内蒙古科技大学：《结构抗震设计》课程电子教案（讲义，第1-4章）.pdf_大学文库

图1.4面波质点振动示意图 1.1.3地震动概念：由地震波传播所引发的地面振动三要素：峰值频谱持续时间、最大振幅描写地震地面运动强烈程度的最直观的参数，在抗震设计中对结构进行时程反应分析时，往往要给出输入的最大加速度峰值。、频谱特性震加速度波形变换到频率域，就可得到波形的烦谱特性，频特性可以用地震的陶程最大变应设有达到静破坏时的和反复变形而发生倒塌破坏。 §1.2地震震级与地晨烈度 1.2.1地震震级地震展级是衡量一次地震释放能量大小的尺度，即表示地震本身大小的一种尺度，震级 M常按下式确定： M=logA+R(A (1-1) 震级M与震源释放能量E的关系： 1ogE=1.5M+11.8 -2) M2微震：M24有感地震：M5破坏性地震：M-7~8强烈地震：M8特大地震。 1.2.2地震烈度概念：指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度：由地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及运动强烈程度而定。现在主要由地面震动的速度和加速度确定。二次地震，表示地震大小的震级只有一个，但可以有多种不同的烈度。及越大，度就越大。同一次地辰，辰中距小烈度就越低。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的因素有天。震中区的烈度称为震中烈度：震和震中烈度的关系 M=1+ 36 1-3) 1.2.3基本烈度与地震区划基本烈度：指一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下按一定的概率（我国取10%)可能遭遇到的最大地震烈度基本烈度是一个地区进行抗展设防的依据地展区划：依据地质构造，历史地震规律，强震观测资料，采用地震危险性分析的方法，计出母一定时限内关于某一烈度的超越概率，将国土划分为不同基本烈度所覆盖的区域的工作。 §1.3地震震害 13.1中国地震本世纪以来，全世界破坏性强的地震平均每年18次，造成经济损失达数千亿美元。126 万人死亡，近干万人严重我国位于世界两大地震构造系的交汇区域是地震多发的国家之我国上世纪以来，发生6级以上地震600余次，8级以上地震9次。一次大地震可在数10秒钟之内使一座繁荣的城市变成废墟，人们几代人的积累和财富化为乌有

图 1.4 面波质点振动示意图 1.1.3 地震动概念：由地震波传播所引发的地面振动三要素：峰值频谱持续时间一、最大振幅——描写地震地面运动强烈程度的最直观的参数，在抗震设计中对结构进行时程反应分析时，往往要给出输入的最大加速度峰值。二、频谱特性——对时域的地震加速度波形变换到频率域，就可得到波形的频谱特性，频谱特性可以用功率谱、反应谱和傅里叶谱来表示.揭示地震动的周期分布特征三、持续时间——结构物从开裂到倒塌，往往要经历几次、几十次甚至几百次的反复振动过程，即使结构最大变形反应没有达到静力破坏时的最大变形，但结构可能由于长时间的振动和反复变形而发生倒塌破坏。 §1.2 地震震级与地震烈度 1.2.1 地震震级地震震级是衡量一次地震释放能量大小的尺度，即表示地震本身大小的一种尺度，震级 M 常按下式确定： M  log A  R() (1-1) 震级 M 与震源释放能量 E 的关系： logE  1.5M 11.8 (1-2) M5 破坏性地震；M=7~8 强烈地震；M>8 特大地震。 1.2.2 地震烈度概念：指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度；由地面建筑的破坏程度，人的感觉，物体的振动及运动强烈程度而定。现在主要由地面震动的速度和加速度确定。一次地震，表示地震大小的震级只有一个，但可以有多种不同的烈度。一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距越小烈度就越高，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的因素有关。中国地震烈度表见 P284,附录 A 震中区的烈度称为震中烈度；震级和震中烈度的关系： 0 3 2 M  1 I (1-3) 1.2.3 基本烈度与地震区划基本烈度：指一个地区在一定时期（我国取 50 年）内在一般场地条件下按一定的概率（我国取 10%）可能遭遇到的最大地震烈度基本烈度是一个地区进行抗震设防的依据地震区划：依据地质构造，历史地震规律，强震观测资料，采用地震危险性分析的方法，计算出每一地区在未来一定时限内关于某一烈度的超越概率，将国土划分为不同基本烈度所覆盖的区域的工作。 §1.3 地震震害 1.3.1 中国地震本世纪以来，全世界破坏性强的地震平均每年 18 次，造成经济损失达数千亿美元。126 万人死亡，近千万人严重伤残。我国位于世界两大地震构造系的交汇区域,是地震多发的国家之一. 我国上世纪以来，发生 6 级以上地震 600 余次，8 级以上地震 9 次。一次大地震可在数 10 秒钟之内使一座繁荣的城市变成废墟，人们几代人的积累和财富化为乌有

