《工程抗震》教材配套PPT課件,工程抗震,工程,抗震,教材,配套,PPT,課件 第第 2 2 講講地震的工程特征與結構概念設計地震的工程特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 理論基礎理論基礎 地震是指因地球內部緩慢積累的能量突然釋放而引起的地震是指因地球內部緩慢積累的能量突然釋放而引起的地球表層的振動。地球表層的振動。理論基礎理論基礎 大陸漂移說、海底擴張說、板塊構造說。大陸漂移說、海底擴張說、板塊構造說。類型類型 構造地震（占所有地震的構造地震（占所有地震的99%99%）；）；火山地震；火山地震；塌落地震。塌落地震。10/10/20222第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 全球六大板塊全球六大板塊歐亞板塊歐亞板塊太平洋板塊太平洋板塊美洲板塊美洲板塊非洲板塊非洲板塊印澳板塊印澳板塊南極板塊南極板塊10/10/20223第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 構造地震的成因構造地震的成因10/10/20224第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 斷層斷層走滑斷層走滑斷層逆斷層逆斷層正斷層正斷層走走滑滑斷斷層層正正斷斷層層逆逆斷斷層層10/10/20225第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 幾個概念幾個概念震源：震源：地殼深處地震能源首先輻地殼深處地震能源首先輻射出地震波的那個點。射出地震波的那個點。震中：震中：震源在地表的投影。震源在地表的投影。震源深度：震源深度：震源至地面的垂直距離。震源至地面的垂直距離。震中距：震中距：從地表任一點到震中的距從地表任一點到震中的距離。離。淺源地震淺源地震:震源深度在震源深度在70km70km內內;中源地震中源地震:震源深度在震源深度在70-300km70-300km內內;深源地震深源地震:震源深度大于震源深度大于300km.300km.地方震地方震:震中距在震中距在100km100km內內;近震近震:震中距在震中距在100-1000km100-1000km內內;遠震遠震:震中距超過震中距超過1000km.1000km.10/10/20226第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 地震波地震波體波：體波：P P波（縱波）：波（縱波）：震源向外傳遞的壓縮波，質點的振動方向與波的前進方向一震源向外傳遞的壓縮波，質點的振動方向與波的前進方向一致，一般表現(xiàn)出周期短、振幅小的特點。致，一般表現(xiàn)出周期短、振幅小的特點。S S波（橫波）：波（橫波）：由震源向外傳遞的剪切波，質點的振動方向與波的前進方向由震源向外傳遞的剪切波，質點的振動方向與波的前進方向垂直，一般表現(xiàn)出周期長、振幅大的特點。垂直，一般表現(xiàn)出周期長、振幅大的特點。面波：面波：瑞雷波：瑞雷波：體波到達地表面后反射疊加而形成，在震中附近并不出現(xiàn)。質點僅體波到達地表面后反射疊加而形成，在震中附近并不出現(xiàn)。質點僅在豎直平面內運動，其軌跡為逆進橢圓。在豎直平面內運動，其軌跡為逆進橢圓。洛夫波：洛夫波：表面覆蓋著一松軟水平覆蓋層的半無限空間中產(chǎn)生的表面覆蓋著一松軟水平覆蓋層的半無限空間中產(chǎn)生的SHSH型面波。質型面波。質點沿水平方向振動，與波傳播方向垂直點沿水平方向振動，與波傳播方向垂直。10/10/20227第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 地震波地震波 一次典型的地震波記錄圖，首先到達的是縱波（一次典型的地震波記錄圖，首先到達的是縱波（P P波）波），繼而橫波，繼而橫波（S S波），面波最后到達波），面波最后到達。10/10/20228第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 地震震級地震震級 19351935年，美國人里克特（年，美國人里克特（RichterRichter）首先提出震級這一概念。）首先提出震級這一概念。里氏震級里氏震級ML：采用伍德采用伍德安德森地震儀獲得的地震記錄，相當于只依據(jù)短周期的地震動分安德森地震儀獲得的地震記錄，相當于只依據(jù)短周期的地震動分量（量（0.10.10.50.5秒）來定義震級，適用于南加州地區(qū)。秒）來定義震級，適用于南加州地區(qū)。面波震級面波震級MS：依據(jù)依據(jù)3 32020秒的面波地震動確定震級，不能用于深源地震。秒的面波地震動確定震級，不能用于深源地震。體波震級體波震級Mb：依據(jù)依據(jù)1 1秒左右的體波地震動確定震級。秒左右的體波地震動確定震級。