《工程抗震》課件2-地震的工程特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)

1、2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)2地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ) 地震是指因地球內(nèi)部緩慢積累的能量突然釋放而引起的地震是指因地球內(nèi)部緩慢積累的能量突然釋放而引起的地球表層的振動(dòng)。地球表層的振動(dòng)。 理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ) 大陸漂移說、海底擴(kuò)張說、板塊構(gòu)造說。大陸漂移說、海底擴(kuò)張說、板塊構(gòu)造說。 類型類型 構(gòu)造地震（占所有地震的構(gòu)造地震（占所有地震的99%99%）；）； 火山地震；火山地震； 塌落地震。塌落地震。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)3地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 全球六大板塊全球六大板塊歐亞板塊歐亞板塊太平洋板塊太平洋板塊美洲板塊美洲板塊非洲板塊非洲板塊印

2、澳板塊印澳板塊南極板塊南極板塊2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)4地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 構(gòu)造地震的成因構(gòu)造地震的成因2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)5地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 斷層斷層走滑斷層走滑斷層逆斷層逆斷層正斷層正斷層走滑斷層走滑斷層正斷層正斷層逆斷層逆斷層2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)6地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 幾個(gè)概念幾個(gè)概念震源：震源： 地殼深處地震能源首先輻地殼深處地震能源首先輻射出地震波的那個(gè)點(diǎn)。射出地震波的那個(gè)點(diǎn)。震中：震中： 震源在地表的投影。震源在地表的投影。震源深度：震源深度： 震源至地面的垂直距離。震源至地面的垂直距離。震

3、中距：震中距： 從地表任一點(diǎn)到震中的距從地表任一點(diǎn)到震中的距離。離。淺源地震淺源地震: :震源深度在震源深度在70km70km內(nèi)內(nèi); ;中源地震中源地震: :震源深度在震源深度在70-300km70-300km內(nèi)內(nèi); ;深源地震深源地震: :震源深度大于震源深度大于300km.300km.地方震地方震: :震中距在震中距在100km100km內(nèi)內(nèi); ;近震近震: :震中距在震中距在100-1000km100-1000km內(nèi)內(nèi); ;遠(yuǎn)震遠(yuǎn)震: :震中距超過震中距超過1000km.1000km.2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)7地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 地震波地震波體波：體波： P

4、P波（縱波）：波（縱波）：震源向外傳遞的壓縮波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向一震源向外傳遞的壓縮波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向一致，一般表現(xiàn)出周期短、振幅小的特點(diǎn)。致，一般表現(xiàn)出周期短、振幅小的特點(diǎn)。 S S波（橫波）：波（橫波）：由震源向外傳遞的剪切波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向由震源向外傳遞的剪切波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的前進(jìn)方向垂直，一般表現(xiàn)出周期長、振幅大的特點(diǎn)。垂直，一般表現(xiàn)出周期長、振幅大的特點(diǎn)。面波：面波： 瑞雷波：瑞雷波：體波到達(dá)地表面后反射疊加而形成，在震中附近并不出現(xiàn)。質(zhì)點(diǎn)體波到達(dá)地表面后反射疊加而形成，在震中附近并不出現(xiàn)。質(zhì)點(diǎn)僅在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其軌跡為逆進(jìn)橢圓。僅在豎

5、直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其軌跡為逆進(jìn)橢圓。 洛夫波：洛夫波：表面覆蓋著一松軟水平覆蓋層的半無限空間中產(chǎn)生的表面覆蓋著一松軟水平覆蓋層的半無限空間中產(chǎn)生的SHSH型面波。型面波。質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動(dòng)，與波傳播方向垂直。質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動(dòng)，與波傳播方向垂直。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)8地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 地震波地震波 一次典型的地震波記錄圖，首先到達(dá)的是縱波（一次典型的地震波記錄圖，首先到達(dá)的是縱波（P P波）波），繼而橫波，繼而橫波（S S波），面波最后到達(dá)波），面波最后到達(dá)。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)9地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 地震震級(jí)地震震級(jí) 1935 19

6、35年，美國人里克特（年，美國人里克特（RichterRichter）首先提出震級(jí)這一概念。）首先提出震級(jí)這一概念。里氏震級(jí)里氏震級(jí)ML： 采用伍德采用伍德安德森地震儀獲得的地震記錄，相當(dāng)于只依據(jù)短周期的地震動(dòng)分安德森地震儀獲得的地震記錄，相當(dāng)于只依據(jù)短周期的地震動(dòng)分量（量（0.10.10.50.5秒）來定義震級(jí)，適用于南加州地區(qū)。秒）來定義震級(jí)，適用于南加州地區(qū)。面波震級(jí)面波震級(jí)MS： 依據(jù)依據(jù)3 32020秒的面波地震動(dòng)確定震級(jí)，不能用于深源地震。秒的面波地震動(dòng)確定震級(jí)，不能用于深源地震。體波震級(jí)體波震級(jí)Mb： 依據(jù)依據(jù)1 1秒左右的體波地震動(dòng)確定震級(jí)。秒左右的體波地震動(dòng)確定震級(jí)。 不論采

