基礎隔震與減振

1、基礎隔震與減振第一章 緒 論第一節(jié) 概述1自然災害卡特里那颶風新奧爾良被淹龍卷風鹽城第一章 緒 論第一節(jié) 概述1自然災害2001年9月25四川車嶺鎮(zhèn) 滑坡11人被埋泥石流第一章 緒 論地震引起埠豐橋斷裂，河床抬高8m,形成疊水 (石崗)地震引起房屋倒塌(臺中石崗)地震引起稻田隆起(臺中霧峰)地震引起操場隆起(臺中國小)唐山大地震1976年7月28日凌晨3時42分，唐山7.8級強地震，被夷為一片廢墟。地震震中烈度達11度，震源深度12 公里。此次地震共死亡24. 2萬多人，重傷16. 4萬多人，極震區(qū)地面建筑幾乎全部倒塌，直接經濟損失據不完全統(tǒng)計達100億元。唐山地震是世界上發(fā)生在城市內的強破壞

2、性地震之一。強烈地震頃刻間將唐山夷為一片平地，兩圖為唐山市區(qū)震后廢墟唐山地震，強度7.8級，震中烈度11度唐山大地震地震造成橋梁坍塌2008年5月12日14時28分,四川汶川縣發(fā)生80級地震,全國大半地區(qū)均有明顯震感。地震震中烈度達11度，震源位于映秀深度33公里。此次地震共死亡約8萬人，直接經濟損失據不完全統(tǒng)計達8000多億元。汶川地震汶川大地震發(fā)生后，彭州一棟新建教學樓基礎被整體抬高近2米，樓體依然屹立原地不倒。最牛教學樓地震引起大壩破壞(臺中石崗)發(fā)震斷裂帶上震害及其避讓乙工業(yè)與民用建筑8度以上應避開發(fā)震斷裂帶200-400m。丙類100200m甲類專門研究2011年3月11日14時46

3、分,日本本州東岸遠海發(fā)生90級地震,地震引起近10米的海嘯。到3月11日此次地震共死亡12985人，直接經濟損慘重。日本地震日本地震2015年4月25日14時,尼泊爾首都加德滿都發(fā)生81級地震,地震震源深度20千米。尼泊爾地震二十世紀中國特大地震一覽海原地震1920.12.16寧夏海原縣8.5級24萬人 古浪地震1927.5.23甘肅古浪8級4萬余人昌馬地震1932.12.25甘肅昌馬堡7.6級7萬人疊溪地震1933.8.25四川茂縣疊溪鎮(zhèn)7.5級2萬多人察隅地震1950.8.15西藏察隅縣8.5級4千人邢臺地震1966.3.8河北隆堯縣/寧晉縣6.8/7.2級8064人通海地震1970.1.

4、5云南省通海縣7.7級15621人海城地震1975.2.4遼寧省海城縣7.3級1328人唐山地震1976.7.28河北省唐山市7.8級24.2萬人瀾滄地震1988.11.6云南瀾滄、耿馬7.6級743人臺灣集集大地震1999.9.21臺灣南投集集鎮(zhèn)7.3級2378人 一個引人注目的情況是，1994年美國加州北嶺地震和1995年日本阪神地震，雖然地震發(fā)生在經濟發(fā)達、人口稠密地區(qū)，造成的經濟損失極大，但傷亡人數遠遠低于1999年土耳其伊茲米特地震、2001年印度古拉特邦地震；2003年阿爾及利亞地震，震級并不高卻造成了比較大的人員傷亡和建筑物倒塌。這與發(fā)達國家高度重視結構抗震，采取措施設防有關，反

5、映出，提高工程抗震能力，震后及時、有效的救助是減輕地震災害的重要途徑。 第一章 緒 論2 抗 震 抗震就是和地震這種自然災害進行斗爭。隔震技術是抗震的一種，是目前較為熱門的前沿科學這就是我們學習這門課的目的黨育, 杜永峰, 李慧編著，基礎隔震結構設計及施工指南 ，中國水利水電出版社2007 日本建筑學會著 ，劉文光譯，隔震結構設計 ，地震出版社2006 日本免震構造協(xié)會編，葉列平譯，圖解隔震結構入門，科學出版社，1998年第一章 緒 論3 教材及參考書期刊雜志 工程抗震 建筑結構 建筑結構學報 土木工程學報 地震工程與工程震動 建筑科學 特種結構 世界地震工程 工程力學唐家祥等，建筑基礎隔震，