不論采用什么震級，其精度都不太高。由于地震波傳播途徑的差異，同一地不論采用什么震級，其精度都不太高。由于地震波傳播途徑的差異，同一地震在不同地點確定的震級常常不同，差別常達震在不同地點確定的震級常常不同，差別常達0.50.5左右，有時甚至超過左右，有時甚至超過1.01.0。10/10/20229第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 地震震級地震震級 震級越高，表明地震釋放出的能量越大；震級震級越高，表明地震釋放出的能量越大；震級相差一級，能量相差約相差一級，能量相差約3232倍；相差二級，能量相差倍；相差二級，能量相差10001000倍。倍。一次一次6 6級地震釋放出來的能量相當于爆炸一顆兩級地震釋放出來的能量相當于爆炸一顆兩萬噸級的原子彈。萬噸級的原子彈。震級與能量的關系震級與能量的關系:10/10/202210第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 地震震級地震震級微震微震-2-2級以下。級以下。人感覺不到人感覺不到有感地震有感地震-2-4-2-4級級 人有感覺人有感覺破壞性地震破壞性地震-5-5級以上級以上 有破壞有破壞強烈地震強烈地震-7-7級以上級以上 有破壞有破壞 特大地震特大地震-8-8級以上級以上 有破壞有破壞 由于震源深淺、震中距大小等不同，地震造成的破壞由于震源深淺、震中距大小等不同，地震造成的破壞也不同。震級大，破壞力不一定大；震級小，破壞力不一也不同。震級大，破壞力不一定大；震級小，破壞力不一定就小。定就小。10/10/202211第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 地震烈度地震烈度 地震烈度（地震烈度（IntensityIntensity）是指某一地區(qū)的地面和各人工建筑物遭受）是指某一地區(qū)的地面和各人工建筑物遭受一次地震影響的強弱程度。一次地震影響的強弱程度。地震烈度可以用來對震害進行簡便估計、提供一種宏觀尺度描述地地震烈度可以用來對震害進行簡便估計、提供一種宏觀尺度描述地震影響的大小和作為一種粗略而簡便的指標使用。震影響的大小和作為一種粗略而簡便的指標使用。影響地震烈度的要素：影響地震烈度的要素：震級震級、震源深度震源深度、震中距震中距、地質結構地質結構、建筑建筑物物。評定地震烈度的標準是評定地震烈度的標準是地震烈度表地震烈度表。10/10/202212第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 地震烈度表地震烈度表 早在早在15641564年歐洲就出現(xiàn)過具有地震烈度含義的等級劃分，年歐洲就出現(xiàn)過具有地震烈度含義的等級劃分，但直到但直到18741874年才由西伯格最先提出接近現(xiàn)在常用的地震烈度年才由西伯格最先提出接近現(xiàn)在常用的地震烈度表的形式。表的形式。地震烈度都是按照宏觀現(xiàn)象評定的，被引用的宏觀現(xiàn)象地震烈度都是按照宏觀現(xiàn)象評定的，被引用的宏觀現(xiàn)象包括人的感覺、結構物的破壞，以及地表現(xiàn)象。中國目前使包括人的感覺、結構物的破壞，以及地表現(xiàn)象。中國目前使用的是用的是20082008年修訂的地震烈度表。比較著名的地震烈度表有年修訂的地震烈度表。比較著名的地震烈度表有默卡尼、默卡尼、MMMM、MSKMSK等。等。全世界使用的基本上是全世界使用的基本上是1212等級劃分的烈度表，只有日本等級劃分的烈度表，只有日本仍然采用從仍然采用從0 0到到7 7的八度劃分的烈度表。的八度劃分的烈度表。10/10/202213第2講 地震特征與結構概念設計中國地震烈度表中國地震烈度表(GB/T17742-2008)(GB/T17742-2008)地震地震烈度烈度人的感覺人的感覺房屋震害房屋震害類型類型震害程度震害程度平均震害指數(shù)平均震害指數(shù)其他震害現(xiàn)象其他震害現(xiàn)象水平向地震動參數(shù)水平向地震動參數(shù)峰值加速度峰值加速度m/s2峰值速度峰值速度m/s室內少數(shù)靜止中的人有感覺室內少數(shù)靜止中的人有感覺-門、窗輕微作響門、窗輕微作響-懸掛物微動懸掛物微動-室內多數(shù)人、室外少數(shù)人有感覺，室內多數(shù)人、室外少數(shù)人有感覺，少數(shù)人夢中驚醒少數(shù)人夢中驚醒-門、窗作響門、窗作響-懸掛物明顯擺動，器皿作響懸掛物明顯擺動，器皿作響-室內絕大多數(shù)、室外多數(shù)人有感覺，室內絕大多數(shù)、室外多數(shù)人有感覺，多數(shù)人夢中驚醒多數(shù)人夢中驚醒-門窗、屋頂、屋架顫動作響門窗、屋頂、屋架顫動作響,灰土掉灰土掉落落,個別房屋墻體抹灰出現(xiàn)細微裂縫個別房屋墻體抹灰出現(xiàn)細微裂縫,個別屋頂煙囪掉轉個別屋頂煙囪掉轉-懸掛物大幅度晃