工程結(jié)構(gòu) 第五章工程結(jié)構(gòu)抗震

1、第五章 工程(gngchng)結(jié)構(gòu)抗震工程(gngchng)結(jié)構(gòu)共四十五頁一、地震(dzhn)基本知識(shí)1.地震 地震是指因地球內(nèi)部緩慢積累(jli)的能量突然釋放而引起的地球表層的振動(dòng) 。震源、震中、震中距震源：地球內(nèi)部發(fā)生地震的地方。震中：震源在地面上的投影點(diǎn)。震中區(qū)：震中及其附近的地方，也稱極震區(qū) 。震中距：從震中到地面上任何一點(diǎn)的距離。震源深度：從震源到地面上震中的距離。共四十五頁一、地震(dzhn)基本知識(shí)1.地震地震(dzhn)分類按地震成因分天然地震：構(gòu)造地震、火山地震、陷落地震。 人工地震：因人為因素直接造成的地震。按震源深度分淺源地震：震源深度小于60千米中源地震：震源深度在6

2、0至300千米深源地震：震源深度在300千米以上共四十五頁一、地震(dzhn)基本知識(shí)1.地震震級(jí)(zhnj)與烈度地震震級(jí)里氏地震等級(jí)反映一次地震本身大小的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)地震儀距震中100km紀(jì)錄的最大水平地動(dòng)位移，單位為微米微震- 2級(jí)以下，人感覺不到有感地震- 2-4級(jí)，人有感覺破壞性地震- 5級(jí)以上，有破壞 強(qiáng)烈地震- 7級(jí)以上，有破壞 特大地震- 8級(jí)以上，有破壞 共四十五頁一、地震(dzhn)基本知識(shí)1.地震震級(jí)(zhnj)與烈度地震烈度地震對(duì)地表和建筑物影響的平均強(qiáng)弱程度 一般而言，震級(jí)越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影響烈度的因素，除了震級(jí)、震中距外，還

3、與震源深度、地質(zhì)構(gòu)造和地基條件等因素有關(guān)。地震烈度表地震烈度表是評(píng)定烈度的標(biāo)準(zhǔn)和尺度。我國在1980年制定了中國地震烈度表。中國地震烈度表將地震烈度分為1-12度。共四十五頁無感 1室內(nèi)個(gè)別靜止中的人感覺 2懸掛物微動(dòng)門、窗輕微作響室內(nèi)少數(shù)靜止中的人感覺 3懸掛物明顯擺動(dòng)，器皿作響門、窗作響室內(nèi)多數(shù)人感覺。室外少數(shù)人感覺。少數(shù)人夢中驚醒 43(2-4)31(22-44)不穩(wěn)定器物翻倒門窗、屋頂、屋架顫動(dòng)作響，灰土掉落。抹灰出現(xiàn)微細(xì)裂縫室內(nèi)普遍感覺。室外多數(shù)人感覺。多數(shù)人夢中驚醒 56(5-9)63(45-89)河岸和松軟土出現(xiàn)裂縫。飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水。地面上有的磚煙囪輕度裂縫掉頭損壞個(gè)別磚瓦

4、掉落、墻體微細(xì)裂縫驚惶失措，倉皇逃出 613(10-18)125(90-177)河岸出現(xiàn)坍方。飽和砂層常見噴砂冒水。松軟土上地裂縫較多。大多數(shù)磚煙囪中等破壞輕度破壞局部破壞開裂，但不妨礙使用大多數(shù)人倉皇逃出 725(19-35)250(178-353)干硬土上亦有裂縫。大多數(shù)磚煙囪嚴(yán)重破壞中等破壞結(jié)構(gòu)受損，需要修理搖晃顛簸，行走困難 850(36-71)500(354-707)干硬土上有許多地方出現(xiàn)裂縫，基巖上可能出現(xiàn)裂縫?；隆⑻匠Ｒ?。磚煙囪出現(xiàn)倒塌嚴(yán)重破壞墻體龜裂，局部倒塌，修復(fù)困難坐立不穩(wěn)。行動(dòng)的人可能摔跤 9100(72-141)1000(708-1414)山崩和地震斷裂出現(xiàn)?；鶐r上

