结构抗震.ppt
《结构抗震.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《结构抗震.ppt(104页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、,建筑结构教研室 主讲人:,结构抗震 earthquake resistance of structure,土木工程系,结 构 抗 震,目录,第一章 绪论 第二章 场地与地基 第三章 结构地震反应分析与抗震计算 第四章 多层砌体结构抗震设计 第五章 多高层钢筋混凝土结构抗震设计 第六章 多高层建筑钢结构抗震设计 第七章 单层厂房抗震设计 第八章 隔震、减震与结构控制,建筑结构抗震设计,学习本门课要达到如下目的,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;,培养运用规范、标准,查阅技术资料的能力和抗震计算 能力;,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
2、。,1.1 地震与地震动,地震是指因地球内部缓慢积累的能量突然释放而引起的地球表层的振动 。,地震是一种自然现象,地球上每天都在发生地震,一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到;能造成破坏的约有1000次; 7级以上的大地震平均一年有十几次。目前记录到的世界上最大地震是 8.9级,发生于1960年5月22日的智利地震。,什么是地震?,第一章 绪 论,关于地震成因的研究已有近百年的历史。早期的地震成因说倾向于断层破裂学说,近期的观点则侧重于板块观点。事实上,两者并无本质矛盾,而是地震成因的宏观背景与局部机制两个不同层次。 板块理论认为,地球被几块坚硬的板块覆盖着,这些板块之间相互作用是地
3、震产生的根源。,地震成因,板块构造运动学说地震成因的宏观背景,20世纪初,魏格纳提出了大陆漂移学说。它为后来板块构造学说的诞生与发展提供了启迪与基础。60年代初,美国地质学家以海底扩张学为基础,提出了板块构造学说的雏型。1968年,他们依据大量研究成果对全球岩石圈的板块进行了初步划分,正式形成了板块构造这一名称。,地震成因,板块构造运动学说地震成因的宏观背景,板块构造学说认为,地壳和上地漫顶部厚约70100km的岩石组成了全球岩石圈。全球岩石圈可以划分为若干大小的板块。根据板块构造学说,全球岩石圈被分为六大板块,即欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印澳板块和南极板块。各大板块之内还可以
4、划分为较小的板块(图1.1)。板块之间的接合部类型主要有:海岭、海沟、转换断层及缝合线。,板块分布示意图,断层破裂回跳地震成因的局部机制,弹性回跳说是上世纪初由里德提出的。这一假说最初是根据1906年旧金山 8.3级大地震前后横跨圣安德烈斯断层的一些测标位移实测数据而得出的结论。这一跨越半个多世纪的测量发现:在断层两侧,测点一直在缓慢地移动,而在大地震后的复测发现:测线沿断层出现了最大断距达6.4m的错动。,民宅横向移动10m,垂直落差6m,断层破裂回跳地震成因的局部机制,里德的弹性回跳说认为:地壳由弹性的、有断层的岩层组成;地壳运动产生的能量以弹性应变能的形式在断层及其附近岩层中长期积累;当
5、弹性应变能积累及其岩层发生变形达到一定程度时,断层两侧岩体向相反方向突然滑动,地震因之产生,此时,断层上长期积累的弹性应变能突然释放。,举例说明:台湾地处欧亚大陆板块与菲律宾海板块推挤交界处。菲律宾板块每年皆有位移7cm。921地震使断层东侧约15km宽的地块向西北方向推移,其最大水平位移为9.06m,最大垂直位移为9.80m,什么叫震源、震中、震中距?,地球内部发生地震的地方叫震源;,震源在地面上的投影点称为震中;,震中及其附近的地方称为震中区,也称极震区 ;,从震中到地面上任何一点的距离称为震中距。,1.1.1 地震类型与成因,一.按地震成因分类,-天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震
6、,1.构造地震,破坏性地震主要属于构造地震。据统计,构造地震约 占世界地震总数的90%以上。,92%的地震发生在地壳中, 其余的发生在地幔上部,2.火山地震,由于火山作用,如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震,这类地震只占全世界地震的7%左右。,1914年日本樱岛火山爆发,产生的震动相当于一个6.7级地震。,3.陷落地震,由于地下溶洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小,次数也很少。,人工地震诱发地震,因人为因素直接造成的地震是人工地震。,如工业爆破、地下核爆炸造成的振动;在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力,有时也会诱发地震。,1962年3月1