動，不穩(wěn)定器物搖懸掛物大幅度晃動，不穩(wěn)定器物搖動或翻倒動或翻倒0.31(0.220.44)0.03(0.020.04)多數(shù)人站立不穩(wěn)，少數(shù)人驚逃戶外多數(shù)人站立不穩(wěn)，少數(shù)人驚逃戶外懸掛物大幅度晃動，不穩(wěn)定器物搖懸掛物大幅度晃動，不穩(wěn)定器物搖動或翻倒動或翻倒A少數(shù)中等破壞少數(shù)中等破壞,多數(shù)輕微破壞和多數(shù)輕微破壞和/或或基本完好基本完好B個別中等破壞個別中等破壞,少數(shù)輕微破壞少數(shù)輕微破壞,多數(shù)多數(shù)基本完好基本完好個別輕微破壞個別輕微破壞,大多數(shù)基本完好大多數(shù)基本完好C0.000.110.63(0.450.89)0.06(0.050.09)0.000.08無感無感-室內個別靜止中的人有感覺室內個別靜止中的人有感覺-物體從架子上掉落物體從架子上掉落;河岸出現(xiàn)塌方河岸出現(xiàn)塌方,飽和砂層常見噴水冒砂飽和砂層常見噴水冒砂,松軟土地松軟土地上地裂縫較多上地裂縫較多;大多數(shù)獨立磚煙囪大多數(shù)獨立磚煙囪中等破壞中等破壞A少數(shù)嚴重破壞和少數(shù)嚴重破壞和/或毀壞或毀壞,多數(shù)中等多數(shù)中等和和/或輕微破壞或輕微破壞B少數(shù)中等破壞少數(shù)中等破壞,多數(shù)輕微破壞和多數(shù)輕微破壞和/或或基本完好基本完好少數(shù)中等和少數(shù)中等和/或輕微破壞或輕微破壞,多數(shù)基本多數(shù)基本完好完好C0.090.311.25(0.901.77)0.13(0.100.18)0.070.22大多數(shù)人驚逃戶外大多數(shù)人驚逃戶外,騎自行車的人騎自行車的人有感覺有感覺,行駛中的汽車駕乘人員有行駛中的汽車駕乘人員有感覺感覺ABC少數(shù)嚴重和少數(shù)嚴重和/或中等破壞或中等破壞,多數(shù)輕微多數(shù)輕微破壞破壞個別毀壞個別毀壞,少數(shù)嚴重破壞少數(shù)嚴重破壞,多數(shù)中等多數(shù)中等和和/或輕微破壞或輕微破壞少數(shù)毀壞少數(shù)毀壞,多數(shù)嚴重和多數(shù)嚴重和/或中等破壞或中等破壞多數(shù)人搖晃顛簸多數(shù)人搖晃顛簸,行走困難行走困難0.200.400.290.51干硬土上出現(xiàn)裂縫干硬土上出現(xiàn)裂縫,飽和砂層絕大飽和砂層絕大多數(shù)噴砂冒水多數(shù)噴砂冒水;大多數(shù)獨立煙囪嚴大多數(shù)獨立煙囪嚴重破壞重破壞2.50(1.783.53)0.25(0.190.35)ABC少數(shù)毀壞和少數(shù)毀壞和/或嚴重破壞或嚴重破壞,多數(shù)中等多數(shù)中等和和/或輕微破壞或輕微破壞少數(shù)毀壞少數(shù)毀壞,多數(shù)嚴重和多數(shù)嚴重和/或中等破壞或中等破壞多數(shù)嚴重或多數(shù)嚴重或/和毀壞和毀壞多數(shù)人搖晃顛簸多數(shù)人搖晃顛簸,行走困難行走困難0.380.600.490.71干硬土上多處出現(xiàn)裂縫干硬土上多處出現(xiàn)裂縫,可見基巖可見基巖裂縫、錯動裂縫、錯動,滑坡、塌方常見滑坡、塌方常見;獨立獨立磚煙囪多數(shù)倒塌磚煙囪多數(shù)倒塌5.00(3.547.07)0.50(0.360.71)ABC多數(shù)毀壞和多數(shù)毀壞和/或嚴重破壞或嚴重破壞大多數(shù)毀壞大多數(shù)毀壞絕大多數(shù)毀壞絕大多數(shù)毀壞騎自行車的人會摔倒騎自行車的人會摔倒,處不穩(wěn)狀態(tài)處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔離原地的人會摔離原地,有拋起感有拋起感0.580.800.690.91山崩和地震斷裂出現(xiàn)山崩和地震斷裂出現(xiàn);基巖上拱橋基巖上拱橋破壞破壞;大多數(shù)獨立磚煙囪從根部破大多數(shù)獨立磚煙囪從根部破壞或倒毀壞或倒毀10.00(7.0814.14)1.00(0.721.41)ABC絕大多數(shù)毀壞絕大多數(shù)毀壞-0.781.000.891.00地震斷裂延續(xù)很大地震斷裂延續(xù)很大;大量山崩滑坡大量山崩滑坡-ABC幾乎全部毀壞幾乎全部毀壞-1.00地面劇烈變化地面劇烈變化,山河改觀山河改觀-“個別個別”為為10%以下；以下；“少數(shù)少數(shù)”為為10%45%；“多數(shù)多數(shù)”為為40%70%；“大多數(shù)大多數(shù)”為為60%90%；“絕大多數(shù)絕大多數(shù)”為為80%以上。以上。A類類：木構架和土、石、磚墻建：木構架和土、石、磚墻建造的舊式房屋；造的舊式房屋；B類類：未經(jīng)抗震設防的單層或多：未經(jīng)抗震設防的單層或多層磚砌體房屋；層磚砌體房屋；C類類：按照：按照度抗震設防的單層度抗震設防的單層或多層磚砌體房屋。