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1、 南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院2013.81南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理目录 第一章 地震工程学概论 第二章 场地与地基基础抗震 第三章 工程结构的地震反应分析 第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计 第五章 砌体结构的抗震设计 第六章 工程结构隔震与消能减震简介2南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理地震工程学地震工程学是将地球物理学、地质学、地震学、工程力学（材料力是将地球物理学、
2、地质学、地震学、工程力学（材料力 学、结构静力学、结构动力学）、结构工程学（钢筋混凝土学、结构静力学、结构动力学）、结构工程学（钢筋混凝土 结构学、钢结构学、地基与基础）、施工技术等多方面理论结构学、钢结构学、地基与基础）、施工技术等多方面理论 予以综合，针对建造的建筑物在地震作用下必须安全这一目予以综合，针对建造的建筑物在地震作用下必须安全这一目 的而产生一门科学体系。的而产生一门科学体系。 地震工程学包含工程地震和结构抗震两方面内容。工程地震主要研究：地震危险性分析、地震区划、潜在震 源区地震活动规律、地震动工程参数的选择及估计等。结构抗震主要研究：建筑场地动力性能与抗震设计关系、 构件与
3、结构动力特性、结构动力破坏机制、结构地震反应 分析理论与抗震设计方法等。3南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理学习本门课要达到如下目的学习本门课要达到如下目的1. 1. 掌握抗震的基本知识、基本理论、基本技能，了解抗震掌握抗震的基本知识、基本理论、基本技能，了解抗震设计的一般规律；设计的一般规律；2. 2. 培养运用规范、标准，查阅技术资料的能力和抗震计算培养运用规范、标准，查阅技术资料的能力和抗震计算能力；能力；3. 3. 了解结构抗震设计的新理论、新方法及抗震理论、方法了解结构抗震设计的新理论、新方法及抗震理论、方法的发展趋势。的发展趋势
4、。4南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理n 1.1 地震灾害概述（了解内容+掌握）n 1.2 地震基本知识识（重点掌握）n n 1.3 1.3 震级与烈度震级与烈度（重点掌握） n n 1.4 1.4 设计地震分组设计地震分组（掌握）n n 1.5 1.5 地震地面运动的一般特征地震地面运动的一般特征（掌握）n n 1.6 1.6 地震的破坏作用（震害现象）地震的破坏作用（震害现象） （了解内容 ） n n 1.7 1.7 抗震设防的基本要求抗震设防的基本要求（重点掌握）第一章第一章 地震工程学概论地震工程学概论5南京工业大学土木工程学院南京
5、工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理引致灾害的自然作用引致灾害的自然作用灾害类別灾害类別气象方面气象方面极端雨量极端雨量太多太多洪灾洪灾太少太少干旱干旱极端气温极端气温太高太高热浪热浪太低太低霜冻、大风雪霜冻、大风雪极端强风极端强风台风台风、龙卷风龙卷风地貌方面地貌方面板块板块活动活动地震地震、海啸海啸、火山火山爆发爆发重力作用重力作用泥石流、泥石流、雪崩雪崩生物方面生物方面与动物、微生物有关与动物、微生物有关蝗虫、白蚁等蝗虫、白蚁等虫害虫害細菌或病毒細菌或病毒疾病疾病如伤寒、如伤寒、“非典非典” 、瘟疫、瘟疫 与植物有关与植物有关真菌真菌病害病害如小麦的铁锈病如小麦的
6、铁锈病数量激增数量激增野草蔓延、赤潮野草蔓延、赤潮1.1 1.1 地震灾害概述地震灾害概述一、地震是群灾之首一、地震是群灾之首灾害灾害自然灾害自然灾害人为灾害人为灾害人为灾害：人为灾害： 火灾、污染（大气、水、火灾、污染（大气、水、 海洋）、核泄漏、战争等海洋）、核泄漏、战争等自然灾害：自然灾害：地震灾害是群灾之首，地震灾害是群灾之首， 它具有突发性和不可预测性它具有突发性和不可预测性 ，以及频度较高，并产生严，以及频度较高，并产生严 重次生灾害，对社会也会产重次生灾害，对社会也会产 生很大影响等特点。生很大影响等特点。 第一章第一章 地震工程学概论地震工程学概论6南京工业大学土木工程学院南京
7、工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理死亡2400人，经济损失94亿美元。7南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理8南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理云林县六市中山国宝二期大楼座落在大智路上，为云林县六市中山国宝二期大楼座落在大智路上，为1212层钢筋混凝层钢筋混凝 土住宅和商务混合大楼，其中二栋自楼梯间相接处分裂，东侧楼土住宅和商务混合大楼，其中二栋自楼梯间相接处分裂，东侧楼 6 6层以下全部塌陷，并向东侧倒在邻房层以下全部塌陷，并向东侧倒在邻房4 4层楼公寓上。西侧
8、楼层楼公寓上。西侧楼5 5层层 以下全部倒塌，并向西倾倒在另一栋大楼上，柱子间距介于以下全部倒塌，并向西倾倒在另一栋大楼上，柱子间距介于8 8米米 到到1010米，且柱子数量偏少。米，且柱子数量偏少。9南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理彰化县员林镇彰化县员林镇 邦富贵名门大楼邦富贵名门大楼 座落在中山路惠座落在中山路惠 明街口，为明街口，为1616层层 钢筋混凝土集合钢筋混凝土集合 住宅大楼。地震住宅大楼。地震 时其中一栋倾倒时其中一栋倾倒 靠在呈靠在呈L L型平面型平面 大楼上，柱子间大楼上，柱子间 距距7 7至至1010米。造成米。造成
