单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.7,工程结构抗震设防的基本要求,通过抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，减,轻,经济损失。,一、抗震设防目标及方法,1.,总目标,具体通过,“,三水准,”,的抗震设防要求和,“,两阶段,”,的抗震设计,方法实现。,地震是一种随机性极强的自然灾害，不可能保证结构在地震作用下的绝对安全，也不可能不抗震设防，如何办？,使用寿命期内对不同频度和强度的地震，要求结构具有不同的抵抗能力，使设计的结构在未来地震作用下发生破坏的概率为社会所接受，同时为当前的经济条件所允许。合理的抗震设计应满足经济和安全之间的合理平衡，,三水准（中国）,三水准：“小震”“中震”“大震”,1.7 工程结构抗震设防的基本要求 通过抗震设防，减轻,三水准地震作用的标定,地震影响,50,年超越概率,地震重现期,众值烈度 小震,63.2%,50,年,基本烈度 中震,10%,475,年,罕遇烈度 大震,2-3%,1642-2475,年,一般关系,烈 度：,I,m,=I,0,-1.55,I,s,=I,0,+1,加速度：,PGA,m,=PGA,0,1/3,；,PGA,s,=PGA,m,(4-6),三水准地震作用的标定地震影响50年超越概率地震重现期众值烈度,2,、抗震设防目标,水准,涵义,要 求,第一水准,小震不坏,当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理仍可继续使用,第二水准,中震可修,当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用,第三水准,大震不倒,当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏,2、抗震设防目标水准涵义要 求第一水准小震不坏,3.,“,三水准,”,抗震设防是对单一水准设防的改进，是向,“,性能设计,”,发展的重要步骤,单一水准设防思想是我国,74,规范,、,78,规范,和,目前许多国家采用的设防思想。,设防目标是：,当遭遇相当于设计烈度的地震时，,建筑物的损坏不致使人民生命财产和重要生产设备遭受危,害，建筑物不需修理或经一般修理仍可继续使用。,1989,年美国,Loma Preita,地震,(7.1,级），死亡,65,人，直,接经济损失（建筑物破坏重建）,80,亿美元，间接经济损失,150,亿美元。,1994,年美国,Northridge,地震,(6.7,级,),，伤亡不多，经济,损失为,200,亿美元。,1995,年日本阪神地震,(7.2,级,),经济损失为,1000,亿美元。,1999,年台湾集集地震,(7.3,级,),经济损失为,94,亿美元。,单一设防目标不适合当前现代化发展要求，应研究开发,下一代性能设计规范和抗震设计方法。,3.“三水准”抗震设防是对单一水准设防的改进，是向,“,性能设计,”,要点,（,1,）,.,对抗震设计规定相应的地震作用标准,重现期,常遇地震,43,年（新建），,72,年（现有工程加固）,偶遇地震,72,年（新建），,225,年（现有工程加固）,少遇地震,475,年（新建和现有工程加固）,罕遇地震,970,年（新建），,2475,年（现有工程加固）,（,2,）,.,建立建筑应满足的性能水准,性能水准,要求,正常使用,结构和非结构构件不损坏或很小损坏,可以暂时使用,结构和非结构构件需很少量的修复工程,生命安全,结构保持稳定，具有足够的竖向承载能力储备，非结构构件的破坏控制在保障生命安全范围,防止倒塌,建筑保持不倒，其余破坏都在可接受范围,“性能设计”要点（1）.对抗震设计规定相应的地震作用标准,（,3,）,.,确立设防性能目标,d,g,i,j,罕遇地震,c,f,h,少遇地震,b,e,偶遇地震,a,常遇地震,防止倒塌,生命安全,可暂时使用,正常运行,地震作用,水准,建筑性能水准,基本目标,:,一般使用要求的建筑应具备,a,、,b,、,c,、,d,项的组合。,重要性较高或地震破坏后危险性较大的性能目标为,e,、,f,、,g,的组合。,对安全有十分危险影响的性能目标为,h,、,i,、,j,项的,组合。,Chapter 1,（3）.确立设防性能目标 d,（,4,）,.,规定地震作用下结构变形的允许指标,应建立结构构件在规定的地震作用水平下的允许破坏水平，结构和非结构构件宏观破坏状态的描述和允许变形指标。,（4）.规定地震作用下结构变形的允许指标 应建立结构构,4.,“,两阶段,”,抗震设计方法,第一阶段：,对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载,力验算；在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。,第二阶段：,对一些规范规定的结构进行大震作用下的弹塑性变,形验算。,有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明显薄弱层的建筑，不规则的建筑等,4.“两阶段”抗震设计方法第一阶段：对绝大多数结构进,二、抗震设防范围,抗震设防烈度为,6,度及以上地区的所有新建建筑工程均必需进行抗震设计。,规范适用于,6-9,度地区抗震设计及隔震、消能减震设计。,超过,9,度的地区和行业有特殊要求的工业建筑按有,关专门规定执行。,三、抗震设防依据,一般情况下采用抗震设防烈度。,在一定条件下可采用抗震设防区划提供的地震动参数。,二、抗震设防范围 抗震设防烈度为6度及以上地区的所有新,四、抗震设防分类及抗震设防措施,建筑类别不同，抗震设防标准也不同。,1.,抗震设防分类,国家技术监督局和建设部在,2008,年,7,月,30,日公布了,建筑抗震设防分类标准,GB50223-2008,。,该标准主要以地震中和地震后房屋的损坏对社会和经济产生的影响的程度大小，新标准作如下修订：,(1),调整了分类的定义和内涵。,(2),扩大防灾救灾应急系统建筑的设防范围。,(3),扩大了教育建筑中提高设防标准的范围，特别加强对未,成年人在地震等突发事件中的保护。,(4),扩大了划入人员密集建筑的范围，提高了体育场馆、博,物馆、影剧院、商场、交通枢纽等人员密集的公共服务,设施的抗震能力。,四、抗震设防分类及抗震设防措施建筑类别不同，抗震设防标准也,A,、中央级、省级的电视调频广播发射塔建筑，国际电信楼、国际海缆登陆站、,国际卫星地球站、中央级的电信枢纽（含卫星地球站）。,B,、研究、中试生产和存放剧毒生物制品和天然人工细菌与病毒（如鼠疫、霍乱、,伤寒等,),的建筑。,C,、三级特等医院的住院部、医技楼、门诊部。