结构抗震设计知识培训课件

结构抗震设计知识培训课件结构抗震设计基本概念结构抗震设计基本原理建筑结构抗震设计措施桥梁结构抗震设计要点结构抗震加固与改造技术结构抗震新技术与新发展目录01结构抗震设计基本概念010203地震定义地震是由于地球内部的地壳运动，导致地壳岩层断裂、错动或振动，从而释放出巨大的能量，引起地面的震动。地震波地震时，震源处的岩石破裂产生强烈振动，以波的形式向四周传播，形成地震波。地震波包括体波和面波，其中体波又分为纵波和横波。地震作用地震作用是指地震对建筑物或构筑物产生的动力作用。这种作用会导致建筑物或构筑物发生振动和变形，严重时会造成破坏。地震及地震作用

结构抗震设计原则小震不坏在遭遇低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。中震可修在遭遇相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用。大震不倒在遭遇高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。根据建筑物的重要性、使用功能以及可能遭受的地震破坏程度，确定相应的抗震设防要求和抗震措施。建筑物根据其重要性、使用功能以及可能遭受的地震破坏程度，被分为甲、乙、丙、丁四个类别，分别对应不同的抗震设防要求和抗震措施。抗震设防标准与分类抗震分类设防标准ABDC承载能力结构应具有足够的承载能力，以抵抗地震作用产生的内力和变形。变形能力结构应具有足够的变形能力，以避免在地震作用下发生脆性破坏。稳定性结构应具有足够的稳定性，以防止在地震作用下发生失稳破坏。耗能能力结构应具有较好的耗能能力，以吸收和耗散地震输入的能量，减轻结构的地震反应。结构抗震性能要求02结构抗震设计基本原理底部剪力法一种用静力学方法近似解决动力学问题的简易方法，基于工程结构底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作用相等的原则，来确定结构总地震作用。振型分解反应谱法利用单自由度体系的加速度设计反应谱和振型分解的原理，求解各阶振型对应的等效地震作用，然后按照一定的组合原则对各阶振型的地震作用效应进行组合，从而得到多自由度体系的地震作用效应。时程分析法直接输入地震波，依据结构的动力方程进行积分求解，得出结构在整个地震作用时程范围内的动力响应。地震作用计算方法03瞬态动力学分析研究结构在任意随时间变化荷载作用下的动力响应，可以得到结构在任意时刻的位移、速度和加速度响应。01模态分析研究结构在自由振动时的基本振动特性，包括固有频率、阻尼比和模态振型等。02频响分析研究结构在简谐荷载作用下的稳态响应，可以得到结构在不同频率下的位移、速度和加速度响应。结构动力特性分析静力弹塑性分析（Pushover分析）一种基于性能的结构抗震设计方法，通过逐步增加水平荷载，使结构从弹性阶段进入塑性阶段，观察结构的塑性铰出现顺序、分布及结构整体的变形情况，从而评估结构的抗震性能。动力弹塑性分析直接输入地震波，考虑结构的材料非线性和几何非线性，对结构进行全过程的动力时程分析，得到结构在地震作用下的真实响应。结构弹塑性分析方法123验算结构在地震作用下的强度是否满足要求，包括构件的截面承载力验算和连接节点的承载力验算。承载能力验算验算结构在地震作用下的变形是否满足要求，包括层间位移角、顶点位移等变形指标的验算。变形验算对于高耸结构和高层建筑等，需要验算其在地震作用下的稳定性，包括整体失稳和局部失稳两种情况。稳定性验算结构抗震验算方法03建筑结构抗震设计措施场地选择与地基处理010203选择对建筑抗震有利的地段，如开阔、平坦、坚实场地。避开对建筑抗震不利的地段，如软弱场地、边坡边缘、地震断裂带等。对不利地段采取工程措施进行地基处理，如加固地基、桩基等。建筑布局应规则、对称，避免出现过大的扭转效应。结构选型应符合抗震要求，优先选择框架结构、剪力墙结构等抗震性能好的结构形式。避免采用抗震性能差的结构形式，如砖混结构等。建筑布局与结构选型结构构件设计应符合“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等抗震设计原则。节点构造应保证构件之间的可靠连接，避免出现脆性破坏。注意加强关键部位的抗震构造措施，如楼梯间、电梯井等。结构构件设计与节点构造注意非结构构件的自身抗震性能，避免其破坏对主体结构造成影响。对重要非结构构件采取专门的抗震加固措施。非结构构件（如隔墙、吊顶等）应与主体结构可靠连接，避免脱落伤人。非结构构件抗震措施04桥梁结构抗震设计要点桥梁震害主要包括桥墩破坏、桥台破坏、支座破坏以及梁的破坏等。