工程结构抗震 第二章2
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工程结构抗震设计基础 Part.1 第2章2 结构的弹性地震反应分析与抗震验算规定
2.8 建筑结构的抗震验算规定 2.8.1 一般规定 1、地震作用及计算方法 总的考虑： (1) 在抗震计算中，一般可在建筑结构的两个主轴方向 分别考虑水平地震作用，各方向的水平地震作用由该方 向的抗侧力构件承担； (2) 有斜交的抗侧力构件的结构，宜分别考虑各抗侧力 构件方向的水平地震作用；
(3) 对于质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应
(3) 按式(3-110)求顶部附加水平地震作用Δ Fn；
(4) 按式(3-111)求各质点的水平地震作用Fi(i＝1,2,…,n)； (5) 按力学方法求各层结构的地震作用效应。
《例题2-7》
试按振型分解法和底部剪力法计算下图所示三层框架 结构相应于多遇地震时的各楼层地震剪力。设防烈度8度，
近震，场地类别Ⅲ类。 (ml＝116620 kg，m2＝110850kg，
(弯矩、剪力、轴力或变形等)； 最后，按一定的组合原则，将各振型的作用效应
进行组合便得到多自由度体系的水平地震作用效应。
1
振型的地震作用
单自由度：
多自由度： 振型分解后，相应于振型j质点i的位移地震反应 质点产生的惯性力为质点所受的地震作用：
2 振型的最大地震作用 利用反应谱，可求出振型的最大地震作用：
或
结构底部总剪力FEk为
FEk
2 1GE FEj j 1 n n j Gi X j ji G j 1 1 i 1 E n 2
(3 102)
记
所以
FEk 1Geq
(3 105)
式中：FEk——结构总水平地震作用(底部剪力)标准值； α 1——相应于结构基本周期T1时的地震影响系数值，按图3-25反应谱 或式(3-40)确定； Geq——结构等效总重力荷载； GE——结构总重力荷载代表值，GE =Σ Gi , Gi为集中于质点i的重力 荷载代表值(见后面式(3-120))。 β ——等效总重力荷载换算系数，对于单质点体系等于1.0，对于二 层以上的多层建筑，其值在0.8～0.98之间。《抗震规范》规定，多质点体 系取0.85；
建设工程抗震管理条例
建设工程抗震管理条例（征求意见稿）第一章总则第错误！未指定书签。
一条【立法目的和依据】为提高建设工程抗震防灾能力，降低地震灾害风险，保障人民生命财产安全，根据《中华人民共和国防震减灾法》、《中华人民共和国建筑法》等法律，制定本条例。
第错误！未指定书签。
二条【适用范围】在中华人民共和国境内从事建设工程抗震设防、抗震鉴定与加固、地震应急与恢复重建等活动及其监督管理，适用本条例。
第错误！未指定书签。
三条【基本原则】建设工程抗震应当坚持以人为本、全面设防、突出重点，以防为主、防抗救相结合的原则，建立政府监管、社会治理、公众参与的机制。
第四条【监管体制】国务院住房城乡建设、交通运输、水利、能源等部门，按照各自职责分别负责全国房屋建筑和市政基础设施、交通、水利、能源等建设工程抗震的监督管理。
县级以上地方人民政府住房城乡建设、交通运输、水利、能源等部门，按照各自职责负责本行政区域内房屋建筑和市政基础设施、交通、水利、能源等建设工程抗震的监督管理。
前两款所列行政部门统称抗震主管部门。
第五条【科研科普】国家鼓励和支持建设工程抗震技术的研究、开发和应用。
县级以上地方人民政府应当组织开展建设工程抗震知识宣传普及，保障社会公众对建设工程抗震性能的知情权。
第六条【表彰先进】对在抗震工作中做出突出贡献的单位和个人，按照国家有关规定给予表彰、奖励。
第二章抗震设防第错误！未指定书签。
七条【抗震防灾规划】城市、镇总体规划应当包括抗震防灾专项内容，作为城市、镇总体规划的强制性内容。
抗震防灾专项内容具体包括抗震防灾要求、建设用地评价和要求、抗震防灾措施等。
市、县人民政府应当组织编制城市、县人民政府所在地镇的抗震防灾规划，作为城市、镇总体规划的专项规划。
抗震防灾规划中应当确定危险地段和不利地段范围以及应急避难场所和疏散通道布局。
省域城镇体系规划应当针对重大地震断裂带地区、地震重点监视防御区，提出区域综合抗震防灾要求。
第错误！未指定书签。
结构抗震考试重点
8．重力荷载代表值：进行结构抗震设计时，所考虑的重力荷载
9．抗震验算内容及目的：⑴多遇地震下结构允许弹性变形验算，以防止非结构构件破坏；⑵多遇地震下强度验算，以防止结构构件破坏；⑶罕遇地震下结构的弹塑性变形验算，以防止结构倒塌。“中震可修”抗震要求，通过构造措施加以保证。目的：满足 “小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求。