7、用什么震級(jí)，其精度都不太高。由于地震波傳播途徑的差異，同一地不論采用什么震級(jí)，其精度都不太高。由于地震波傳播途徑的差異，同一地震在不同地點(diǎn)確定的震級(jí)常常不同，差別常達(dá)震在不同地點(diǎn)確定的震級(jí)常常不同，差別常達(dá)0.50.5左右，有時(shí)甚至超過左右，有時(shí)甚至超過1.01.0。)(lg)(lg0AAML2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)10地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 地震震級(jí)地震震級(jí)ME5 . 18 .11lg 震級(jí)越高，表明地震釋放出的能量越大；震級(jí)相差一級(jí)，震級(jí)越高，表明地震釋放出的能量越大；震級(jí)相差一級(jí)，能量相差約能量相差約3232倍；相差二級(jí)，能量相差倍；相差二級(jí)，能量相差100010

8、00倍。倍。 一次一次6 6級(jí)地震釋放出來的能量相當(dāng)于爆炸一顆兩萬噸級(jí)級(jí)地震釋放出來的能量相當(dāng)于爆炸一顆兩萬噸級(jí)的原子彈。的原子彈。震級(jí)與能量的關(guān)系震級(jí)與能量的關(guān)系: :2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)11地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 地震震級(jí)地震震級(jí)微震微震- 2- 2級(jí)以下。級(jí)以下。 人感覺不到人感覺不到有感地震有感地震- 2-4- 2-4級(jí)級(jí) 人有感覺人有感覺破壞性地震破壞性地震- 5- 5級(jí)以上級(jí)以上 有破壞有破壞強(qiáng)烈地震強(qiáng)烈地震- 7- 7級(jí)以上級(jí)以上 有破壞有破壞 特大地震特大地震- 8- 8級(jí)以上級(jí)以上 有破壞有破壞 由于震源深淺、震中距大小等不同，地震造成的破壞由于震

9、源深淺、震中距大小等不同，地震造成的破壞也不同。震級(jí)大，破壞力不一定大；震級(jí)小，破壞力不一也不同。震級(jí)大，破壞力不一定大；震級(jí)小，破壞力不一定就小。定就小。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)12地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 地震烈度地震烈度 地震烈度（地震烈度（IntensityIntensity）是指某一地區(qū)的地面和各人工建筑物遭受）是指某一地區(qū)的地面和各人工建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度。一次地震影響的強(qiáng)弱程度。 地震烈度可以用來對(duì)震害進(jìn)行簡便估計(jì)、提供一種宏觀尺度描述地地震烈度可以用來對(duì)震害進(jìn)行簡便估計(jì)、提供一種宏觀尺度描述地震影響的大小和作為一種粗略而簡便的指標(biāo)使用。震影響的

10、大小和作為一種粗略而簡便的指標(biāo)使用。 影響地震烈度的要素：影響地震烈度的要素：震級(jí)震級(jí)、震源深度震源深度、震中距震中距、地質(zhì)結(jié)構(gòu)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、建建筑物筑物。 評(píng)定地震烈度的標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)定地震烈度的標(biāo)準(zhǔn)是地震烈度表地震烈度表。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)13地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 地震烈度表地震烈度表 早在早在15641564年歐洲就出現(xiàn)過具有地震烈度含義的等級(jí)劃分，年歐洲就出現(xiàn)過具有地震烈度含義的等級(jí)劃分，但直到但直到18741874年才由西伯格最先提出接近現(xiàn)在常用的地震烈度年才由西伯格最先提出接近現(xiàn)在常用的地震烈度表的形式。表的形式。 地震烈度都是按照宏觀現(xiàn)象評(píng)定的，被引用的宏觀