,抗震次要建筑,丁类,除甲乙丁类以外的一般建筑,丙类,地震时使用功能不能中断需尽快恢复的建筑,乙类,重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑,甲类,设,防,分,类,国家质量监督检验检疫总局和建设部在,2010,年,5,月,31,日公布了,建筑抗震设计规范,GB50011-2010,。该规范对上面标准作了修改。,A、中央级、省级的电视调频广播发射塔建筑，国际电信楼、国际海,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,丁类,应符合本地区抗震设防烈度度的要求,丙类,一般情况下，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,1,度的要求；当,9,度时，应符合比,9,度抗震设防更高的要求，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施,乙类,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,1,度的要求；当为,9,度时，应符合比,9,度抗震设防更高的要求,甲类,抗,震,措,施,注：较小乙类建筑：工矿企业的变电所、空压站以及城市供水水源的泵房等。,抗震性能较好的结构类型指钢筋混凝土结构或钢结构。,2.,抗震设防措施,抗震措施,:,除结构地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。,抗震构造措施：一般不须计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。,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6,3.,地震作用,一般情况下仍应符合本地区抗震设防烈度的要求,丁类,应符合本地区抗震设防烈度要求,丙类,应符合本地区抗震设防烈度要求,乙类,按地震安全性评价结果确定,甲类,地,震,作,用,在设防烈度为,6,度时，除规范有具体规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。,3.地震作用一般情况下仍应符合本地区抗震设防烈度的要求丁类,1.8,工程结构抗震概念设计,一、定义与基本内容,根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。,基本内容有三部分：,1.,建筑设计应重视建筑结构的规则性；,2.,合理的建筑结构体系选择；,3.,抗侧力结构和构件的延性设计。,意义,（,1,）,“,计算设计,”,很难有效控制结构的薄弱环节，不能完全解决问题,地震作用的不确定性,结构计算假定与实际情况的差异（计算模型、非结构,墙体对结构刚度的影响、阻尼变化等）,（,2,）经验总结、定性判断,1.8 工程结构抗震概念设计一、定义与基本内容 根据地,二、建筑结构的规则性,建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。,最为典型的例子是,1972,年,2,月,23,日南美洲的马那瓜地震。,马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为,18,层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为,8,度。一幢破坏严重，震后拆除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。,二、建筑结构的规则性 建筑结构的规则性对抗震能力的重要,马那瓜中央银行大厦,试问：,那一幢破坏严重呢？,马那瓜美洲银行大厦,马那瓜中央银行大厦试问：马那瓜美洲银行大厦,1,）平面不规则,4,个楼梯间偏置塔楼西端，西端有填充墙。,4,层以上的楼板仅为,5cm,厚，搁置在高,45cm,长,14m,小梁上。,2,）竖向不规则,塔楼上部（,4,层楼面以上），北、东、西三面布置了密集的小柱子，共,64,根，支承在,4,层楼板水平处的过渡大梁上，大梁又支承在其下面的,10,根,1m,1.55m,的柱子上（间距,9.4m,）。上下两部分严重不均匀，不连续。,主要破坏：第,4,层与第,5,层之间,(,竖向刚度和承载力突变,),周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈；,横向裂缝贯穿,3,层以上的所有楼板,(,有的宽达,1cm),直至电梯井东侧；,塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均,严重破坏或倒塌。,震后计算分析结果,:1.,结构存在十分严重扭转效应,;2.,塔楼,3,层以上北面和南面大多数柱子抗剪能力大大不足,率先破坏；,3.,水平地震作用下,柔而长的楼板产生可观的竖向运动等。,马那瓜,中央银行大厦,结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包括,4,个,L,形的桶体，对称地由连梁连接起来，这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。,分析表明：,1.,对称的结构布置及相对刚强的联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了明显的扭转效应；,2.,避免了长跨度楼板和砌体填充墙的非结构构件的损坏；,3.,当连梁剪切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加，但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移量得到控制。,美洲,银行,1）平面不规则 马那瓜美洲,不规则类型,定义,扭转不规则,楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的,1.2,倍,凹凸不规则,结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的,30%,楼板局部不连续,楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的,50%,或开洞面积大于该层楼面面积的,30%,，或较大的楼层错层,平面不规则的类型,扭转不规则,凹凸角不规则,不规则类型,局部不连续,大开洞,错层,不规则类型,定义,扭转不规则,楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的,1.2,倍,凹凸不规则,结构平