第五章 多高层Biblioteka 筑钢筋混凝土结构抗震设计 1．选型、结构布置和设计原则—— 通读
2．抗震等级依据：钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。
3．剪压比：
4．剪跨比：
5．截面设计和构造：地震作用效应的调整：通过内力组合得出设计内力，还需进行调整以保证梁端的破坏先于柱端的破坏（强柱弱梁原则）、弯曲破坏先于剪切破坏（强剪弱弯原则）、构件的破坏先于节点的破坏（强节点弱构件原则，节点须抗震验算）①根据“强柱弱梁”原则的调整：对同一节点，使其在地震作用组合下，柱端的弯矩设计值略大于梁端的弯矩设计值或抗弯能力。②根据“强剪弱弯”原则的调整：对同一杆件，使其在地震作用组合下，剪力设计值略大于按设计弯矩或实际抗弯承载力及梁上荷载反算出的剪力。
⒒多遇地震烈度：分析年限取50年，概率密度曲线的峰值烈度所对应的被超过概率为63.2%，将这一峰值烈度定义为小震烈度，又称多遇地震烈度。
⒓罕遇地震烈度：分析年限取50年，概率密度曲线的峰值烈度所对应的被超过概率为2%，将这一峰值烈度定义为大震烈度，又称罕遇地震烈度。
⒔两阶段设计方法：第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形。第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。
5．竖向作用考虑条件：设防烈度为8度和9度区的大跨度屋盖结构、长悬臂结构、烟囱及类似高耸结构和设防烈度为9度区的高层建筑。
9．抗震验算内容及目的：⑴多遇地震下结构允许弹性变形验算，以防止非结构构件破坏；⑵多遇地震下强度验算，以防止结构构件破坏；⑶罕遇地震下结构的弹塑性变形验算，以防止结构倒塌。“中震可修”抗震要求，通过构造措施加以保证。目的：满足 “小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求。
第五章 多高层Biblioteka 筑钢筋混凝土结构抗震设计 1．选型、结构布置和设计原则—— 通读
2．抗震等级依据：钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。
3．剪压比：
4．剪跨比：
5．截面设计和构造：地震作用效应的调整：通过内力组合得出设计内力，还需进行调整以保证梁端的破坏先于柱端的破坏（强柱弱梁原则）、弯曲破坏先于剪切破坏（强剪弱弯原则）、构件的破坏先于节点的破坏（强节点弱构件原则，节点须抗震验算）①根据“强柱弱梁”原则的调整：对同一节点，使其在地震作用组合下，柱端的弯矩设计值略大于梁端的弯矩设计值或抗弯能力。②根据“强剪弱弯”原则的调整：对同一杆件，使其在地震作用组合下，剪力设计值略大于按设计弯矩或实际抗弯承载力及梁上荷载反算出的剪力。
⒒多遇地震烈度：分析年限取50年，概率密度曲线的峰值烈度所对应的被超过概率为63.2%，将这一峰值烈度定义为小震烈度，又称多遇地震烈度。
⒓罕遇地震烈度：分析年限取50年，概率密度曲线的峰值烈度所对应的被超过概率为2%，将这一峰值烈度定义为大震烈度，又称罕遇地震烈度。
⒔两阶段设计方法：第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形。第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。
5．竖向作用考虑条件：设防烈度为8度和9度区的大跨度屋盖结构、长悬臂结构、烟囱及类似高耸结构和设防烈度为9度区的高层建筑。
工程结构抗震设计第2章 场地、地基和基础
1
2.1 场 地
2.1.1 建筑场地的选用 场地是指范围相当于厂区、居民点和自然村或平面 面积不小于0.5km2，具有相似的反应谱特征的工程群体 所在地。场地震害主要为滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥 石流、断层、地表错位以及砂土液化和震陷等。 表2.1按场地对建筑抗震有利、不利和危险的情况进 行了分类。
第2章 场地、地基和基础 工程结构抗震设计
本章要点 本章系统地介绍场地、地基和基础。场 地分为对建筑抗震有利、不利和危险地段。按土层等效 剪切波速和场地覆盖层厚度，建筑场地划分为四类。讨 论了天然地基和基础的抗震验算、液化土的判别及抗震 措施、桩基础的抗震验算。此外，介绍了地震动的特性 和地震动主动土压力等问题。
2
3
4
2.1.2 建筑场地的类别 场地土是指场地范围内的地基土。震害调查和对场 地土输入地震波的动态分析表明，影响地表震动的主要 因素有两个，其一是场地土的刚度，其二是场地覆盖土 层厚度。震害调查表明，土质愈软，覆盖土层愈厚，建 筑物震害愈重。 土的软硬一般用土的剪切波速vs表示。因此，《规 范》采用了以平均剪切波速和覆盖层厚度为评定指标来 划分场地类别的双参数分类法。
