結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)知識(shí)培訓(xùn)課件

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)知識(shí)培訓(xùn)課件結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本概念結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本原理建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)措施橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)結(jié)構(gòu)抗震加固與改造技術(shù)結(jié)構(gòu)抗震新技術(shù)與新發(fā)展目錄01結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本概念010203地震定義地震是由于地球內(nèi)部的地殼運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致地殼巖層斷裂、錯(cuò)動(dòng)或振動(dòng)，從而釋放出巨大的能量，引起地面的震動(dòng)。地震波地震時(shí)，震源處的巖石破裂產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，以波的形式向四周傳播，形成地震波。地震波包括體波和面波，其中體波又分為縱波和橫波。地震作用地震作用是指地震對(duì)建筑物或構(gòu)筑物產(chǎn)生的動(dòng)力作用。這種作用會(huì)導(dǎo)致建筑物或構(gòu)筑物發(fā)生振動(dòng)和變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成破壞。地震及地震作用

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則小震不壞在遭遇低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。中震可修在遭遇相當(dāng)于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。大震不倒在遭遇高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震影響時(shí)，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。根據(jù)建筑物的重要性、使用功能以及可能遭受的地震破壞程度，確定相應(yīng)的抗震設(shè)防要求和抗震措施。建筑物根據(jù)其重要性、使用功能以及可能遭受的地震破壞程度，被分為甲、乙、丙、丁四個(gè)類別，分別對(duì)應(yīng)不同的抗震設(shè)防要求和抗震措施?？拐鹪O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與分類抗震分類設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)ABDC承載能力結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的承載能力，以抵抗地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力和變形。變形能力結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的變形能力，以避免在地震作用下發(fā)生脆性破壞。穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性，以防止在地震作用下發(fā)生失穩(wěn)破壞。耗能能力結(jié)構(gòu)應(yīng)具有較好的耗能能力，以吸收和耗散地震輸入的能量，減輕結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。結(jié)構(gòu)抗震性能要求02結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本原理底部剪力法一種用靜力學(xué)方法近似解決動(dòng)力學(xué)問題的簡(jiǎn)易方法，基于工程結(jié)構(gòu)底部的總地震剪力與等效單質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用相等的原則，來確定結(jié)構(gòu)總地震作用。振型分解反應(yīng)譜法利用單自由度體系的加速度設(shè)計(jì)反應(yīng)譜和振型分解的原理，求解各階振型對(duì)應(yīng)的等效地震作用，然后按照一定的組合原則對(duì)各階振型的地震作用效應(yīng)進(jìn)行組合，從而得到多自由度體系的地震作用效應(yīng)。時(shí)程分析法直接輸入地震波，依據(jù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力方程進(jìn)行積分求解，得出結(jié)構(gòu)在整個(gè)地震作用時(shí)程范圍內(nèi)的動(dòng)力響應(yīng)。地震作用計(jì)算方法03瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析研究結(jié)構(gòu)在任意隨時(shí)間變化荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)，可以得到結(jié)構(gòu)在任意時(shí)刻的位移、速度和加速度響應(yīng)。01模態(tài)分析研究結(jié)構(gòu)在自由振動(dòng)時(shí)的基本振動(dòng)特性，包括固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型等。02頻響分析研究結(jié)構(gòu)在簡(jiǎn)諧荷載作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，可以得到結(jié)構(gòu)在不同頻率下的位移、速度和加速度響應(yīng)。結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析靜力彈塑性分析（Pushover分析）一種基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法，通過逐步增加水平荷載，使結(jié)構(gòu)從彈性階段進(jìn)入塑性階段，觀察結(jié)構(gòu)的塑性鉸出現(xiàn)順序、分布及結(jié)構(gòu)整體的變形情況，從而評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能。