工程结构抗震设计基本知识

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1、同济大学电子音像出版社工程结构第十二章工程结构抗震设计基本知识普通高等教育“十一五”国家级规划教材学习目的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。第一节抗震设计的基本概念和基本要求一、地震的初步知识二、地震的破坏现象三、抗震设计的基本原则四、抗震设计的基本要求五、场地和地基基础一、地震的初步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

2、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找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质构造作用引起的地面震动叫做构造地震，简称地震。在地层构造运动中，由于发生比较剧烈的破坏性变动，并从这里释放大量的能量，从而引起地震的这个区域叫做震源。震源在地面上的投影就是震

3、中，震中与震源之间的距离叫做震源深度。建筑物与震中的距离叫震中距，建筑物与震源的距离叫做震源距，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

4、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

5、大振幅。(四)、地震烈度、基本烈度和地震烈度区划图1．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。2．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。3.小震与大震小震烈度，我们称为第一水准烈度；基本烈度即全国地震烈度区划图所规定的烈度称为第二水准烈度；罕遇烈度，即大震烈度作为第三水准烈度。二、地震的破坏现象地震造成的破

6、坏可归纳为以下三方面（一）地表破坏（二）建筑结构破坏（三）地震次生灾害三、抗震设计的基本原则（一）建筑物的分类及抗震设防标准根据建筑物的重要性，《抗震规范》将建筑分为四类：甲类建筑——应属于重大建筑工程和遭遇地震破坏时可能发生严重次生灾害的建筑（如产生放射性物质的污染，大爆炸等）；乙类建筑——应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复建筑，如城市生命线工程建筑和地震时救灾需要的建筑（如供水、供电、交通、消防、医疗、通讯等系统的核心建筑等）。丙类建筑——甲、乙、丁类以外的一般建筑，如大量的一般工业与民用建筑等；丁类建筑——属于抗震次要建筑。如一般的仓库

7、、人员较少的辅助建筑等。（二）地震设防的一般目标抗震设防烈度是一个地区作为抗震设防依据的地震烈度，达到抗震的效果，抗震设防的依据是抗震设防的烈度。抗震设防烈度是：一个地区作为抗震设防依据的地震烈度，它是按国家规定权限审批或颁发的文件确定的，一般情况下采用基本烈度。抗震设防的一般目标是：（1）当遭到多遇的，低于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。（2）当遭受到本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能有一定损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。（3）当遭受到高于预估的本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不至倒塌或发生

8、危急人类生命的严重破坏。四、抗震设计的基本要求（一）建筑场地（1）宜选择对建筑抗震有利地段，如开阔平坦的坚硬场地土或密实均