工程结构抗震与防灾课件6
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工程结构抗震设计 ppt课件
Vse
d0
(b) 折算土层
式中 Vsi——第i层土的剪切波速，m/s di ——第i层土的厚度，m d0 —— 场地土计算厚度，取地面下20m，但不 深于场地覆盖层厚度，m n —— 土层数目
3．对丁类建筑及不超过10层且高度不超过30m的丙类 建筑，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性 状，先估计各土层剪切波速，再计算等效剪切波速。
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
vsed0/t
nd0di
20
15.92 m/s
9.5/190 1.05/130
v i1 si
不利的场地条件
临近悬崖,容易滑落。
谷地或低地，这里的建筑物容易 在地震发生时，受土石崩塌破坏。
不利的场地条件
断裂带是地质上的薄弱环节，浅 源地震多与断裂活动有关。
第二节 场 地
一、场地概念
建筑结构抗震设计(ppt 53页)
据统计，我国大陆地震约占世界大 陆地震的三分之一。原因是：我国正 好介于地球的两大地震带之间。
我国是一个地震灾害最严重的国家
我国地震活动频度高、强度大、震 源浅，分布广，是一个震灾严重的国 家。1900年以来，中国死于地震的人 数达55万之多，占全球地震死亡人数 的53%。20世纪全球两次死亡20万人
建筑结构抗震设计(ppt 53页)
2021年8月19日星期四
• 地震是一种危及人民生命财产安全、破坏性极 大的突发性自然灾害，地震造成生命、财产损 失的直接原因是建筑物的剧烈震动、破坏倒塌。
• 目前预测工作没有发展到准确预报的程度。随 着我国城市化的发展，人口和财富向城市高度 集中，基础设施高度发达，地震造成的后果将 日益严重。
因此，破坏性地震常常是突然发生的。
目前，科学技术上还无法控制地震的发生。 每次地震都会给人类社会带来灾难。
二、全世界地震带 主要分布于以下两个带： （1）环太平洋地震带（2）欧亚地震 带
这两个地震带 释放的能量，欧亚地震带 约占全球所有 地震释放能量 的3、地核：地球最 里面的一层，半径 约 为 3500km ， 是 地球的核心部分。 可分为外核（厚 2100km ） 和 内 核 （ 厚 1400Km ） ， 其主要构成物质是 镍和铁。根据推测，
什么是地震？
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
3、按地震序列分类：
地震时弹性应变能，以波的形式释放扩散 射、折射形成持续过程，加之断裂错位不是 故在一定时间内（几十天或数月）相继发生 的一系列大小地震称为地震序列。 在一个地震序列中，最大的一次地震称为主 主震之前发生的地震称为前震。 主震之后发生的地震称为余震。
我国是一个地震灾害最严重的国家
我国地震活动频度高、强度大、震 源浅，分布广，是一个震灾严重的国 家。1900年以来，中国死于地震的人 数达55万之多，占全球地震死亡人数 的53%。20世纪全球两次死亡20万人
建筑结构抗震设计(ppt 53页)
2021年8月19日星期四
• 地震是一种危及人民生命财产安全、破坏性极 大的突发性自然灾害，地震造成生命、财产损 失的直接原因是建筑物的剧烈震动、破坏倒塌。
• 目前预测工作没有发展到准确预报的程度。随 着我国城市化的发展，人口和财富向城市高度 集中，基础设施高度发达，地震造成的后果将 日益严重。
因此，破坏性地震常常是突然发生的。
目前，科学技术上还无法控制地震的发生。 每次地震都会给人类社会带来灾难。
二、全世界地震带 主要分布于以下两个带： （1）环太平洋地震带（2）欧亚地震 带
这两个地震带 释放的能量，欧亚地震带 约占全球所有 地震释放能量 的3、地核：地球最 里面的一层，半径 约 为 3500km ， 是 地球的核心部分。 可分为外核（厚 2100km ） 和 内 核 （ 厚 1400Km ） ， 其主要构成物质是 镍和铁。根据推测，
什么是地震？
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
3、按地震序列分类：
地震时弹性应变能，以波的形式释放扩散 射、折射形成持续过程，加之断裂错位不是 故在一定时间内（几十天或数月）相继发生 的一系列大小地震称为地震序列。 在一个地震序列中，最大的一次地震称为主 主震之前发生的地震称为前震。 主震之后发生的地震称为余震。
《建筑结构抗震设计》课件
结构分析软件SAP20
适用范围
SAP2000适用于各种类型的结构 分析，包括高层建筑、大跨度结
构、桥梁、工业厂房等。
特点
SAP2000具有强大的建模功能， 支持多种类型的结构形式，能够 进行线性、非线性及动态分析， 同时提供了丰富的材料库和连接
模型。
应用案例
SAP2000在许多大型工程项目中 得到广泛应用，如上海中心大厦
抗震加固的方法与技术
增大截面法
通过增加原结构的截面面积来 提高结构的承载力和刚度。
外包钢加固法
在结构的外侧或内侧包裹一层 钢板，以提高结构的承载力和 延性。
粘贴碳纤维布加固法
将碳纤维布粘贴在结构的表面 ，以提高结构的抗剪、抗弯和 抗拉能力。
增设支撑和拉杆法
通过增设支撑和拉杆来改变结 构的动力特性和传力路径，提