25
2.3.1 可不进行验算的范围 我国多次强烈地震的震害表明，在遭受破坏的建筑 中，因地基失效导致的破坏较上部结构在地震作用下的 破坏为少。而遭受破坏的地基主要由饱和松砂、软弱粘 性土和成因岩性状态严重不均匀的土层组成。大量的一 般天然地基都具有较好的抗震性能。因此，《规范》规 定，下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验 算： ①砌体房屋； ②地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的一 般单层厂房，单层空旷房屋和8层、高度25m以下的一 般民用框架房屋及与其基础荷载抗震验算的建筑。 以上规定中，软弱粘性土层指7度、8度和9度时， 地基土静承载力特征值分别小于80、100和120kPa的土 层。
工程结构抗震设计第二章
第二章 场地、地基与基础
第一节 工程地质条件对震害的影响
一、局部地形的影响
1．局部地形高差大于30~50m，高处震害重。 2．局部孤突基岩地形震害重。
二、局部地质构造的影响
局部地质构造主要指断层。 断层可分发震断层与非发震断层。 发震断层为具有潜在地震活动的断层。 场地选择：应尽量使建筑远离断层及其破碎带。
三、天然地基在地震作用下的抗震验算 1．地基土抗震承载力
faE s fa
fa fak b (b 3) d m (d 0.5)
式中 faE——调整后的地基土抗震承载力特征值 s——地基土抗震承载力调整系数 fa——修正后的地基土静承载力特征值，按《建 筑地基基础设计规范》采用。
2．地震作用下天然地基的抗震验算
坚硬土 中硬土 软弱土 液化土
山丘 山嘴
滑坡
地裂 泥石流
不利的场地条件
水边地的地下水位 较高，土质也较松 软，容易在地震时 产生土壤滑动或地 层液化。
山坡地在地震时会 产生土壤滑动。冲 积地的土质松软， 地震时容易塌陷， 如果此处有地下水 层，还容易发生液 化。
用另外的土石來填 补地基，常有土壤 密实度不足情形， 导致建筑物在地震 时产生倾斜、沉陷。
9.5
9.5
砂
190
37.8
28.3
淤泥质粘土
130
dov=63m
43.6
5.8
砂
240
60.1
16.5
淤泥质粘土
200
(2)地面下20m以上场地土等效剪
63 69.5
2.9 6.5
细砂 砾混粗砂
310 520
切波速
vse d0 / t
d0 n di
第一节 工程地质条件对震害的影响
一、局部地形的影响
1．局部地形高差大于30~50m，高处震害重。 2．局部孤突基岩地形震害重。
二、局部地质构造的影响
局部地质构造主要指断层。 断层可分发震断层与非发震断层。 发震断层为具有潜在地震活动的断层。 场地选择：应尽量使建筑远离断层及其破碎带。
三、天然地基在地震作用下的抗震验算 1．地基土抗震承载力
faE s fa
fa fak b (b 3) d m (d 0.5)
式中 faE——调整后的地基土抗震承载力特征值 s——地基土抗震承载力调整系数 fa——修正后的地基土静承载力特征值，按《建 筑地基基础设计规范》采用。
2．地震作用下天然地基的抗震验算
坚硬土 中硬土 软弱土 液化土
山丘 山嘴
滑坡
地裂 泥石流
不利的场地条件
水边地的地下水位 较高，土质也较松 软，容易在地震时 产生土壤滑动或地 层液化。
山坡地在地震时会 产生土壤滑动。冲 积地的土质松软， 地震时容易塌陷， 如果此处有地下水 层，还容易发生液 化。
用另外的土石來填 补地基，常有土壤 密实度不足情形， 导致建筑物在地震 时产生倾斜、沉陷。
9.5
9.5
砂
190
37.8
28.3
淤泥质粘土
130
dov=63m
43.6
5.8
砂
240
60.1
16.5
淤泥质粘土
200
(2)地面下20m以上场地土等效剪
63 69.5
2.9 6.5
细砂 砾混粗砂
310 520
切波速
vse d0 / t
d0 n di
建筑结构抗震复习重点
建筑结构抗震复习重点《建筑结构抗震设计》总复习第一章：绪论1.什么是地震动和近场地震动？P3答：由地震波传播所引发的地面振动，叫地震动。
其中，在震中区附近的地震动称为近场地震动。
2.什么是地震动的三要素？P3答：地震动的峰值（振幅）、频谱和持续时间称作地震动的三要素。
3.地震按其成因分为哪几类？其中影响最大的是哪一类？答：地震按其成因可分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等几类，其中影响最大的是构造地震。
4.什么是构造地震、震源、震中、震中距、震源深度？P1答：由于地壳构造运动使深部岩石的应变超过容许值，岩层发生断裂、错动而引起的地面震动，这种地震称为构造地震，一般简称地震。
