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1、1,第1章 抗震设计的基本知识和基本要求,1.2 地震的一些基本概念,地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动 。,地震是一种自然现象，地球上每天都在发生地震，一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到；能造成破坏的约有1000次； 7级以上的大地震平均一年有十几次。目前记录到的世界上最大地震是 8.9级，发生于1960年5月22日的智利地震。,什么是地震？,2,地震分类,一.按地震成因分类,-天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震,1.构造地震,破坏性地震主要属于构造地震。据统计，构造地震约 占世界地震总数的90%以上。,92%的地震发生在地壳中， 其余的发生在地
2、幔上部 .,3,二.按震源深浅分类,浅源地震震源深度小于60千米的称为浅源地震。 全世界85%以上的地震都是浅源地震。,中源地震震源深度在60至300千米的称为中源地震。,深源地震震源深度在300千米以上的称为深源地震。,浅源地震波及范围小，但破坏力大；深源地震波及范 围大，但破坏力小。,2002年6月29日晨1：20发生于吉林的7.2级地震，震源深度为540km，无破坏。,目前有记录的最深震源达720公里。,地震分类,一.按地震成因分类,1960年2月29日发生于摩洛哥艾加迪尔城的5.8级地震， 深度为3km。震中破坏极为严重，但破坏仅局限在震中8km内。,4,地震波,地震波是地震发生时由震
3、源地方的岩石破裂产生的弹性波。,地震波分为体波和面波。,横波特点:周期长、振幅大、 波速慢,100-800m/s,纵波特点:周期短,振幅小, 波速快,200-1400m/s,面波比体波衰减慢、振幅大、 周期长、传播远。建筑物破坏 主要由面波造成。,杂波,P波开始,S波开始,面波开始,5,根据记录的地震波曲线（图1.15）可看到，压缩波（P波）最先到达，然后是剪切波（S波），再后是面波（L波和R波）到达。,虚波波速 V,一般约为8公里/秒,6,1.3 震级与烈度,一、 地震震级,1.定义,能量越大，震级就越大；震级相差一级，能量相差约32倍；相差二级，能量相差1000倍。,反映一次地震本身大小的
4、等级，用M表示,式中A表示标准地震仪距震中100km纪录的最大水平地 动位移，单位为微米。,2.震级与能量的关系,一个6级地震相当于一个两万吨级的原子弹。,能量E的单位：尔格（1尔格= ）,7,3.按震级的地震分类,微震- 2级以下。 人感觉不到,有感地震- 2-4级 人有感觉,破坏性地震- 5级以上 有破坏,强烈地震- 7级以上 有破坏,特大地震- 8级以上 有破坏,由于震源深浅、震中距大小等不同，地震造成 的破坏也不同。震级大，破坏力不一定大；震级小， 破坏力不一定就小。,1.3 震级与烈度,8,二、 地震烈度,一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影
5、响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。,1.定义及影响因素,一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度， 简称为烈度。用I表示。,2.地震烈度表,地震烈度表是评定烈度的标准和尺度。,我国在1980年制定了中国地震烈度表。,中国地震烈度表将地震烈度分为1-12度。,9,二、地震烈度,1.地震烈度定义及影响因素,2.地震烈度表,3.基本烈度,一个地区未来50年内一般场地条件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度。用Ib表示。,相当于475年一遇的最大地震的烈度。,各地区的基本烈度由中国地震动参数区划图（GB18306-2001)确定
6、。,（下图是原中国地震烈度区划图）,基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。,10,按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度称为设防烈度，用Id表示。）,规范规定：一般情况下，可采用中国地震动参数区划图 中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。,4.设防烈度,设防烈度的取值依据：,规范规定： 抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑必须进行抗震设计,11,建筑所在地区在设计基准期（50年）内出现的频度最 高的烈度。也称为常遇烈度、小震烈度，用Is表示。其超 越概率为63.2%，重现期为50年。,5.多遇烈度,6.罕遇烈度,建筑所在地区在设计基准期（5
7、0年）内具有超越概率 2%-3%的地震烈度。也称为大震烈度，重现期约为2000年。,12,设计地震分组是新规范新提 出的概念，用以代替旧规范设计 近震、设计远震的概念。,在宏观烈度大体相同 条件下，处于大震级远离 震中的高耸建筑物的震害 比中小级震级近震中距的 情况严重的多。,设计地震分三组,对于类场地，第一、二、三组 的设计特征周期分别为：0.35s、0.40s、0.45s.,浙江省各地震设防地区均属第一组。,1.4 设计地震分组,13,1.7 抗震设防的基本要求,通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，减轻经济损失。,一、抗震设防目标及方法,1.总目标,具体通过“三水准”的抗震设防要求
8、和“两阶段”的抗 震设计方法实现。,2.“三水准”抗震设防目标,当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时， 一般不受损坏或不需修理可继续使用。,当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时， 可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。,当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震 影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。,简称为：“小震不坏，中震可修，大震不倒”。,14,4.“两阶段”抗震设计方法,第一阶段：,对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载 力验算；在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。,第二阶段：,对一些规范规定的结构进行大震作用下的弹塑性变 形验算。,有特殊要求的
9、建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，不规则的建筑等。,一、抗震设防目标及方法,15,二、抗震设防范围,抗震设防烈度为6度及以上地区的所有新建建筑工程均必需进行抗震设计。,规范适用于6-9度地区抗震设计及隔震、消能减震设计。,超过9度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有 关专门规定执行。,三、抗震设防依据,一般情况下采用抗震设防烈度。,在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数。,1.7 抗震设防的基本要求,16,四、抗震设防分类及抗震设防措施,建筑类别不同，抗震设防标准也不同。,1.抗震设防分类,国家技术监督局和建设部在1995年4月19日公布了建筑抗震设防分类标准GB50223。
10、,该标准主要以地震中和地震后房屋的损坏对社会和经济产生的影响的程度大小，将建筑分成4个抗震设防类别。,国家质量监督检验检疫总局和建设部在2001年7月20日公布了建筑抗震设计规范GB50011-2001。该规范对上面标准作了修改。,17,四、抗震设防分类及抗震设防措施,18,较小乙类建筑：工矿企业的变电所、空压站以及城市供水水源的泵房等。,抗震性能较好的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。,2.抗震设防措施,抗震措施:除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。,抗震构造措施：一般不须计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。,19,3.地震作用,在设防烈度为6度时
11、，除规范有具体规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。,20,抗震设计的内容,建筑抗震设计包括三个层次的内容 1. 抗震概念设计：基于震害经验建立的抗震基本原则和思想。包括工程结构的总体布置和细部构造。 2. 抗震计算：为抗震设计提供定量手段 3. 抗震构造措施：通过保证结构整体性、加强局部薄弱环节，补充抗震计算的不足。 注意：抗震措施: 除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容。包括抗震构造措施和抗震概念设计等。,21,1.8 建筑抗震概念设计,一、定义与基本内容,根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。,基
12、本内容有三部分：,1.建筑设计应重视建筑结构的规则性； 2.合理的建筑结构体系选择； 3.抗侧力结构和构件的延性设计。,22,三、结构构件的延性,结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。,规范对各类结构采取的抗震措施，基本上是提高各类结构构件的延性水平。,这些抗震措施是：,采用水平向（圈梁）和竖向（构造柱、芯柱）混凝土构件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力荷载的承载能力；,2. 避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土压碎、构件 剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏）先于钢筋的屈服；,3. 避免钢结构构件的整体和局部失稳，保证节点焊接部 位（焊缝和母材)在地震时不致开裂。,