03 建筑结构抗震设计原理
建筑结构的震害分析
01
02
03
结构整体倒塌
地震时，建筑结构整体倒 塌是由于结构整体性差、 延性不足或构造措施不当 等原因所致。
节点和连接破坏
节点和连接的破坏会导致 结构失稳，影响结构的承 载能力和稳定性。
墙体破坏
墙体在地震中容易发生开 裂、断裂、倒塌等现象， 影响结构的整体性和稳定 性。
05 建筑结构抗震加固技术
抗震加固的基本原则
01
02
03
04
安全性原则
加固后的结构应能够承受可能 出现的各种地震作用，确保结
构安全。
适用性原则
加固后的结构应满足正常使用 要求，具有良好的工作性能。
耐久性原则
加固后的结构应具有足够的耐 久性，满足设计使用年限的要
求。
经济性原则
第一章地震概述
5
工程结构抗震及防灾
1.1 地震基本知识
地幔
1) 地幔界定：地壳以下到深度约2895km的古登堡界面为止的 部分为地幔，约占地球体积的5／6。
2) 地幔组成：由密度较大的黑色橄榄岩等高温（1000度以上） 高压（9000大气压）岩石组成。 3) 地幔物质根据推算形态应为粘弹性体（能传播横波）。
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工程结构抗震及防灾
40
工程结构抗震及防灾
1.2 地震基本术语
地震烈度表
烈度 1~2度 3度 4~5度 地震现象 人们一般没感觉，只有地震仪才能记录到 室内少数人感觉到轻微震动 人们有不同程度的感觉
地震烈度的定量 描述极其复杂
6度
7~8度 9~10度
人行不稳，器血倾斜，房屋出现裂缝，少数受到坡坏 人立不住，大部分房屋遭到破坏，高大烟囱可以断裂，有时有 喷砂冒水现象 房屋严重破坏，地表烈缝很多，湖泊水库中有大浪，部分铁轨 弯曲、变形
1.1 地震基本知识
1、按成因划分： 构造地震：由岩层构造运动产生，占总数的90%
火山地震：由火山爆发引起
地震类型
陷落地震：如大面积矿山开采引起岩层坍塌 水库诱发地震：由水库贮水诱发产生 人工地震：如核爆炸等（地震观测技术的发展）
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工程结构抗震及防灾
1.1 地震基本知识
地球的板块构造
板块构造的基本 概念是：岩石圈 由几个大而相当 稳定的板块，即 相对刚性的固体 岩石块体组成，
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工程结构抗震及防灾
来自以色列的精彩实例—— 原来水平的刚性岩石层在长时期作用的构造力挤压下褶皱
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工程结构抗震及防灾
1988年亚美尼亚地震造成的新鲜断崖
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工程结构抗震及防灾
工程结构抗震试验PPT课件
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（2）双向反复加载制度
a.x、y轴双向同步加载； b. a.x、y轴双向非同步加载。
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5.2.3.2试验装置
a.梁柱节点组合体梁端加载装置
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b.梁柱节点组合体有侧移柱端加载装置
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C.X型梁柱节点组合体试验装置
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21
5.2.3.3试验加载程序
工程结构抗震试验
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5.1概述
结构抗震试验的目的： （1）确定结构线性动力特性，即结构在弹性阶段变形比较
小的情况下的自振周期、振型、能量耗散和阻尼值； （2）研究结构的非线性性能，如结构进入非线性阶段的能
量耗散、滞回特性、延性性能、破坏机理和破坏特征。 5.1.1结构抗震试验的特点 （1）荷载以动力形式出现； （2）加速度作用引起惯性力； （3）动荷载作用于结构有应变速率问题。
试件结构构件的能量耗散能力，应以荷载—变形 滞回曲线包围的面积来衡量，能量耗散系数E应按下 式计算（图5.14）；
5.2.4.2 屈服荷载和屈服变形：取试验结构构件在荷载 稍有增加而变形有较大增长时所承受的最小荷载和与 其相应的变形为屈服变形，对混凝土构件系指受拉主 筋应力屈服时的荷载或相应变形。
5.2.4.3极限荷载：取试验结构构件所能承受的最大荷 载值。
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5.2.4.4 破损荷载和极限变形
在试验过程中，试验构件达到极限荷载后，出现大较大 变形，但仍有可能修复时所对应的荷载值，称为破损 荷载。一般宜取极限荷载下降的15%时所对应的荷载 值作为破损荷载，其相应的变形为极限变形。
5.2.4.5 骨架曲线
建筑结构抗震基本知识PPT课件
