第9-11章 抗震设计

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1、高等学校规划教材工程结构工程结构抗震设计基本知识宁波工程学院建工学院土木工程教学部学习目的123熟悉常用术语。如地震震级、地震烈度、地震源、基本烈度、设防烈度。理解抗震设计三水准二阶段的设计方法了解多层砌体房屋，框架结构抗震设计一般规定。4掌握多层砌体房屋和框架结构的抗震措施的构造要求。第九章抗震结构基本概念9.1地震的基础知识地震是人类社会面临的一种自然灾害，目前，科学技术还不能控制地震的发生。并且，地震还是一个难以预测的自然灾害，地震对建筑物的破坏作用也没有被人们充分认识，所以，地震往往给人类社会造成不同程度的伤亡事故和经济损失。抗御地震灾害，是人类征服自然的艰巨斗争，长期时

2、间证明了地震并不可怕，完全可以运用科学技术，来减轻和防止地震灾害。为了更有效的和地震这种灾害进行斗争，在学习建筑本身动力特性和建筑物的抗震设计之前，必须先扼要地了解关于地震的初步知识。（一）几个常用地震术语我们将这种由于地壳构造运动使岩石发生断裂、错动而引起的地面震动叫做构造地震，简称地震。发生地震的这个区域叫做震源。震源在地面上的投影就是震中，震中与震源之间的距离叫做震源深度。根据震源深度分为浅源地震（小于60km），中源地震（60~300）km，深源地震（大于300km）。我国发生的地震大多在5~20km.（一）几个常用地震术语建筑物与震中的距离叫震中距，建筑物与震源的距离叫

3、做震源距，震中附近震动最剧烈，一般也就是破坏最严重的地区，叫做极震区。在地面，把震级相同的地区用线连起来，这条线叫等震线。（二）地震波在地球内部由于构造运动，当在某一部位所积累的能量达到一定极限时就在这个部位产生构造上的急剧变化。由于断裂处的地壳或地幔的物质具有相当的刚性，所以发生断裂或错动时，就以弹性波的形式释放能量，这种波称为地震波。地震波有二种表现形式：体波和面波，体波包含p波和s波。P波通常又称为纵波或压缩波，它的传播方向与本身的振动方向一致。S波又称为横波或剪切波，它的传播方向垂直于振动方向。P波使建筑物产生上下颠动，S波使建筑物产生水平方向摇动，而面波则使建筑物既产生

4、上下颠动又水平摇动，一般是在S波和面波都达到时振动最为剧烈。（三）震级地震的大小与地震时释放的能量有密切关系。里可特（Richter）于1935年提出的震级M常被用于表示地震的大小，震级的原始定义是：在离震中100km处由伍德-安德生（Wood-Anderson）式标准地震仪所记录到的最大水平位移（单振幅，单位为微米，即10-3mm）的常数对数值，震级M可用下式表示：M=logA式中A即是上述标准地震仪在距震中100km处记录到的最大振幅。（四）地震烈度地震烈度是指某一地区，地面及房屋建筑等遭受到一次地震影响的强弱程度。震级和烈度是两个不同的概念：一次地震只有一个震级，震级每提高

5、一级，释放的能量相差32倍。而一次地震有无数个地震烈度，烈度大小与震中距和地质条件有关。（五）基本烈度和地震烈度区划图一个地区的基本烈度是指该地区在设计基准期50年内，一般场地条件下，可能遭遇超越概率10%的地震烈度。国家地震局于1990年颁布了《中国地震烈度区划图》，该图给出了全国各地的基本烈度的分布，供全国建筑规划和中小型工程设计应用。（六）场地场地是指建筑物所在地，大体相当于厂区，居民和自然村的区域范围。场地土是指场地范围的地基土，场地土的自振周期称为卓越周期。由于场地土的性质和厚度不同，其卓越周期的长短也不同，一般在0.1秒至数秒内变化。震害调查表明，凡结构的自振周期与土

6、的卓越周期相等或接近时，建筑物的震害都有加重的趋势，这是由于类似共振现象所致，因此在结构抗震设计中，应使结构自振周期避开土的卓越周期。表9－1场地土类型划分场地土类型土层剪切波速（m/s）坚硬场地土中硬场地土中软场地土软弱场地土Vs>50c250

7、场地的覆盖层厚度(m)等效剪切波速（m/s）场地类别ⅠⅡⅢⅣVse>5000500Vse>250<55250Vse>140<33~50>50Vse140<33~15>15~80>809.2建筑抗震设防目标与设计方法9.2.1建筑抗震设计的基本目的与抗震设防目标方针：预防为主烈度分类：众值烈度（小震），超越概率63.2%；称为第一水准烈度。基本烈度即全国地震烈度区划图所规定的烈度，超越概率为10%，称为第二水准烈度；罕遇地震烈度（大震），超越概率为2%~3%，称为第三水准烈度。三者