建筑結(jié)構抗震知識第講

第十二章建筑結(jié)構抗震基本知識1.地震及其破壞作用；震級與烈度；建筑抗震設防烈度、設防目標、設防標準、抗震概念設計的基本要求；2.多層及高層鋼筋混凝土房屋的抗震措施；3.多層砌體結(jié)構房屋和底部框架—抗震墻房屋的抗震措施。

本章主要內(nèi)容1.了解地震的基本知識，理解震級、地震烈度的概念；2.了解建筑抗震設防的概念設計；3.掌握建筑抗震設防的烈度、分類和標準。

第一講教學目標：2重點1.震級與烈度；2.建筑抗震設防烈度、設防目標、設防標準、抗震概念設計的基本要求。難點抗震概念設計的基本要求。12.1.1地震及其破壞作用1.地震成因和類型地震按其產(chǎn)生的原因，主要可分為火山地震、陷落地震、人工誘發(fā)地震和構造地震。根據(jù)地震發(fā)生的部位，可將其劃分為淺源地震(小于60km)、中源地震(震源深度為60~300km)和深源地震(震源深度大于300km)。震源深度越小，地震對地面造成的破壞性越大。我國發(fā)生的地震絕大多數(shù)屬于淺源地震（震源深度在10~20km左右）。§12.1地震基本知識2.常用地震術語

震源：地震發(fā)生時巖層斷裂或錯動產(chǎn)生振動的部位；震源深度：震源至地面的垂直距離稱為；震中：震源在地表的垂直投影點稱為；震中區(qū)：地震發(fā)生時震動和破壞最大的地區(qū)稱為；震中距：受地震影響地區(qū)至震中的距離稱為震中距；等震線：在同一地震中，具有相同地震烈度地點連線。3.地震的破壞作用（1）地表的破壞現(xiàn)象1）地裂縫重力地裂縫：由于地面作劇烈震動而引起的慣性力超過了土的抗剪強度所致。構造地裂縫：與地質(zhì)構造有關，是地殼深部斷層錯動延伸至地面的裂縫。2）噴砂冒水在地下水位較高的平原及沿海地區(qū)，地下存在埋深較淺的細砂層或粉土層時，可能發(fā)生噴砂冒水現(xiàn)象。地震視頻(點擊播放視頻)3）地面下沉在強烈的地震作用下，在回填土和孔隙較大粘性土等松軟而壓縮性較高的土層中，往往發(fā)生震陷，使建筑物破壞，此外，在巖溶洞和采空區(qū)也常發(fā)生震陷。4）滑坡、塌方在強烈的地震下，常引起河岸、陡坡滑坡，有時規(guī)模很大，造成公路堵塞、岸邊建筑物破壞。（2）建筑物破壞1）結(jié)構喪失整體性建筑物一般都是由許多構件組成，在地震作用下因構件連接不牢、支撐長度不夠或作為支座的墻體倒塌、柱斷裂，都會引起結(jié)構喪失整體性而破壞。2）結(jié)構承載力不足而引起的破壞作為結(jié)構主要承重的構件，墻、柱、梁等由于其強度不足，在地震發(fā)生時首先破壞，不能繼續(xù)承受重力荷載從而造成房屋倒塌。3）地基失效效當建筑物建在在軟弱的地基基土上或建在在液化的地基基土上，而又又未進行特殊殊處理，在地地震發(fā)生時地地基土的抗剪剪承載能力不不能抵抗重力力的繼續(xù)作用用，從而造成成房屋的局部部傾斜或不均均勻下沉。（3）次生災災害地震除直接造造成建筑物的的破壞外，還還會引起火災災、水災、有地震次生災害害視頻(點擊播放視視頻)12.1.2震級與與烈度1.震級地震的震級是是衡量一次地地震大小的等等級，用符號號M表示。震級的原始定定義是：在離離震中100km處的堅堅硬地面上，，由標準地M=lgA（12.1.1）因為這個震級級的定義是1935年里里希特所給出出的，故稱為為里氏震級。。震級的大小直直接與震源釋釋放的能量大大小有關，震震級MlgE=1.5M+11.8（12.1.2）由式（12.1.1）可知，當震級相差1級時，地面振幅相差10倍。由（12.1.2）可知，震級差1級，能量相差32倍。