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建筑抗震设计基本知识ppt

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《建筑结构抗震设计》课件

《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

工程结构抗震设计ppt

工程结构抗震设计ppt
2．地震作用的计算
可采用底部剪力法。
3．楼层地震剪力在墙体间的分配
当抗震横墙间距不超过限值要求时，认为 横向地震作用全部由横墙承担 纵向地震作用全部由纵墙承担
各道墙间地震剪力的分配 1）刚性楼盖房屋：横墙承受的地震剪力按各横墙
的侧移刚度比例分配 2）柔性楼盖房屋：横墙承受的地震剪力按各横墙
从属面积上的重力荷载比例分配 3）中等刚性买的VIP时长期间，下载特权不清零。
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上述两种方法的平均值 4）纵向地震剪力可按各纵墙的侧移刚度比例分配
4．同一道墙上各墙段间地震剪力分配
地震剪力按各墙段的侧移刚度比例分配
5．墙体抗震承载力验算
（1）各类砌体的抗震抗剪强度设计值 fvE
fvE =N fv
式中，fv——非抗震设计的砌体抗剪强度设计值 N——砌体强度的正应力影响系数
（2）墙体截面的抗剪强度验算 选择不利墙段 1）承担水平地震作用较大的墙段 2）竖向压应力较小的墙段 3）墙体截面被削弱较多的墙段
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建筑结构抗震设计课件第3章(下)

建筑结构抗震设计课件第3章(下)
1）引起结构产生扭转的原因主要有哪些？ 2）规则结构如何考虑扭转效应的影响？ 3）需要进行扭转计算的结构： j振型时第i层质心处的水平地震作用标准值计算公式Fxji(Fyji、Ftji)； 考虑单向水平地震作用时，结构的地震作用效应（扭转效应）Sx(Sy)的计算方 法；
考虑双向水平地震作用效应时，结构地震作用效应的计算方法，0.85的物理意 义。
竖向地震作用的影响是显著的：
根据地震计算分析，对于高层建筑、高耸及大跨结构,竖向 地震影响显著。结构竖向地震内力NE/与重力荷载产生的内力NG 的比值沿高度自下向上逐渐增大，烈度为8度时为50%至90%，9 度时可达到或超过1；335m高的电视塔上部，8度时为138%；高 层建筑上部，8度时为50%至110%。
2、考虑扭转影响的水平地震作用
M D&& CD& K D M D&&g (t)
1
M
cos
D
1n1
1
D&&g (t)
d&&g (t)
M
sin
D
1n1Leabharlann 0M0n1
d&&g (t) ---地面运动加速度 D ---地面运动方向与x轴夹角
3n
设 D(t) X i qi (t) Aq(t) i 1 D&(t) Aq&(t)
Ftji j tj ri2 jiGi
Fx ji
Ftji x
分别为j振型i层的x方向、y方向和
Fy ji
转角方向的地震作用标准值
j振型i层质心处地震作用
思考题
1、底部剪力法的计算步骤是怎样的？ 1）底部总剪力计算 2）高阶振型影响如何考虑？ 3）屋顶突出屋面附属建筑鞭梢效应的考虑及计算

建筑结构抗震设计ppt课件

建筑结构抗震设计ppt课件

b. 9度地区，可采用下沉式天窗；
c. 突出屋面的钢筋砼天窗，侧板与柱宜采用螺栓连接。
(5) 支撑系统
(6) 柱 单层砖柱房屋：
6、7度地区可采用十字形无筋砖柱； 8度地区Ⅰ、Ⅱ类场地采用竖向配筋组合砖柱； 8度地区(Ⅲ、Ⅳ类场地)和9度地区的中柱采用钢 筋砼柱。 单层钢筋砼柱厂房：
厂房中的各种柱采用钢筋砼柱。 a. 截面形式和尺寸：矩形、工字形、双肢形、管柱形等。
排架的侧向柔度d11按下式计算：
11