甲类建筑应按国家规定的批准权限批准执行；乙
第24页/共179页
4.设防标准
（1）甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度 的要求：其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震 措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设 防烈度提高一度的要求，当9度时，应符合比9度抗震设防 有更高的要求。
（单位为μm）的常用对数值，用公式表示为
（12.1.1）
M= lgA
第9页/共179页
二、常用术语
1. 地震震级 (1)震级：是衡量一次地震强弱程度(即所释放能量的大小) 的指标。目前，国际上比较通用的是里氏震级，其原始定义
为1935年由M里克 l特g((AR)ichter)给出，即地震
震级M面下沉 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 物破坏，此外，在岩溶洞和采空区也常发生震陷。 4）滑坡、塌方 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。
第6页/共179页
（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，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、 柱断裂，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，墙、柱、梁等由于其强 度不足，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。
（3）丙类建筑，地震作用和抗震措施均符合本 地区抗震设防烈度的要求。
（4）丁类建筑，一般情况下，地震作用仍应符 合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施应允许比本 地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度 为6度时不应降低。
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抗震设计 抗 震 设 计 主 要 包 括 三 个 方 面 ： 概 念 设 计 、 计 算 设 计 和 构 造 设 计 。
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4.设防标准
（1）甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度 的要求：其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震 措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设 防烈度提高一度的要求，当9度时，应符合比9度抗震设防 有更高的要求。
（单位为μm）的常用对数值，用公式表示为
（12.1.1）
M= lgA
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二、常用术语
1. 地震震级 (1)震级：是衡量一次地震强弱程度(即所释放能量的大小) 的指标。目前，国际上比较通用的是里氏震级，其原始定义
为1935年由M里克 l特g((AR)ichter)给出，即地震
震级M面下沉 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 物破坏，此外，在岩溶洞和采空区也常发生震陷。 4）滑坡、塌方 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。
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（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，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、 柱断裂，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，墙、柱、梁等由于其强 度不足，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。
（3）丙类建筑，地震作用和抗震措施均符合本 地区抗震设防烈度的要求。
（4）丁类建筑，一般情况下，地震作用仍应符 合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施应允许比本 地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度 为6度时不应降低。
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抗震设计 抗 震 设 计 主 要 包 括 三 个 方 面 ： 概 念 设 计 、 计 算 设 计 和 构 造 设 计 。
建筑结构抗震ppt课件