11、現(xiàn)象地震烈度都是按照宏觀現(xiàn)象評(píng)定的，被引用的宏觀現(xiàn)象包括人的感覺、結(jié)構(gòu)物的破壞，以及地表現(xiàn)象。中國目前使包括人的感覺、結(jié)構(gòu)物的破壞，以及地表現(xiàn)象。中國目前使用的是用的是20082008年修訂的地震烈度表。比較著名的地震烈度表有年修訂的地震烈度表。比較著名的地震烈度表有默卡尼、默卡尼、MMMM、MSKMSK等。等。 全世界使用的基本上是全世界使用的基本上是1212等級(jí)劃分的烈度表，只有日本等級(jí)劃分的烈度表，只有日本仍然采用從仍然采用從0 0到到7 7的八度劃分的烈度表。的八度劃分的烈度表。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)14中國地震烈度表中國地震烈度表地震地震烈度烈度人的感覺人的感

12、覺房屋震害房屋震害類型類型震害程度震害程度平均震害指數(shù)平均震害指數(shù)其他震害現(xiàn)象其他震害現(xiàn)象水平向地震動(dòng)參數(shù)水平向地震動(dòng)參數(shù)峰值加速度峰值加速度m/s2峰值速度峰值速度m/s室內(nèi)少數(shù)靜止中的人有感覺室內(nèi)少數(shù)靜止中的人有感覺-門、窗輕微作響門、窗輕微作響-懸掛物微動(dòng)懸掛物微動(dòng)-室內(nèi)多數(shù)人、室外少數(shù)人有感覺，室內(nèi)多數(shù)人、室外少數(shù)人有感覺，少數(shù)人夢(mèng)中驚醒少數(shù)人夢(mèng)中驚醒-門、窗作響門、窗作響-懸掛物明顯擺動(dòng)，器皿作響懸掛物明顯擺動(dòng)，器皿作響-室內(nèi)絕大多數(shù)、室外多數(shù)人有感覺，室內(nèi)絕大多數(shù)、室外多數(shù)人有感覺，多數(shù)人夢(mèng)中驚醒多數(shù)人夢(mèng)中驚醒-門窗、屋頂、屋架顫動(dòng)作響門窗、屋頂、屋架顫動(dòng)作響,灰土掉灰土掉落落,個(gè)

13、別房屋墻體抹灰出現(xiàn)細(xì)微裂縫個(gè)別房屋墻體抹灰出現(xiàn)細(xì)微裂縫,個(gè)別屋頂煙囪掉轉(zhuǎn)個(gè)別屋頂煙囪掉轉(zhuǎn)-懸掛物大幅度晃動(dòng)，不穩(wěn)定器物搖懸掛物大幅度晃動(dòng)，不穩(wěn)定器物搖動(dòng)或翻倒動(dòng)或翻倒0.31(0.220.44)0.03(0.020.04)多數(shù)人站立不穩(wěn)，少數(shù)人驚逃戶外多數(shù)人站立不穩(wěn)，少數(shù)人驚逃戶外懸掛物大幅度晃動(dòng)，不穩(wěn)定器物搖懸掛物大幅度晃動(dòng)，不穩(wěn)定器物搖動(dòng)或翻倒動(dòng)或翻倒A少數(shù)中等破壞少數(shù)中等破壞,多數(shù)輕微破壞和多數(shù)輕微破壞和/或或基本完好基本完好B個(gè)別中等破壞個(gè)別中等破壞,少數(shù)輕微破壞少數(shù)輕微破壞,多數(shù)多數(shù)基本完好基本完好個(gè)別輕微破壞個(gè)別輕微破壞,大多數(shù)基本完好大多數(shù)基本完好C0.000.110.63(0.

14、450.89)0.06(0.050.09)0.000.08無感無感-室內(nèi)個(gè)別靜止中的人有感覺室內(nèi)個(gè)別靜止中的人有感覺-物體從架子上掉落物體從架子上掉落;河岸出現(xiàn)塌方河岸出現(xiàn)塌方,飽和砂層常見噴水冒砂飽和砂層常見噴水冒砂,松軟土地松軟土地上地裂縫較多上地裂縫較多;大多數(shù)獨(dú)立磚煙囪大多數(shù)獨(dú)立磚煙囪中等破壞中等破壞A少數(shù)嚴(yán)重破壞和少數(shù)嚴(yán)重破壞和/或毀壞或毀壞,多數(shù)中等多數(shù)中等和和/或輕微破壞或輕微破壞B少數(shù)中等破壞少數(shù)中等破壞,多數(shù)輕微破壞和多數(shù)輕微破壞和/或或基本完好基本完好少數(shù)中等和少數(shù)中等和/或輕微破壞或輕微破壞,多數(shù)基本多數(shù)基本完好完好C0.090.311.25(0.901.77)0.13(

