建筑抗震的基本概課件

1、建工1006班建筑抗震2011/12/8建筑抗震建筑抗震的基本概念地震與結(jié)構(gòu)建筑抗震措施主講內(nèi)容2011/12/8建筑抗震建筑抗震的基本概念主講人：彭圣勇2011/12/8建筑抗震什么是地震（Earthquake ）？由于地球不斷運(yùn)動(dòng)和變化，逐漸積累了巨大的能量，在地殼某些脆弱地帶，造成巖層突然發(fā)生破裂，或者引發(fā)原有斷層的錯(cuò)動(dòng)，這就是地震。地震絕大部分都發(fā)生在地殼中。2011/12/8建筑抗震1923年日本關(guān)東大地震，東京約有磚石結(jié)構(gòu)房屋7000棟，幾乎全部遭到不同程度的破壞2011/12/8建筑抗震1976年唐山地震，對(duì)烈度為10度、11度區(qū)的123棟2-8層磚混結(jié)構(gòu)房屋調(diào)查，倒塌率為63.

2、2%，嚴(yán)重破壞為23.6%，尚能修復(fù)使用的4.2%，實(shí)際破壞率達(dá)95.8%。2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震1、震 源地震發(fā)生時(shí)，在地球內(nèi)部產(chǎn)生地震波的位置，也是地震能量釋放的源頭；2、震源深度震源到地面的垂直距離；3、震 中震源到地表的垂直投影點(diǎn)；4、震 中 距地震影響區(qū)內(nèi)，地表某處至震中的距離；5、等 震 線在同一地震中，具有相同地震烈度點(diǎn)的連線；6、極震區(qū)（震中區(qū)）等震線圖上烈度最高的區(qū)域。常用地震術(shù)語(yǔ)：2011/12/8建筑抗震震源深度震中距震源距極震區(qū)等震線2011/12/8建筑抗震地震

3、引起的振動(dòng)以波的形式從震源向各個(gè)方向傳播，這就是地震波。地震波體波：地球內(nèi)部傳播縱波（P波）橫波（S波）面波：地球表面?zhèn)鞑?011/12/8建筑抗震地震震級(jí)表示由震源釋放出來(lái)的能量一個(gè)地震只有一個(gè)震級(jí)黎克特地震震級(jí)表震級(jí)加一級(jí) = 能量增加約32 倍震級(jí)加二級(jí) = 能量增加約32x32 (1000) 倍汶川512大地震：8級(jí)2011/12/8建筑抗震中國(guó)地震烈度表 1度：無(wú)感僅儀器能記錄到 2度：微有感特別敏感的人在完全靜止中有感 3度：少有感室內(nèi)少數(shù)人在靜止中有感，懸掛物輕微擺動(dòng) 4度：多有感室內(nèi)大多數(shù)人，室外少數(shù)人有感，懸掛物擺動(dòng)，不穩(wěn)器皿作響 5度：驚醒室外大多數(shù)人有感，家畜不寧，門(mén)窗作

4、響，墻壁表面出現(xiàn)裂紋 6度：驚慌人站立不穩(wěn)，家畜外逃，器皿翻落，簡(jiǎn)陋棚舍損壞，陡坎滑坡 7度：房屋損壞房屋輕微損壞，牌坊，煙囪損壞，地表出現(xiàn)裂縫及噴沙冒水 8度：建筑物破壞房屋多有損壞，少數(shù)破壞路基塌方，地下管道破裂 9度：建筑物普遍破壞房屋大多數(shù)破壞，少數(shù)傾倒，牌坊，煙囪等崩塌，鐵軌彎曲 10度：建筑物普遍摧毀房屋傾倒，道路毀壞，山石大量崩塌，水面大浪撲岸 11度：毀滅房屋大量倒塌，路基堤岸大段崩毀，地表產(chǎn)生很大變化 12度：山川易景一切建筑物普遍毀壞，地形劇烈變化動(dòng)植物遭毀滅。 2011/12/8建筑抗震火災(zāi)水災(zāi)有毒氣體泄露細(xì)菌及放射性物質(zhì)擴(kuò)散海嘯滑坡崩塌地裂縫由地震引起2011/12/8