6、中國建筑工業(yè)出版社，2003王松濤等，現(xiàn)代抗震設計方法，中國建筑工業(yè)出版社，1998周福霖，工程結構減震控制， 1997李愛群，工程結構減震控制，機械工業(yè)出版社， 2007第二節(jié) 地震的成因一、地球的構造1地殼2地幔3地核T在700km深達2000度軟流塑狀 1按成因分誘發(fā)地震：由于人工爆破、礦山開采及工程活動（如興建水庫）等引發(fā)的地震。 火山地震：由于火山爆發(fā)，巖漿猛烈沖出地面時引起的地面振動。陷落地震：由于地表或地下巖層因某種原因(如較大地下溶洞的塌陷或古舊礦坑的塌陷)突然造成大規(guī)模陷落和崩塌時導致的地面振動。構造地震：由于地殼的構造運動使得地殼的巖層在其薄弱部位突然發(fā)生斷裂、錯動而引起的

7、地震。 二、地震的類型和成因歐亞板塊太平洋板塊非洲板塊澳洲板塊美洲板塊南極洲板塊2構造地震成因2構造地震成因2構造地震成因歐亞板塊太平洋板塊非洲板塊澳洲板塊美洲板塊南極洲板塊2構造地震成因它產生于板塊邊緣和板塊內部的活動構造帶，地殼和上地幔巖石在地球內力作用下，產生構造變形積蓄應變能，一旦達到巖體強度極限，就會發(fā)生突然的剪切破裂(脆性破壞)或沿已有破裂面產生突然錯動(粘滑)，積蓄的應變能就會以彈性波的形式突然釋放使地殼震動而發(fā)生地震。歐亞板塊太平洋板塊非洲板塊澳洲板塊美洲板塊南極洲板塊板邊地震主要發(fā)生在大陸的邊緣，有很多是發(fā)生在大洋或海底，這種地震的破壞影響比起板內地震要小。2構造地震成因板內

8、地震多發(fā)生在大陸內部，分布面比較廣不確定性大，雖然發(fā)生的概率較低，但有時其強度很大，如果發(fā)生在人口密集的大城市及其周邊地區(qū)，其破壞性極大。如1976年的唐山大地震，在幾十秒鐘的時間內將一座用了近百年時間才建設起來的工業(yè)城市幾乎夷為平地。三地震破壞作用A 地表的破壞現(xiàn)象地裂縫地面下陷滑坡、塌方噴砂冒水B 建筑物的破壞喪失整體穩(wěn)定性強度不足塑性變形能力不足地基失效正常使用性能失效(高檔裝修、精密儀器房間)三地震破壞作用墩柱縱筋焊接破壞橋墩剪切破壞C 次生災害火災海嘯 環(huán)境污染水災泥石流2004年12月26日的印度洋大海嘯造成約23萬人死亡三地震破壞作用日本地震海嘯與核污染C 次生災害唐家山堰塞湖泄

9、洪 汶川地震堰塞湖情況，動畫鏈接 避震常識1、發(fā)生時不要倉惶逃出屋外，甚至跳窗戶。2、躲在堅固的家具下，或開間較小的房屋內。美國國際搜救隊隊長道格卡普，千萬不要躲在桌子、床鋪下，而要以更低的姿勢，躲在桌子、床鋪旁邊。建筑物天花板因強震倒塌時，會將桌、床等家具壓毀，人躲在其中就可能同歸于盡。以低于家具的姿勢躲在家具旁，則家具可以先承受倒塌的物品，緩沖向下的壓力，甚至在旁邊的家具可以支撐起生存的空間，因而人們受到的傷害會最小。這些經驗是道格卡普從1985年以來，與他的隊員們參加全球79次重大災難的救災工作中得出的。3、趕緊熄滅火源，關閉煤氣管道。4、躲避時攜帶必備的救生用品。5、不在陡坡、墻根或河

10、邊等逗留。6、徒步避難，注意山崩地裂。當小震的時候，主要是物體砸傷，所以要找掩蔽物，大震的時候是倒塌的建筑物壓傷，所以要找三角區(qū)。 四常用術語地表建筑物震中距震源距震中震源極震區(qū)震源深度 術語解釋圖震源：地層構造運動中，發(fā)生巖層斷裂、錯動的地方。震中：震源正上方的地面位置。震中距：建筑物到震中之間的距離。震源距：建筑物到震源之間的距離。地表建筑物震中距震源距震中震源極震區(qū)震源深度 術語解釋圖震源深度：震中到震源的垂直距離。淺源地震：震源深度在60km以內，集集地震震源7km中源地震：震源深度在60300km，占12%深源地震：震源深度大于300km，占3%極震區(qū)：在震中附近，振動最劇烈、破壞最