15、0.100.18)0.070.22大多數(shù)人驚逃戶外大多數(shù)人驚逃戶外,騎自行車的人騎自行車的人有感覺有感覺,行駛中的汽車駕乘人員有行駛中的汽車駕乘人員有感覺感覺ABC少數(shù)嚴(yán)重和少數(shù)嚴(yán)重和/或中等破壞或中等破壞,多數(shù)輕多數(shù)輕微破壞微破壞個(gè)別毀壞個(gè)別毀壞,少數(shù)嚴(yán)重破壞少數(shù)嚴(yán)重破壞,多數(shù)中等多數(shù)中等和和/或輕微破壞或輕微破壞少數(shù)毀壞少數(shù)毀壞,多數(shù)嚴(yán)重和多數(shù)嚴(yán)重和/或中等破壞或中等破壞多數(shù)人搖晃顛簸多數(shù)人搖晃顛簸,行走困難行走困難0.200.400.290.51干硬土上出現(xiàn)裂縫干硬土上出現(xiàn)裂縫,飽和砂層絕大飽和砂層絕大多數(shù)噴砂冒水多數(shù)噴砂冒水;大多數(shù)獨(dú)立煙囪嚴(yán)大多數(shù)獨(dú)立煙囪嚴(yán)重破壞重破壞2.50(1.7

16、83.53)0.25(0.190.35)ABC少數(shù)毀壞和少數(shù)毀壞和/或嚴(yán)重破壞或嚴(yán)重破壞,多數(shù)中多數(shù)中等和等和/或輕微破壞或輕微破壞少數(shù)毀壞少數(shù)毀壞,多數(shù)嚴(yán)重和多數(shù)嚴(yán)重和/或中等破壞或中等破壞多數(shù)嚴(yán)重或多數(shù)嚴(yán)重或/和毀壞和毀壞多數(shù)人搖晃顛簸多數(shù)人搖晃顛簸,行走困難行走困難0.380.600.490.71干硬土上多處出現(xiàn)裂縫干硬土上多處出現(xiàn)裂縫,可見基巖可見基巖裂縫、錯(cuò)動(dòng)裂縫、錯(cuò)動(dòng),滑坡、塌方常見滑坡、塌方常見;獨(dú)立獨(dú)立磚煙囪多數(shù)倒塌磚煙囪多數(shù)倒塌5.00(3.547.07)0.50(0.360.71)ABC多數(shù)毀壞和多數(shù)毀壞和/或嚴(yán)重破壞或嚴(yán)重破壞大多數(shù)毀壞大多數(shù)毀壞絕大多數(shù)毀壞絕大多數(shù)毀壞騎

17、自行車的人會(huì)摔倒騎自行車的人會(huì)摔倒,處不穩(wěn)狀態(tài)處不穩(wěn)狀態(tài)的人會(huì)摔離原地的人會(huì)摔離原地,有拋起感有拋起感0.580.800.690.91山崩和地震斷裂出現(xiàn)山崩和地震斷裂出現(xiàn);基巖上拱橋基巖上拱橋破壞破壞;大多數(shù)獨(dú)立磚煙囪從根部破大多數(shù)獨(dú)立磚煙囪從根部破壞或倒毀壞或倒毀10.00(7.0814.14)1.00(0.721.41)ABC絕大多數(shù)毀壞絕大多數(shù)毀壞-0.781.000.891.00地震斷裂延續(xù)很大地震斷裂延續(xù)很大;大量山崩滑坡大量山崩滑坡-ABC幾乎全部毀壞幾乎全部毀壞-1.00地面劇烈變化地面劇烈變化,山河改觀山河改觀-“個(gè)別個(gè)別”為為10%以下；以下；“少數(shù)少數(shù)”為為10%45%；“

18、多數(shù)多數(shù)”為為40%70%；“大多數(shù)大多數(shù)”為為60%90%；“絕大多數(shù)絕大多數(shù)”為為80%以上。以上。 A類類：木構(gòu)架和土、石、磚墻建：木構(gòu)架和土、石、磚墻建造的舊式房屋；造的舊式房屋；B類類：未經(jīng)抗震設(shè)防的單層或多：未經(jīng)抗震設(shè)防的單層或多層磚砌體房屋；層磚砌體房屋；C類類：按照：按照度抗震設(shè)防的單層度抗震設(shè)防的單層或多層磚砌體房屋。或多層磚砌體房屋。 基本完好基本完好：承重和非承重構(gòu)件完好，或個(gè)別：承重和非承重構(gòu)件完好，或個(gè)別非承重構(gòu)件輕微損壞，不加修理可繼續(xù)非承重構(gòu)件輕微損壞，不加修理可繼續(xù)使用；使用；輕微破壞輕微破壞：個(gè)別承重構(gòu)件出現(xiàn)可見裂縫，非：個(gè)別承重構(gòu)件出現(xiàn)可見裂縫，非承重構(gòu)件有