或多層磚砌體房屋?；就旰没就旰茫撼兄睾头浅兄貥嫾旰?，或個別：承重和非承重構件完好，或個別非承重構件輕微損壞，不加修理可繼續(xù)非承重構件輕微損壞，不加修理可繼續(xù)使用；使用；輕微破壞輕微破壞：個別承重構件出現(xiàn)可見裂縫，非：個別承重構件出現(xiàn)可見裂縫，非承重構件有明顯裂縫，不需要修理或稍承重構件有明顯裂縫，不需要修理或稍加修理即可繼續(xù)使用；加修理即可繼續(xù)使用；中等破壞中等破壞：多數(shù)承重構件出現(xiàn)輕微裂縫，部：多數(shù)承重構件出現(xiàn)輕微裂縫，部分有明顯裂縫，個別非承重構件破壞嚴分有明顯裂縫，個別非承重構件破壞嚴重，需要一般修理后可使用；重，需要一般修理后可使用；嚴重破壞嚴重破壞：多數(shù)承重構件破壞較嚴重，非承：多數(shù)承重構件破壞較嚴重，非承重構件局部倒塌，房屋修復困難；重構件局部倒塌，房屋修復困難；毀壞毀壞：多數(shù)承重構件嚴重破壞，房屋結構瀕：多數(shù)承重構件嚴重破壞，房屋結構瀕于崩潰或已倒毀，已無修復可能。于崩潰或已倒毀，已無修復可能。以地面上以及底層房屋中的人的感覺和其他震害現(xiàn)象為主以地面上以及底層房屋中的人的感覺和其他震害現(xiàn)象為主 以房屋震害為主，參照其他震害現(xiàn)象，當用房屋震害程度與以房屋震害為主，參照其他震害現(xiàn)象，當用房屋震害程度與平均震害指數(shù)評定結果不同時，應以震害程度評定結果為主，并平均震害指數(shù)評定結果不同時，應以震害程度評定結果為主，并綜合考慮不同類型房屋的平均震害指數(shù)綜合考慮不同類型房屋的平均震害指數(shù) 應綜合房屋震害和地表震害現(xiàn)象應綜合房屋震害和地表震害現(xiàn)象 10/10/202214第2講 地震特征與結構概念設計地震烈度評定實例地震烈度評定實例破壞等級：毀壞破壞等級：毀壞房屋類型：房屋類型：C C類類10/10/202215第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 地震動三要素地震動三要素幅值、頻譜、持時。幅值、頻譜、持時。t/s10/10/202216第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 地震震害地震震害 直接震害直接震害 指地震直接引起的人身傷亡與財產(chǎn)損失。財產(chǎn)損失包括各種人工建指地震直接引起的人身傷亡與財產(chǎn)損失。財產(chǎn)損失包括各種人工建筑物，如房屋建筑、構筑物、橋梁、隧道、道路、水利工程，以及自然筑物，如房屋建筑、構筑物、橋梁、隧道、道路、水利工程，以及自然環(huán)境，如農田、河流、湖泊、地下水等的破壞。環(huán)境，如農田、河流、湖泊、地下水等的破壞。直接震害可劃分為兩類：直接震害可劃分為兩類：結構振動破壞結構振動破壞和和地基失效地基失效。動態(tài)破壞動態(tài)破壞靜態(tài)破壞靜態(tài)破壞結構振動破壞結構振動破壞地基失效地基失效10/10/202217第2講 地震特征與結構概念設計地震直接震害地震直接震害 地面破壞地面破壞如地面裂縫、錯動、塌陷、噴水冒砂等。如地面裂縫、錯動、塌陷、噴水冒砂等。10/10/202218第2講 地震特征與結構概念設計地震直接震害地震直接震害 建建(構構)筑物破壞筑物破壞如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等。如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等。10/10/202219第2講 地震特征與結構概念設計地震直接震害地震直接震害 自然環(huán)境的破壞自然環(huán)境的破壞如山崩、滑坡等。如山崩、滑坡等。10/10/202220第2講 地震特征與結構概念設計地震基本知識地震基本知識 地震震害地震震害 間接震害間接震害 指非地震災害和損失，如火災、水災（海嘯、大湖波浪）、流行疾指非地震災害和損失，如火災、水災（海嘯、大湖波浪）、流行疾病和由于勞動力損失與交通中斷等引起的一系列經(jīng)濟損失。病和由于勞動力損失與交通中斷等引起的一系列經(jīng)濟損失。10/10/202221第2講 地震特征與結構概念設計地震間接震害地震間接震害 火災火災19231923年日本關東大地震，東京年日本關東大地震，東京市內市內227227處起火，處起火，3333處未能撲滅造處未能撲滅造成火災蔓，舊市區(qū)燒毀約成火災蔓，舊市區(qū)燒毀約50%50%，橫，橫濱市燒毀濱市燒毀80%80%。