地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。
震源至地面的距离称为震源深度。
一般震源深度小于60km的地震称为浅源地震；60～300km的称为中源地震；大于300km的称为深源地震；我国绝大部分发生的地震属于浅源地震，一般深度为5～40km。
震源正上方的地面称为震中，震中邻近地区称为震中区，地面上某点至震中的距离称为震中距。
5.地震波分哪几类？各引起地面什么方向的振动？P1-3答：地震波按其在地壳传播的位置不同可分为体波和面波。
在地球内部传播的波称为体波，体波又分为纵波（P波）和横波（S波）。
纵波引起地面垂直方向的震动，横波引起地面水平方向震动。
在地球表面传播的波称为面波。
地震曲线图中，纵波首先到达，横波次之，面波最后到达。
分析纵波和横波到达的时间差，可以确定震源的深度。
6.什么是震级和地震烈度？几级以上是破坏性地震？我国地震烈度表分多少度？答：震级：指一次地震释放能量大小的等级，是地震本身大小的尺度。
(1)m=2～4的地震为有感地震。
(2)m>5的地震，对建筑物有不同程度的破坏。
(3)m>7的地震，称为强烈地震或大地震。
地震烈度：是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。
M（地震震级）大于5的地震，对建筑物就要引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震。
抗震第2章-场地、地基和基础
9.5/1701.05/130
v i1 si
抗震第2章-场地、地基和基础
第二章 场地与地基
例：已知某建筑场地的钻孔 土层资料如表所示，试确定 该建筑场地的类别。
解：
（1）确定地面下20m表层 土的场地土类型
层底深度(m) 土层厚度(m) 土的名称
9.5
9.5
砂
37.8
28.3
淤泥质粘土
43.6
5.8
比较而言，软弱场地上的建筑物震害一般重 于坚硬场地。
抗震第2章-场地、地基和基础
第二章 场地与地基
场地的地震效应 地震波
场地 （放大器，滤波器）
软弱地基 坚硬地基
以长周期为主。 以短周期为主。
当建筑的自振周期与场地的周期相近时，振动会放大，
使破坏更大，相反则小。 共振效应
抗震第2章-场地、地基和基础
第二章
场地、地基和基础
§2．1 场地
场地: 是指工程群体所在地，具有相似的反应谱特征， 其范围大体相当于厂区、居民点和自然村或不小于１ ｋｍ２的平面面积。
工程地质条件对地震破坏的影响很大。
地段类别 有利地段 不利地段
危险地段
地质、地形、地貌
稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等
软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非 岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、 状态明显不均匀的土层（如故河道、疏松的断破裂带、暗 埋的塘浜沟谷和半填半挖地基）等
第二章 场地与地基
场地土类型的划分
抗震规范将建筑场地划分成四个类别：坚硬、中 硬、中软及软弱。考虑因素为：场地土的坚硬程度 和土层的组成。
土层的坚硬程度可用剪切波的传播速度来确定（ 根据波在坚硬物体中的传播速度大于软弱物体中的 传播速度）。
抗震结构设计 场地地基基础
例：已知某建筑场地的钻孔 土层资料如表所示，试确定 该建筑场地的类别。
解：
（1）确定地面下20m表层土 的场地土类型
vse d0 / t
d0 n di
v i1 si
20
9.5 /170 10.5 /130
146.3577m/s
层底深度(m) 土层厚度(m) 土的名称
9.5
9.5
砂
37.8
28.3
场地的卓越周期：指的是引起建筑场地振动最显著的某条或 某类地震波的一个谐波分量的周期，该周期与场地覆土厚度 及土的剪切波速有关。对同一个场地而言，不同类型的地震 波会得出不同的卓越周期。
场地的特征周期：是指抗震设计用的地震影响系数曲线中， 反应地震震级、震中距和场地类型等因素的下降段起始点所 对应的周期值，简称特征周期。 几点说明：
一般地段 不属于有利、不利和危险地段
不利地段 危险地段
软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非 岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、 状态明显不均匀的土层（如故河道、疏松的断破裂带、暗 埋的塘浜沟谷和半填半挖地基）等