19、明顯裂縫，不需要修理或稍承重構(gòu)件有明顯裂縫，不需要修理或稍加修理即可繼續(xù)使用；加修理即可繼續(xù)使用；中等破壞中等破壞：多數(shù)承重構(gòu)件出現(xiàn)輕微裂縫，部：多數(shù)承重構(gòu)件出現(xiàn)輕微裂縫，部分有明顯裂縫，個(gè)別非承重構(gòu)件破壞嚴(yán)分有明顯裂縫，個(gè)別非承重構(gòu)件破壞嚴(yán)重，需要一般修理后可使用；重，需要一般修理后可使用；嚴(yán)重破壞嚴(yán)重破壞：多數(shù)承重構(gòu)件破壞較嚴(yán)重，非承：多數(shù)承重構(gòu)件破壞較嚴(yán)重，非承重構(gòu)件局部倒塌，房屋修復(fù)困難；重構(gòu)件局部倒塌，房屋修復(fù)困難；毀壞毀壞：多數(shù)承重構(gòu)件嚴(yán)重破壞，房屋結(jié)構(gòu)瀕：多數(shù)承重構(gòu)件嚴(yán)重破壞，房屋結(jié)構(gòu)瀕于崩潰或已倒毀，已無修復(fù)可能。于崩潰或已倒毀，已無修復(fù)可能。 以地面上以及底層房屋中的人的感覺

20、和其他震害現(xiàn)象為主以地面上以及底層房屋中的人的感覺和其他震害現(xiàn)象為主 以房屋震害為主，參照其他震害現(xiàn)象，當(dāng)用房屋震害程度與以房屋震害為主，參照其他震害現(xiàn)象，當(dāng)用房屋震害程度與平均震害指數(shù)評(píng)定結(jié)果不同時(shí)，應(yīng)以震害程度評(píng)定結(jié)果為主，并平均震害指數(shù)評(píng)定結(jié)果不同時(shí)，應(yīng)以震害程度評(píng)定結(jié)果為主，并綜合考慮不同類型房屋的平均震害指數(shù)綜合考慮不同類型房屋的平均震害指數(shù) 應(yīng)綜合房屋震害和地表震害現(xiàn)象應(yīng)綜合房屋震害和地表震害現(xiàn)象 2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)15地震烈度評(píng)定實(shí)例地震烈度評(píng)定實(shí)例破壞等級(jí)：毀壞破壞等級(jí)：毀壞房屋類型：房屋類型：C C類類2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)

21、16地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 地震動(dòng)三要素地震動(dòng)三要素幅值、頻譜、持時(shí)。幅值、頻譜、持時(shí)。t /s0510152025303540-300-200-10001002003002022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)17地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 地震震害地震震害 直接震害直接震害 指地震直接引起的人身傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。財(cái)產(chǎn)損失包括各種人工建指地震直接引起的人身傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。財(cái)產(chǎn)損失包括各種人工建筑物，如房屋建筑、構(gòu)筑物、橋梁、隧道、道路、水利工程，以及自然筑物，如房屋建筑、構(gòu)筑物、橋梁、隧道、道路、水利工程，以及自然環(huán)境，如農(nóng)田、河流、湖泊、地下水等的破壞。環(huán)境，如農(nóng)田、河流、湖泊、地下水

22、等的破壞。直接震害可劃分為兩類：直接震害可劃分為兩類：結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞和和地基失效地基失效。動(dòng)態(tài)破壞動(dòng)態(tài)破壞靜態(tài)破壞靜態(tài)破壞結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞地基失效地基失效2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)18地震直接震害地震直接震害 地面破壞地面破壞如地面裂縫、錯(cuò)動(dòng)、塌陷、噴水冒砂等。如地面裂縫、錯(cuò)動(dòng)、塌陷、噴水冒砂等。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)19地震直接震害地震直接震害 建建(構(gòu)構(gòu))筑物破壞筑物破壞如房屋倒塌、橋梁斷落、如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等。水壩開裂、鐵軌變形等。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)20地震直接震害地震直接震