10/10/202222第2講 地震特征與結構概念設計地震間接震害地震間接震害 海嘯海嘯 2004 2004年年1212月月2626日日印尼蘇門達臘島附近印尼蘇門達臘島附近海域發(fā)生強烈地震海域發(fā)生強烈地震,引發(fā)巨大海嘯引發(fā)巨大海嘯,造成造成2828萬余人死亡的慘萬余人死亡的慘劇劇.10/10/202223第2講 地震特征與結構概念設計地震間接震害地震間接震害 交通中斷交通中斷 20082008年年5 5月月1212日汶川大地震中日汶川大地震中,90,90余公里的都汶公路余公里的都汶公路80%80%的道路損毀的道路損毀,數(shù)數(shù)十處山體滑坡、一億多立方米土石塌十處山體滑坡、一億多立方米土石塌方導致方導致1010多公里路段被完全覆蓋多公里路段被完全覆蓋,交通交通中斷中斷,直到三個多月后直到三個多月后(9(9月月2 2日日)才全線才全線貫通并恢復通車。貫通并恢復通車。10/10/202224第2講 地震特征與結構概念設計地震間接震害地震間接震害 毒物泄露毒物泄露10/10/202225第2講 地震特征與結構概念設計地震間接震害地震間接震害 流行疾病流行疾病10/10/202226第2講 地震特征與結構概念設計結構地震破壞現(xiàn)象結構地震破壞現(xiàn)象 結構喪失整體性；結構喪失整體性；承重結構強度不足；承重結構強度不足；結構變形過大；結構變形過大；10/10/202227第2講 地震特征與結構概念設計結構地震破壞現(xiàn)象結構地震破壞現(xiàn)象 結構構件結點失效；結構構件結點失效；地基失效；地基失效；非結構構件破壞。非結構構件破壞。10/10/202228第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 基本內容基本內容 建筑設計應重視建筑結構的規(guī)則性；建筑設計應重視建筑結構的規(guī)則性；抗側力結構和構件的延性設計。抗側力結構和構件的延性設計。合理的建筑結構體系選擇；合理的建筑結構體系選擇；10/10/202229第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構規(guī)則性結構規(guī)則性建筑規(guī)則性建筑規(guī)則性3.4.13.4.1 建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重 不規(guī)則的設計方案。不規(guī)則的設計方案。建筑及其抗側力結構的平面布置宜均勻、建筑及其抗側力結構的平面布置宜均勻、對稱，并具有良好的整體性。對稱，并具有良好的整體性。平面規(guī)則：平面規(guī)則：1豎向規(guī)則：豎向規(guī)則：2建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結構的側建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結構的側向剛度宜均勻變化，豎向抗側力構件的截向剛度宜均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。10/10/202230第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構規(guī)則性結構規(guī)則性馬那瓜美洲銀行大廈馬那瓜美洲銀行大廈馬那瓜中央銀行大廈馬那瓜中央銀行大廈19721972年年1212月月2323日馬那瓜地震日馬那瓜地震,由由于中央銀行大廈結構嚴重不規(guī)則于中央銀行大廈結構嚴重不規(guī)則,地地震破壞嚴重震破壞嚴重,震后拆除震后拆除;相鄰的美洲銀相鄰的美洲銀行大廈結構規(guī)則行大廈結構規(guī)則,只輕微損壞只輕微損壞,震后稍震后稍加修理便恢復使用。加修理便恢復使用。10/10/202231第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構規(guī)則性結構規(guī)則性 平面不規(guī)則平面不規(guī)則 4 4個樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。個樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。4 4層以上的樓板僅為層以上的樓板僅為5cm5cm厚，擱置在高厚，擱置在高45cm45cm長長14m14m小梁上。小梁上。豎向不規(guī)則豎向不規(guī)則 塔樓上部（塔樓上部（4 4層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共6464根，支承在根，支承在4 4層樓板層樓板水平處的過渡大梁上，大梁又支承在其下面的水平處的過渡大梁上，大梁又支承在其下面的1010根根1m1m 1.55m 1.55m的柱子上（間距的柱子上（間距9.4m9.4m）。上下兩部）。上下兩部分嚴重不均勻，不連續(xù)。分嚴重不均勻，不連續(xù)。