地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发 震断裂带上可能发生地表错位的部位
由多层土组成的厚度很大的沉积层，当深部传来的剪切波通 过它向地面传播时就会发生多次反射，由于波的叠加而增强，使 长周期的波尤为卓越。巨厚冲积层上低加速度的远震，可以使自 振周期较长的高层建筑物遭受破坏的主要原因就是共振。
卓越周期的实质是波的共振，即当地震波的振动周期与地表 岩土体的自振周期相同时，由于共振作用而使地表振动加强。
土层的等效剪切波速（4.1.5条）
vse d0 / t
n
t di / vsi i 1
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有证据表明，支承连接件破坏有时对整个结构反 而有利。
在实际设计中，需要着重考虑的是如何避免因支承 连接件失效而导致的落梁现象。 在这方面的实际作法是： 一，规范规定支承连接部位的支承面宽度必须满足 一定要求；
二，规定在简支的相邻梁之间安装纵向约束装置。
《城市桥梁抗震设计规范》规定：直线简支粱梁 端至墩台帽或盖梁边缘的最小距离a（cm）不小 于70+0.5L，其中L为梁的计算跨径；而斜桥和 曲线桥梁的最小支承宽度则还应分别考虑斜交角 和圆心角。 《城市桥梁抗震设计规范》规定：过渡墩及桥台 处的支座垫石不宜高于10cm，且顺桥向宜与墩 台最边缘平齐。
例如，在1975 年海城地震和1976 年唐山地震 中，就有不少桥梁因支承连接件破坏引起落梁并 最终导致结构倒塌的例子。1989 年美国洛马· 普 里埃塔地震中旧金山—奥克兰海湾大桥一跨落梁。
支承连接件失效的原因，主要是设计低估了相邻 梁跨之间的相对位移。
一般来说，桥梁相邻跨之间在未来随机发生的地 震作用下的相对位移难于准确确定，因此支承连 接件破坏有时是很难避免的；
从历次破坏性地震中，通过调查总结发现，桥梁 的震害现象可以归纳为以下几类：
上部结构坠落 支承连接件破坏 桥台、桥墩破坏 基础破坏 其他震害现象
桥梁的组成、分类和结构体系
1. 基本组成
五大部件 五小部件
五大部件(从传递荷载功能划分)
桥跨结构（上部结构）
直接承担作用荷载
桥墩、桥台、支座（下部结构）
引起桥梁震害的主要原因：
①所发生的地震强度超过了抗震设防标准 ②桥梁场地对抗震不利，地震引起地基失效或地基 变形 ③桥梁结构设计、施工错误
④桥梁结构本身抗震能力不足
从结构抗震设计的观点出发，震害归为两类：
地基失效引起的破坏（静力作用）。 结构强烈振动引起的破坏（动力作用）。
桥梁震害及类型
斜拉桥小结
主要承重构件：主梁和拉索 受力特点（竖向力作用）： 斜拉索只受拉力
主梁受弯
材料特点：高强钢丝束 结构特点：梁内弯矩、梁体尺寸和重量大大减少
其它组合体系桥
2.1 上部结构的震害
上部结构自身因直接的地震动力效应而毁坏的现象极为少 见，但因支承连接件失效或下部结构失效等引起的落梁、主 梁的移动、扭曲、裂缝等现象，在破坏性地震中常有发生， 其中落梁现象最为严重。 从梁体下落的形式看，有顺桥向的、也有横桥向的和扭转滑 移的，但统计数字表明，顺桥向的落梁占绝大多数,约占全 部桥梁落梁总数的80-90%。 梁端撞击桥墩侧壁，给下部结构带来很大的破坏，从而有可 能造成更大的震害。
2）上部结构的移位震害 桥梁上部结构的位移震害在破坏性地震中极为常见，这种 震害表现为桥梁上部结构的纵向位移、横向位移以及扭转 位移。 一般来说，设置伸缩缝的地方比较容易发生位移震害。在 破坏性地震中，最为常见的是桥梁上部结构的纵向位移和 落梁震害。
落梁
梁与墩（台）位移过大 梁的支撑长度不够 支座破坏 梁间碰撞
主要承重构件：缆索
受力特点（竖向力作用）：
缆索只受拉力， 锚碇受竖向力及水平推力。 材料特点：高强钢丝束 结构特点：自重轻，跨越力强，刚度差，变形及振动大
斜拉桥
南京长江二桥、主跨628m、2001年建成
多多罗大桥
建于1998年，日本 塔高224m 主跨长890m
苏通大桥
主跨跨径达 到1088米
落梁
上部结构的移位震害
落 梁
3）上部结构的碰撞震害 如果相邻结构的间距过小，在地震中就有可能会发生碰撞， 产生非常大的碰撞力，从而使结构受到破坏。 桥梁在地震中的碰撞，比较典型的有：相邻跨上部结构的 碰撞，上部结构与桥台的碰撞，以及相邻桥梁间的碰撞。
2.2 支承连接件破坏： 桥梁支座、伸缩缝等支承连接件历来被认为是 桥梁结构体系中抗震性能比较薄弱的一个环节， 在历次破坏性地震中，支承连接件的震害现象都 较普遍。
香港青马大桥
1997年建成通车，桥身总长度 2200m，主跨长度1377m，离海面高 62m，缆绳的直径1.1m，长16000km， 创造了世界最长的公铁两用吊桥纪 录。
西藏达孜桥 缆索直接锚于山体，是较少见的独塔悬索桥。
金门大桥