23、害 自然環(huán)境的破壞自然環(huán)境的破壞如山崩、滑坡等。如山崩、滑坡等。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)21地震基本知識(shí)地震基本知識(shí) 地震震害地震震害 間接震害間接震害 指非地震災(zāi)害和損失，如火災(zāi)、水災(zāi)（海嘯、大湖波浪）、流行疾指非地震災(zāi)害和損失，如火災(zāi)、水災(zāi)（海嘯、大湖波浪）、流行疾病和由于勞動(dòng)力損失與交通中斷等引起的一系列經(jīng)濟(jì)損失。病和由于勞動(dòng)力損失與交通中斷等引起的一系列經(jīng)濟(jì)損失。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)22地震間接震害地震間接震害 火災(zāi)火災(zāi)19231923年日本關(guān)東大地震，東京年日本關(guān)東大地震，東京市內(nèi)市內(nèi)227227處起火，處起火，3333處未能撲滅造處未

24、能撲滅造成火災(zāi)蔓，舊市區(qū)燒毀約成火災(zāi)蔓，舊市區(qū)燒毀約50%50%，橫，橫濱市燒毀濱市燒毀80%80%。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)23地震間接震害地震間接震害 海嘯海嘯 2004 2004年年1212月月2626日日印尼蘇門達(dá)臘島附近印尼蘇門達(dá)臘島附近海域發(fā)生強(qiáng)烈地震海域發(fā)生強(qiáng)烈地震, ,引發(fā)巨大海嘯引發(fā)巨大海嘯, ,造成造成2828萬余人死亡的萬余人死亡的慘劇慘劇. .2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)24地震間接震害地震間接震害 交通中斷交通中斷 2008 2008年年5 5月月1212日汶川大地震中日汶川大地震中,90,90余公里的都汶公路余公里的都汶公路8

25、0%80%的道路損毀的道路損毀, ,數(shù)數(shù)十處山體滑坡、一億多立方米土石塌十處山體滑坡、一億多立方米土石塌方導(dǎo)致方導(dǎo)致1010多公里路段被完全覆蓋多公里路段被完全覆蓋, ,交通交通中斷中斷, ,直到三個(gè)多月后直到三個(gè)多月后(9(9月月2 2日日) )才全線才全線貫通并恢復(fù)通車。貫通并恢復(fù)通車。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)25地震間接震害地震間接震害 毒物泄露毒物泄露2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)26地震間接震害地震間接震害 流行疾病流行疾病2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)27結(jié)構(gòu)地震破壞現(xiàn)象結(jié)構(gòu)地震破壞現(xiàn)象 結(jié)構(gòu)喪失整體性；結(jié)構(gòu)喪失整體性； 承重結(jié)

26、構(gòu)強(qiáng)度不足；承重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足； 結(jié)構(gòu)變形過大；結(jié)構(gòu)變形過大；2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)28結(jié)構(gòu)地震破壞現(xiàn)象結(jié)構(gòu)地震破壞現(xiàn)象 結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)點(diǎn)失效；結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)點(diǎn)失效； 地基失效；地基失效； 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)29建筑抗震概念設(shè)計(jì)建筑抗震概念設(shè)計(jì) 基本內(nèi)容基本內(nèi)容 建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性；建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性； 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)。抗側(cè)力結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的延性設(shè)計(jì)。 合理的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇；合理的建筑結(jié)構(gòu)體系選擇；2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)30建筑抗震概念設(shè)計(jì)建筑抗震概念設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)規(guī)

27、則性結(jié)構(gòu)規(guī)則性建筑規(guī)則性建筑規(guī)則性3.4.13.4.1 建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重 不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜均勻、建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜均勻、對(duì)稱，并具有良好的整體性。對(duì)稱，并具有良好的整體性。平面規(guī)則：平面規(guī)則：1豎向規(guī)則：豎向規(guī)則：2建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載

28、力突變。避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)31建筑抗震概念設(shè)計(jì)建筑抗震概念設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)規(guī)則性結(jié)構(gòu)規(guī)則性馬那瓜美洲銀行大廈馬那瓜美洲銀行大廈馬那瓜中央銀行大廈馬那瓜中央銀行大廈19721972年年1212月月2323日馬那瓜地震日馬那瓜地震, ,由由于中央銀行大廈結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則于中央銀行大廈結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則, ,地地震破壞嚴(yán)重震破壞嚴(yán)重, ,震后拆除震后拆除; ;相鄰的美洲銀相鄰的美洲銀行大廈結(jié)構(gòu)規(guī)則行大廈結(jié)構(gòu)規(guī)則, ,只輕微損壞只輕微損壞, ,震后稍震后稍加修理便恢復(fù)使用。加修理便恢復(fù)使用。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)32建筑抗震