主要破壞主要破壞：第：第4 4層與第層與第5 5層之間層之間(豎向剛度和承載力突變豎向剛度和承載力突變),),周圍柱子嚴重開裂，柱鋼筋壓屈；周圍柱子嚴重開裂，柱鋼筋壓屈；橫向裂縫貫穿橫向裂縫貫穿3 3層以上的所有樓板層以上的所有樓板(有的寬達有的寬達1cm),1cm),直至電梯井東側；塔樓西立面、其他立面窗下和直至電梯井東側；塔樓西立面、其他立面窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其它非結構構件均嚴重破壞或倒塌。電梯井處的空心磚填充墻及其它非結構構件均嚴重破壞或倒塌。震后計算分析結果震后計算分析結果:1.:1.結構存在十分嚴重扭轉效應結構存在十分嚴重扭轉效應;2.;2.塔樓塔樓3 3層以上北面和南面大多數(shù)柱子抗剪層以上北面和南面大多數(shù)柱子抗剪能力大大不足能力大大不足,率先破壞；率先破壞；3.3.水平地震作用下水平地震作用下,柔而長的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運動等。柔而長的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運動等。中央銀行大廈中央銀行大廈 結構是均勻對稱的，基本的抗側力體系結構是均勻對稱的，基本的抗側力體系包括包括4 4個個L L形的桶體，對稱地由連梁連接起來，形的桶體，對稱地由連梁連接起來，這些連梁在地震時遭到剪切破壞，是整個結這些連梁在地震時遭到剪切破壞，是整個結構能觀察到的主要破壞。構能觀察到的主要破壞。分析表明：分析表明：1.1.對稱的結構布置及相對剛對稱的結構布置及相對剛強的聯(lián)肢墻，有效地限制了側向位移，并防強的聯(lián)肢墻，有效地限制了側向位移，并防止了明顯的扭轉效應；止了明顯的扭轉效應；2.2.避免了長跨度樓板避免了長跨度樓板和砌體填充墻的非結構構件的損壞；和砌體填充墻的非結構構件的損壞；3.3.當連當連梁剪切破壞后，結構體系的位移雖有明顯增梁剪切破壞后，結構體系的位移雖有明顯增加，但由于抗震墻提供了較大的側向剛度，加，但由于抗震墻提供了較大的側向剛度，位移量得到控制。位移量得到控制。美洲美洲銀行銀行10/10/202232第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構規(guī)則性結構規(guī)則性平面不規(guī)則的類型平面不規(guī)則的類型不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義扭轉不規(guī)則扭轉不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移樓層的最大彈性水平位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的（或層間位移）平均值的1.21.2倍倍凹凸不規(guī)則凹凸不規(guī)則結構平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的結構平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%30%樓板局部不連續(xù)樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的寬度的50%,50%,或開洞面積大于該層樓面面積的或開洞面積大于該層樓面面積的30%30%，或較大的樓層錯層，或較大的樓層錯層扭轉不規(guī)則扭轉不規(guī)則凹凸角不規(guī)則凹凸角不規(guī)則10/10/202233第2講 地震特征與結構概念設計平面不規(guī)則的類型平面不規(guī)則的類型不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義扭轉不規(guī)則扭轉不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移樓層的最大彈性水平位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的（或層間位移）平均值的1.21.2倍倍凹凸不規(guī)則凹凸不規(guī)則結構平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的結構平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%30%樓板局部不連續(xù)樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的寬度的50%,50%,或開洞面積大于該層樓面面積的或開洞面積大于該層樓面面積的30%30%，或較大的樓層錯層，或較大的樓層錯層局部不連續(xù)局部不連續(xù)大開洞大開洞錯層錯層10/10/202234第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