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1、工程结构防震减灾第二章钱向东 主讲河海大学第二章防震减灾与抗震设防标准2.1 防震减灾基本对策2.2 工程场地与建筑物分类2.3 抗震设防目标与标准2.4 抗震设计方法与基本要求2.1 防震减灾基本对策2.2 工程场地与建筑物分类2.3 抗震设防目标与标准2.4 抗震设计方法与基本要求2.1 防震减灾基本对策宏观上，减轻地震灾害的对策有三方面：宏观上，减轻地震灾害的对策有三方面：地震预测预报：地震预测预报：根据对地震地质、地震活动性地震前兆异常和环境因 素等多种悄况，通过多种科学手段进行顶测预报，作出 科能发生地震的顶报。预报按可能发生地震的时间可分 为四类：根据对地震地质、地震活动性地震前兆
2、异常和环境因 素等多种悄况，通过多种科学手段进行顶测预报，作出 科能发生地震的顶报。预报按可能发生地震的时间可分 为四类：（1）长期预报：预报几年至几十年内将发生的地震；）长期预报：预报几年至几十年内将发生的地震； （2）中期预报：预报几个月至几年内将发生的地震；）中期预报：预报几个月至几年内将发生的地震； （3）短期预报：预报几天至几个月将发生的地震；）短期预报：预报几天至几个月将发生的地震； （4）临时预报：预报几天之内将发生的地震。）临时预报：预报几天之内将发生的地震。预报的水平预报的水平“偶有成功、错漏甚多偶有成功、错漏甚多”，地震转移、分散地震转移、分散把可能在人口密集的大城市发生的
3、大地震，通过 能量转移，诱发至荒无人烟的山区或远离大陆的 深海，或通过能量释放把一次破坏性的大地震化 为无数次非破坏性的小震。把可能在人口密集的大城市发生的大地震，通过 能量转移，诱发至荒无人烟的山区或远离大陆的 深海，或通过能量释放把一次破坏性的大地震化 为无数次非破坏性的小震。 尚在探索中，还没有应用的例子。即使成功，其 使用价值也不大。？尚在探索中，还没有应用的例子。即使成功，其 使用价值也不大。？ 如一个如一个7级地震，需要级地震，需要36000多个不致造成破坏的多个不致造成破坏的 4级地震才能释放其能量，其经济投入不可想 象。级地震才能释放其能量，其经济投入不可想 象。工程抗震工程抗
4、震目前最有效的、最根本的措施。目前最有效的、最根本的措施。 通过工程技术提高城市综合抗御地震的能力和提 高各类建筑物的耐震性能，当突发性地震发生 时，把地震灾害减少至较轻的程度通过工程技术提高城市综合抗御地震的能力和提 高各类建筑物的耐震性能，当突发性地震发生 时，把地震灾害减少至较轻的程度 。 目前水平目前水平“屡见成功、偶有失利屡见成功、偶有失利”。 内容包括地震危险性分析和地震区划、工程结构 抗震、工程结构减震控制等。内容包括地震危险性分析和地震区划、工程结构 抗震、工程结构减震控制等。我国减轻地震灾害的战略和对策我国减轻地震灾害的战略和对策从时间上分三个阶段：从时间上分三个阶段： 震前
5、监测预报和预防，这是制定各种对策的基础；震前监测预报和预防，这是制定各种对策的基础； 震时和震后早期的应急抢险救灾；震时和震后早期的应急抢险救灾； 震后的救灾和恢复。震后的救灾和恢复。我国将工程抗震和地震预报作为防灾的两个基本战略，有重 点地抗震设防，提高建筑物的抗震减震能力，消除地震后 果，迅速恢复正常秩序。我国将工程抗震和地震预报作为防灾的两个基本战略，有重 点地抗震设防，提高建筑物的抗震减震能力，消除地震后 果，迅速恢复正常秩序。我国减灾对策是将预测预防、工程抗震和全力救灾三者结合 在一起，走综合防御的道路，实现防震减灾的目标我国减灾对策是将预测预防、工程抗震和全力救灾三者结合 在一起，
6、走综合防御的道路，实现防震减灾的目标。 2.2 工程场地与建筑物分类工程地质条件对震害的影响工程地质条件对震害的影响局部地形条件影响：局部地形条件影响：山梁、山包、条状山嘴、高差较大的台地、陡坡、故河道 岸边等，对建筑抗震不利。山梁、山包、条状山嘴、高差较大的台地、陡坡、故河道 岸边等，对建筑抗震不利。局部地质构造影响：局部地质构造影响：断裂带容易错动断裂带容易错动地下水位：地下水位：水位越浅震害越重水位越浅震害越重工程抗震设计必须选择建筑场地，避免不利的地 形地质条件。工程抗震设计必须选择建筑场地，避免不利的地 形地质条件。工程场地场地场地建筑物所在地。在平面上大体相当厂区、居民区或自然村的