微震：M<2的地震，人人們感覺不到到。有感地震：M=2～4的的地震。破壞性地震：：M>5的地地震，建筑物物有不同程度度的破壞。強烈地震或大大地震：M=7～8的地地震。特大地震：M>8的地震震。2.地震烈度度地震烈度指地地震時某一地地點震動的強強烈程度，用用符號Ｉ表示示。對于一次地震震，表示地震震大小的震級級只有一個，，但它對不同同的地點影響響程度是不一一樣的。一般般說離震中愈愈遠，受地震震的影響就愈愈小，烈度也也就愈低。對對于一次地震震的影響，隨隨震中距的不不同，可以劃劃分為不同的的烈度區(qū)。目前，我國使使用的是1999年由國國家地震局頒頒布實施的《中國地震烈烈度表》。12.1.3建筑抗震設設防1.設防依據(jù)據(jù)（1）基本烈度一個地區(qū)的基基本烈度是指指該地區(qū)今后后50年時間間內(nèi)，在一般般場地條件下下可能遭遇到到超越概率為為10%的地地震烈度。（2））設防防烈度度作為一一個地地區(qū)建建筑抗抗震設設防依依據(jù)的的烈度度稱為為抗震震設2.設設防目目標（1））大震震和小小震小震：：基本烈烈度：：即第二二水準準烈度度，也也就全全國地地震烈烈度區(qū)區(qū)劃圖圖所規(guī)規(guī)定的的烈度度，它它在50年年內(nèi)超超越概概率大大體為為10%。。大震或或罕遇遇烈度度：俗俗稱其其為大大震，，50年內(nèi)內(nèi)超越越概率率為2%~3%的烈烈度，，也是是第三三水準準所對對應的的烈度度。由烈度度概率率分布布分析析可知知，基基本烈烈度和和從值值烈度度相差差約1.55度度，而而基本本烈度度與罕罕遇烈烈度相相差大大致1度。。（2））抗震震設防防目標標抗震設設防目目標總總的趨趨勢：：在建建筑物物使用用壽命命期間間，對對不同同頻度度和強強度的的地震震，要要求建建筑物物具有有不同同的抵抵抗能能力。?；谶@這一趨趨勢，，《抗抗震規(guī)規(guī)范》》提示示了““三水水準””的抗抗震設設防目目標。。第一水水準：：“小小震不不壞””，即當遭遭受到到多遇遇的低低于本本地區(qū)區(qū)設防防烈度度的地地震（（簡稱稱“小小震））影響響時，，建筑筑物一一般應

第二水水準：：“中中震可可修””，當遭受受到相相當于于本地地區(qū)設設防烈烈度的的地震震影響響時，，建筑筑可能能損壞壞，經(jīng)經(jīng)一般般修理理或不不需修修理仍仍能繼繼續(xù)使使用。。第三水水準：：“大大震不不倒””，當遭遭遇受受到高高于本本地區(qū)區(qū)設防防烈度度的罕罕遇地地震（（簡稱稱“大大震””）影影響時時，建建筑不不致倒倒塌或或發(fā)生生危及及生命命的嚴嚴重損損壞。。3.設設防分分類（1））建筑筑物重重要性性分類類在進行行建筑筑設計計時，，應根根據(jù)建建筑物物的重重要性性不同同，采采取不不同的的抗震震設防防標準準?！丁犊拐鹫鹨?guī)范范》將將建筑筑物按按其重重要程程度不不同分分為四四類：：甲類建建筑——有特特殊要要求的的建筑筑，如如遇地地震破破壞會會導致致嚴重重后果果（如如放射射性物物質(zhì)的的污染染，劇劇毒氣氣體的的擴散散或引引起爆爆炸等等）和和經(jīng)濟濟上重重大損損失的的建筑筑；政政治上上重大大損失失的建建筑；；政治治上有有特殊殊要求求的或或其它它特別別重要要的建建筑等等。乙類建建筑——國家家重點點抗震震城市市的生生命線線工程程的建建筑（如消消防、、急救救、供供水、、供電電等））或其其它重重要建建筑。。丙類建建筑——除除甲、、乙、、丁類類以外外的建建筑，，如一一般工工業(yè)與與民用用建筑筑（公公共建建筑、、住宅宅、旅旅館、、廠房房等））。