其中，桥墩破坏是最常见的震害类型，主要表现为墩身开裂、倾斜或倒塌等。桥梁震害类型桥梁震害的原因主要包括地震波的传播特性、桥梁结构自身特性以及地基与基础的影响等。地震波的传播特性如振幅、频率和持时等会对桥梁结构产生不同程度的破坏作用；桥梁结构自身特性如结构形式、材料强度、连接方式等也会影响其抗震性能；地基与基础的影响则主要体现在地基失效、基础沉降等方面。原因分析桥梁震害类型及原因分析桥梁抗震设计原则与方法桥梁抗震设计应遵循“预防为主、防治结合”的原则，即在设计中充分考虑地震作用的影响，采取合理的抗震措施，提高桥梁结构的整体抗震性能。抗震设计原则桥梁抗震设计方法主要包括反应谱法、时程分析法和静力弹塑性分析法等。反应谱法是一种基于弹性理论的抗震设计方法，适用于规则桥梁结构的抗震设计；时程分析法可以模拟地震波的传播过程，适用于复杂桥梁结构的抗震设计；静力弹塑性分析法则是一种评估桥梁结构在地震作用下的塑性变形能力的方法。抗震设计方法要点三桥墩抗震措施桥墩抗震措施主要包括增加截面尺寸、提高材料强度、设置横向约束等。增加截面尺寸可以提高桥墩的承载能力和稳定性；提高材料强度可以增强桥墩的抗震性能；设置横向约束可以防止桥墩在地震作用下发生过大位移。0102桥台抗震措施桥台抗震措施主要包括加强台身与基础的连接、设置防震挡块等。加强台身与基础的连接可以增强桥台的稳定性；设置防震挡块可以防止梁体在地震作用下发生落梁事故。基础抗震措施基础抗震措施主要包括选择合适的基础类型、加强基础的整体性和稳定性等。选择合适的基础类型可以减小地基失效的风险；加强基础的整体性和稳定性可以防止基础在地震作用下发生过大沉降或滑移。03桥墩、桥台及基础抗震措施桥梁支座桥梁支座是连接桥梁上部结构与下部结构的重要构件，其性能直接影响桥梁的抗震性能。在抗震设计中，应选择具有良好抗震性能的支座类型，如铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座等。减震装置减震装置是一种用于减小桥梁结构地震响应的装置，其原理是通过消耗地震能量来减小结构的地震响应。常见的减震装置包括阻尼器、隔震支座等。在桥梁抗震设计中，应根据实际情况选择合适的减震装置类型并进行合理布置。桥梁支座与减震装置应用05结构抗震加固与改造技术对结构体系、构造措施和构件承载力等进行宏观判断。初步鉴定详细鉴定鉴定程序采用现场检测、结构分析和验算等方法进行综合评价。制定鉴定方案、现场调查检测、结构分析验算、综合评估与结论。030201结构抗震鉴定方法与程序增强强度、提高延性、加强整体性和改善传力途径等。加固原则增大截面法、粘贴钢板法、粘贴碳纤维法、增设支点法等。加固方法根据加固设计方案，制定合理施工流程，确保加固效果。加固施工结构抗震加固原则与方法隔震技术、消能减震技术、结构加固与功能改造一体化技术等。改造技术介绍典型的结构抗震改造案例，分析其改造方案和实施效果。改造实例结构抗震改造技术与实例对加固改造后的结构进行抗震性能评估，包括承载力、变形能力和耗能能力等。评估内容采用静力弹塑性分析、动力时程分析等方法进行评估。评估方法根据评估结果，对加固改造效果进行评价，并提出后续使用和维护建议。评估结论加固改造后结构抗震性能评估06结构抗震新技术与新发展隔震技术通过在建筑物或构筑物基底或某个位置设置隔震装置，以隔离或减少地震能量向上部结构的传输，达到减轻结构振动反应的目的。消能减震技术通过增加结构的阻尼或减少结构的自振周期，以消耗地震输入结构中的能量，减轻结构的破坏程度。常用的消能减震装置包括阻尼器、耗能支撑等。隔震与消能减震技术应用结构控制理论在抗震设计中应用结合主动控制和被动控制的优点，通过合理布置主动和被动控制装置，以达到更好的抗震效果。混合控制通过外部能源对结构施加控制力，以减小结构的振动反应。主动控制需要实时测量结构的反应，并计算所需控制力，因此对控制系统和能源要求较高。主动控制不需要外部能源，通过结构自身的某些构件或装置来消耗或隔离地震能量，以达到减小结构振动的目的。被动控制具有构造简单、造价低、易于维护等优点。被动控制根据建筑物的重要性和用途，确定结构在不同地震水准下的性能目标，如“小震不坏、中震可修、大震不倒”等。性能目标基于性能抗震设计采用多水准设防、多性能目标的设计方法，通过分析和计算确定结构的承载力、变形能力和耗能能力等性能指标，以满足预定的性能目标。设计方法在实际工程中，基于性能抗震设计已被广泛应用于高层建筑、桥梁、隧道等各类结构的设计中，取得了显著的抗震效果。实践应用基于性能抗震设计方法与实践新材料与新技术的应用随着新材料和新技术的不断发展，如高性能混凝土、纤维增强复合材料等，为结构抗震设计提供了更多的选择和可能性。通过引入传感器、作动器和控制系