跨径1280m 1937年建成，位于美国旧金山 保持世界记录27年
矢跨比（拱矢度）：拱圈/肋的计算矢高与计算跨径之比
桥梁的分类
1）按受力体系划分
梁桥 拱桥 刚构桥（刚架桥）
悬索桥（吊桥）
组合体系桥
梁桥
南京长江大桥
一孔128m，三联九孔 各160m
正桥总长1576m 公、铁两用桥
开封黄河大桥
桥全长4475m
108孔，其中77孔为跨径50m 预应力T梁，余为
主跨176m
全长542m 1982年建成
刚构桥小结
主要承重构件：刚架结构
受力特点（竖向力作用）： 柱脚有水平反力、竖直反力和弯矩， 梁部受弯为主，介于梁、拱之间。 材料特点：钢筋混凝土、预应力钢混
结构特点：跨中建筑高度可较小，适合采用悬臂法施工， 但刚结点施工困难，易于开裂。
悬索桥（吊桥）
约束装置的设计要点是：在正常使用条件下，要 有足够的变形冗余度，以满足温度、制动力等作 用的变形需要，而在地震作用下，结构的相对变 形较大时，又要有足够的约束能力防止落梁震害 的发生。
2.3 下部结构的震害
下部结构失效，主要指桥墩和桥台失效。如果下 部结构不能抵抗其自身的惯性力和由支座传递的 上部结构的地震力，墩和台就会开裂甚至折断。 在早期，桥墩往往不具备延性能力，因此一旦抗 力不足，就会导致桥墩脆性破坏并很快失去承载 能力。 由于墩台失效，其支承的上部结构也将遭受严重 的破坏。
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设计抗弯强度不足
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设计抗剪强度不足
构造缺陷
地震引起的桥墩破坏
钢筋混凝土墩柱破坏形式主要有弯曲破坏和剪切破坏。另 外，墩柱的基脚破坏也是一种可能的破坏形式， 弯曲破坏是延性的，多表现为开裂、混凝土剥落压溃、钢 筋裸露和弯曲等，并会产生很大的塑性变形。而剪切破坏 是塑性的，伴随着强度和刚度的急剧下降。
贵州花鱼洞桥
桁架组合拱桥
主跨150m
1991年建成
钢拱桥
拱桥小结
主要承重构件：拱圈、拱肋
受力特点（竖向力作用）：
墩台受竖向力、弯矩及水平推力， 拱圈主要受压，也受弯矩和剪力。 材料特点：抗压能力强 结构特点：跨越能力大，造型美观，地基要求高， 施工较难
刚构桥（刚架桥）
汉江桥
陕西安康
将上部结构的荷载传递到基础 防止路堤滑塌 传力、保证桥梁的自由变形
基础
将桥梁结构的荷载传递到地基
桥梁上、下部结构组成部分示意图
五小部件
桥面铺装(行车道铺装)
排水防水系统
栏杆(或防撞护栏)
伸缩缝 灯光照明
桥面部分一般构造图
桥面铺装
伸缩缝
名词术语
水 位
低水位：枯水季节的最低水位。 高水位：洪水季节的最高水位。 设计水位：按规定设计洪水频率算得的水位。
平顺桥
预应力混凝土连续弯梁桥
山西平顺县
3孔 28＋35＋28m 1990年建成
梁桥小结
主要承重构件：梁、板
受力特点（竖向力作用）： 主梁受弯矩、剪力，以弯为主。 墩台只受竖向力，不产生水平反力。 材料特点：抗弯能力强
结构特点：简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥
拱桥
丹河大桥
山西晋城 石拱桥 主跨146m 桥全长413.17m
在地震中，墩柱根部 发生严重的保护层混 凝土剥落，而且箍筋 所包围的核心混凝土 也已被压碎。这一震 害主要是由于约束箍 筋的配置不足引起的
1995年日本阪神地震中发生 的墩柱弯曲破坏
集鹿大桥为150m单塔 单索面斜拉桥，塔梁固 结体系。地震时，该桥 正在施工中，在塔梁连 接处，塔柱一侧的预应 力混凝土箱梁没完全施 工完。地震中，斜拉桥 的塔柱在塔梁连接处发 生严重开裂，并伴随保 护层混凝土的剥落
一般比较高柔的桥墩多为弯曲型破坏；而矮粗的桥墩，多 为剪切破坏；介于两者之间的为混合型。
1）弯曲破坏
开裂、水平弯曲裂缝 受拉钢筋屈服 混 凝土保护层脱落、塑性铰范围扩大 钢筋压屈 （或拉断）,内部混凝土压碎、崩裂
由于约束箍筋的不足，以 及纵向主筋的焊接接头破 坏引起的。
1995年阪神地震中墩柱倒塌
通航水位：能保持船舶正常航行的水位。
跨 径
净跨径:
梁桥：设计水位上相邻两个桥墩（或墩台）之间净距 拱桥：两拱脚截面最低点之间的水平距离
总跨径： 各孔净跨径的总和，反映桥下泄洪能力
计算跨径: 梁桥：相邻两个支座中心之间的距离 拱桥：相邻两拱脚截面形心点之间水平距离
标准跨径: 梁桥：相邻桥墩中心线或墩中心线至桥台台背前缘之间距离 拱桥：即净跨径
1）上部结构自身震害，如钢结构的屈曲破坏。
屈曲就是失稳,指一个构件还没有达到屈服时就丧失 承载力。
整体失稳： 对于一个长细的压杆，当荷载还没有达到钢结构的 屈服承载力时，压杆就进入不稳定状态，从而倒塌。