5、的拱橋破壞。大多數(shù)磚煙囪從根部破壞或倒毀倒塌大部倒塌，不堪修復(fù)騎自行車的人會(huì)摔倒。處不穩(wěn)狀態(tài)的人會(huì)摔出幾尺遠(yuǎn)。有拋起感 10地震斷裂延續(xù)很長。山崩常見?；鶐r上的拱橋毀壞毀滅11地面劇烈變化，山河改觀12個(gè)別：10%以下少數(shù)(shosh)：10%50%多數(shù)：50%70%大多數(shù)：70%90%普遍：90%以上速度加速度 其它現(xiàn)象 一般房屋 人的感覺烈度共四十五頁一、地震(dzhn)基本知識(shí)1.地震震級(jí)(zhnj)與烈度基本烈度 未來50年內(nèi)可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值稱為該地區(qū)的基本烈度。相當(dāng)于475年一遇的最大地震的烈度?；玖叶纫卜Q為偶遇烈度或中震烈度。設(shè)防烈度一般情況下，可采用地震

6、基本烈度。共四十五頁一、地震(dzhn)基本知識(shí)1.地震震級(jí)(zhnj)與烈度多遇烈度 建筑所在地區(qū)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）內(nèi)出現(xiàn)的頻度最高的烈度。也稱為常遇烈度、小震烈度。其超越概率為63.2%，重現(xiàn)期為50年。罕遇烈度 建筑所在地區(qū)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（50年）內(nèi)具有超越概率2%-3%的地震烈度。也稱為大震烈度，重現(xiàn)期約為2000年。共四十五頁一、地震(dzhn)基本知識(shí)1.地震設(shè)計(jì)(shj)地震分組 在宏觀烈度大體相同條件下，處于大震級(jí)遠(yuǎn)離震中的高聳建筑物的震害比中小級(jí)震級(jí)近震中距的情況嚴(yán)重的多。設(shè)計(jì)地震分為三組建筑場地的類別堅(jiān)硬土層上的剛性建筑、軟弱土上的柔性建筑破壞嚴(yán)重。建筑場地按地震對(duì)建筑的

7、影響劃分為4類。建筑場地分類的指標(biāo)是以場地土的類型和覆蓋層的厚度。共四十五頁一、地震(dzhn)基本知識(shí)2. 地震的破壞作用錯(cuò)動(dòng)裂縫(li fng)噴水冒砂滑坡共四十五頁一、地震基本知識(shí)2. 地震的破壞(phui)作用房屋(fngw)倒塌共四十五頁一、地震基本知識(shí)2. 地震的破壞(phui)作用橋梁(qioling)斷落共四十五頁一、地震基本知識(shí)2. 地震的破壞(phui)作用水壩(shub)開裂共四十五頁一、地震(dzhn)基本知識(shí)2. 地震的破壞作用鐵軌(tiju)變形共四十五頁一、地震(dzhn)基本知識(shí)2. 地震的破壞作用海嘯(hixio)共四十五頁 簡稱(jinchng)為：“小震不

8、壞，中震可修，大震不倒”。二、抗震設(shè)防(shfng)的基本要求1. 抗震設(shè)防目標(biāo)“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防目標(biāo)PDPDDEDu1.(小震)3.(中震)6.(大震)Dy 當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。 當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。 當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的預(yù)估的罕遇地震影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。共四十五頁二、抗震設(shè)防的基本(jbn)要求1. 抗震設(shè)防目標(biāo)結(jié)構(gòu)(jigu)延性的概念 (塑性變形性能)PDDPDyPyDuPmax延性脆性延性比共四十五頁二、抗震設(shè)防(shfng)

9、的基本要求2. 抗震設(shè)防分類抗震次要建筑丁類 除甲乙丁類以外的一般建筑丙類 地震時(shí)使用功能不能中斷需盡快恢復(fù)的建筑乙類 重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑甲類 設(shè)防分類甲類：A、中央級(jí)、省級(jí)的電視調(diào)頻廣播發(fā)射塔建筑，國際電信樓、國際海纜登陸站、 國際衛(wèi)星地球站、中央級(jí)的電信樞紐（含衛(wèi)星地球站）等。B、研究、中試生產(chǎn)和存放劇毒生物制品和天然人工細(xì)菌與病毒（如鼠疫、霍亂、 傷寒等) 的建筑等。C、三級(jí)特等醫(yī)院的住院部、醫(yī)技樓、門診部等。乙類：A、中央級(jí)廣播發(fā)射臺(tái)、節(jié)目傳送臺(tái)、廣播中心、電視中心省級(jí)廣播中心、電視中 心、電視發(fā)射臺(tái)及200kW以上廣播發(fā)射臺(tái)等。B、存放國家一、二級(jí)重要珍貴