構規(guī)則性結構規(guī)則性豎向不規(guī)則的類型豎向不規(guī)則的類型不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義側向剛度不規(guī)則側向剛度不規(guī)則該層的側向剛度小于相鄰上一層的該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%70%，或小于其上相鄰三個樓層側向剛，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的度平均值的80%80%；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%25%豎向抗側力構件豎向抗側力構件不連續(xù)不連續(xù)豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、桁架等向下傳遞桁架等向下傳遞樓層承載力突變樓層承載力突變抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%80%沿豎向的側向剛度不規(guī)則（有柔軟層）沿豎向的側向剛度不規(guī)則（有柔軟層）豎向抗側力構件不連續(xù)豎向抗側力構件不連續(xù)10/10/202235第2講 地震特征與結構概念設計豎向不規(guī)則的類型豎向不規(guī)則的類型不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義側向剛度不規(guī)則側向剛度不規(guī)則該層的側向剛度小于相鄰上一層的該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%70%，或小于其上相鄰三個樓層側向剛，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的度平均值的80%80%；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%25%豎向抗側力構件豎向抗側力構件不連續(xù)不連續(xù)豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、桁架等向下傳遞桁架等向下傳遞樓層承載力突變樓層承載力突變抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%80%豎向抗側力結構屈服抗剪強度不均勻豎向抗側力結構屈服抗剪強度不均勻 （有薄弱層）（有薄弱層）嚴重不規(guī)則嚴重不規(guī)則是指體型復雜，是指體型復雜，多項不規(guī)則指標超過表中指標或某多項不規(guī)則指標超過表中指標或某一項大大超過規(guī)定值，具有嚴重的一項大大超過規(guī)定值，具有嚴重的抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會導致地震破壞抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會導致地震破壞的嚴重后果者。的嚴重后果者。注：以上規(guī)定主要針對鋼筋混凝注：以上規(guī)定主要針對鋼筋混凝土和鋼結構的多層和高層建筑。土和鋼結構的多層和高層建筑。10/10/202236第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構規(guī)則性結構規(guī)則性總是震不倒的建筑是由中國人創(chuàng)造出來的總是震不倒的建筑是由中國人創(chuàng)造出來的.10/10/202237第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構體系結構體系3.5.23.5.2 結構體系應符合下列各項要求：結構體系應符合下列各項要求：1.1.應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。2.2.應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。重力荷載的承載能力。3.3.應具備必要的抗震承載力、良好的變形能力和消耗地震能量的能應具備必要的抗震承載力、良好的變形能力和消耗地震能量的能力。力。4.4.對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。10/10/202238第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構體系結構體系 受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實際表現(xiàn)相符合。實際表現(xiàn)相符合。