7、9日在广东河源新丰江水库坝区发生了迄今我国最大的水库诱发地震,震级为6.1级。,二.按震源深浅分类,浅源地震震源深度小于60千米的称为浅源地震。 全世界85%以上的地震都是浅源地震。,中源地震震源深度在60至300千米的称为中源地震。,深源地震震源深度在300千米以上的称为深源地震。,浅源地震波及范围小,但破坏力大;深源地震波及范 围大,但破坏力小。,2002年6月29日晨1:20发生于吉林的7.2级地震,震源深度为540km,无破坏。,目前有记录的最深震源达720公里。,1960年2月29日发生于摩洛哥艾加迪尔城的5.8级地震, 深度为3km。震中破坏极为严重,但破坏仅局限在震中8km内。,
8、1.1.2 地震波,地震波是地震发生时由震源地方的岩石破裂产生的弹性波。,地震波分为体波和面波。,横波特点:周期长、振幅大、 波速慢,100-800m/s,纵波特点:周期短,振幅小, 波速快,200-1400m/s,面波比体波衰减慢、振幅大、 周期长、传播远。建筑物破坏 主要由面波造成。,杂波,P波开始,S波开始,面波开始,1.1.3地震动,地震动:由地震波传播所引发的地面振动。 其中,在震中区附近的地震动称为近场地震动 人们一般通过记录地面运动的加速度来了解地震动的特征。 地震动的三要素: (1)地震动的峰值(最大振幅):定量反应地震动的强度特性 (2)频谱:揭示地震动的周期分布特征 (3)
9、持续时间:考察地震动循环作用程度的强弱。,1.2 震级与烈度,1.2.1、 地震震级,1.定义,能量越大,震级就越大;震级相差一级,能量相差约32倍;相差二级,能量相差1000倍。,反映一次地震本身大小的等级,用M表示,式中A表示标准地震仪距震中100km纪录的最大水平地 动位移,单位为微米。,2.震级与能量的关系,一个6级地震相当于一个两万吨级的原子弹。,能量E的单位:尔格(1尔格= ),3.按震级的地震分类,微震- 2级以下。 人感觉不到,有感地震- 2-4级 人有感觉,破坏性地震- 5级以上 有破坏,强烈地震- 7级以上 有破坏,特大地震- 8级以上 有破坏,由于震源深浅、震中距大小等不
10、同,地震造成 的破坏也不同。震级大,破坏力不一定大;震级小, 破坏力不一定就小。,1.2.2、 地震烈度,一般而言,震级越大,烈度就越大。同一次地震,震中距小烈度就高,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等因素有关。,1.定义及影响因素,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,简称为烈度。用I表示。,2.地震烈度表,我国在1980年制定了中国地震烈度表。p287,中国地震烈度表将地震烈度分为1-12度。,个别:10%以下 少数:10%50% 多数:50%70% 大多数:70%90% 普遍:90%以上,1.基本烈度,一个地区未
11、来50年内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。用Ib表示。,相当于475年一遇的最大地震的烈度。,2.地震区划 各地区的基本烈度由中国地震动参数区划图(GB18306-2001)确定。,(下图是原中国地震烈度区划图),基本烈度也称为偶遇烈度或中震烈度。,中国地震烈度区划图,按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度称为设防烈度,用Id表示。),规范规定:一般情况下,可采用中国地震动参数区划图中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。,3.设防烈度,设防烈度的取值依据:,规范规定: 抗震设防烈度为6度及以
12、上地区的建筑必须进行抗震设计,规范附录中列出了我国主要城镇的抗震设防烈度。如:,黑龙江省,(1).抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g: 绥化,罗北,泰来;,(2).抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g: 哈尔滨(7个市辖区),齐齐哈尔( 7个市辖区),,注:全省县级及县级以上设防城镇,设计地震分组均为第一组。,规范局部修订所调整的城镇涉及四川省、陕西省和甘肃省的70个城镇,其变化情况如下: 1新增为8度0.20g的城镇有7个: 四川省平武、茂县、宝兴和甘肃省的两当由0.15g提高为0.20g,北川(震前)、汶川、都江堰由0.10g提高为0.20g。 2、新增为
