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1、第五章 工程结构抗震,工程结构,一、地震基本知识1.地震,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 。,震源、震中、震中距,震源：地球内部发生地震的地方。,震中：震源在地面上的投影点。,震中区：震中及其附近的地方，也称极震区 。,震中距：从震中到地面上任何一点的距离。,震源深度：从震源到地面上震中的距离。,一、地震基本知识1.地震,地震分类,按地震成因分,天然地震：构造地震、火山地震、陷落地震。,人工地震：因人为因素直接造成的地震。,按震源深度分,浅源地震：震源深度小于60千米,中源地震：震源深度在60至300千米,深源地震：震源深度在300千米以上,一、地震基本知识1.
2、地震,震级与烈度,地震震级,里氏地震等级,反映一次地震本身大小的等级,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,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,一、地震基本知识1.地震,震级与烈度,地震烈度,地震对地表和建筑物影响的平均强弱程度,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。,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
3、中国地震烈度表。,中国地震烈度表将地震烈度分为1-12度。,个别：10%以下 少数：10%50% 多数：50%70% 大多数：70%90% 普遍：90%以上,一、地震基本知识1.地震,震级与烈度,基本烈度,未来50年内可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度。,相当于475年一遇的最大地震的烈度。,基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。,设防烈度,一般情况下，可采用地震基本烈度。,一、地震基本知识1.地震,震级与烈度,多遇烈度,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。其超越概率为63.2%，重现期为50年。,罕遇烈度,建筑所在地区在设
4、计基准期（50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。,一、地震基本知识1.地震,设计地震分组,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。,设计地震分为三组,建筑场地的类别,坚硬土层上的刚性建筑、软弱土上的柔性建筑破坏严重。,建筑场地按地震对建筑的影响划分为4类。,建筑场地分类的指标是以场地土的类型和覆盖层的厚度。,一、地震基本知识2. 地震的破坏作用,错动,裂缝,喷水冒砂,滑坡,一、地震基本知识2. 地震的破坏作用,房屋倒塌,一、地震基本知识2. 地震的破坏作用,桥梁断落,一、地震基本知识2. 地震
5、的破坏作用,水坝开裂,一、地震基本知识2. 地震的破坏作用,铁轨变形,一、地震基本知识2. 地震的破坏作用,海啸,简称为：“小震不坏，中震可修，大震不倒”。,二、抗震设防的基本要求1. 抗震设防目标,“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。,二、抗震设防的基本要求1. 抗震设防目标,结构延性的概念 (塑性变形性能),延性,延性比,二、抗震设防的基本要求2.
6、 抗震设防分类,二、抗震设防的基本要求3. 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。,二、抗震设防的基本要求3. 抗震设防措施,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。,二、抗震设防的基本要求4. 地震作用,在设防烈度为6度时，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。,二、抗震设防的基本要求4. 地震作用,a-地震影响系数,amax-地震影响系 数最大值,T-结构周期,抗震设计反
7、应谱,二、抗震设防的基本要求4. 地震作用,a-地震影响系数,amax-地震影响系 数最大值,T-结构周期,抗震设计反应谱,Tg-特征周期,二、抗震设防的基本要求4. 地震作用,底部剪力计算水平地震作用,Geq结构等效总重力荷载代表值 单质点取 G；多质点取 0.85Gi,a1 相应与结构基本自振周期的地震影响系数 二层以内可取 amax 二层以上可按 T1=(0.06 0.09)N 确定a1,三、抗震构造措施1. 多层混合结构,房屋局部尺寸的限制,三、抗震构造措施1. 多层混合结构,设置钢筋混凝土构造柱,三、抗震构造措施1. 多层混合结构,设置钢筋混凝土构造柱,构造柱设置部位,三、抗震构造措
8、施1. 多层混合结构,设置钢筋混凝土圈梁,钢筋混凝土圈梁的设置部位,三、抗震构造措施1. 多层混合结构,墙体之间的连接,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,结构的抗震等级,地震作用下，钢筋混凝土结构的地震反应有下列特点：,1、地震作用越大，房屋的抗震要求越高；,2、结构的抗震能力主要取决于主要抗侧力构件的性能；,3、房屋越高，地震反应越大，抗震要求越高。,地震作用与烈度、场地等有关，从经济角度考虑，对不同烈度、场地的结构的抗震要求可以有明显的差别。,主、次抗侧力构件的抗震要求应有差别。,抗震等级是确定结构构件抗震计算和抗震措施的标准。根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件在结
9、构中的重要程度确定，共分四个等级，一级最高。,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,结构的抗震等级,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固,强梁弱柱型破坏,强柱弱梁型破坏,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固,钢筋的锚固,zaE：纵向受拉钢筋抗震锚固修正系数 一、二级抗震等级，取1.15，三级取1.05，四级取1.0。,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固,柱轴压比限制:,n=0,n=0.42,三、抗震构造
10、措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固,柱轴压比限制:,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固,柱端箍筋加密,加密范围： h(D), Hc0/6, 500mm max , 且底层下端 Hc0/3,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固,柱端箍筋加密,箍筋加密范围内的体积配筋率,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固,柱的剪跨比,柱的剪跨比 l 2 ，为长柱，设计中宜采用
11、。,柱的剪跨比 1.5 l 2 ，为短柱，设计中不宜采用。,柱的剪跨比 l 1.5 ，为极短柱，设计中慎重采用。,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,强柱弱梁，强剪弱弯，强节点、强锚固,梁端箍筋加密,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,提高结构延性的措施,框架填充墙,*填充墙宜选用轻质块体材料，其强度等级，空心砖：MU10、MU7.5、 MU5和MU3.5；轻集料混凝土砌块：MU10、MU7.5、MU5和MU3.5； 砂浆的强度等级不宜低于M5 (Mb5、Ms5)；填充墙厚不应小于90mm。,*填充墙与框架的连接，可根据设计要求采用脱开或不脱开方法。有抗震 设防要求时宜采用填充墙与框架脱开的方法。,*当填充墙与框架采用脱开的方法时，端部应设置构造柱，柱间距宜不大 于20倍墙厚且不大于4000mm，柱宽度不小于100mm。,*按规范要求在墙转角、纵横墙交接处、洞口等处，加强构造措施。,三、抗震构造措施2. 多高层钢筋混凝土结构,