局部失稳： 比如压一个薄壁的圆筒，很容易看到整个筒没事， 但是局部的钢板鼓出来或者凹进去，这算作局部失稳, 或者叫做局部屈曲。
桥梁全长: 两桥台侧墙或八字墙尾端间的距离
（无桥台的桥梁为桥面系长度）
高度
桥梁高度（桥高）：桥面与低水位或桥下线路路面间高差 桥下净空高度：设计洪水位或通航水位至桥跨结构下缘距离 建筑高度：行车路面至桥跨结构最下缘距离
在实际设计中，需要着重考虑的是如何避免因支承 连接件失效而导致的落梁现象。 在这方面的实际作法是： 一，规范规定支承连接部位的支承面宽度必须满足 一定要求；
二，规定在简支的相邻梁之间安装纵向约束装置。
《城市桥梁抗震设计规范》规定：直线简支粱梁 端至墩台帽或盖梁边缘的最小距离a（cm）不小 于70+0.5L，其中L为梁的计算跨径；而斜桥和 曲线桥梁的最小支承宽度则还应分别考虑斜交角 和圆心角。 《城市桥梁抗震设计规范》规定：过渡墩及桥台 处的支座垫石不宜高于10cm，且顺桥向宜与墩 台最边缘平齐。
例如，在1975 年海城地震和1976 年唐山地震 中，就有不少桥梁因支承连接件破坏引起落梁并 最终导致结构倒塌的例子。1989 年美国洛马· 普 里埃塔地震中旧金山—奥克兰海湾大桥一跨落梁。
支承连接件失效的原因，主要是设计低估了相邻 梁跨之间的相对位移。
一般来说，桥梁相邻跨之间在未来随机发生的地 震作用下的相对位移难于准确确定，因此支承连 接件破坏有时是很难避免的；
从历次破坏性地震中，通过调查总结发现，桥梁 的震害现象可以归纳为以下几类：
上部结构坠落 支承连接件破坏 桥台、桥墩破坏 基础破坏 其他震害现象
桥梁的组成、分类和结构体系
1. 基本组成
五大部件 五小部件
五大部件(从传递荷载功能划分)
桥跨结构（上部结构）
直接承担作用荷载
桥墩、桥台、支座（下部结构）
引起桥梁震害的主要原因：
①所发生的地震强度超过了抗震设防标准 ②桥梁场地对抗震不利，地震引起地基失效或地基 变形 ③桥梁结构设计、施工错误
④桥梁结构本身抗震能力不足
从结构抗震设计的观点出发，震害归为两类：
地基失效引起的破坏（静力作用）。 结构强烈振动引起的破坏（动力作用）。
桥梁震害及类型
斜拉桥小结
主要承重构件：主梁和拉索 受力特点（竖向力作用）： 斜拉索只受拉力
主梁受弯
材料特点：高强钢丝束 结构特点：梁内弯矩、梁体尺寸和重量大大减少
其它组合体系桥
2.1 上部结构的震害
上部结构自身因直接的地震动力效应而毁坏的现象极为少 见，但因支承连接件失效或下部结构失效等引起的落梁、主 梁的移动、扭曲、裂缝等现象，在破坏性地震中常有发生， 其中落梁现象最为严重。 从梁体下落的形式看，有顺桥向的、也有横桥向的和扭转滑 移的，但统计数字表明，顺桥向的落梁占绝大多数,约占全 部桥梁落梁总数的80-90%。 梁端撞击桥墩侧壁，给下部结构带来很大的破坏，从而有可 能造成更大的震害。
2）上部结构的移位震害 桥梁上部结构的位移震害在破坏性地震中极为常见，这种 震害表现为桥梁上部结构的纵向位移、横向位移以及扭转 位移。 一般来说，设置伸缩缝的地方比较容易发生位移震害。在 破坏性地震中，最为常见的是桥梁上部结构的纵向位移和 落梁震害。
落梁
梁与墩（台）位移过大 梁的支撑长度不够 支座破坏 梁间碰撞
主要承重构件：缆索
受力特点（竖向力作用）：
缆索只受拉力， 锚碇受竖向力及水平推力。 材料特点：高强钢丝束 结构特点：自重轻，跨越力强，刚度差，变形及振动大
斜拉桥
南京长江二桥、主跨628m、2001年建成
多多罗大桥
建于1998年，日本 塔高224m 主跨长890m
苏通大桥
主跨跨径达 到1088米
落梁
上部结构的移位震害
落 梁
3）上部结构的碰撞震害 如果相邻结构的间距过小，在地震中就有可能会发生碰撞， 产生非常大的碰撞力，从而使结构受到破坏。 桥梁在地震中的碰撞，比较典型的有：相邻跨上部结构的 碰撞，上部结构与桥台的碰撞，以及相邻桥梁间的碰撞。
2.2 支承连接件破坏： 桥梁支座、伸缩缝等支承连接件历来被认为是 桥梁结构体系中抗震性能比较薄弱的一个环节， 在历次破坏性地震中，支承连接件的震害现象都 较普遍。
香港青马大桥
1997年建成通车，桥身总长度 2200m，主跨长度1377m，离海面高 62m，缆绳的直径1.1m，长16000km， 创造了世界最长的公铁两用吊桥纪 录。
西藏达孜桥 缆索直接锚于山体，是较少见的独塔悬索桥。
金门大桥
跨径1280m 1937年建成，位于美国旧金山 保持世界记录27年
矢跨比（拱矢度）：拱圈/肋的计算矢高与计算跨径之比
桥梁的分类
1）按受力体系划分
梁桥 拱桥 刚构桥（刚架桥）
悬索桥（吊桥）
组合体系桥
梁桥
南京长江大桥
一孔128m，三联九孔 各160m
正桥总长1576m 公、铁两用桥
开封黄河大桥
桥全长4475m