29、概念設(shè)計(jì)建筑抗震概念設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)規(guī)則性結(jié)構(gòu)規(guī)則性 平面不規(guī)則平面不規(guī)則 4 4個(gè)樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。個(gè)樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。 4 4層以上的樓板僅為層以上的樓板僅為5cm5cm厚，擱置在高厚，擱置在高45cm45cm長長14m14m小梁上。小梁上。 豎向不規(guī)則豎向不規(guī)則 塔樓上部（塔樓上部（4 4層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共6464根，支承在根，支承在4 4層樓板層樓板水平處的過渡大梁上，大梁又支承在其下面的水平處的過渡大梁上，大梁又支承在其下面的1010根根1m1m 1.55m 1.55m的柱子上

30、（間距的柱子上（間距9.4m9.4m）。上下兩部）。上下兩部分嚴(yán)重不均勻，不連續(xù)。分嚴(yán)重不均勻，不連續(xù)。 主要破壞主要破壞：第：第4 4層與第層與第5 5層之間層之間( (豎向剛度和承載力突變豎向剛度和承載力突變),),周圍柱子嚴(yán)重開裂，柱鋼筋壓屈；周圍柱子嚴(yán)重開裂，柱鋼筋壓屈；橫向裂縫貫穿橫向裂縫貫穿3 3層以上的所有樓板層以上的所有樓板( (有的寬達(dá)有的寬達(dá)1cm),1cm),直至電梯井東側(cè)；塔樓西立面、其他立面窗下和直至電梯井東側(cè)；塔樓西立面、其他立面窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其它非結(jié)構(gòu)構(gòu)件均嚴(yán)重破壞或倒塌。電梯井處的空心磚填充墻及其它非結(jié)構(gòu)構(gòu)件均嚴(yán)重破壞或倒塌。 震后計(jì)算分析結(jié)果震

31、后計(jì)算分析結(jié)果:1.:1.結(jié)構(gòu)存在十分嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng)結(jié)構(gòu)存在十分嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)效應(yīng);2.;2.塔樓塔樓3 3層以上北面和南面大多數(shù)柱子抗剪層以上北面和南面大多數(shù)柱子抗剪能力大大不足能力大大不足, ,率先破壞；率先破壞；3.3.水平地震作用下水平地震作用下, ,柔而長的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運(yùn)動(dòng)等。柔而長的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運(yùn)動(dòng)等。中央銀行大廈中央銀行大廈 結(jié)構(gòu)是均勻?qū)ΨQ的，基本的抗側(cè)力體系結(jié)構(gòu)是均勻?qū)ΨQ的，基本的抗側(cè)力體系包括包括4 4個(gè)個(gè)L L形的桶體，對(duì)稱地由連梁連接起來，形的桶體，對(duì)稱地由連梁連接起來，這些連梁在地震時(shí)遭到剪切破壞，是整個(gè)結(jié)這些連梁在地震時(shí)遭到剪切破壞，是整個(gè)結(jié)構(gòu)能觀察到的主要破壞。

32、構(gòu)能觀察到的主要破壞。 分析表明：分析表明：1.1.對(duì)稱的結(jié)構(gòu)布置及相對(duì)剛對(duì)稱的結(jié)構(gòu)布置及相對(duì)剛強(qiáng)的聯(lián)肢墻，有效地限制了側(cè)向位移，并防強(qiáng)的聯(lián)肢墻，有效地限制了側(cè)向位移，并防止了明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；止了明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；2.2.避免了長跨度樓板避免了長跨度樓板和砌體填充墻的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞；和砌體填充墻的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損壞；3.3.當(dāng)連當(dāng)連梁剪切破壞后，結(jié)構(gòu)體系的位移雖有明顯增梁剪切破壞后，結(jié)構(gòu)體系的位移雖有明顯增加，但由于抗震墻提供了較大的側(cè)向剛度，加，但由于抗震墻提供了較大的側(cè)向剛度，位移量得到控制。位移量得到控制。美洲美洲銀行銀行2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)33建筑抗震概念設(shè)計(jì)建

33、筑抗震概念設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)規(guī)則性結(jié)構(gòu)規(guī)則性平面不規(guī)則的類型平面不規(guī)則的類型不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的（或?qū)娱g位移）平均值的1.21.2倍倍凹凸不規(guī)則凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%30%樓板局部不連續(xù)樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的寬度的

34、50%,50%,或開洞面積大于該層樓面面積的或開洞面積大于該層樓面面積的30%30%，或較大的樓層錯(cuò)層，或較大的樓層錯(cuò)層1221222 . 1122扭轉(zhuǎn)不規(guī)則扭轉(zhuǎn)不規(guī)則max3 . 0 BB maxBmax3 . 0 BB maxBmaxBmax3 . 0 BB maxBmax3 . 0 BB 凹凸角不規(guī)則凹凸角不規(guī)則2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)34平面不規(guī)則的類型平面不規(guī)則的類型不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的