7、区域范围。建筑物所在地。在平面上大体相当厂区、居民区或自然村的区域范围。场地土场地土场地范围内的地基土。场地范围内的地基土。场地土对震害的影响主要取决于土的坚硬程度。以土的剪切波速划分土的类型场地土对震害的影响主要取决于土的坚硬程度。以土的剪切波速划分土的类型场地覆盖层厚度：场地覆盖层厚度：绝对定义绝对定义从地面至基岩顶面的距离。从地面至基岩顶面的距离。相对定义相对定义相邻两地层波速之比大于一定值的埋深。相邻两地层波速之比大于一定值的埋深。我国规范：我国规范： （1）波速大于500m/s的土层顶面至地面的距离。 （2）地面5m以下存在相邻两地层波速之比大于相邻两地层波速之比大于2.5的 土层，
8、且其下卧层波速平均不小于的 土层，且其下卧层波速平均不小于400m/s。 （3）波速大于）波速大于500m/s的孤石、透镜体，不算 （4）土层中的火山岩硬夹层厚度应从覆盖层厚度中扣 除。场地类别：场地类别：我国抗震规范按土层等效剪切波速和覆盖层厚度进行场 地分类。我国抗震规范按土层等效剪切波速和覆盖层厚度进行场 地分类。建筑物分类建筑物分类甲类建筑甲类建筑具有特殊要求的建筑，如遇地震破坏 会导致严重后果的建筑，必须经国家规定的权限批 准；具有特殊要求的建筑，如遇地震破坏 会导致严重后果的建筑，必须经国家规定的权限批 准； 乙类建筑乙类建筑国家重点抗震城市的生命线工程的建 筑；国家重点抗震城市的
9、生命线工程的建 筑； 丙类建筑丙类建筑甲、乙、丁类以外的建筑。甲、乙、丁类以外的建筑。 丁类建筑丁类建筑次要建筑，如遇地震破坏不易造成人 员伤亡和较大的经济损失的建筑。次要建筑，如遇地震破坏不易造成人 员伤亡和较大的经济损失的建筑。 2.3 抗震设防目标与标准抗震设防的目标抗震设防的目标 三水准目标：小震不坏、中震可修、大震不倒。即（三水准目标：小震不坏、中震可修、大震不倒。即（1）当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影 响时，建筑物一般不受损坏或不需修理可继续使用； （）当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影 响时，建筑物一般不受损坏或不需修理可继续使用； （2）当遭受相当于本地区抗震设
10、防烈度的地震时， 建筑物（包括结构和非结构部分）当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震时， 建筑物（包括结构和非结构部分)可能损坏，但不致 危及生命和生产设备的安全，经一般修理或不需修理 仍能继续使用； （可能损坏，但不致 危及生命和生产设备的安全，经一般修理或不需修理 仍能继续使用； （3）当遭遇高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地 震时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。）当遭遇高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地 震时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。大震与小震大震与小震小震小震众值烈度， 超越概率众值烈度， 超越概率63.2%，重 现期，重 现期50年年中震中震基本烈度， 超越
11、概率基本烈度， 超越概率10%，重现 期，重现 期475年年大震大震罕遇烈度， 超越概率罕遇烈度， 超越概率2%，重现 期，重现 期2475年年抗震设防标准抗震设防标准 甲类建筑甲类建筑地震作用计算应高于本地区抗震设防烈度的要 求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；当抗震设防 烈度为地震作用计算应高于本地区抗震设防烈度的要 求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；当抗震设防 烈度为68度时，其抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提 高一度的要求；当抗震设防烈度为度时，其抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提 高一度的要求；当抗震设防烈度为9度时，应符合比度时，应符合比9度抗震 设防更高的要求。度