F


a 11
11

F
(1
-
x1
)


a 11
11
F=1
x1
11
11
F=1
x1
11
x2
11
a11
F=1
⑵ 两跨不等高厂房
采用能量法计算并考虑KT影响，计算自振周期：
T1 2kT
Gi ui2
K i ui2
式中
u1、u2－将结构简图转动900，将G1、G2视为垂直于 杆件的荷载，在G1、G2处产生的水
e. 在满足有关抗震构造措施时，规范规定下列建筑 可不进行抗震计算：
(a) . 7度地区Ⅰ、Ⅱ类场地内的柱高不超过4.5m且 两端均有
均有 2.
(b). 7度地区Ⅰ、Ⅱ类场地内的柱高不超过10m且两端
山墙的单跨及等高多跨钢筋砼柱厂房。 设计计算内容 自振周期的计算； 内力计算； 强度计算。
3. 厂房质量集中系数的确定
平位u移1 。 11G1 12G2 u2 21G1 22G2
⑶ 三跨不对称带升高中跨的厂房结构：
T1 2KT
G1u12 G2u22 G3u32 G1u1 G2u2 G3u3

建筑结构抗震ppt课件

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

建筑结构抗震设计(PPT,共81页)

建筑结构抗震设计(PPT,共81页)
提供了较大的侧向刚度，位移得到控制。
3.1
结构抗震概念设计
五、合理的结构材料
• 延性系数（表示极限变形与相应屈服变形之比）高； • “强度/重力”比值大（轻质高强）； • 匀质性好； • 正交各向同性； • 构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并
图 断层和断裂带 “有地震必有断层，有断层必有地震”
3.1
结构抗震概念设计
断裂及其工程影响
地质调查结果： •沿龙门山中央主断裂 带的地表破裂从映秀镇 至北川长200km； • 沿龙门山山前断裂带 的地表破裂从都江堰至 汉旺镇长40km 。
(图源：张培震, 2008)
汶川地震的 启示和教训
位于地震 断层的建筑， 由于地震断错 和地面强大振 动，带来房屋 毁灭性坍塌。
填充墙。
4层以上平面图
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
承在过渡大梁上，大梁又支承在
其下面的10根柱子上。上下两部
分严重不均匀，不连续。
3）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
4层以下平面图
剖面图
柱子严重开裂，柱钢筋压屈；塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙
• 这里的“规则”包含了对建筑平面、立面外形尺寸，抗 侧力构件的布置、质量分布，直至承载力分布等诸多因 素的综合要求。
• “规则”的具体界限随结构类型的不同而异，需要建筑 师和结构师相互配合，才能设计出抗震性能良好的建筑。
3.1
结构抗震概念设计
• 建筑抗震设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严 重不规则的设计方案；
①竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换

建筑结构抗震设计ppt53页

建筑结构抗震设计ppt53页
1.0.1 课程简介
建筑结构抗震设计是综合了地震成因，强烈地面运动，结构物的动力特性和地震反应等方面的研究成果而发展起来的一门多科性的学科，它涉及地球物理学、地质学、地震学、工程力学（结构动力学、材料力学、结构静力学）、工程结构学（钢筋混凝土结构、钢结构、地基与基础）、施工技术等多方面的知识。
1.0.2 课程性质和目的
1.1.1 地震类型与成因
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十几次。目前记录到的世界上最大地震是8.9级，发生于1960年5月22日的智利地震。
抗震设防烈度
6度
7度
8度
9度
设计设计基本地震加速度值
0.05g
0.1g（0.15g）
0.2g（0.3g）
0.4g
1.2.3 基本烈度与地震区划
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。
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。 设计地震分三组，对于Ⅱ类场地，第一、二、三组的设计特征周期分别为：0.35s、0.40s、0.45s.
1.1.2 地震波
地震波：地震产生的地壳运动（振动）以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量，这种波称为地震波。 地震波包含：体波和面波。1、体波：在地球内部传播的波。纵波：在传播过程中，介质质点的振动方向与波的前进方向一致，又称为压缩波或疏密波。特点：周期短，振幅小，波速快, 引起地面竖向颠簸。纵波也叫初波横波：在传播过程中，介质质点的振动方向与波的前进方向垂直，故又称为剪切波。特点：周期较长，振幅较大，波速慢, 引起地面水平摇晃。横波也叫次波。