動(dòng)力彈塑性分析直接輸入地震波，考慮結(jié)構(gòu)的材料非線性和幾何非線性，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全過程的動(dòng)力時(shí)程分析，得到結(jié)構(gòu)在地震作用下的真實(shí)響應(yīng)。結(jié)構(gòu)彈塑性分析方法123驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在地震作用下的強(qiáng)度是否滿足要求，包括構(gòu)件的截面承載力驗(yàn)算和連接節(jié)點(diǎn)的承載力驗(yàn)算。承載能力驗(yàn)算驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形是否滿足要求，包括層間位移角、頂點(diǎn)位移等變形指標(biāo)的驗(yàn)算。變形驗(yàn)算對(duì)于高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑等，需要驗(yàn)算其在地震作用下的穩(wěn)定性，包括整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)兩種情況。穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算方法03建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)措施場(chǎng)地選擇與地基處理010203選擇對(duì)建筑抗震有利的地段，如開闊、平坦、堅(jiān)實(shí)場(chǎng)地。避開對(duì)建筑抗震不利的地段，如軟弱場(chǎng)地、邊坡邊緣、地震斷裂帶等。對(duì)不利地段采取工程措施進(jìn)行地基處理，如加固地基、樁基等。建筑布局應(yīng)規(guī)則、對(duì)稱，避免出現(xiàn)過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)選型應(yīng)符合抗震要求，優(yōu)先選擇框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等抗震性能好的結(jié)構(gòu)形式。避免采用抗震性能差的結(jié)構(gòu)形式，如磚混結(jié)構(gòu)等。建筑布局與結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)符合“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”等抗震設(shè)計(jì)原則。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)保證構(gòu)件之間的可靠連接，避免出現(xiàn)脆性破壞。注意加強(qiáng)關(guān)鍵部位的抗震構(gòu)造措施，如樓梯間、電梯井等。結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)與節(jié)點(diǎn)構(gòu)造注意非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自身抗震性能，避免其破壞對(duì)主體結(jié)構(gòu)造成影響。對(duì)重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件采取專門的抗震加固措施。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如隔墻、吊頂?shù)龋?yīng)與主體結(jié)構(gòu)可靠連接，避免脫落傷人。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震措施04橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋梁震害主要包括橋墩破壞、橋臺(tái)破壞、支座破壞以及梁的破壞等。其中，橋墩破壞是最常見的震害類型，主要表現(xiàn)為墩身開裂、傾斜或倒塌等。橋梁震害類型橋梁震害的原因主要包括地震波的傳播特性、橋梁結(jié)構(gòu)自身特性以及地基與基礎(chǔ)的影響等。地震波的傳播特性如振幅、頻率和持時(shí)等會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的破壞作用；橋梁結(jié)構(gòu)自身特性如結(jié)構(gòu)形式、材料強(qiáng)度、連接方式等也會(huì)影響其抗震性能；地基與基礎(chǔ)的影響則主要體現(xiàn)在地基失效、基礎(chǔ)沉降等方面。原因分析橋梁震害類型及原因分析橋梁抗震設(shè)計(jì)原則與方法橋梁抗震設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的原則，即在設(shè)計(jì)中充分考慮地震作用的影響，采取合理的抗震措施，提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體抗震性能?？拐鹪O(shè)計(jì)原則橋梁抗震設(shè)計(jì)方法主要包括反應(yīng)譜法、時(shí)程分析法和靜力彈塑性分析法等。反應(yīng)譜法是一種基于彈性理論的抗震設(shè)計(jì)方法，適用于規(guī)則橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)；時(shí)程分析法可以模擬地震波的傳播過程，適用于復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)；靜力彈塑性分析法則是一種評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下的塑性變形能力的方法?？拐鹪O(shè)計(jì)方法要點(diǎn)三橋墩抗震措施橋墩抗震措施主要包括增加截面尺寸、提高材料強(qiáng)度、設(shè)置橫向約束等。增加截面尺寸可以提高橋墩的承載能力和穩(wěn)定性；提高材料強(qiáng)度可以增強(qiáng)橋墩的抗震性能；設(shè)置橫向約束可以防止橋墩在地震作用下發(fā)生過大位移。0102橋臺(tái)抗震措施橋臺(tái)抗震措施主要包括加強(qiáng)臺(tái)身與基礎(chǔ)的連接、設(shè)置防震擋塊等。加強(qiáng)臺(tái)身與基礎(chǔ)的連接可以增強(qiáng)橋臺(tái)的穩(wěn)定性；設(shè)置防震擋塊可以防止梁體在地震作用下發(fā)生落梁事故?；A(chǔ)抗震措施基礎(chǔ)抗震措施主要包括選擇合適的基礎(chǔ)類型、加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和穩(wěn)定性等。