12、抗震 设防更高的要求。 乙类建筑乙类建筑地震作用计算应符合本地区抗震设防烈度的要 求；当抗震设防烈度为地震作用计算应符合本地区抗震设防烈度的要 求；当抗震设防烈度为68度时，一般情况下，其抗震措施应 符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求；当抗震设防烈度 为度时，一般情况下，其抗震措施应 符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求；当抗震设防烈度 为9度时，应符合比度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。度抗震设防更高的要求。 丙类建筑丙类建筑地震作用计算和抗震措施应符合本地区抗震设 防烈度的要求；地震作用计算和抗震措施应符合本地区抗震设 防烈度的要求； 丁类建筑丁类建筑一般情况下，地震作用计算应符合本
13、地区抗震 设防烈度的要求；抗震措施允许较本地区抗震设防烈度的要 求适当降低，单抗震设防烈度为一般情况下，地震作用计算应符合本地区抗震 设防烈度的要求；抗震措施允许较本地区抗震设防烈度的要 求适当降低，单抗震设防烈度为6度不应降低。度不应降低。 2.4 抗震设计方法与基本要求抗震设计方法抗震设计方法我国建筑抗震设计规范：我国建筑抗震设计规范：二阶段设计方法，实现三水准目标二阶段设计方法，实现三水准目标第一阶段：第一阶段：在方案布置符台抗震原则的前提下，按 与基本烈度相对应的众值烈度（相当于小震）的地 震动，用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地 震作用标准值和相应的地震作用效应，然后与其他 荷载
14、效应组合，进行构件承载力验算，建筑物变形 验算，既满足了第一水准下必要的强度可靠度，又 满足第二水准的设防要求（损坏可修），再通过概 念设计和构造措施来满足第三水准的设计要求。大 部分结构，只进行第一阶段设计。在方案布置符台抗震原则的前提下，按 与基本烈度相对应的众值烈度（相当于小震）的地 震动，用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地 震作用标准值和相应的地震作用效应，然后与其他 荷载效应组合，进行构件承载力验算，建筑物变形 验算，既满足了第一水准下必要的强度可靠度，又 满足第二水准的设防要求（损坏可修），再通过概 念设计和构造措施来满足第三水准的设计要求。大 部分结构，只进行第一阶段设计。第
15、二阶段：第二阶段：如有特殊要求的建筑和地震时易倒 塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构，需 进行第二阶段设计，即按与基本烈度相对应的 罕遇烈度（相当于大震），验算结构薄弱部位 的弹塑性层间变形是否小于限值（不发生倒 塌），如果变形过大，则应修改设计或采取相 应构造措施，以满足第三水准的设防要求（大 震不倒）。如有特殊要求的建筑和地震时易倒 塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构，需 进行第二阶段设计，即按与基本烈度相对应的 罕遇烈度（相当于大震），验算结构薄弱部位 的弹塑性层间变形是否小于限值（不发生倒 塌），如果变形过大，则应修改设计或采取相 应构造措施，以满足第三水准的设防要求（大 震不倒）。建筑结构抗震设计基本要求：建筑结构抗震设计基本要求：场地场地 地基与基础地基与基础 结构规则性结构规则性 抗震结构体系抗震结构体系 结构构件结构构件 结构分析结构分析 非结构构件非结构构件 材料与施工材料与施工
