天津某大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)講義

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)土木工程系課程目的和要求掌握抗震的基本知識(shí)、基本概念、基本理論；掌握不同結(jié)構(gòu)形式在地震作用下的破壞規(guī)律和破壞原因；掌握建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則、抗震驗(yàn)算方法、抗震構(gòu)造措施；認(rèn)識(shí)到抗震設(shè)計(jì)在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要地位，能夠處理好施工和設(shè)計(jì)過程中遇到的和抗震相關(guān)的知識(shí)；培養(yǎng)運(yùn)用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，查閱技術(shù)資料的能力和抗震計(jì)算能力；了解結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的新理論、新方法及抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。目 錄緒 論 地震震害與防震減災(zāi)第一章 地震的基本知識(shí)和抗震設(shè)計(jì)原則第二章 場(chǎng)地、地基與基礎(chǔ)第三章 地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算第四章 砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì) 第五章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)第六章 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

2、緒論 地震震害與防震減災(zāi)由于地下某處薄弱巖層突然破裂，在原有累積彈性應(yīng)力的作用下，斷層兩側(cè)發(fā)生回跳引起震動(dòng)，或地球板塊相互擠壓、頂撞致使板塊邊緣巖層脆性破裂引起震動(dòng)，從而以波的形式將巖層震動(dòng)傳至地表，引起地面的劇烈顛簸和搖晃，這種形成劇烈顛簸和搖晃的地面運(yùn)動(dòng)就叫做地震。 0.1地震震害概述0.1.1 地震災(zāi)害的特點(diǎn)0.1.2 直接災(zāi)害0.1.3次生災(zāi)害0.1.1 地震災(zāi)害的特點(diǎn)突發(fā)性強(qiáng) 時(shí)間短，強(qiáng)度大，頻度較高，不可預(yù)測(cè)性。破壞性大20世紀(jì)以來，全世界因地震死亡的人數(shù)達(dá)100多萬，占各種自然災(zāi)害死亡總數(shù)的54%；平均每年所造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)幾十億美元。 社會(huì)影響深遠(yuǎn)破壞區(qū)雖然有限，有感范圍卻很大

3、，波及面廣。人們心理上的負(fù)面影響也比較大。防御難度大地震預(yù)測(cè)比其他自然災(zāi)害的預(yù)測(cè)要困難得多。建筑物抗震性能的提高，需要大量資金的投入。0.1地震震害概述死亡24人，經(jīng)濟(jì)損失94億美元。集集大地震0.1地震震害概述唐山大地震時(shí)間北京時(shí)間1976年7月28日3時(shí)42分54秒地點(diǎn)河北省唐山、豐南一帶（東經(jīng)118.0度，北緯39.4度）震級(jí)7.8級(jí)，震中區(qū)烈度11度。損失情況死亡24萬，傷16萬；直接經(jīng)濟(jì)損失100億元,震后重建費(fèi)用100億元。0.1地震震害概述印度大地震時(shí)間當(dāng)?shù)貢r(shí)間2001年1月26日上午8時(shí)46分北京時(shí)間2001年1月26日上午11時(shí)16分震中印度西北部古吉拉特邦，震中位于北緯23

4、.6度和東經(jīng)69.8度。震級(jí)印度地震部門測(cè)定為里氏7.9級(jí)，損失情況死亡人數(shù)達(dá)16403人，受傷人數(shù)達(dá)55863人，經(jīng)濟(jì)損失45億美元。0.1地震震害概述阪神地震時(shí)間日本時(shí)間1995年1月17日清晨5點(diǎn)46分震中北緯34.6度，東經(jīng)135.0度震級(jí)、烈度震級(jí)為7.2級(jí)損失情況死亡5466人，受傷3萬多人，幾十萬人無家可歸，受害人數(shù)達(dá)140多萬人，被毀房屋超過十萬棟，生命線工程和大量公共設(shè)施被嚴(yán)重破壞，造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1000億美元。 0.1地震震害概述土耳其地震時(shí)間1999年8月17日凌晨3時(shí)01分震中土耳其西部地區(qū)（北緯40.6度東經(jīng)30.0度），震中位于第一大城市伊斯坦布爾以東110公里處的

5、伊茲米特市（該市位于一條斷層帶上）阿達(dá)帕區(qū)域。震級(jí)、烈度里氏74級(jí)強(qiáng)烈地震，損失情況1.3萬人死亡，大批人無家可歸，供電通訊中斷。除造成大量人員傷亡和建筑物倒塌外；還使包括首都安卡拉和伊斯坦布爾在內(nèi)的一些地區(qū)發(fā)生大范圍停電，并引發(fā)許多地方的交通混亂。0.1地震震害概述0.1.2 直接災(zāi)害由地震的直接作用，如地震波引起的強(qiáng)烈振動(dòng)、地震斷層的錯(cuò)動(dòng)和地面變形等所造成的災(zāi)害稱為地震直接災(zāi)害。 建筑物破壞 強(qiáng)烈地震時(shí)，房屋等建（構(gòu)）筑物因強(qiáng)烈振動(dòng)或地面變形，會(huì)受到的破壞，這是地震最普遍、最常見的現(xiàn)象。生命線工程破壞 地面破壞 地震常常會(huì)造成滾石、山崩、滑坡、地裂縫、地面鼓包、地基沉陷、砂土液化、噴砂冒水