§1.4 结构的抗震设防 1.4.1 抗震设防的目的和要求一、抗震设防的目的: 抗震设防的基本目的是在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。建筑抗震设计的基本准则:小震不坏,中震可修,大震不倒我国对小震,中震,大震规定了具体的概率水准. 二、我国地震烈度的概率分布地震烈度的分布(地震危险性分析结果) ——地震烈度的概率分布函数符合极值Ⅲ型分布． ; 12; ; ( ) ( ) ( ) 1 众值烈度，即峰值对应的烈度地震烈度上限，取地震烈度；形状参数                          I k e k I f I k I k k 三、多遇、基本、罕遇地震烈度多遇烈度(小震)：建筑物所在地区在设计基准期内(50 年)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%。基本烈度(中震)：一个地区未来 50 年内，在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。罕遇烈度(大震)：建筑物所在地区在设计基准期内具有超越概率 2%-3% 的地震烈度。设防烈度采用基本烈度我国主要城市和地区的地震设防烈度见 P286 图 1.12 三种烈度关系示意图四、抗震设防要求根据设计准则,我国规范提出三水准的抗震设防要求第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,建筑物一般不受损坏或者不需修理仍可继续使用第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时,建筑物可能损坏，但经一般修理即可恢复正常使用第三水准：当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时,建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏 1.4.2 抗震设计方法抗震规范采用两阶段设计方法：第一阶段：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承

载能力和结构的弹性变形。此阶段的设计是保证第一水准的要求(小震不坏) 第二阶段：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。此阶段的设计是保证第三水准的要求(大震不倒) 如何保证第二水准的要求? 一般认为良好的抗震构造措施有助于第二水准(中震可修)的实现。 1.4.3 建筑物重要性分类于设防标准我国抗震设计规范将建筑物按其用途的重要性分为以下四类: 甲类建筑：指重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑,这类建筑的破坏会导致严重后果,是特别重要的建筑。需国家批准。乙类建筑：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。是重要建筑，如城市的生命线工程(供水,供电,交通,消防通讯等系统)。丙类建筑：一般性建筑。一般的工业民用建筑丁类建筑：次要建筑。 ★ 建筑物设防标准：甲类建筑：在 6-8 度设防区,应按设防烈度提高一度计算地震作用和采取抗震构造措施。当 9 度区时,应作专门研究。乙类建筑：按设防烈度进行抗震验算。但在抗震构造措施上提高一度考虑。丙类建筑：按设防烈度考虑地震作用计算和抗震构造。丁类建筑：按设防烈度考虑地震作用计算，其抗震构造措施可适当降低要求。（6 度时不降低）教学方法提示本章采用课堂教学、看图片以及看录像的教学方式。习题、思考题课后 P14 1.1~1.8 第二章场地、地基和基础教学目的和要求: 1．了解场地地基对房屋建筑的影响； 2．掌握场地类别的划分方法和地基基础抗震验算方法； 3．了解地基土液化的概念及抗液化措施； 4．了解软土地基抗震措施教学内容   2.1 场地划分与场地区划   2.2 地基抗震验算   2.3 地基土液化及其防治 §2.1 场地 2.1.1 场地及其地震效应场地：是指建筑物所在地，其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的范围