丁類建建筑——次次要建建筑，，如遇遇到地地震破破壞不不易造造成人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震救災規(guī)劃或有關部門批準執(zhí)行。4.設設防標標準（1））甲類類建筑筑，地地震作作用應應高于于本地地區(qū)抗抗震設設防烈烈度的的要求求：其其值應應按批批準的的地震震安全全性評評價結(jié)結(jié)果確確定；；抗震震措施施，當當抗震震設防防烈度度為6~8度時時，應應符合合本地地區(qū)抗抗震設設防烈烈度提提高一一度的的要求求，當當9度度時，，應符符合比比9度度抗震震設防防有更更高的的要求求。（2））乙類類建筑筑，地地震作作用應應符合合本地地區(qū)抗抗震設設防烈烈度的的要求求；抗抗震措措施，，一般般情況況下，，當抗抗震設設防烈烈度為為6~8度度時，，應符符合本本地區(qū)區(qū)抗震震設防防烈度度提高高一度度的要要求，，當9度時時，應應符合合比9度抗抗震設設防有有更高高的要要求；；地基基基礎的抗抗震措措施，，應符符合有有關規(guī)規(guī)定。。對較小小的乙乙類建建筑，，當其其結(jié)構構改用用抗震震性能能較好好的結(jié)結(jié)構類類型時時，應應允許許仍按按本地地區(qū)抗抗震設設防烈烈度的的要求求采取取抗震震措施施。（3））丙類類建筑筑，地地震作作用和和抗震震措施施均符符合本本地區(qū)區(qū)抗震震設防防烈度度的要要求。。（4））丁類類建筑筑，一一般情情況下下，抗抗震概概念設設計的的基本本要抗震設計主要包括三個方面：概念設計、計算設計和構造設計。概念設計是指正確地解決總體方案、材料使用和細部構造，以達到合理抗震設計的目的。1.場地選擇選擇建筑場地時，應根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關資料，對抗震有利、不利和危險地段作出綜合評價。對不利的地段提出避開要求；當無法避開時應采取有效措施；不應在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。2.地基基和基基礎設設計（1））同一一結(jié)構構單元元不宜宜設置置在性性質(zhì)截截然不不同的的地基基土上上，也也不宜宜部分分采用用天然然地基基，部部分采采用樁樁基。。（2））地基基為軟軟弱粘粘性土土、可可液化化土、、新填填土或或嚴重重不均均勻土土層時時，宜宜加強強基礎礎的整整體性性和剛剛性，，以防防止地地震引引起的的動態(tài)態(tài)和永永久的的不均均勻變變形。。（3））在地地基穩(wěn)穩(wěn)定的的條件件下，，還應應考慮慮結(jié)構構與地地基的的震動動特性性，力力求避避免共共振的的影響響。3.建建筑和和結(jié)構構的規(guī)規(guī)則性性建筑設設計應應符合合抗震震概念念設計計的要要求，，不應應采用用嚴重重不規(guī)規(guī)則的的設計計方案案。建筑及及其抗抗側(cè)力力結(jié)構構的平平面布布置宜宜規(guī)則則、對對稱，，并應應具有有良好好的整整體性性；建建筑立立面和和豎向向剖面面宜規(guī)規(guī)則，，結(jié)構構的側(cè)側(cè)向剛剛度宜宜均勻勻變化化，豎豎向抗抗側(cè)力力構件件的截截面尺尺寸和和材料料的強強度宜宜自下下而上上逐漸漸減小小，避避免抗抗側(cè)力力結(jié)構構的側(cè)側(cè)向剛剛度和和承載載力突突變。。根據(jù)建建筑物物的類類型和和結(jié)構構體系系設置置防震震縫，，可將將建筑筑從平平面上上分成成規(guī)則則的結(jié)結(jié)構單單元。。