第十三章建筑结构抗震设计基本知识

3）地面下沉 在强烈的地震作用下， 在强烈的地震作用下 ， 在回填土和孔隙较大粘性土等 松软而压缩性较高的土层中，往往发生震陷， 使建筑物破 松软而压缩性较高的土层中 ， 往往发生震陷， 坏，此外，在岩溶洞和采空区也常发生震陷。 此外，在岩溶洞和采空区也常发生震陷。 4）滑坡、塌方 滑坡、 在强烈的地震下， 常引起河岸、 陡坡滑坡， 在强烈的地震下 ， 常引起河岸 、 陡坡滑坡 ， 有时规模 很大，造成公路堵塞、岸边建筑物破坏。 很大，造成公路堵塞、岸边建筑物破坏。
3.地震的破坏作用 （1）地表的破坏现象 1）地裂缝 重力地裂缝： 重力地裂缝：由于地面作剧烈震动而引起的惯性力超 过了土的抗剪强度所致。构造地裂缝：与地质构造有关， 过了土的抗剪强度所致。构造地裂缝：与地质构造有关， 是地壳深部断层错动延伸至地面的裂缝。 是地壳深部断层错动延伸至地面的裂缝。 2）喷砂冒水 在地下水位较高的平原及沿海地区， 在地下水位较高的平原及沿海地区，地下存在埋深较 浅的细砂层或粉土层时，可能发生喷砂冒水现象。 浅的细砂层或粉土层时，可能发生喷砂冒水现象。
2.设防目标 （1）大震和小震 小震：为烈度概率密度曲线上的峰值所对应的烈度， 小震：为烈度概率密度曲线上的峰值所对应的烈度， 即众值烈度或称多遇烈度，如图12.1.2所示。 即众值烈度或称多遇烈度，如图12.1.2所示。当基准设 12.1.2所示 计期为50年时， 50年内众值烈度的超越概率为63.2%， 计期为50年时，则50年内众值烈度的超越概率为63.2%， 50年时 年内众值烈度的超越概率为63.2% 这就是第一水准的烈度。 这就是第一水震的基本知识， 理解震级、 1. 了解地震的基本知识 ， 理解震级 、 地震烈度的 概 念； 2.了解建筑抗震设防的概念设计； 了解建筑抗震设防的概念设计； 3.掌握建筑抗震设防的烈度、分类和标准。 掌握建筑抗震设防的烈度、分类和标准。
重 点
震级与烈度； 1. 震级与烈度； 建筑抗震设防烈度、设防目标、设防标准、 2. 建筑抗震设防烈度、设防目标、设防标准、抗震 概念设计的基本要求。 概念设计的基本要求。
（2）建筑物破坏 1）结构丧失整体性 建筑物一般都是由许多构件组成， 建筑物一般都是由许多构件组成，在地震作用下因构 件连接不牢、支撑长度不够或作为支座的墙体倒塌、 件连接不牢、支撑长度不够或作为支座的墙体倒塌、柱断 裂，都会引起结构丧失整体性而破坏。 都会引起结构丧失整体性而破坏。 2）结构承载力不足而引起的破坏 作为结构主要承重的构件， 作为结构主要承重的构件，墙、柱、梁等由于其强度 不足，在地震发生时首先破坏， 不足，在地震发生时首先破坏，不能继续承受重力荷载从 而造成房屋倒塌。 而造成房屋倒塌。
基本烈度：即第二水准烈度， 基本烈度 ： 即第二水准烈度 ， 也就全国地震烈度区 划图所规定的烈度，它在50年内超越概率大体为10% 划图所规定的烈度，它在50年内超越概率大体为10%。 50年内超越概率大体为10 大震或罕遇烈度：俗称其为大震， 50年内超越概率 大震或罕遇烈度 ： 俗称其为大震， 50年内超越概率 为2%~3%的烈度，也是第三水准所对应的烈度。 的烈度，也是第三水准所对应的烈度。 由烈度概率分布分析可知，基本烈度和从值烈度相 由烈度概率分布分析可知， 差约1.55度 而基本烈度与罕遇烈度相差大致1 差约1.55度，而基本烈度与罕遇烈度相差大致1度。 1.55