108孔，其中77孔为跨径50m 预应力T梁，余为
主跨176m
全长542m 1982年建成
刚构桥小结
主要承重构件：刚架结构
受力特点（竖向力作用）： 柱脚有水平反力、竖直反力和弯矩， 梁部受弯为主，介于梁、拱之间。 材料特点：钢筋混凝土、预应力钢混
结构特点：跨中建筑高度可较小，适合采用悬臂法施工， 但刚结点施工困难，易于开裂。
悬索桥（吊桥）
约束装置的设计要点是：在正常使用条件下，要 有足够的变形冗余度，以满足温度、制动力等作 用的变形需要，而在地震作用下，结构的相对变 形较大时，又要有足够的约束能力防止落梁震害 的发生。
2.3 下部结构的震害
下部结构失效，主要指桥墩和桥台失效。如果下 部结构不能抵抗其自身的惯性力和由支座传递的 上部结构的地震力，墩和台就会开裂甚至折断。 在早期，桥墩往往不具备延性能力，因此一旦抗 力不足，就会导致桥墩脆性破坏并很快失去承载 能力。 由于墩台失效，其支承的上部结构也将遭受严重 的破坏。
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设计抗弯强度不足
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设计抗剪强度不足
构造缺陷
地震引起的桥墩破坏
钢筋混凝土墩柱破坏形式主要有弯曲破坏和剪切破坏。另 外，墩柱的基脚破坏也是一种可能的破坏形式， 弯曲破坏是延性的，多表现为开裂、混凝土剥落压溃、钢 筋裸露和弯曲等，并会产生很大的塑性变形。而剪切破坏 是塑性的，伴随着强度和刚度的急剧下降。
贵州花鱼洞桥
桁架组合拱桥
主跨150m
1991年建成
钢拱桥
拱桥小结
主要承重构件：拱圈、拱肋
受力特点（竖向力作用）：
墩台受竖向力、弯矩及水平推力， 拱圈主要受压，也受弯矩和剪力。 材料特点：抗压能力强 结构特点：跨越能力大，造型美观，地基要求高， 施工较难
刚构桥（刚架桥）
汉江桥
陕西安康
将上部结构的荷载传递到基础 防止路堤滑塌 传力、保证桥梁的自由变形
基础
将桥梁结构的荷载传递到地基
桥梁上、下部结构组成部分示意图
五小部件
桥面铺装(行车道铺装)
排水防水系统
栏杆(或防撞护栏)
伸缩缝 灯光照明
桥面部分一般构造图
桥面铺装
伸缩缝
名词术语
水 位
低水位：枯水季节的最低水位。 高水位：洪水季节的最高水位。 设计水位：按规定设计洪水频率算得的水位。
平顺桥
预应力混凝土连续弯梁桥
山西平顺县
3孔 28＋35＋28m 1990年建成
梁桥小结
主要承重构件：梁、板
受力特点（竖向力作用）： 主梁受弯矩、剪力，以弯为主。 墩台只受竖向力，不产生水平反力。 材料特点：抗弯能力强
结构特点：简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥
拱桥
丹河大桥
山西晋城 石拱桥 主跨146m 桥全长413.17m
在地震中，墩柱根部 发生严重的保护层混 凝土剥落，而且箍筋 所包围的核心混凝土 也已被压碎。这一震 害主要是由于约束箍 筋的配置不足引起的
1995年日本阪神地震中发生 的墩柱弯曲破坏
集鹿大桥为150m单塔 单索面斜拉桥，塔梁固 结体系。地震时，该桥 正在施工中，在塔梁连 接处，塔柱一侧的预应 力混凝土箱梁没完全施 工完。地震中，斜拉桥 的塔柱在塔梁连接处发 生严重开裂，并伴随保 护层混凝土的剥落
一般比较高柔的桥墩多为弯曲型破坏；而矮粗的桥墩，多 为剪切破坏；介于两者之间的为混合型。
1）弯曲破坏
开裂、水平弯曲裂缝 受拉钢筋屈服 混 凝土保护层脱落、塑性铰范围扩大 钢筋压屈 （或拉断）,内部混凝土压碎、崩裂
由于约束箍筋的不足，以 及纵向主筋的焊接接头破 坏引起的。
1995年阪神地震中墩柱倒塌
通航水位：能保持船舶正常航行的水位。
跨 径
净跨径:
梁桥：设计水位上相邻两个桥墩（或墩台）之间净距 拱桥：两拱脚截面最低点之间的水平距离
总跨径： 各孔净跨径的总和，反映桥下泄洪能力
计算跨径: 梁桥：相邻两个支座中心之间的距离 拱桥：相邻两拱脚截面形心点之间水平距离
标准跨径: 梁桥：相邻桥墩中心线或墩中心线至桥台台背前缘之间距离 拱桥：即净跨径
1）上部结构自身震害，如钢结构的屈曲破坏。
屈曲就是失稳,指一个构件还没有达到屈服时就丧失 承载力。
整体失稳： 对于一个长细的压杆，当荷载还没有达到钢结构的 屈服承载力时，压杆就进入不稳定状态，从而倒塌。
局部失稳： 比如压一个薄壁的圆筒，很容易看到整个筒没事， 但是局部的钢板鼓出来或者凹进去，这算作局部失稳, 或者叫做局部屈曲。
桥梁全长: 两桥台侧墙或八字墙尾端间的距离
（无桥台的桥梁为桥面系长度）
高度
桥梁高度（桥高）：桥面与低水位或桥下线路路面间高差 桥下净空高度：设计洪水位或通航水位至桥跨结构下缘距离 建筑高度：行车路面至桥跨结构最下缘距离