選擇合適的基礎(chǔ)類型可以減小地基失效的風(fēng)險(xiǎn)；加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和穩(wěn)定性可以防止基礎(chǔ)在地震作用下發(fā)生過大沉降或滑移。03橋墩、橋臺(tái)及基礎(chǔ)抗震措施橋梁支座橋梁支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，其性能直接影響橋梁的抗震性能。在抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)選擇具有良好抗震性能的支座類型，如鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等。減震裝置減震裝置是一種用于減小橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的裝置，其原理是通過消耗地震能量來減小結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。常見的減震裝置包括阻尼器、隔震支座等。在橋梁抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的減震裝置類型并進(jìn)行合理布置。橋梁支座與減震裝置應(yīng)用05結(jié)構(gòu)抗震加固與改造技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造措施和構(gòu)件承載力等進(jìn)行宏觀判斷。初步鑒定詳細(xì)鑒定鑒定程序采用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算等方法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。制定鑒定方案、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查檢測(cè)、結(jié)構(gòu)分析驗(yàn)算、綜合評(píng)估與結(jié)論。030201結(jié)構(gòu)抗震鑒定方法與程序增強(qiáng)強(qiáng)度、提高延性、加強(qiáng)整體性和改善傳力途徑等。加固原則增大截面法、粘貼鋼板法、粘貼碳纖維法、增設(shè)支點(diǎn)法等。加固方法根據(jù)加固設(shè)計(jì)方案，制定合理施工流程，確保加固效果。加固施工結(jié)構(gòu)抗震加固原則與方法隔震技術(shù)、消能減震技術(shù)、結(jié)構(gòu)加固與功能改造一體化技術(shù)等。改造技術(shù)介紹典型的結(jié)構(gòu)抗震改造案例，分析其改造方案和實(shí)施效果。改造實(shí)例結(jié)構(gòu)抗震改造技術(shù)與實(shí)例對(duì)加固改造后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能評(píng)估，包括承載力、變形能力和耗能能力等。評(píng)估內(nèi)容采用靜力彈塑性分析、動(dòng)力時(shí)程分析等方法進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估方法根據(jù)評(píng)估結(jié)果，對(duì)加固改造效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出后續(xù)使用和維護(hù)建議。評(píng)估結(jié)論加固改造后結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估06結(jié)構(gòu)抗震新技術(shù)與新發(fā)展隔震技術(shù)通過在建筑物或構(gòu)筑物基底或某個(gè)位置設(shè)置隔震裝置，以隔離或減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳輸，達(dá)到減輕結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)的目的。消能減震技術(shù)通過增加結(jié)構(gòu)的阻尼或減少結(jié)構(gòu)的自振周期，以消耗地震輸入結(jié)構(gòu)中的能量，減輕結(jié)構(gòu)的破壞程度。常用的消能減震裝置包括阻尼器、耗能支撐等。隔震與消能減震技術(shù)應(yīng)用結(jié)構(gòu)控制理論在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)合主動(dòng)控制和被動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)，通過合理布置主動(dòng)和被動(dòng)控制裝置，以達(dá)到更好的抗震效果。混合控制通過外部能源對(duì)結(jié)構(gòu)施加控制力，以減小結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)。主動(dòng)控制需要實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，并計(jì)算所需控制力，因此對(duì)控制系統(tǒng)和能源要求較高。主動(dòng)控制不需要外部能源，通過結(jié)構(gòu)自身的某些構(gòu)件或裝置來消耗或隔離地震能量，以達(dá)到減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)的目的。被動(dòng)控制具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。被動(dòng)控制根據(jù)建筑物的重要性和用途，確定結(jié)構(gòu)在不同地震水準(zhǔn)下的性能目標(biāo)，如“小震不壞、中震可修、大震不倒”等。性能目標(biāo)基于性能抗震設(shè)計(jì)采用多水準(zhǔn)設(shè)防、多性能目標(biāo)的設(shè)計(jì)方法，通過分析和計(jì)算確定結(jié)構(gòu)的承載力、變形能力和耗能能力等性能指標(biāo)，以滿足預(yù)定的性能目標(biāo)。設(shè)計(jì)方法在實(shí)際工程中，基于性能抗震設(shè)計(jì)已被廣泛應(yīng)用于高層建筑、橋梁、隧道等各類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，取得了顯著的抗震效果。實(shí)踐應(yīng)用基于性能抗震設(shè)計(jì)方法與實(shí)踐新材料與新技術(shù)的應(yīng)用隨著新材料和新技術(shù)的不斷發(fā)展，如高性能混凝土、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等，為結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)提供了更多的選擇和可能性。通過引入傳感器、作動(dòng)器和控制系