5、建筑抗震1999年9月21日，臺(tái)灣省中部地震2011/12/8建筑抗震2001年1月26日，印度大地震2011/12/8建筑抗震建筑物倒塌2011/12/8建筑抗震地震后水壩被震塌2011/12/8建筑抗震抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國(guó)家公共安全的重大建築工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害後果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建築。簡(jiǎn)稱甲類(lèi)。 重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)：指地震時(shí)使用功能不能中斷或需儘快恢復(fù)的生命線相關(guān)建築，以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害後果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建築。簡(jiǎn)稱乙類(lèi)。 特殊設(shè)防類(lèi)：指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建築。簡(jiǎn)稱丙類(lèi)。 適度設(shè)防類(lèi)：指使

6、用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建築。簡(jiǎn)稱丁類(lèi)。 2011/12/8建筑抗震抗震與結(jié)構(gòu)制作：姚勇2011/12/8建筑抗震根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)形成的基本原則和設(shè)計(jì)思想，是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過(guò)程掌握對(duì)墻體、樓板、節(jié)點(diǎn)、柱和梁的構(gòu)造學(xué)習(xí)目標(biāo)2011/12/8建筑抗震鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震一、常用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式目前在我國(guó)地震區(qū)的多層和高層房屋建筑中大量采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)房屋的高度和抗震設(shè)防烈度的不同分別采用框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、框架核心筒結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)等。異型框架結(jié)構(gòu)也越來(lái)越多地被采用，它的優(yōu)點(diǎn)是房屋內(nèi)無(wú)凸出的柱

7、角。2011/12/8建筑抗震框架結(jié)構(gòu)房屋：平面布置靈活，可任意分隔房間的特點(diǎn)，容易滿足生產(chǎn)工藝和使用要求。適用于十層以下的建筑?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)房屋：適用層數(shù)較高的高層建筑?？蚣芎诵耐步Y(jié)構(gòu)房屋：有較寬的翼緣，抗彎剛度EI要大得多，且在水平荷載作用下，腹板主要承擔(dān)水平剪力，翼緣抵抗彎矩，翼緣所提供的抗壓和抗彎嗎，面積比單片墻大得多，具有較高的抗震能力。筒中筒結(jié)構(gòu)房屋：結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)具用于有很強(qiáng)的抗側(cè)剛度，具有較高的抗震能力，應(yīng)用于超高層建筑和位于較高烈度地震的高樓。異形框架結(jié)構(gòu)房屋：適應(yīng)建筑使用與美觀要求采用的一種結(jié)構(gòu)。在一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，柱子的形狀大多是矩形和圓形。具有改造性好、用料

8、省造價(jià)低、居住環(huán)境比一般混凝土結(jié)構(gòu)好，空間平面可得到充分利用，使用靈活方便?？拐鹉芰^差。2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震沒(méi)有框架柱的墻體2011/12/8建筑抗震底層框架形成柱鉸2011/12/8建筑抗震有框架梁和框架柱的墻體可惜弱柱強(qiáng)梁強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件。 2011/12/8建筑抗震樓板梁上的鋼筋伸入板長(zhǎng)度不應(yīng)少于跨度的1/42011/12/8建筑抗震樓板沒(méi)有固結(jié)2011/12/8建筑抗震框架柱構(gòu)造要求 1.材料強(qiáng)度：框架柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，按一級(jí)抗震等級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)低于C30，其它不應(yīng)低于C20。同時(shí)，當(dāng)

9、抗震烈度為9度時(shí)不宜大于C60，設(shè)防烈度為8度時(shí)不宜大于C70。 2.截面尺寸的高和寬不宜小于300mm，圓柱直徑不宜小于350mm。 3.住剪跨比不宜大于2。 4.柱截面高寬比不宜大于3。 5.每一側(cè)縱向鋼筋配筋率不應(yīng)小于0.2%。2011/12/8建筑抗震柱端砼壓碎、鋼筋外鼓2011/12/8建筑抗震沒(méi)有框架柱2011/12/8建筑抗震有框架柱2011/12/8建筑抗震二、強(qiáng)柱弱梁柱子不先于梁破壞因?yàn)榱浩茐膶儆跇?gòu)件破壞，是局部性的柱子破壞將危及整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全，可能會(huì)整體倒塌，后果嚴(yán)重！所以我們要保證柱子更“相對(duì)”安全2011/12/8建筑抗震框架梁2011/12/8建筑抗震2011/12/