11、嚴重的地區(qū)地震術語示意圖第三節(jié) 地震波、震級和烈度1.地震波 由震源釋放出來的地震能量是以波的形式向四周的地面?zhèn)鞑サ?，這種波稱為地震波。 在地殼內部傳播的地震波稱為體波，在地面附近傳播的波稱為面波。體波根據質點運動的方向不同，又可分為縱波和橫波。波長質點振動方向波前進方向（a）縱波 體波質點振動形式波前進方向質點振動方向（b）橫波第三節(jié) 地震波、震級和烈度縱波：質點運動方向與波傳播方向相同，又稱壓縮波。特點：周期較短，振幅較小橫波：質點運動方向與波傳播方向垂直，又稱剪切波。特點：周期較長，振幅較大縱波波速為：橫波波速為：式中E介質的彈性模量； G介質的剪切模量；介質的密度； 介質的泊松比。一般

12、情況下，可以取泊松比 0.22，則： Vp=1.67Vs 縱波先于橫波到達地面。通常，縱波稱為P波(即壓縮波)， 橫波稱為S波(即剪切波)。第三節(jié) 地震波、震級和烈度面波：是體波經地層界面多次反射后形成的次生波，它只沿地球表面?zhèn)鞑?。特點：振幅大，周期長，約為橫波波速的0.9倍可分為瑞利波（R波）和樂甫波（L波）（a） R波：在地面上呈滾動形式。（b） L波：在地面上呈蛇形運動形式。第三節(jié) 地震波、震級和烈度波形傳播范圍簡稱特征介質質點的振動方向地面振動方向波速大小縱波土體內P波壓縮波與波的傳播方向一致垂直振動快橫波土體內S波剪切波與波的傳播方向垂直水平振動中面波地表L波次生波與波的傳播方向垂直

13、比較復雜慢根據兩種波到達測量儀器位置的時間差可得震源距ATA/Vs-A/Vp=A/(VpVs/(Vp-Vs)=A/V故 AT VV虛波波速TT在地震記錄圖上縱波最先到達，橫波次之，面波到達最晚。當橫波和面波到達地面時，地面振動最猛烈。地震現(xiàn)象表明，縱波使結構物產生上下顛簸，橫波使結構物產生水平方向搖晃，面波則使結構物產生既上下顛簸又左右搖晃的振動。由于面波的能量大于體波所以對結構物和地表造成的破壞以面波為主。2. 震級 觀測記錄地震的儀器叫做地震儀。公元132年(東漢時)，張衡，第一臺地震儀放在京城洛陽，6年后甘肅地震，地動儀正西方向的龍吐出一珠，使張衡首先知道正西方向發(fā)生地震。近代的地震儀發(fā)

14、端于18世紀80年代，一般包括拾震器(傳感器)，放大器和記錄裝置三個系統(tǒng)。記錄的加速度通常包括了東西、南北及上下三個方向的地面運動加速度分量2. 震級 觀測記錄地震的儀器叫做地震儀。 震級是衡量一次地震釋放能量大小的尺度，常用里氏震級(M)表示。在1935年由查爾斯里克特（19001985年）給出定義， 它是利用標準地震儀(指周期為0.8s,阻尼系數為0.8,放大倍數為2800的地震儀)在距震中100km處記錄的以微米(1m=10-3mm)為單位的最大水平地面位移(振幅)A的常用對數值即： M=lgA震級與能量的關系 lgE1.5M11.8 A=1mm=103m-M=3 A=1m=106m-M

15、=6 A=10m=107m-M=7 A=100m=108m-M=8 A=1000m=109m-M=92.震級 實際使用時，應對震中距和非標準地震儀進行修正 M5 對建筑物就要引起不同程度的破壞，故稱為破壞性地震 M7 強烈地震或大地震 M8 特大地震近震震級M計算 ：M=logA+R() R（）依震中距而變化的起算函數。3. 地震烈度 地震烈度是指某一次地震時,某一地區(qū)震動的強烈程度。 衡量標準 我國根據震害指數、地表破壞程度及地面運動加速度指標將地震烈度分為12度，并頒布了中國地震烈度表（1999年）（表12）4. 基本烈度 指一個地區(qū)在一定時期（我國取50年）內在一般場地條件下按一定的概率