10/10/202239第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構體系結構體系 抗震設計的一個重要原則是結構應有抗震設計的一個重要原則是結構應有必要的必要的贅余度和內力重分配的功能贅余度和內力重分配的功能。10/10/202240第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構體系結構體系 有較大的變形有較大的變形能力而缺少較高的能力而缺少較高的抗側向力的能力如抗側向力的能力如鋼或鋼筋混凝土純鋼或鋼筋混凝土純框架，由于在不大框架，由于在不大的地震作用下會產(chǎn)的地震作用下會產(chǎn)生較大的變形，導生較大的變形，導致非結構構件的破致非結構構件的破壞或結構本身的失壞或結構本身的失穩(wěn)。穩(wěn)。足夠的承載力足夠的承載力和變形能力是需要和變形能力是需要同時滿足的。同時滿足的。10/10/202241第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構體系結構體系 有較高的承載能力有較高的承載能力而缺少較大變形能力如而缺少較大變形能力如不加約束的砌體結構，不加約束的砌體結構，很容易引起脆性破壞而很容易引起脆性破壞而倒塌。倒塌。必要的承載能力和必要的承載能力和良好的變形能力的結合良好的變形能力的結合便是結構在地震作用下便是結構在地震作用下具有的耗能能力。具有的耗能能力。10/10/202242第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 結構構件的延性結構構件的延性 結構的變形能力取決于組成結構的構件及其連接的延結構的變形能力取決于組成結構的構件及其連接的延性水平。性水平。提高結構構件延性水平的抗震措施：提高結構構件延性水平的抗震措施：1.1.采用采用水平向（圈梁）和豎向（構造柱、芯柱）混凝土構件，水平向（圈梁）和豎向（構造柱、芯柱）混凝土構件，加強對砌體結構的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發(fā)生裂縫后不加強對砌體結構的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落，地震時不致喪失對重力荷載的承載能力致坍塌和散落，地震時不致喪失對重力荷載的承載能力.2.2.避免混凝土結構的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構件剪切破避免混凝土結構的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結破壞）先于鋼筋的屈服壞、鋼筋同混凝土粘結破壞）先于鋼筋的屈服.3.3.避免鋼結構構件的整體和局部失穩(wěn)，保證節(jié)點焊接部位（焊避免鋼結構構件的整體和局部失穩(wěn)，保證節(jié)點焊接部位（焊縫和母材縫和母材)在地震時不致開裂在地震時不致開裂.10/10/202243第2講 地震特征與結構概念設計建筑抗震概念設計建筑抗震概念設計 非非結構構件結構構件3.7.1 3.7.1 非結構構件，包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設非結構構件，包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設 備，自身及其與結構主體的連接，應進行抗震設計。備，自身及其與結構主體的連接，應進行抗震設計。1.1.附著于樓、屋面結構上的非結構構件，應與主體結構有可靠附著于樓、屋面結構上的非結構構件，應與主體結構有可靠的連接或錨固，避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備。的連接或錨固，避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備。2.2.圍護墻和隔墻應考慮對結構抗震的不利影響，避免不合理設圍護墻和隔墻應考慮對結構抗震的不利影響，避免不合理設置而導致主體結構的破壞。置而導致主體結構的破壞。3.3.幕墻、裝飾貼面與主體結構應有可靠連接，避免地震時脫落幕墻、裝飾貼面與主體結構應有可靠連接，避免地震時脫落傷人。傷人。4.4.安裝在建筑上的附屬機械、電氣設備系統(tǒng)的支座和連接，應安裝在建筑上的附屬機械、電氣設備系統(tǒng)的支座和連接，應符合地震時使用功能的要求，且不應導致相關部件的損壞。符合地震時使用功能的要求，且不應導致相關部件的損壞。10/10/202244第2講 地震特征與結構概念設計思考題思考題1.1.工程震害的類型有哪些工程震害的類型有哪些?2.2.結構概念設計包括哪些基本內容結構概念設計包括哪些基本內容?10/10/202245第2講 地震特征與結構概念設計第第2講結束！講結束！學習是一件快樂的事情，且學習是一件快樂的事情，且聽下回分解！聽下回分解！