10、8建筑抗震框架節(jié)點(diǎn)1.樓蓋應(yīng)現(xiàn)澆，梁柱中心線重合2.扁梁框架的梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)根據(jù)梁上部縱向鋼筋在柱寬范圍內(nèi)、外的截面面積比例，對(duì)柱寬以內(nèi)和柱寬以外的范圍分別計(jì)算受剪承載力，柱外節(jié)點(diǎn)可不考慮。3.錨入柱內(nèi)的梁上部縱向鋼筋易大于其全部鋼筋截面面積的60%。2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震柱端箍筋不足、砼破壞2011/12/8建筑抗震剪力墻2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)抗震 鋼結(jié)構(gòu)房屋是指主要豎向承重體系和抗側(cè)力體系的構(gòu)件都是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的房屋。在房屋建筑中，采用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要有鋼柱、鋼梁、鋼支撐、鋼屋架、鋼桁梁，這些構(gòu)

11、件的斷面一般為各種型鋼、圓鋼管或組合斷面。豎向承重體系和抗側(cè)力體系的構(gòu)件都是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的房屋可稱為全鋼結(jié)構(gòu)房屋。這在實(shí)際工程中并不多見(jiàn)。在鋼框架房屋中，常采用壓型鋼板+鋼筋混凝土組合樓面，在高層建筑中常采用型鋼+鋼筋混凝土組合柱。在框筒結(jié)構(gòu)體系的超高層建筑中，框架為鋼框架，筒體一般為鋼筋混凝土筒體，這種結(jié)構(gòu)一般稱為混合結(jié)構(gòu)。2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震鋼結(jié)構(gòu)房屋的震害由于延性好、強(qiáng)度與質(zhì)量比高，鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能優(yōu)于其他傳統(tǒng)建筑材料所建造的房屋。但是，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用、施工制作和維護(hù)上出現(xiàn)問(wèn)題，在地震中鋼結(jié)構(gòu)房屋同樣會(huì)發(fā)生破壞。1976年我國(guó)唐山大地震后對(duì)鋼鐵

12、廠的震害調(diào)查資料顯示，總面積3.67萬(wàn)平方米的全鋼結(jié)構(gòu)房屋沒(méi)有倒塌和嚴(yán)重破壞者，中等破壞（主要是支撐失穩(wěn)和圍護(hù)墻倒塌）的占9.3%；總面積4.06萬(wàn)平方米的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋倒塌嚴(yán)重和嚴(yán)重破壞者占23.2%，中等破壞者占47.95%；總面積3.09萬(wàn)平方米的砌體結(jié)構(gòu)廠房，倒塌和嚴(yán)重破壞占41.2%，中等破壞占20.9%。2011/12/8建筑抗震輕鋼屋架斜撐彎曲，破壞較小2011/12/8建筑抗震廠房山墻倒塌2011/12/8建筑抗震多高層鋼結(jié)構(gòu)民用建筑抗震技術(shù)鋼結(jié)構(gòu)民用建筑最大高度的限制鋼結(jié)構(gòu)民用建筑最大高寬比的限制設(shè)置防震縫的規(guī)定結(jié)構(gòu)體系的選用和布置樓蓋體系的選擇地下室的設(shè)置2011/12

13、/8建筑抗震信號(hào)發(fā)射塔鋼構(gòu)件斷裂2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震2011/12/8建筑抗震建筑抗震措施主講人：顧計(jì)問(wèn)2011/12/8建筑抗震目標(biāo) 通過(guò)抗震設(shè)防，減輕建筑的破壞，避免人員死亡，減輕經(jīng)濟(jì)損失。要求建筑物在使用期間，對(duì)不同頻度和強(qiáng)度的地震，應(yīng)具有不同的抵抗能力。大震不倒中震可修小震不壞2011/12/8建筑抗震抗震設(shè)防范圍抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的所有新建建筑工程均必需進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。規(guī)范適用于6-9度地區(qū)抗震設(shè)計(jì)及隔震、消能減震設(shè)計(jì)。超過(guò)9度的地區(qū)和行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑按有關(guān)專(zhuān)門(mén)規(guī)定執(zhí)行。2011/12/8建筑抗震建筑抗震設(shè)防類(lèi)別甲類(lèi)重大建筑工程和地震時(shí)