16、（我國取10%）可能遭遇 到的最大地震烈度 一個地區(qū)進行抗震設防的依據 5. 烈度與地震區(qū)劃圖 烈度區(qū)劃圖是指在地圖上按地震基本烈度的差異劃分出不同區(qū)域的圖，也就是說，在地震烈度區(qū)劃圖上，將表示出不同地區(qū)的地震基本烈度值。等烈度線：具有相同烈度的各個地點的外包線等烈度線的度數隨震中距的增大而遞減 ，但有時會出現(xiàn)烈度異常 1556年1月23日大地震等震線圖中國地震烈度區(qū)劃圖(1990) 全國一些主要城市的地震基本烈度 據統(tǒng)計，在全圖450個城市中，位于地震區(qū)的占74.5%，約有一半城市位于基本烈度7度和7度以上地區(qū)。中國地震災害分布地震防災的手段地震預報地震轉移分散地震工程 地震危險性分析及地震

17、區(qū)劃 結構抗震中國的地震預報1975.2.4遼寧海城地震成功預報，死亡1000多人網傳1976年唐山地震也有明先特征2010年玉樹地震，西安有個學者在自己的工作室發(fā)現(xiàn)了異常李四光是中國優(yōu)秀的科學家，在地震地質領域建樹極高。他當年預測過4個城市將發(fā)生地震，分別是唐山、四川、邢臺、臨沂。據說，李四光前輩去世前，念念不忘的就是郯廬地震帶，他曾經預測，一旦發(fā)生地震，其毀滅性可能是唐山大地震的好幾倍。臨沂附近莒縣1668年曾發(fā)生過8.5級大地震，郯廬地震帶一直是我們地震預報人員重點關注的地方，國家在該地區(qū)也投入了專門的物力和人力。地震預警示意圖地震預警原理地震預警系統(tǒng)地震預警成都高新減災研究所 地震預警

18、系統(tǒng)成都高新減災研究所 四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級地震。由民間機構成都高新減災研究所建設的地震預警技術系統(tǒng)提前發(fā)布預警信息，其中給雅安主城區(qū)的預警時間為5秒，給成都市主城區(qū)的預警時間為28秒。該預警信息實時通過微博、計算機網絡、手機客戶端、汶川和北川電視臺和學校專用接收終端等同步發(fā)布。已經安裝預警接收設備的北川中學、成都泡桐樹小學、成都高新西區(qū)新科學校、成都高新濱河學校、成都高新區(qū)順江學校、青川喬莊中心小學等學校的地震預警信息接收服務器觸發(fā)并報警。地震區(qū)劃： 依據地質構造資料 歷史地震規(guī)律 強震觀測資料 地震危險性分析 計算給出每一地區(qū)在未來一定時限內關于某一烈度（或地震動加速度值）的超越

19、概率 將國土劃分為不同基本烈度所覆蓋的區(qū)域 返回目錄地震區(qū)劃已經可以給出地震動參數的區(qū)劃結果5. 烈度與地震區(qū)劃圖 6. 近震和遠震 震害現(xiàn)象 震中距長，頻率低，周期長，對長周期的高柔結構不利 震中距短，頻率高，周期短，對短周期的剛性結構不利 為此，將烈度為6、7、8度區(qū)的地震影響劃分為近震和遠震 近震和遠震 近震:當某地區(qū)所遭受的烈度比震中烈度低一度或相等時的地震； 遠震:當某地區(qū)所遭受的烈度比震中烈度低二度或二度以上時的地震。 區(qū)別：地震烈度 與 震級 一次地震，表示地震大小的震級只有一個 由于同一次地震對不同地點的影響不一樣， 隨著距離震中的遠近會出現(xiàn)多種不同的烈度 建筑設計時，應根據建

