建筑抗震设计-1讲义.ppt

第五章 建筑抗震设计 1、地震概念及建筑抗震的基本要求 2、地震作用和结构抗震验算 地震概念及建筑抗震的基本要求 建筑结构抗震设计应研究的对象 1. 地震动的特性 2. 建筑结构的特性 地震概念及建筑抗震的基本要求 地震 地震是一种自然现象。据统计，全世界每年发生的地震约达五百多万次，绝大多数地震由于发生在地球深处，或者它所释放的能量小而人们难以感觉到。人们能感觉到的地震叫有感地震，是地震总数的1％左右。造成灾害的强烈地震则更少，平均每年发生十几次。强烈地震会引起地面剧烈摇晃和颠簸，并会危及人民的生命财产安全和造成工程建筑物的破坏。地震还可引起火灾、水灾、山崩、滑坡以及海啸。这些现象都给人类造成灾难。 地震概念及建筑抗震的基本要求 震源、震中、地震波 地震概念及建筑抗震的基本要求 地震震级 地震动地面运动加速度 地震概念及建筑抗震的基本要求 地震烈度 1.众值烈度——63.2% 2.基本烈度——10% 3.罕遇地震烈度——2%-3% 地震概念及建筑抗震的基本要求 地震影响 1.抗震设防烈度和设计基本地震加速度 抗震设防烈度 6 7 8 9 设计基本地震加速度 0.05g 0.10(0.15)g 0.20(0.30)g 0.40g 地震概念及建筑抗震的基本要求 地震动的特性 加速度幅值 频谱特性 持续时间 地震概念及建筑抗震的基本要求 设计特征周期 地震动反应谱特征周期 设计地震分组 地震概念及建筑抗震的基本要求 建筑抗震设防分类和设防标准 根据其使用功能的重要性划分——甲类、乙类、丙类、丁类 甲类建筑——地震破坏后对社会有严重影响，对国民经济有巨大损失或有特殊要求的建筑。 乙类建筑——主要指使用功能不能中断或需要尽快恢复，且地震破坏会造成社会重大影响和国民经济重大损失的建筑。 丙类建筑——地震破坏后有一定影响及其他不属于甲、乙、丁类的建筑。 丁类建筑——地震破坏或倒塌不会影响甲、乙、丙类建筑，且社会影响、经济损失轻微的建筑。 地震概念及建筑抗震的基本要求 建筑抗震设防标准 甲类建筑——地震作用计算高于本地区设防烈度要求；抗震措施：6~8度，提高1度，9度时比9度更高。 乙类建筑——地震作用计算符合本地区设防烈度要求；抗震措施：6~8度，提高1度，9度时比9度更高。 丙类建筑——地震作用计算和抗震措施均应符合本地区设防烈度要求。 丁类建筑——一般地震作用应符合本地区设防烈度要求；抗震措施适当降低，但度时不应降低。 地震概念及建筑抗震的基本要求 建筑抗震设计思想 抗震设防目标——小震不坏、中震可修、大震不倒 小震不坏：弹性、正常使用状态、可用弹性理论分析。 中震可修：结构具有相当的变形能力，不发生不可修复的脆性破坏。 大震不倒：具有足够的变形能力。 地震概念及建筑抗震的基本要求 两阶段抗震设计步骤 第一阶段设计：以多遇地震（第一水准）下的弹性地震作用进行构件内力分析，然后用与设防烈度（第二水准）相应的多系数表达的抗震承载力验算公式验算结构构件。 第二阶段设计：对有特殊要求的建筑、地震时易倒塌的结构以及有明显不规则的结构，除进行第一阶段变形验算外，还要进行罕遇地震作用下的结构薄弱层的弹塑性变形验算，目的是防止倒塌。 地震概念及建筑抗震的基本要求 场地和地基 场地——工程群体所在地 建筑场地的选择——应避开不利和危险地段 建筑场地的类别划分——Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类 地震概念及建筑抗震的基本要求 建筑抗震概念设计 1.建筑设计和结构的规则性 建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。 地震概念及建筑抗震的基本要求 不规则结构 地震概念及建筑抗震的基本要求 不规则结构 地震概念及建筑抗震的基本要求 不规则结构对抗震的不利影响 1.影响合理有效地布置抗侧力构件，减弱甚至严重影响建筑结构的抗震能力； 2.影响结构计算模型的有效性； 3.影响对抗震薄弱部位采取的抗震构造措施的有效性。 地震概念及建筑抗震的基本要求 不规则建筑的设计要求 平面不规则，竖向规则：采用空间结构计算模型； 平面规则，竖向不规则：采用空间结构计算模型，薄弱层的地震剪力乘以1.15，弹塑性变形分析； 平面不规则，竖向不规则：同时符合上述要求。 地震概念及建筑抗震的基本要求 防震缝 应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差，留有足够宽度，其两侧的上部结构应完全分开。 地震概念及建筑抗震的基本要求 建筑结构体系的要求 1.应具