9、 倾倒的原因是底倾倒的原因是底 层柱子数量少，层柱子数量少， 间距太大间距太大。10南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理11南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理柱子内埋设管线（水、柱子内埋设管线（水、 排水、电、煤气、电话）等排水、电、煤气、电话）等 ，虽然节省了空间，但大大，虽然节省了空间，但大大 降低了柱子的有效承重截面降低了柱子的有效承重截面 积，造成破坏。积，造成破坏。 12南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理13南京工业大学土木工
10、程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理14南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理15南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理16南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理17南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理 唐山大地震19761976年年7 7月月2828日日3 3时时4242分分5454秒，在河北省唐山、丰秒，在河北省唐山、丰 南一带（东经南一带（东经118.01
11、18.0度，北纬度，北纬39.439.4度），发生了度），发生了7.87.8级级 强烈地震，震中区烈度强烈地震，震中区烈度1111度。地震波及天津市和北京度。地震波及天津市和北京 市。这次地震发生在工矿企业集中、人口稠密的城市市。这次地震发生在工矿企业集中、人口稠密的城市 ，极震区内工矿设施大部分毁坏，主要表现为厂房屋，极震区内工矿设施大部分毁坏，主要表现为厂房屋 顶塌落，围护墙多数倒塌，高层建筑和一般民房几乎顶塌落，围护墙多数倒塌，高层建筑和一般民房几乎 全部坍塌。震区内普遍发生铁路路基下沉，铁轨弯曲全部坍塌。震区内普遍发生铁路路基下沉，铁轨弯曲 变形；公路路面开裂；桥墩错动、倾倒，梁体移动
12、及变形；公路路面开裂；桥墩错动、倾倒，梁体移动及 坠落等。但是地下矿井的破坏比地面建筑轻得多。坠落等。但是地下矿井的破坏比地面建筑轻得多。 150150万人口中死亡万人口中死亡2424万，伤万，伤1616万；直接经济损失万；直接经济损失 100100亿元，震后重建费用亿元，震后重建费用100100亿元。亿元。18南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，7.87.8级地震级地震 时倒塌一层，时倒塌一层，7.17.1级地震时除四根门柱外，全部坍塌。级地震时除四根门柱外
13、，全部坍塌。19南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理开滦煤矿医院，为砖混结构的五层楼房（局部七层），开滦煤矿医院，为砖混结构的五层楼房（局部七层）， 仅西部转角残存仅西部转角残存 。20南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理唐山市开唐山市开 滦煤矿救护滦煤矿救护 楼，为砖混楼，为砖混 结构人字木结构人字木 屋架的三层屋架的三层 楼房，墙倒楼房，墙倒 顶塌。顶塌。 21南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理唐山市河北省煤矿设计院，砖混结构的楼房唐
14、山市河北省煤矿设计院，砖混结构的楼房 局部倒塌。局部倒塌。 22南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理唐山地区交唐山地区交 通局，砖混结通局，砖混结 构的三层办公构的三层办公 楼遭到破坏。楼遭到破坏。 （此处为唐山（此处为唐山 地震重点保护地震重点保护 遗迹之一。）遗迹之一。）23南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理唐山市河唐山市河 北省矿业学院北省矿业学院 图书馆，三层图书馆，三层 高的阅览室，高的阅览室， 系装配式纯框系装配式纯框 架结构，西头架结构，西头 倒毁，东头框倒毁，东头框 架幸存
15、。（此架幸存。（此 处为唐山地震处为唐山地震 重点保护遗迹重点保护遗迹 之一。）之一。） 24南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理唐山市机车车辆 厂震后概貌。25南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理震后工厂厂区震后工厂厂区26南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理 汶川大地震 本次地震震中位置：四川省汶川县，北 纬 30.969，东经103.186，位于成都西 北西方向90公里，绵阳西南西方向145公 里处。震级：8.0 震源深度：10.0公
16、里 （属浅层地震）。 这次地震造成的直接经济损失达8451亿 元人民币，死亡69,000多人，失踪 18,000多人，共计87,000多人 。27南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理 根据中国地震调查局公布的信息，对本 次地震有以下三个初步判断：1.1 印度板块向亚洲板块俯冲，造成青藏 高原快速隆升。高原物质向东缓慢流动，在高原东 缘沿龙门山构造带向东挤压，遇到四川 盆地之下刚性地块的顽强阻挡，造成构 造应力能量的长期积累，最终在龙门山 北川映秀地区突然释放。28南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理29南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理 1