20、筑的重要性不同，采取不同的抗震設防標準，建筑抗震設計規(guī)范將建筑按其重要性不同，劃分為以下四類: 甲類建筑特殊要求的建筑，如遇地震破壞會導致嚴重后果（如放射性物質的污染、劇毒氣體的擴散和爆炸等）和經濟上的重大損失的建筑；政治上有特殊要求的建筑或其它特別重要的建筑等。如人民大會堂等一. 建筑物重要性分類第4節(jié) 抗震設計基本原則 乙類建筑國家重點抗震城市的生命線工程的建筑（如消防、急救、供水、供電等）或其它重要建筑。如醫(yī)院、消防、供電等建筑。一. 建筑物重要性分類 甲類建筑應按國家規(guī)定的批準權限批準執(zhí)行；乙類建筑應按城市抗災救災規(guī)劃或有關部門批準執(zhí)行。 丙類建筑甲、乙、丁類以外的建筑。如一般工業(yè)與民

21、用建筑（公共建筑、住宅、旅館、廠房等）。 丁類建筑次要建筑，如遇地震破壞不易造成人員傷亡和較大經濟損失的建筑（如一般倉庫、人員較少的輔助性建筑）。 抗震設防是指對建筑物進行抗震驗算和采取抗震構造措施，以達到抗震的效果。 抗震設防的依據是抗震設防烈度.二. 抗震設防內容 抗震設防烈度是一個地區(qū)作為抗震設防依據的地震烈度，一般情況下，抗震設防烈度采用國家地震局批準的地震烈度區(qū)劃圖所規(guī)定的基本烈度，必要時可以根據具體情況作適當調整。如南京抗震設防烈度為7度?？拐鹪O防的內容包括進行地震作用計算和采用抗震構造措施兩部分，以達到抗震的效果 具體要求如下: 地震作用計算構造措施甲類建筑用動參數進行動力分析采

22、取特殊構造措施乙類建筑按設防烈度進行計算按設防烈度+1考慮丙類建筑按設防烈度進行計算按設防烈度考慮丁類建筑按設防烈度進行計算按設防烈度-1，且6考慮二. 抗震設防內容l.0.5 水工建筑物應根據其重要性和工程場地地震基本烈度按表1.0.5確定其工程抗震設防類別。水工建筑物的設防標準及其地震危險性的評價要求水工建筑物的設防標準及其地震危險性的評價要求1.0.6 各類水工建筑物及與工程抗震安全有關邊坡，抗震設計的設計地震烈度或設計地震動加速度代表值應按下列規(guī)定確定：1 除工程抗震設防類別為甲類的水工建筑物外，應采用地震基本烈度及地震動基本加速度作為設計烈度和設計地震動加速度。2 工程抗震設防類別為

23、甲類的水工建筑物，應根據其遭受強震影響的危害性，在基本烈度基礎上提高1度作為設計烈度，并將設計地震動加速度增加1倍。 根據地震危險性分析，一般認為，我國地震烈度的概率密度函數符合極值型分布，其分布狀態(tài)如圖。 小震烈度(多遇地震烈度)m是發(fā)生頻率最大的地震，相當于概率密度分布曲線上的峰值所對應的烈度，其超越概率為63.2%,m比基本烈度0小1.55度 大震烈度(罕遇地震烈度)s的超越概率應小于5%，規(guī)范取2-3%,相應于基本烈度為6,7,8度的大震烈度分別為7度強、8度、9度弱、9度強。即大震烈度比基本烈度高一度左右。三. 大震與小震三水準地震作用的標定基本假定地震強度呈極值分布烈度符合極值II

24、I型地震影響50年超越概率地震重現(xiàn)期多遇地震對應的烈度眾值烈度小震63.2%50年設防烈度，基本烈度中震10%475年罕遇地震對應的烈度大震2-3%1642-2475年If(I)ImI0Is 一般關系 烈度：Im=I0-1.55, Is=I0+1 加速度：PGAm=PGA0*1/3, PGAs=PGAm*(46)第一水準：當遭受到多遇的低于本地區(qū)設防烈度的地震（簡稱“小震”）影響時，建筑一般應不受損壞或不修理仍能繼續(xù)使用。采用彈性反應譜法進行彈性分析。 四. 抗震設防基本思想第二水準：當遭受到本地區(qū)設防烈度地震的影響時，建筑可能有一定的破壞，結構進入非彈性工作階段，但非彈性變形和結構損壞經一般

25、修理或不修理仍能繼續(xù)使用。 第三水準：當遭受到高于本地區(qū)設防烈度的罕遇地震（簡稱“大震”）時，允許結構有較大的非彈性變形，但建筑不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。通俗講即：“小震不壞，中震可修，大震不倒”?；趪H趨勢，結合我國具體情況，現(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)范提出了“三水準”的抗震設防目標：在進行建筑抗震設計時，原則上應該滿足三水準抗震設防目標的要求，在具體做法上，為簡化計算起見，規(guī)范采取了二階段設計法，即第一階段設計：承載力驗算；按小震作用效應和其它荷載效應的基本組合驗算結構構件的承載能力，以及在小震作用下驗算結構的彈性變形，以滿足第一水準抗震設防目標的要求。 第二階段設計：在大震作用下驗算結