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
烈度表
分为1-12度（不同的国家的分度方法不同）
中国地震烈度表
分项：人的感觉，大多数房屋震害程度，其他现象， 加速度(水平向)厘米/秒² ，速度(水平向)厘米/秒
I度：为无感觉，损坏一个别砖瓦掉落墙体微细裂缝； 河岸和松软土上出现裂缝。
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
VI （6）度：惊慌失措，仓惶逃出；饱和砂层出现喷砂冒 水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝、掉头；加 速度63厘米/秒² 。
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
（多遇烈度）
.55度
（设防烈度）
度左右
（罕遇烈度）
第一章 绪论
设计地震分组
6度近震
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。 6度远震
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。
第一章 绪论
建筑结构抗震设计
板块说：
大陆漂移假说：它是德国气象学家魏格纳（Wegener） (1880～1930年)在讲课中提出来的。
这一假说在约10年时间内没有受到地质界的重视。在 1922年2月16日有一篇评述魏格纳的书的一无人署名的短文， 发表于著名的科学杂志《自然》上，说“该书直接应用了物 理学原理，但遭到许多地质学家的强烈反对”。
建筑结构抗震设计
震级是一次地震强弱的等级。
现国际上的通用震级表示为
里氏震级。（Richter）
查尔斯·里 克特（1900～
用标准的地震仪在距震中100km19处85年记） 录 最大水平位移A（以µm=10-6 m计）。
震级M=logA
工程结构抗震与防灾
本章目录
• • • • • • • • 地震的概念 历史上的地震 地震类型 地震的分类 地震的位置 地震的地理分布 地震的传播方式 抗震的设计
地震的概念
• 地震又称地动、地振动，是地壳快速
释放能量过程中造成振动，期间会产 生地震波的一种自然现象。地球上板 块与板块之间相互挤压碰撞，造成板 块边沿及板块内部产生错动和破裂， 是引起地面震动（即地震）的主要原 因。地震是一种破坏力极强的地质灾 害。下面是一些历史上发生过的地震。
①采用构造措施以保证结构的延性。 ②针对某些不易计算的局部结构问题。
二、抗震设计基本要求 1、防止滑坡、液化、不均匀沉降。高层宜设 地下室。 2、整体平面及局部突出部分平面保持合理的 长宽比。
3、尽量避免设置变形缝。
4、必须构两端及拐角 设楼梯间等。
震级与相应的能量
抗震设防
一、一般目标 三个水准：小震不坏；
中震可修；
大震不倒。
两个阶段：①小震弹塑性极限承载力验算； ②小震弹性变形正常使用极限验算 小震的弹性地震动Smax参数相当于中震的弹塑性地 震动参数Mmax。
2、抗震计算 用定量的计算方法估计地震反应保证 结构刚度及承载力满足确定的指标。 3、构造设计
3、截面尺寸、刚度及质量从下往上逐渐减小 4、 避免带有突然变化的阶梯形立面。
5、高层建筑宜设地下室， 具有足够的基础 埋深。
6、主裙楼之间设置抗震缝。
四、选择合理的抗震结构体系
1、合理的抗侧力结构形式； ①水平地震产生的内力(弯矩)和侧移占总荷载 效应的控制地位。
②根据当地地震设防烈度与建筑总高度H的大 小，选择抗侧力结构体系。 ③结构抗侧力能力从小到大依次选择： a.框架 b.框架—剪力墙或框架—筒体
《建筑抗震结构》课件
监测方法
采用先进的监测技术和设备 ，如传感器、测量仪器、数 据采集系统等，对结构进行 实时监测和数据记录。
数据处理与分析
对监测数据进行处理和分析 ，评估结构的性能变化和抗 震能力，为结构的维护和加 固提供依据。
预警与决策支持
根据监测结果和数据分析， 及时发出预警信息，为决策 者提供科学依据，采取有效 措施应对地震等自然灾害。
基于结构健康监测的抗震设计
总结词
基于结构健康监测的抗震设计是一种利用现代监测技术，对 结构在地震中的实时状态进行监测，并根据监测结果进行结 构抗震设计的理念。
详细描述
这种方法利用传感器、无线传输等技术，对结构的振动、变 形、裂缝等进行实时监测。通过分析监测数据，可以了解结 构的实时状态和地震作用下的反应。根据监测结果，可以优 化结构的设计，提高结构的抗震性能。
基于结构损伤控制的抗震设计
总结词
基于结构损伤控制的抗震设计是一种以控制结构在地震中的损伤程度为目标， 进行结构抗震设计的理念。
详细描述
这种方法着重于控制结构在地震中的损伤程度，以避免结构发生严重的破坏或 倒塌。设计时会考虑结构的材料特性、连接方式、构造措施等因素，制定相应 的设计策略，以减小结构在地震中的损伤。
抗震结构设计的优化方 法
基于性能的抗震设计
总结词
基于性能的抗震设计是一种以结构在地震中的性能为目标，进行结构抗震设计的 理念。
详细描述
这种方法强调在地震作用下，结构的性能应满足特定的需求，如结构的变形、位 移、加速度等应在规定的范围内。设计时，会根据地震的预期强度和结构的特性 ，制定相应的设计策略，以保证结构在地震中的性能。
02
地震基础知识
地震的成因与分类
地震的成因