建筑結(jié)構(gòu)抗震基本知識

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震基本知識建筑結(jié)構(gòu)抗震基本知識12.1地震基本知識地震基本知識地震俗稱地動(dòng)，是一種具有突發(fā)性的自然現(xiàn)象。地震按其發(fā)生的原因，主要有火山地震、陷落地震、人工誘發(fā)地震以及構(gòu)造地震。構(gòu)造地震破壞作用大，影響范圍廣是房屋建筑抗震研究的主要對象。在建筑抗震設(shè)計(jì)中，所指的地震是由于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（巖層構(gòu)造狀態(tài)的變動(dòng)）使巖層發(fā)生斷裂、錯(cuò)動(dòng)而引起的地面振動(dòng)，這種地面振動(dòng)稱為構(gòu)造地震，簡稱地震。地殼深處發(fā)生巖層斷裂、錯(cuò)動(dòng)的地方稱為震源。震源正上方

2、的地面稱為震中。震中附近地面運(yùn)動(dòng)最激烈，也是破壞最嚴(yán)重的地區(qū)，叫震中區(qū)或極震區(qū)。地面上某處到震源的距離叫震源距。震源至地面的距離稱為震源深度。一般把震源深度小于60Km的地震稱為淺源地震；60～300Km稱為中源地震；大于300Km成為深源地震。中國發(fā)生的絕大部分地震均屬于淺源地震。地震波地震引起的振動(dòng)以波的形式從震源向四周傳播，這種波就稱為地震波。地震波按其在地殼傳播的位置不同，分為體波和面波。體波是在地球內(nèi)部由震源向四周傳播的波，分

3、為縱波（P波）和橫波（S波）?？v波（P波）是由震源向四周傳播的壓縮波，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致，引起地面垂直振動(dòng)，周期短、振幅小、波速快。橫波（S波）傳播的是由震源向四周傳播的剪切波，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，引起地面水平振動(dòng)，周期長、振幅大、波速慢。面波是體波經(jīng)地層界面多次放射、折射形成的次生波。面波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向比較復(fù)雜，既引起地面水平振動(dòng)又引起地面垂直振動(dòng)。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，縱波首先到達(dá)，使房屋產(chǎn)生上下顛簸，接

4、著橫波到達(dá)，使范圍產(chǎn)生水平搖晃，一般是當(dāng)面波和橫波都到達(dá)時(shí)，房屋振動(dòng)最為激烈。震級地震的震級是衡量一次地震大小的等級，用符號M表示。地震的震級M，一般稱為里氏震級。1935年由里希特首先提出了震級的定義。當(dāng)震級相差一級，地面振動(dòng)振幅增加約10倍，而能量增加近32倍。一般說來，M＜2的地震，人們感覺不到，稱為微震；M=2～4的地震稱為有感地震；M＞5的地震，對建筑物就要引起不同程度的破壞，統(tǒng)稱為破壞性地震；M＞7的地震稱為強(qiáng)烈地震或大地震

5、；M＞8的地震稱為特大地震。地震烈度和烈度表地震烈度是指某一地區(qū)的地面及建筑遭受到一次地震影響的強(qiáng)弱程度。用I表示。相對震源而言，地震烈度也可以把它理解為地震場的強(qiáng)度。地震烈度表我國曾經(jīng)編制過三張烈度表，現(xiàn)行的為《中國地震烈度表（1990）》，是在《中國地震烈度表（1980）》的基礎(chǔ)上，增補(bǔ)和修改了部分宏觀標(biāo)志，對表列以外房屋結(jié)構(gòu)的震害與烈度評定在使用說明中作了規(guī)定。地震的震級與地震烈度是兩個(gè)不同的概念，對于一次地震，只能有一個(gè)震級，而

6、有多個(gè)烈度。一般來說離震中愈遠(yuǎn)地震烈度愈小，震中區(qū)的地震烈度最大，并稱為“震中烈度”，震級于震中烈度的大致關(guān)系。同一地震中，具有相同地震烈度地點(diǎn)連線稱為等震線?？赏ㄟ^地震烈度表進(jìn)行評定。建筑物的震害及分析1地表的破壞現(xiàn)象（1）地裂縫（2）噴砂冒水（3）地面下沉（4）滑坡、坍方2建筑物破壞（1）結(jié)構(gòu)喪失整體性（2）承重結(jié)構(gòu)承載力不足而引起的破壞用丁類一般情況下仍應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求甲類當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震

7、設(shè)防烈度提高1度的要求，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求乙類一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求，對較小的乙類建筑，當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時(shí)，應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施丙類應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求抗震措施丁類應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低，但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低注：1、抗震措施指除結(jié)構(gòu)地震

8、作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施；抗震構(gòu)造措施指一般不需計(jì)算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。2、較小的乙類建筑指工礦企業(yè)的變電所、變壓站、水泵房以及城市供水水源的泵房等當(dāng)為丙類建筑時(shí)，一般可采用磚混結(jié)構(gòu)，當(dāng)為乙類建筑時(shí)，若改用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)，則可按本地區(qū)設(shè)防烈度的規(guī)定采取抗震措施?？拐鹪O(shè)防烈度為6度時(shí)，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對乙、丙、丁類建筑可不作地震作用計(jì)算。3抗震設(shè)防目標(biāo)《抗震規(guī)范》規(guī)定以“

9、三個(gè)水準(zhǔn)”來表達(dá)抗震設(shè)防目標(biāo)，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受到多遇的低于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震（小震）影響時(shí)，建筑一般應(yīng)不受損壞或不需修理仍能繼續(xù)使用。第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受本地區(qū)設(shè)防烈度的地震（中震）影響時(shí)，建筑可能有一定的損壞，經(jīng)一般修理和不需修理仍能繼續(xù)使用。第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震（大震）影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生不危及生命的嚴(yán)重破壞。規(guī)范采用兩階段設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的。第一階段設(shè)計(jì)：按第一水準(zhǔn)（小

10、震）的地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)并與其他荷載效應(yīng)的基本組合，進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力驗(yàn)算和彈性變形驗(yàn)算，同時(shí)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施，這樣既滿足第一水準(zhǔn)“不壞”的設(shè)防要求和第二水準(zhǔn)“損壞可修”的設(shè)防要求。第二階段設(shè)計(jì)：對于地震時(shí)易倒塌的結(jié)構(gòu)、有明顯薄弱層的不規(guī)則結(jié)構(gòu)以及特殊要求的建筑結(jié)構(gòu)，還應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的薄弱部位的彈塑性層間變形驗(yàn)算并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，實(shí)現(xiàn)第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。小震和大震小震應(yīng)是發(fā)生機(jī)會(huì)較多的地震，因此，可將小震定義為烈

11、度概率密度曲線上的峰值所對應(yīng)的烈度，即眾值烈度或稱多遇烈度時(shí)的地震，50年內(nèi)眾值烈度的超越概率為63.2%，這就是第一水準(zhǔn)的烈度。各地的基本烈度，即第二水準(zhǔn)的烈度。50年內(nèi)的超越概率大體為10%。大震是罕遇的地震，它所對應(yīng)的烈度在50年內(nèi)的超越概率約為2%～3%，這個(gè)烈度又可稱為罕遇烈度，作為第三水準(zhǔn)的烈度?；玖叶扰c眾值烈度相差約為155度，而基本烈度與罕遇烈度相差大致為1度。場地和場地土類別場地即工程群體所在地，具有相似的反應(yīng)譜特征