26、構的彈塑性變形，以滿足第三水準抗震設防目標的要求。 至于第二水準抗震設防目標的要求，規(guī)范是以抗震構造措施來加以保證的。 四. 抗震設防基本思想第5節(jié) 隔震與消能減震設計概念和設防目標一. 隔震結構體系 是在結構物底部與基礎之間加設隔震裝置而構成的體系。北京故宮就是一個古老的隔震例子現(xiàn)在多用橡膠隔震支座。鐮倉大佛 （日本，建于1252年） 1923年關東大地震時， 臺座崩損，佛像前傾，向 前滑出約40cm。 1926年修繕時，曾把 佛像固定在臺座上，大 佛頸部在地震過程中折斷。 19601961修繕時，在臺座與佛像之間鋪 了一層不銹鋼板（隔震思想的引入） 。第5節(jié) 隔震與消能減震設計概念和設防目

27、標二. 消能減震體系目前常用的是消能支撐體系是在結構上加一種帶阻尼裝置的斜交叉支撐桿，比如粘彈性阻尼器，地震時支撐桿產生軸向力和軸向變形，阻尼材料消耗大量地震能量，從而由結構本身分擔的地震能量減小，減小結構物的變形。如9.11的美國紐約世界貿易中心。粘滯流體阻尼器 一般由缸筒、活塞、阻尼孔、阻尼介質（粘滯流體）和導桿等部分組成。二. 消能減震體系粘彈性阻尼器一般由粘彈性材料受到鋼板的包裹組成。二. 消能減震體系三、隔震設計的設防目標遭遇第一水準烈度(多遇地震)時，建筑結構及內部儀器設備處于完全正常的使用狀態(tài)，結構可視為彈性體系 ；遭遇第二水準烈度(設防烈度的地震)時，建筑結構及內部儀器設備仍處

28、于正常的使用狀態(tài)，結構基本上可視為彈性體系 。遭遇第三水準烈度(罕遇地震)時。上部結構可能出現(xiàn)有限的非彈性變形，但不危及生命安全和不喪失使用功能，內部設備儀器也不致出現(xiàn)喪失其使用功能的破壞；下部結構不產生危及上部結構的破壞，使整個隔震體系仍能保持正常工作。 三、隔震設計的設防目標第一階段設計是強度驗算，取第一水準(多遇地震)的地震動參數? 第二階段設計是變形驗算。取第三水準(罕遇地震)的地震動參數驗算隔震結構的水平變形。 三、隔震設計的設防目標適用范圍：（1） 自振周期比較小的建筑地震波數據生成器，生成后保存為SGS文件)，用戶可利用保存的SGS文件(文本格式文件)根據上面所述方法計算Sv、S

29、a、Tg。通過Tg值可判斷該地震波是否適合當地場地和地震設計分組?？拐鹪O防烈度相應的設計基本地震加速度抗震設防烈度與設計基本地震加速度的關系 7 8 90.05g 0.1（0.15）g 0.2（0.3）g 0.4g 上表括號內分別對應基本加速度0.15g和0.3g與抗震設防烈度相應的水平地震影響系數最大值為輸入地震動的要求當采用時程分析法計算時，與抗震設防烈度相應的設計地震加速度值為當取三組加速度曲線，計算結果取包絡值與振型分解反應譜法的較大值當取7組或7組以上，計算結果取平均值與振型分解反應譜法的較大值當采用時程分析法計算時，地震波輸入是一大難題，必須與合理的輸入地震動為前提，抗震設計的最大

30、不確定性來自地震波的輸入，選取的地震波應盡可能與場地估計的地震波三要素相吻合。選用應注意：（1）地震波應按建筑場地類別和設計地震分組選（2）實際強震記錄，總數2/3，2條或5條（3）人工模擬加速度時程曲線，總數1/3，1條或2條第六節(jié). 地震影響處于發(fā)震斷裂帶10km以內時，應考慮近場系數；5km以內時宜取1.5，5km以外時取不小于1.25的系數。所采用的多組時程曲線的平均地震影響系數曲線與振型分解反應譜法所采用的地震影響系數曲線在統(tǒng)計意義上相符。第六節(jié). 地震影響統(tǒng)計意義上相符：平均地震影響系數曲線與振型分解反應譜法所采用的地震影響系數曲線在對應結構主要振形周期點上的值相差不大于20%。計