10、文物博物館，大型體育館，大型影劇院，大型商業(yè) 零售商場等公共建筑等。C、大中城市的三級(jí)醫(yī)院的住院部、醫(yī)技樓、門診部等。D、教育建筑中，幼兒園、小學(xué)、中學(xué)的教學(xué)用房以及學(xué)生宿舍和食堂 共四十五頁二、抗震設(shè)防的基本要求(yoqi)3. 抗震設(shè)防措施 抗震措施:除結(jié)構(gòu)地震作用(zuyng)計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施。 抗震構(gòu)造措施：一般不須計(jì)算而對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。PDPDDEDu1.(小震)3.(中震)6.(大震)Dy共四十五頁二、抗震設(shè)防的基本(jbn)要求3. 抗震設(shè)防措施 應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低，但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低

11、丁類 應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度度的要求丙類 一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求；當(dāng)9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求，對(duì)較小的乙類建筑，當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時(shí)，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施乙類 當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求；當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求甲類抗震措施較小乙類建筑：工礦企業(yè)的變電所、空壓站以及城市(chngsh)供水水源的泵房等。抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。共四十五頁二、抗震(kngzhn)設(shè)防的基本要求4. 地震作用一般情況下仍應(yīng)

12、符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求丁類 應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求丙類 應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求乙類 按地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果，且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用甲類 地震作用 在設(shè)防烈度為6度時(shí)，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對(duì)乙、丙、丁類建筑可不(k b)進(jìn)行地震作用計(jì)算。共四十五頁二、抗震設(shè)防(shfng)的基本要求4. 地震作用a-地震(dzhn)影響系數(shù)amax-地震影響系 數(shù)最大值地震影響系數(shù)最大值amax(阻尼比為0.05)1.400.90(1.20)0.50(0.72)-罕遇地震0.320.16(0.24)0.08(0.12)0.04多遇地震 9 8 7 6地震影響烈度 括號(hào)數(shù)字分

13、別對(duì)應(yīng)于設(shè)計(jì)基本加速度0.15g和0.30g地區(qū)的地震影響系數(shù)T-結(jié)構(gòu)周期抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜共四十五頁二、抗震(kngzhn)設(shè)防的基本要求4. 地震作用a-地震(dzhn)影響系數(shù)amax-地震影響系 數(shù)最大值T-結(jié)構(gòu)周期抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜Tg-特征周期地震特征周期分組的特征周期值Tg(s)0.90 0.65 0.450.35第三組0.75 0.55 0.400.30第二組0.65 0.45 0.35 0.25第一組 場地類別共四十五頁二、抗震設(shè)防的基本要求(yoqi)4. 地震作用底部剪力計(jì)算(j sun)水平地震作用Geq結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值 單質(zhì)點(diǎn)取 G；多質(zhì)點(diǎn)取 0.85GiH1G1Gk

14、HkF1FkGnFna1 相應(yīng)與結(jié)構(gòu)基本自振周期的地震影響系數(shù) 二層以內(nèi)可取 amax 二層以上可按 T1=(0.06 0.09)N 確定a1共四十五頁三、抗震(kngzhn)構(gòu)造措施1. 多層混合結(jié)構(gòu)房屋(fngw)局部尺寸的限制1.51.51.02.00.01.21.21.01.50.51.01.01.01.00.51.01.01.01.00.5承重窗間墻最小寬度承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離非承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離內(nèi)墻陽角至門窗洞邊的最小距離無錨固女兒墻(非出入口處)的最大高度9876烈度部位房屋局部尺寸限值(m)共四十五頁三、抗震(kngzhn)構(gòu)造措施1. 多層混合結(jié)構(gòu)設(shè)

15、置(shzh)鋼筋混凝土構(gòu)造柱共四十五頁三、抗震(kngzhn)構(gòu)造措施1. 多層混合結(jié)構(gòu)設(shè)置鋼筋(gngjn)混凝土構(gòu)造柱內(nèi)墻(軸線)與外墻交接處,內(nèi)墻的局部較小墻垛處,7-9度時(shí),樓、電梯的四角,9度時(shí),內(nèi)縱墻與橫墻(軸線)交接處三、四五、六六、七八隔開間橫墻(軸線)與外墻交接處,山墻與內(nèi)縱墻交接處,7-9度時(shí),樓、電梯的四角二四五六、七7、8度時(shí)，樓、電梯的四角，每隔15m左右的橫墻或單元橫墻與外墻交接處二、三三、四四、五9度8度7度6度房屋層數(shù)設(shè)置部位外墻四角，錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處較大洞口兩側(cè)，大房間內(nèi)外墻交接處構(gòu)造柱設(shè)置部位共四十五頁三、抗震(kngzhn)構(gòu)造措施1. 多層混