2.地震烈度 地震烈度指地震时某一地点震动的强烈程度，用符号Ｉ 地震烈度指地震时某一地点震动的强烈程度，用符号Ｉ 表示。 表示。 对于一次地震，表示地震大小的震级只有一个， 对于一次地震，表示地震大小的震级只有一个，但它对 不同的地点影响程度是不一样的。一般说离震中愈远，受地 不同的地点影响程度是不一样的。一般说离震中愈远， 震的影响就愈小，烈度也就愈低。对于一次地震的影响， 震的影响就愈小，烈度也就愈低。对于一次地震的影响，随 震中距的不同，可以划分为不同的烈度区。 震中距的不同，可以划分为不同的烈度区。 目前， 我国使用的是1999 1999年由国家地震局颁布实施的 目前 ， 我国使用的是 1999 年由国家地震局颁布实施的 《中国地震烈度表》。 中国地震烈度表》
12. 12.1.2 1.震级
震级与烈度
地震的震级是衡量一次地震大小的等级， 地震的震级是衡量一次地震大小的等级，用符号M表 示。 震级的原始定义是：在离震中100km处的坚硬地面上， 100km处的坚硬地面上， 震级的原始定义是：在离震中100km处的坚硬地面上 由标准地震仪（摆的自振周期为0 阻尼为0 由标准地震仪（摆的自振周期为0.8s，阻尼为0.8，放大 倍数为2800倍 单位为μm μm） 倍数为 2800倍 ） 所记录的最大水平位移 A （ 单位为 μm ） 2800 的常用对数值， 的常用对数值，用公式表示为
M= lgA
（12.1.1） 12.1.1）
因为这个震级的定义是1935 年里希特所给出的 因为这个震级的定义是 1935年里希特所给出的， 故称 1935 年里希特所给出的， 为里氏震级。 为里氏震级。 震级的大小直接与震源释放的能量大小有关， 震级的大小直接与震源释放的能量大小有关，震级M与 单位erg erg） 地震释放能量E（单位erg）之间有如下关系 lgE =1.5M + 11.8 （12.1.2） 12.1.2）
乙类建筑—国家重点抗震城市的生命线工程的建筑 乙类建筑 国家重点抗震城市的生命线工程的建筑 （如消防、急救、供水、供电等）或其它重要建筑。 如消防、急救、供水、供电等）或其它重要建筑。 丙类建筑— 除甲、乙、丁类以外的建筑，如一般工 除甲、 丁类以外的建筑， 丙类建筑 业与民用建筑（公共建筑、住宅、旅馆、厂房等） 业与民用建筑（公共建筑、住宅、旅馆、厂房等）。 丁类建筑— 次要建筑，如遇到地震破坏不易造成人 次要建筑， 丁类建筑 员伤亡和较大经济损失的建筑（如一般的仓库 、 人员较 员伤亡和较大经济损失的建筑 （ 如一般的仓库、 少的辅助性建筑） 少的辅助性建筑）。 甲类建筑应按国家规定的批准权限批准执行； 甲类建筑应按国家规定的批准权限批准执行 ； 乙类 建筑应按城市抗震救灾规划或有关部门批准执行。 建筑应按城市抗震救灾规划或有关部门批准执行。
3）地基失效 当建筑物建在软弱的地基土上或建在液化的地基土上， 当建筑物建在软弱的地基土上或建在液化的地基土上， 而又未进行特殊处理， 而又未进行特殊处理，在地震发生时地基土的抗剪承载能 力不能抵抗重力的继续作用， 力不能抵抗重力的继续作用，从而造成房屋的局部倾斜或 不均匀下沉。 不均匀下沉。 （3）次生灾害 地震除直接造成建筑物的破坏外，还会引起火灾、水 地震除直接造成建筑物的破坏外，还会引起火灾、 灾、有毒物质污染等次生灾害，尤其在大城市，由次生灾 有毒物质污染等次生灾害，尤其在大城市， 害造成的损失有时比地震直接产生的灾害造成的损失还要 大。
由式（12.1.1）可知，当震级相差1级时， 由式（12.1.1）可知，当震级相差1级时，地面振幅相 差10倍。由（12.1.2）可知，震级差1级，能量相差32倍。 10倍 12.1.2）可知，震级差1 能量相差32倍 32