6、等地面破壞現(xiàn)象。0.1地震震害概述建筑物破壞唐山地震，原河北礦冶學(xué)院圖書館0.1地震震害概述建筑物破壞集集大地震，高層建筑倒塌0.1地震震害概述建筑物破壞土耳其地震，伊茲米特市一樓房底層空曠，結(jié)構(gòu)不合理，房屋整體傾斜，二樓成了一樓。 0.1地震震害概述生命線工程破壞唐山地震，豐南火車站鐵軌彎曲變形0.1地震震害概述生命線工程破壞集集地震水庫(kù)泄洪道倒塌 地震中受斷層作用，北段三孔泄洪道倒塌，斷裂處南側(cè)拱起約9.8m，南側(cè)拱起約2.0m，蓄水功能盡失，水庫(kù)底床露出地表。0.1地震震害概述地面破壞7.8級(jí)地震造成達(dá)180km的破碎帶，水平和垂直錯(cuò)距都很大，引起地表沉陷、隆起、裂縫、液化等地表破壞，同

7、時(shí)造成建筑物的大量毀壞。0.1地震震害概述地面破壞地震時(shí)河床變形，導(dǎo)致跨河公路橋梁跨塌。0.1地震震害概述0.1.3次生災(zāi)害由地震引發(fā)的火災(zāi)、水災(zāi)、有毒物質(zhì)泄漏、和疫病流行等災(zāi)害，稱為地震的次生災(zāi)害 。地震時(shí)，由于電線短路、煤氣泄漏、油管破裂、爐灶倒塌等原因，往往造成火災(zāi)。地震山崩堵塞河道，形成“地震湖”，會(huì)使上游一些地區(qū)被水淹沒。一旦地震湖潰決，下游便會(huì)遭到嚴(yán)重水災(zāi)。另外，地震時(shí)如果水庫(kù)大壩遭到破壞，也會(huì)造成水災(zāi)。地震造成的人員傷亡，既可能由直接災(zāi)害引起，如房屋倒塌造成的傷亡等，也可能由次生災(zāi)害引起，如地震火災(zāi)與地震水災(zāi)等。0.1地震震害概述0.2 防震減災(zāi)0.2.1 全球地震帶分布0.2.

8、2 我國(guó)地震情況0.2.3 地震形勢(shì)與防震減災(zāi)0.2.1全球地震帶分布地震的地理分布規(guī)律受地質(zhì)構(gòu)造控制，最明顯的規(guī)律是成帶性。主要地震帶分布環(huán)太平洋地震帶這是世界上地震最活躍的地帶，全球80的地震，就集中在這條帶上；喜馬拉雅-地中海地震帶（歐亞地震帶）全球15左右的地震發(fā)生在這條帶上；在大西洋、太平洋、印度洋中也有呈條形分布的地震帶。 0.2防震減災(zāi)0.2防震減災(zāi)全球地震帶分布圖0.2防震減災(zāi)全球地震帶分布圖歐亞地震帶環(huán)太平洋地震帶0.2.2我國(guó)地震情況是世界上多地震國(guó)家之一。地處歐亞板塊的東南部，受環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶的影響。我國(guó)大陸7級(jí)以上的地震占全球大陸7級(jí)以上地震的三分之一，全國(guó)

9、有41%的國(guó)土、一半以上的城市位于地震基本烈度七度或七度以上地區(qū)，六度或六度以上地區(qū)占國(guó)土總面積的79%。20世紀(jì)的一百年中，我國(guó)共發(fā)生破壞性地震2600余次，其中6級(jí)以上的破壞性地震500余次，平均每年5.4次，8級(jí)以上的地震9次。0.2防震減災(zāi)0.2.2我國(guó)地震情況是地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家地震活動(dòng)頻度高、強(qiáng)度大、震源淺，分布廣20世紀(jì)的一百年中，中國(guó)死于地震的人數(shù)達(dá)55萬之多，占全球地震死亡人數(shù)的53%；1949年以來，100多次破壞性地震襲擊了22個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)，造成27萬余人喪生，占全國(guó)各類災(zāi)害死亡人數(shù)的54%，地震成災(zāi)面積達(dá)30多萬km，房屋倒塌達(dá)700萬間。20世紀(jì)全球兩次死

10、亡20萬人以上的大地震均發(fā)生于我國(guó)1920年寧夏海原地震（8.5級(jí)）死亡23.4萬人；1976年河北唐山地震（7.8級(jí)）死亡24.2萬人。0.2防震減災(zāi)0.2.2我國(guó)地震情況我國(guó)的地震活動(dòng)地區(qū)西南地區(qū)主要是西藏、四川西部和云南中西部；西北地區(qū)主要在甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓；華北地區(qū)主要在太行山兩側(cè)、汾渭河谷、陰山-燕山一帶、 山東中部和渤海灣；東南沿海的廣東、福建等地。臺(tái)灣省及其附近海域。0.2防震減災(zāi)我國(guó)的地震震中分布圖0.2防震減災(zāi)0.2.3地震形勢(shì)與防震減災(zāi)地震發(fā)生的間歇性一段時(shí)間內(nèi)較頻繁，一段時(shí)間內(nèi)較平靜。我國(guó)目前處于地震活躍期防震減災(zāi)工作地震緊急救援體系地震災(zāi)害預(yù)防體系地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系0.2防震減災(zāi)防震減災(zāi)工作地震緊急救援體系地震災(zāi)害預(yù)防體系地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系應(yīng)急救援隊(duì)伍物資儲(chǔ)備系統(tǒng)信息傳輸系統(tǒng)地震緊急預(yù)案防震抗震就在領(lǐng)導(dǎo)小組抗震救災(zāi)指揮部宣傳教育地震災(zāi)害預(yù)測(cè)工程場(chǎng)地安全性評(píng)價(jià)工程抗震地震數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)地震預(yù)報(bào)地震前兆觀測(cè)地震監(jiān)測(cè)本課程內(nèi)容0.2防震減災(zāi)結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)1.對(duì)地震區(qū)域進(jìn)行抗震減災(zāi)規(guī)劃；2