31、算結果在結構主方向平均底部剪力不小于振形分解反應譜法的80%，但不應大于120%。每條的計算結果在結構主方向底部剪力不小于振形分解反應譜法的65%，不大于135%。第六節(jié). 地震影響統(tǒng)計意義上相符例子：基底剪力PKPM反應譜計算結果ETABS反應譜計算結果ETABS時程曲線計算結果Chi_80Cau_ewIlo_ewrss_41USER845USER586USER900平均值y向1029.58103111681605644.61034951.91415130811607(0.1g)度多遇地震作用下基底剪力（kN）江寧翠屏山小學教學樓7度多遇地震動（天然波）和規(guī)范設計譜對比 輸入地震動的要求三向

32、或兩向輸入加速度最大值通常按以下比例調整：1（水平1）：0.85（水平2）：0.65（豎向）。 傳統(tǒng)抗震理論存在的局限性 1）地震對結構輸入的反應是復雜的。 2）實際結構物是由多種構件在空間范圍內組裝而成的，即使很簡單的，也是一個十分復雜的動力系統(tǒng)，再加上施工質量的影響，使得構件材料的性質、構件之間的連接等都會出現(xiàn)大幅度的差異。 3）若干現(xiàn)代產業(yè)和高科技設施不僅不允許發(fā)生建筑物的破壞而且不允許內部設施的損壞和中斷工作，而傳統(tǒng)設計方法是難于達到這樣的要求。 4）傳統(tǒng)的結構抗震設計方法，會遇到一些不可克服的困難，由于它是用結構承重構件本身來抗御地震，為了經濟起見往往使承重構件在塑性階段工作。這樣，

33、一方面將會出現(xiàn)較大的變形；另一方面塑性的往復變形將會出現(xiàn)低周疲勞破壞而降低構件的承載力。 現(xiàn)行的結構抗震設計是基于承載力和強度的設計方法。 小震： 內力和位移 大震： 彈塑性位移限值。 目標，大震不倒，是以單一的，基于生命安全的性態(tài)水準進行的設計，已經不能滿足社會和公眾的要求。 基于性能的抗震設計 問題： 20世紀90年代美國加州伯克利分校學者提出，各國相繼開展了這方面的研究。 根據建筑物的用途，并考慮建筑物所處的場地的地震強度、建造費用和投資者的經濟實力，選擇合適的結構性態(tài)設計目標；并根據目標提出不同的抗震設計標準，使設計的建筑在未來地震中有不同的預期功能?；谛阅艿目拐鹪O計 被認為是抗震設

34、計新的主要發(fā)展方向 。1992年率先將基于位移的抗震設計引入到抗震加固中2003年，發(fā)布了建筑物及設施的性能規(guī)范 2003年，歐洲混凝土協(xié)會出版了鋼筋混凝土建筑結構基于位移的抗震設計我國 “八五”重大項目“城市與工程減災基礎研究”；“九五”重大項目“大型復雜結構體系的關鍵科學問題和設計理論”都對基于性能的抗震設計進行了研究。基于性能的抗震設計 目前建筑抗震設計規(guī)范將基于性能的抗震設計方法原則納入基于性能的抗震設計 PBSD(performance based seismic design)抗震性能化設計，又稱基于性能的抗震設計是指根據建筑物的重要性和用途確定結構的性能目標：根據不同的性能目標提

35、出不同的抗震設防標準，使設計的建筑在未來的地震中具備預期的功能。例如：醫(yī)院要求在地震后仍能發(fā)揮作用。航空指揮中心要求地震發(fā)生時和發(fā)生后能正常使用。業(yè)主也可以根據自己的需要，提出建筑物在地震時應該達到的要求?；谛阅艿目拐鹪O計地震設防水準結構性能目標的確定結構地震反應預測設計方法地震輸入，地震動水準抗震能力地震需求實現(xiàn)能力，需求的平衡基于性能的抗震設計 抗震設防烈度與設計基本地震加速度的關系 7 8 90.05g 0.1（0.15）g 0.2（0.3）g 0.4g0.12 0.23（0.34） 0.45（0.68） 0.9 水平地震影響系數最大值基于性能的抗震設計 現(xiàn)行規(guī)范2010，設防地震的地