16、合結(jié)構(gòu)設(shè)置(shzh)鋼筋混凝土圈梁同上;各層所有橫墻同上;屋蓋處沿所有橫墻，且間距不應(yīng)大于7m；樓蓋處間距不應(yīng)大于7m,構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同上;屋蓋處間距不應(yīng)大于7m，樓蓋處間距不應(yīng)大于15m,構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位內(nèi)橫墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處外墻及內(nèi)縱墻986、7墻類烈度鋼筋混凝土圈梁的設(shè)置部位共四十五頁三、抗震構(gòu)造(guzo)措施1. 多層混合結(jié)構(gòu)墻體之間的連接(linji)共四十五頁三、抗震構(gòu)造措施2. 多高層(o cn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(jigu)的抗震等級(jí)地震作用下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)有下列特點(diǎn)：1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；2、結(jié)構(gòu)的抗震能力主

17、要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能；3、房屋越高，地震反應(yīng)越大，抗震要求越高。 地震作用與烈度、場地等有關(guān)，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，對(duì)不同烈度、場地的結(jié)構(gòu)的抗震要求可以有明顯的差別。 主、次抗側(cè)力構(gòu)件的抗震要求應(yīng)有差別。 抗震等級(jí)是確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震計(jì)算和抗震措施的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)設(shè)防烈度、房屋高度、建筑類別、結(jié)構(gòu)類型及構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的重要程度確定，共分四個(gè)等級(jí)，一級(jí)最高。共四十五頁三、抗震(kngzhn)構(gòu)造措施2. 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(jigu)的抗震等級(jí)共四十五頁三、抗震(kngzhn)構(gòu)造措施2. 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高(t go)結(jié)構(gòu)延性的措施強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固強(qiáng)梁弱柱型破壞強(qiáng)柱弱梁

18、型破壞共四十五頁三、抗震構(gòu)造措施2. 多高層(o cn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)延性(ynxng)的措施強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固鋼筋的錨固zaE：縱向受拉鋼筋抗震錨固修正系數(shù) 一、二級(jí)抗震等級(jí)，取1.15，三級(jí)取1.05，四級(jí)取1.0。共四十五頁三、抗震構(gòu)造措施2. 多高層(o cn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)延性(ynxng)的措施強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固柱軸壓比限制:n=0n=0.42共四十五頁三、抗震(kngzhn)構(gòu)造措施2. 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)延性(ynxng)的措施強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固柱軸壓比限制:共四十五頁三、抗震構(gòu)造措施2. 多高層鋼筋(g

19、ngjn)混凝土結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)(jigu)延性的措施強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固柱端箍筋加密加密范圍： h(D), Hc0/6, 500mm max , 且底層下端 Hc0/3 共四十五頁三、抗震構(gòu)造(guzo)措施2. 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高(t go)結(jié)構(gòu)延性的措施強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固柱端箍筋加密箍筋加密范圍內(nèi)的體積配筋率 共四十五頁三、抗震(kngzhn)構(gòu)造措施2. 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)(jigu)延性的措施強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固柱的剪跨比柱的剪跨比 l 2 ，為長柱，設(shè)計(jì)中宜采用。柱的剪跨比 1.5 l 2 ，為短柱，設(shè)計(jì)中不宜采用。柱的剪跨比 l 1.5 ，為極短柱，設(shè)計(jì)中慎重采用。共四十五頁三、抗震構(gòu)造(guzo)措施2. 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)(jigu)延性的措施強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固梁端箍筋加密共四十五頁三、抗震構(gòu)造措施2. 多高層鋼筋(gngjn)混凝土結(jié)構(gòu)提高(t go)結(jié)構(gòu)延性的措施共四十五頁三、抗震(kngzhn)構(gòu)造措施2. 多高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)(jigu)延性的措施共四十五頁三、抗震構(gòu)造措施2. 多高層鋼筋(gngjn)混凝土結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)延性(ynxng)的措施共四十五