35、（或?qū)娱g位移）平均值的1.21.2倍倍凹凸不規(guī)則凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%30%樓板局部不連續(xù)樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的寬度的50%,50%,或開洞面積大于該層樓面面積的或開洞面積大于該層樓面面積的30%30%，或較大的樓層錯(cuò)層，或較大的樓層錯(cuò)層BBb5 . 0BBlAAA3 . 00l局部不連續(xù)局部不連續(xù)大開洞大開洞錯(cuò)層錯(cuò)層2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)35建筑抗震概念設(shè)

36、計(jì)建筑抗震概念設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)規(guī)則性結(jié)構(gòu)規(guī)則性豎向不規(guī)則的類型豎向不規(guī)則的類型不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義側(cè)向剛度不規(guī)則側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的度平均值的80%80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等向下傳遞桁架等向下傳遞樓層

37、承載力突變樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%80%17 . 0iiKKiK1iK2iK3iK)3(8 . 0321iiiiKKKK沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則（有柔軟層）沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則（有柔軟層）豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)36豎向不規(guī)則的類型豎向不規(guī)則的類型不規(guī)則類型不規(guī)則類型定義定義側(cè)向剛度不規(guī)則側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%70%，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛，或小于其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的度平均值

38、的80%80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等向下傳遞桁架等向下傳遞樓層承載力突變樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%80%豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)屈服抗剪強(qiáng)度不均勻豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)屈服抗剪強(qiáng)度不均勻 （有薄弱層）（有薄弱層）iyQ,1, iyQ1,8 . 0iyiyQQ 嚴(yán)重不規(guī)則嚴(yán)重不

39、規(guī)則是指體型復(fù)雜，是指體型復(fù)雜，多項(xiàng)不規(guī)則指標(biāo)超過表中指標(biāo)或某多項(xiàng)不規(guī)則指標(biāo)超過表中指標(biāo)或某一項(xiàng)大大超過規(guī)定值，具有嚴(yán)重的一項(xiàng)大大超過規(guī)定值，具有嚴(yán)重的抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會(huì)導(dǎo)致地震破壞抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會(huì)導(dǎo)致地震破壞的嚴(yán)重后果者。的嚴(yán)重后果者。注：以上規(guī)定主要針對(duì)鋼筋混凝注：以上規(guī)定主要針對(duì)鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的多層和高層建筑。土和鋼結(jié)構(gòu)的多層和高層建筑。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)37建筑抗震概念設(shè)計(jì)建筑抗震概念設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)規(guī)則性結(jié)構(gòu)規(guī)則性總是震不倒的建筑是由中國人創(chuàng)造出來的總是震不倒的建筑是由中國人創(chuàng)造出來的. .2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)38建筑抗震概念設(shè)計(jì)

40、建筑抗震概念設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系3.5.23.5.2 結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求：結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求： 1. 1. 應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。應(yīng)具有明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。 2. 2. 應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)?yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。重力荷載的承載能力。 3. 3. 應(yīng)具備必要的抗震承載力、良好的變形能力和消耗地震能量的能應(yīng)具備必要的抗震承載力、良好的變形能力和消耗地震能量的能力。力。 4. 4. 對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，

41、應(yīng)采取措施提高抗震能力。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)39建筑抗震概念設(shè)計(jì)建筑抗震概念設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系 受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實(shí)際表現(xiàn)相符合。實(shí)際表現(xiàn)相符合。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)40建筑抗震概念設(shè)計(jì)建筑抗震概念設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系 抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則是結(jié)抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則是結(jié)構(gòu)應(yīng)有必要的構(gòu)應(yīng)有必要的贅余度和內(nèi)力重分配贅余度和內(nèi)力重分配的功能的功能。2022-7-5第2講 地震特征與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)41建筑抗震概念設(shè)計(jì)建筑抗震概念設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系 有較大的變形有較大的變形能力而缺少較高的能力而缺少較高的抗側(cè)向力的能力如抗側(cè)向力的能力如鋼或鋼筋混凝土純鋼或鋼筋混凝土純框架，由于在不大框架，由于在不大的地震作用下會(huì)產(chǎn)的地震作用下會(huì)產(chǎn)生較大的變形，導(dǎo)生較大的變形，導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破致非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞或結(jié)構(gòu)本身的失壞或結(jié)構(gòu)本身的失穩(wěn)。穩(wěn)。 足夠的承載力足夠的承載力和變形能力是需要和變形能力