微震：M<2的地震，人们感觉不到。 微震：M<2的地震，人们感觉不到。 有感地震：M=2 有感地震：M=2～4的地震。 的地震。 破坏性地震：M>5的地震，建筑物有不同程度的破坏。 破坏性地震：M>5的地震，建筑物有不同程度的破坏。 强烈地震或大地震：M=7 强烈地震或大地震：M=7～8的地震。 的地震。 特大地震：M>8的地震。 特大地震：M>8的地震。
2.常用地震术语 2.常用地震术语 震源：地震发生时岩层断裂或错动产生振动的部位； 震源：地震发生时岩层断裂或错动产生振动的部位； 震源深度：震源至地面的垂直距离称为； 震源深度：震源至地面的垂直距离称为； 震中：震源在地表的垂直投影点称为； 震中：震源在地表的垂直投影点称为； 震中区：地震发生时震动和破坏最大的地区称为； 震中区：地震发生时震动和破坏最大的地区称为； 震中距：受地震影响地区至震中的距离称为震中距； 震中距：受地震影响地区至震中的距离称为震中距； 等震线：在同一地震中，具有相同地震烈度地点连线。 等震线：在同一地震中，具有相同地震烈度地点连线。
12.1.3建筑抗震设防 12. 1.设防依据 （1）基本烈度 一个地区的基本烈度是指该地区今后50年时间内 一个地区的基本烈度是指该地区今后50年时间内， 在一 50年时间内， 般场地条件下可能遭遇到超越概率为10%的地震烈度。 般场地条件下可能遭遇到超越概率为10%的地震烈度。 10 （2）设防烈度 作为一个地区建筑抗震设防依据的烈度称为抗震设防烈 度。一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图 一般情况下， 的基本烈度。 的基本烈度。
3.设防分类 （1）建筑物重要性分类 在进行建筑设计时，应根据建筑物的重要性不同， 在进行建筑设计时 ， 应根据建筑物的重要性不同 ， 采取不同的抗震设防标准。 抗震规范》 采取不同的抗震设防标准 。 《 抗震规范 》 将建筑物按其 重要程度不同分为四类： 重要程度不同分为四类： 甲类建筑—有特殊要求的建筑 ， 甲类建筑 有特殊要求的建筑，如遇地震破坏会导 有特殊要求的建筑 致严重后果（ 如放射性物质的污染， 致严重后果 （ 如放射性物质的污染 ， 剧毒气体的扩散或 引起爆炸等） 和经济上重大损失的建筑； 政治上重大损 引起爆炸等 ） 和经济上重大损失的建筑 ； 失的建筑； 失的建筑 ； 政治上有特殊要求的或其它特别重要的建筑 等。
第十三章 建筑结构抗震设计基本知识
本章主要内容
1. 地震及其破坏作用；震级与烈度；建筑抗震设防烈度、 地震及其破坏作用；震级与烈度；建筑抗震设防烈度、 设防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求； 设防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求； 2. 多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的抗震规定； 多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋的抗震规定； 3. 多、高层钢筋混凝土房屋的抗震规定。
第二水准： “ 中震可修” ， 当遭受到相当于本地区设 第二水准 ： 中震可修 ” 防烈度的地震影响时，建筑可能损坏， 防烈度的地震影响时 ， 建筑可能损坏 ， 经一般修理或不需 修理仍能继续使用。 修理仍能继续使用。 第三水准： 大震不倒” 第三水准：“大震不倒”，当遭遇受到高于本地区设 防烈度的罕遇地震（简称“大震”）影响时，建筑不致倒 防烈度的罕遇地震（简称“大震” 影响时， 塌或发生危及生命的严重损坏。 塌或发生危及生命的严重损坏。