36、震影響系數最大值設計基本地震加速度處于發(fā)震斷裂105km以內，乘以1.25；05km內，乘以1.5地震設防水準基于性能的抗震設計 現(xiàn)行規(guī)范2010，框架結構目標結構性能目標的確定建筑物在特定的地震作用下預期破壞的最大程度完好輕微破壞中等破壞不嚴重破壞嚴重破壞1/5501/2501/1201/601/50 三種設計方法：能量設計法，基于損傷設計法和位移設計法 關鍵科學問題是結構在非線性、大變形狀態(tài)下的本構關系，這是結構抗震工程所要解決的、其他結構分析所不涉及的特殊問題，經典彈性力學和疲勞理論都不能提供解決這一問題的途徑。換言之，這里面臨著知識創(chuàng)新的任務。創(chuàng)新知識的源泉在于實驗研究和理論概括，其中

37、，實驗研究是基本途徑。 手段：時程分析法，彈性，非線性 反應譜法，Push-over法基于性能的抗震設計 建筑抗震設計規(guī)范的發(fā)展沿革建筑抗震設計規(guī)范的發(fā)展沿革建筑抗震設計規(guī)范的發(fā)展沿革建筑抗震設計規(guī)范的發(fā)展沿革建筑抗震設計規(guī)范的發(fā)展沿革建筑抗震設計規(guī)范的發(fā)展沿革現(xiàn)行抗震規(guī)范GB500112010主要調整對于危險地段，嚴禁建造甲、乙類的建筑，不應建造丙類建筑”。有關危險地段的劃分，見規(guī)范 4.1.1 條，即“地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的部位”。建筑抗震設計規(guī)范的發(fā)展沿革震后的北川縣城，右邊山體的巨大滑坡沖毀了大片建筑建造于條狀突出的山嘴、高聳孤立的

38、山丘、非巖石和強風化巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段的建筑結構，地震作用應乘以增大系數1.11.6建筑抗震設計規(guī)范的發(fā)展沿革教學樓、醫(yī)院等橫墻較少、跨度較大的房屋，宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋蓋。多、高層的混凝土樓屋蓋宜優(yōu)先采用現(xiàn)澆混凝土板。當采用混凝土預制裝配式樓、屋蓋時，應從樓蓋體系和構造上采取措施確保各預制板之間連接的整體性。汶川地震中，有很多預制裝配樓蓋由于構造措施不當，掉落導致人員傷亡。需要認真總結經驗，從樓蓋體系和構造上采取措施，以提高安全性。建筑抗震設計規(guī)范的發(fā)展沿革條文 3.8.1 條改為非強制性條文：“隔震與消能減震設計，應主要使用于使用功能有特殊要求的建筑及抗震設防烈度為

39、 8、9 度的建筑”。隨著隔震和減震技術近年來的成熟，相應放寬其使用范圍和條件。擴大隔震和消能減震技術的應用范圍隔震與消能減震設計可用于對抗震安全性和使用功能有較高要求或專門要求的建筑。 （二）增設樓梯間的構造柱。強條第 7.3.1 條中，要求將樓梯間四角以及樓梯段上下端對應的墻體處設置構造柱。因此，樓梯間將共有不少于 8 根構造柱，與 7.3.8 條的強制性要求一起，有助于形成應急疏散安全島。（三）加強樓梯間墻體的抗震能力。在 3.7.3 條補充規(guī)定：“樓梯間的非承重墻體，應采取與主體結構可靠連接或錨固等避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備的措施”。并將 7.3.8 條提升為強制性條文，要求砌體結構樓梯間墻體在休息平臺或半高處設置鋼筋混凝土帶或配筋磚帶，以及采取其他加強措施，特別要求加強頂層和出屋面樓梯間的抗震構造相當于約束砌體的構造要求。建筑抗震設計規(guī)范的發(fā)展沿革116國內外大地震的經驗教訓1.目前地震予測存在不確定性,設防烈度偏低(1969年定),也不準 災難性大地震，多發(fā)生在低烈度區(qū),房屋成片倒塌 1976 唐山大地震設防 6度實際11度, 歷史上無大地震 1995 日本神戶 屬“低烈度安全”區(qū),設防7度實際10度 （80年來相對平靜，千年未遇大地震） 2008.5.12 汶川地震設防 7度 實際11度 2010.0