13、7度0.15g的城镇有9个: 四川省安县、青川、江油、绵竹、什邡、彭州、理县,陕西省略阳,均由0.10g提高为0.15g。四川省剑阁由0.05g提高为0.15g附近。,建筑所在地区在设计基准期(50年)内出现的频度最 高的烈度。也称为常遇烈度、小震烈度,用Is表示。其超 越概率为63.2%,重现期为50年。,4.多遇烈度,5.罕遇烈度,建筑所在地区在设计基准期(50年)内具有超越概率 2%-3%的地震烈度。也称为大震烈度,重现期约为2000年。,一、地震烈度、震级与地震影响的关系,(1)5.0-5.4级地震,震中烈度多为六度,其面积小于500平方公里。 (2)5.5-5.9级地震,震中烈度多为
14、七度,其面积不超过200平方公里;六度区面积也只有数百平方公里。 (3)6.0-6.4级地震,震中烈度多数为八度,其面积几十平方公里;七度区不超过200平方公里,六度区数百平方公里,如震中烈度为七度,则与5.5-5.9级地震结果相同。 (4)6.5-6.9地震,震中烈度一半为八度,结果与6.0-6.4级地震一样;另一半为九度,其面积小于100平方公里,八度区不超过500平方公里,七度区则在1500平方公里以内。,(1)5.0-5.9级地震造成人员伤亡者占24%。而仅引起人员死亡的地震更少,只占11.5%。一次5级多地震中死亡人数最多为117人,而死亡29人以上的地震都发生在夜间。 (2)6.0
15、-6.9级地震有43%造成人员伤亡,而只有人员死亡仅占35%,一次地震死亡人数最多为600人。,2、震级与伤亡的关系,补充:,1、震级与地震烈度的关系,二、设计地震分组,请思考:图中的两座建筑在经历不同周期特点的地震作 用下,那座建筑更易破坏?,设计地震分组是新规范新提 出的概念,用以代替旧规范设计 近震、设计远震的概念。,在宏观烈度大体相同 条件下,处于大震级远离 震中的高耸建筑物的震害 比中小级震级近震中距的 情况严重的多。,设计地震分三组,对于类场地,第一、二、三组 的设计特征周期分别为:0.35s、0.40s、0.45s.,唐山市各地震设防地区均属第一组。,二、设计地震分组,1.3 地
16、震灾害概述,一、地震是群灾之首,人为灾害:,火灾、污染(大气、 水、海洋)、核泄 漏、战争等,自然灾害:,地震灾害是群灾之 首,它具有突发性和不 可预测性,以及频度较 高,并产生严重次生灾 害,对社会也会产生很 大影响等特点。,1.3.1 中国地震背景,死亡24人,经济损失94亿美元。,云林县六市中山国宝二期大楼座落在大智路上,为12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6层以下全部塌陷,并向东侧倒在邻房4层楼公寓上。西侧楼5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8米到10米,且柱子数量偏少。,彰化县员林镇邦富贵名门大楼座落在中山路惠明街口,为16层
17、钢筋混凝土集合住宅大楼。地震时其中一栋倾倒靠在呈L型平面大楼上,柱子间距7至10米。造成倾倒的原因是底层柱子数量少,间距太大。,柱子内埋设管线(水、排水、电、煤气、电话)等,虽然节省了空间,但大大降低了柱子的有效承重截面积,造成破坏。,唐山大地震,1976年7月28日3时42分54秒,在河北省唐山、丰南一带(东经118.0度,北纬39.4度),发生了7.8级强烈地震,震中区烈度11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,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全部坍塌。震区内普遍发生铁路路基下沉,铁轨弯曲变形;公
18、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。,150万人口中死亡24万,伤16万;直接经济损失 100亿元,震后重建费用100亿元。,唐山市文化路青年宫,为砖混结构的二层楼房,7.8级地震时倒塌一层,7.1级地震时除四根门柱外,全部坍塌。,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 。,唐山市开滦煤矿救护楼,为砖混结构人字木屋架的三层楼房,墙倒顶塌。,唐山市河北省煤矿设计院,砖混结构的楼房局部倒塌。,唐山地区交通局,砖混结构的三层办公楼遭到破坏。(此处为唐山地震重点保护遗迹之一。),唐山市河北省矿业学院图书馆,三层高的阅览室,系装配式纯
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 结构 抗震
链接地址:https://www.31doc.com/p-3069636.html