901.40水平地震作用的的计算多自由度弹性体体系的地震反应应三种计算方法楼层水平地震剪剪力的分配扭转问题地基—结构动力力相互作用back三种计算方法振型分解反应谱谱法底部剪力法时程分析法back多自由度弹性体体系的地震反应应运动微分方程运动微分方程的的解答back运动微分方程质点受力分析backxg(t)xi(t)体系运动微分方方程运动微分方程的的解答（一）无阻尼自由振动动back振型的性质运动微分方程的的解答运动微分分方程的的解答（（二）backxg(t)xi(t)a1iajiani运动微分分方程的的解答（（三）backxg(t)a1iajiani振型分解解反应谱谱法振型分解解法back振型分解解反应谱谱法计算振型型计算地震震影响系系数和振振型参与与系数计算振型型地震作作用计算振型型地震效效应振型组合合底部剪力力法计算方法法底部剪力力的计算算地震作用用沿高度度的分配配backmHiHiFiFEkΔFn顶部附加加地震作作用突出屋面面小建筑筑物适用条件件满足下列列条件高度<=40m剪切变形形为主m、k分布均匀匀近似于SDOF底部剪力力Geq——结构构等效重重力荷载载代表值值SDOF：Geq=G1MDOF：Geq=Sum(Gi)*0.85backFjiVj0时程分析析法基本概念念适用范围围特别不规规则建筑筑甲类建筑筑超高层建建筑back楼层水平平地震剪剪力的分分配现浇和装装配整体体式混凝凝土楼屋屋盖等刚刚性楼盖盖建筑，，宜按抗侧力构构件等效效刚度的比例分分配木楼屋盖盖等柔性性楼盖建建筑，宜宜按抗侧侧力构件件从属面面积上重重力荷载载代表值值的比例例分配普通预制制板的装装配式混混凝土楼楼屋盖等等半刚性性楼盖建建筑，可可取上述述两种分分配结果果的平均均值考虑空间间作用、、楼盖变变形、墙墙体弹塑塑性变形形和扭转转的影响响时，可可按各有有关规定定对上述述分配结结果作适适当调整整back竖向地震震作用的的计算高层房屋屋（9度度）地震作用用标准值值backFviHiFviFEvk楼屋盖的的竖向地地震作用用效应分分配按各构件件承受的的重力荷荷载代表表值的比比例分配配平板型网网架屋盖盖和跨度度大于24m的屋架（（8、9度）长悬臂和和其它大大跨结构构（8、9度）6.2结结构构抗震验验算一般规定定地震作用用下的作作用效应应组合截面抗震震验算抗震变形形验算back结构抗震震验算的的一般规规定验算范围围除6度建建筑（IV类场场地上的的较高层层除外））和规定定可不进进行验算算的结构构外，均均应验算算验算内容容截面抗震震验算抗震变形形验算多遇地震震作用下下的弹性性变形验验算———非结构构构件的的破坏罕遇地震震作用下下的弹塑塑性变形形验算———抗倒倒塌back地震作用用下的作作用效应应组合back组合类型地震作用用途多遇地震作用下作用效应的基本组合多遇地震截面抗震验算多遇地震作用下短期效应多遇地震弹性变形验算罕遇地震作用下短期效应罕遇地震弹塑性变形验算截面抗震震验算back内力基本本组合设设计值承载力设设计值承载力调调整系数数抗震变形形验算弹性变形形验算目的：防防止非结结构构件件出现过过重破坏坏范围：框框架、框框架—抗抗震墙、、框支抗抗震墙多多高层钢钢筋砼房房屋表达式：：back弹性层间间位移弹性层间间位移角角限值层高薄弱层弹弹塑性变变形验算算目的：防防止倒塌塌或严重重破坏范围：薄弱层弹弹塑性变变形计算算方法薄弱层位置的确确定：表达式：：弹塑性层层间位移移弹塑性层层间位移移角限值值薄弱层弹弹塑性变变形验算算的结构构范围应验算结结构8度III、IV类场场地和9度时，，高大单单层钢筋筋砼柱厂厂房横向向排架甲类建筑筑、9度度时乙类类建筑中中的钢筋筋砼和钢钢结构7-9度度时楼层屈服服强度系系数小于0.5的钢钢筋砼框框架结构构隔震和消消能减震震结构高层钢结结构宜验算结结构超高和竖竖向不规规则高层层建筑结结构7度III、IV类场场地和8度时，，乙类建建筑中的的钢筋砼砼和钢结结构板柱—抗抗震墙结结构和底底部框架架砖房back薄弱层弹弹塑性变变形计算算方法简化方法法适用范围围不超过12层且且层刚度度无突变变的钢筋筋砼框架架不超过20层且且层刚度度无突变变的钢框框架单层钢筋筋砼柱厂厂房方法b