防震震縫應應根據(jù)據(jù)烈度度、場場地類類別、、房屋屋類型型等留留有足足夠的的寬度度。同同時，，伸縮縮縫、、沉降降縫應應符合合防震震縫的的要求求。4.結(jié)構構體系系（1））選擇擇抗震震結(jié)構構體系系應符符合下下列各各項規(guī)規(guī)定：：1）應應具有有明確確的計計算簡簡圖和和合理理的地地震作作用傳傳遞途途徑。。2）應應避免免因部部分結(jié)結(jié)構或或構件件破壞壞而導導致整整個結(jié)結(jié)構喪喪失抗抗震能能力或或?qū)χ刂亓Φ牡某休d載能力力。3）應應具備備必要要的抗抗震承承載力力，良良好的的變形形能力力和消消耗地地震能能量的的能力力。4）對對可能能出現(xiàn)現(xiàn)的薄薄弱部部位，，應采采取措措施提提高抗抗震能能力。。5）宜宜具有有多道道抗震震防線線，宜宜具有有合理理的剛剛度和和承載載力分分布，，避免免局部部削弱弱或突突變形形成薄薄弱部部位，，產(chǎn)生生過大大的應應力集集中或或塑性性變形形集中中。結(jié)結(jié)構在在兩個個主軸軸方向向的動動力特特征宜宜相近近。（2））選擇擇抗震震結(jié)構構構件件時應應符合合的要要求1）砌砌體結(jié)結(jié)構應應按規(guī)規(guī)定設設置鋼鋼筋混混凝土土圈梁梁和構構造柱柱、芯芯柱或或采用用鋼筋筋砌體體等以以改善善變形形能力力。2）混混凝土土結(jié)構構構件件，應應合理理選擇擇尺寸寸，配配置縱縱向鋼鋼筋和和箍筋筋，避避免剪剪切破破壞先先于彎彎曲破破壞，，混凝凝土的的壓潰潰先于于鋼筋筋的屈屈服，，鋼筋筋的錨錨固粘粘結(jié)破破壞先先于構構件破破壞。。3）預預應力力混凝凝土的的抗側(cè)側(cè)力構構件，，應配配有足足夠的的非預預應力力鋼筋筋。（3））結(jié)構構各構構件之之間的的連接接1）構構件節(jié)節(jié)點的的破壞壞，不不應先先于其其連接接的構構件。。2）預預埋件件的錨錨固破破壞，，不應應先于于連接接件。。3）裝裝配式式結(jié)構構構件件的連連接，，應能能保證證結(jié)構構的整整體性性。4）預預應力力混凝凝土構構件的的預應應力鋼鋼筋，，宜在在節(jié)點點核心心區(qū)外外錨固固。（4））非結(jié)結(jié)構構構件主要有有下列列三種種類型型：①附屬屬構件件，如如女兒兒墻、、雨蓬蓬、廠廠房高高低跨跨封墻墻等。。這類類構件件的抗抗震措措施是是加強強本身身的整整體性性，并并與主主體有有可靠靠的連連接或或錨固固，防防止倒倒塌傷傷人。。②裝飾飾物，，如建建筑貼貼畫、、裝飾飾、吊吊頂和和懸吊吊重物物等。。這類類構件件的抗抗震措措施是是加強強同主主體結(jié)結(jié)構的的連接接。對對重要要的貼貼畫和和裝飾飾，要要柔性性連接接，即即保證證主體體結(jié)構構變形形不致致?lián)p壞壞貼面面和裝裝飾，，應避避免吊吊頂塌塌落傷傷人和和貼鑲鑲或懸懸吊較較重的的裝飾物，，當不不可避避免時時應有有可靠靠的防防護措措施。。③非結(jié)結(jié)構墻墻體，，如圍圍護墻墻、內(nèi)內(nèi)隔墻墻和框框架填填充墻墻等。。應考考慮這這類構構件對對結(jié)構構抗震震的不不利影影響或或有利利影響響，應應避免免不合合理的的設置置而導導致主主體結(jié)結(jié)構的的破壞壞，如如框架架或廠廠房柱柱間填填充墻墻不到到頂、、使這這些柱柱子形形成短短柱，，地震震時這這些短短柱極極易發(fā)發(fā)生脆脆性破破壞。。5.材料與與施工（1）結(jié)構構材料的性性能應符合合的最低要要求1）燒結(jié)普普通粘土磚磚和燒結(jié)多多孔粘土磚磚的強度等等級不應低低于MU10，其砌砌體砂漿強強度等級不不應低于M5；2）小型砌砌塊的強