14、可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑（如產(chǎn)生放射性物質(zhì)的污染、大爆炸等）乙類(lèi)地震時(shí)使用功能不能中斷需盡快恢復(fù)的建筑（如城市生命線工程和地震時(shí)救災(zāi)需要的建筑）丙類(lèi)除甲乙丁類(lèi)以外的一般建筑（如大量的一般工業(yè)與民用建筑）丁類(lèi)抗震次要建筑，如遇地震，不易造成人員傷亡和較大經(jīng)濟(jì)損失的建筑。2011/12/8建筑抗震震害及其分析1. 共振效應(yīng)引起的震害 建筑物的自振周期與場(chǎng)地的卓越周期接近，引起建筑物的類(lèi)共振，通常導(dǎo)致建筑物破壞嚴(yán)重。2011/12/8建筑抗震2. 結(jié)構(gòu)布置不合理引起的震害16層鋼筋混凝土集合住宅大樓底層柱子數(shù)量少，間距太大，地震時(shí)其中一棟傾倒。2011/12/8建筑抗震3. 柱、梁和節(jié)點(diǎn)的震害 梁

15、柱變形能力不足，構(gòu)件過(guò)早發(fā)生破壞。一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角柱和邊柱更易發(fā)生破壞。柱 柱頂周?chē)兴搅芽p、斜裂縫或交叉裂縫。重者混凝土壓碎崩落，柱內(nèi)箍筋拉斷，縱筋壓曲成燈籠狀。2011/12/8建筑抗震短柱 當(dāng)柱高小于4倍柱截面高度（H/b4)時(shí)形成短柱。 短柱剛度大，易產(chǎn)生剪切破壞。2011/12/8建筑抗震梁柱節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)產(chǎn)生對(duì)角方向的斜裂縫或交叉斜裂縫，混凝土剪碎剝落。節(jié)點(diǎn)內(nèi)箍筋很少或無(wú)箍筋時(shí)，柱縱向鋼筋壓曲外鼓。 節(jié)點(diǎn)破壞的主要原因是節(jié)點(diǎn)的受剪承載力不足，約束箍筋太少，梁筋錨固長(zhǎng)度不夠以及施工質(zhì)量差所引起。2011/12/8建筑抗震4. 填充墻的震害 砌體填充墻剛度大而

16、承載力低，首先承受地震作用而遭破壞。端墻、窗間墻和門(mén)窗洞口邊角部位破壞更加嚴(yán)重。 一般7度即出現(xiàn)裂縫，8度和8度以上地震作用下，裂縫明顯增加，甚至部分倒塌，一般是上輕下重，空心砌體墻重于實(shí)心砌體墻，砌塊墻重于磚墻。填充墻破壞的主要原因：墻體受剪承載力低，變形能力小，墻體與框架缺乏有效的拉結(jié)，因此在往復(fù)變形時(shí)墻體易發(fā)生剪切破壞和散落。2011/12/8建筑抗震 在強(qiáng)震作用下，抗震墻的震害主要表現(xiàn)在墻肢之間連梁的剪切破壞。主要是由于連梁跨度小，高度大形成深梁，在反復(fù)荷載作用下形成X型剪切裂縫，為剪切型脆性破壞，尤其是在房屋1/3高度處的連梁破壞更為明顯。5.抗震墻的震害2011/12/8建筑抗震地震作用下結(jié)構(gòu)的破壞形式結(jié)構(gòu)布置不合理；圈梁、構(gòu)造柱設(shè)置不足，有些結(jié)構(gòu)干脆就沒(méi)有設(shè)置；墻體未設(shè)置梁墊、拉結(jié)鋼筋；預(yù)制板之間、板與支座之間沒(méi)有設(shè)置可靠錨固；施工材料問(wèn)題。強(qiáng)柱弱梁、墻節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件機(jī)制未能實(shí)現(xiàn)；薄弱層的不確定，尤其是填充墻的影響；短柱破