建筑结构抗震设计第11章 地下建筑抗震设计PPT

建筑结构抗震设计第11章 地下建筑抗震设计PPT

3) 地震作用的方向 水平地震作用：
长条形地下构造：按平面应变问题分析时，一般可仅考虑沿构 造横向的水平地震作用；
体型复杂的地下建筑构造：同时计算构造横向和纵向的水平地 震作用。
竖向地震作用：8、9度时宜计及竖向地震作用。必要时，设防 烈度为7度，也可考虑竖向地震作用效应的综合作用。
采用土层-构造时程分析法或等效水平地震加速度法时，土、岩 石的动力特性参数可由试验确定。
地下建筑随地震入射播大小及较大变化地 下结构各点的变形和应力可能发生较大
4 结构各点相 十分明显 影响不大 位差
5 与地震加速 不明显 度大小关系
衡量地震动反应 地下建筑地震反应与岩土介质在地震作用
的重要因素
下的变形或应变大小的关系密切
6 埋深变化 不明显
影响地震反应
7 土-结相互作 地基地震 自振特性影响大
震害形式：主体构造与吸排气塔、楼梯间等部位的连 接处出现了混凝土的剥落和裂缝。
震害原因：主要是由于连接部位的主体构造与吸排气 塔、楼梯间的刚度差异造成了不同的动态反响，从而在连 接处发生了相对位移。
2)过街通道
震害形式：破坏主要是与电气、空调、给水排水和防灾设备 有关的破坏。主体结构罕有破坏。
3) 城市地下空间综合体 震害形式：主要为中柱破坏（地铁车站），结构主体受损相
造抗震稳定性的影响，采取相应措施。 3〕位于岩石中的地下建筑，其出入口通道两侧的边坡和洞口仰坡，
应依据地形、地质条件选用合理的口部构造类型，提高其抗震稳 定性。
§11.4 地下建筑的抗震计算
〔一〕可不进展抗震计算分析的范围 采取了抗震措施的以下地下建筑，可不进展地震作用计算：
1) 7度Ⅰ、Ⅱ类场地的丙类地下建筑。 2) 8度(0.20g)Ⅰ、Ⅱ类场地时，不超过2层、体型规那么的中小跨 度丙类地下建筑。 〔二〕 计算模型和设计参数的选取 1) 周围土层的模拟 应能较准确地反映周围挡土构造和内部各构件的实际受力状况； 与周围挡土构造完全别离的内部构造，那么可采用与地上建筑同样 的计算模型。
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第五篇 建筑抗震设计基本知识
本篇主要介绍建筑抗震设计的有关知识和规定.主要 包括地震作用和结构的抗震验算,多层砌体结构房屋的抗 震设计及多层钢筋混凝土框架的抗震设计.
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
本章内容 １.地震简介。了解震级、烈度的概念 ２.抗震设计的基本要求。了解建筑抗震设防分类和
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
（四）抗震结构构件及连接 （五）非结构构件 （六）材料选择和施工
14.3地震作用的计算 地震反应：结构振动时的速度、加速度及位移等 地震作用：在振动过程中作用于建筑结构上的惯性力。
水 平 地 震 作 用
竖
向
地
震
作
用
扭
转
作
用
建筑结构
西南科技大学
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
1.4.1地震简介 一、地震波
体波:纵横波波 面波 : 体波的次生波
二、震级和烈度 （一）地震震级（衡量一次地震释放能量大小的尺度） 里氏震级：
Ｍ：里氏震级 MlogA
Ａ：采用标准地震仪在距离震中100km处的坚硬地 面上记录的地面水平振幅。
建筑结构
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
３.地基和基础选择 （1）同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同 的地基上； （2）同一结构单元不宜部分采用天然地基、部分采 用桩基； （3）对饱和砂土和饱和粉土的地基，除6度设防外， 应进行液化判别； （4）存在液化土层的地基，应采取消除或减轻液化 影响的措施。 （5）当地基出要受力范围内为软弱粘性土层与湿陷 性黄土时，应结合具体情况进行处理。
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
（二）抗震设防标准 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构确定； 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；当为９度时，应符合 比９度抗震更高的要求； ２.乙类建筑
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
二、抗震设防目标 “小震不坏、中震可修、大震不倒”
三、建筑抗震概念设计 （一）场地、地基和基础的选择 １.场地的类别
坚硬土或岩石(vs 500m/s)
土层剪切波速vs
中硬土(500vs 中软土(250vs
250) 140)
软弱土(vs 140)
等效剪切波速vse
n
14.2抗震设计的基本要求 一、建筑抗震设防分类和设防标准
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
（一）抗震设防类别 １.甲类建筑 重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑。 ２.乙类建筑 地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑。 ３.丙类建筑 除甲、乙、丁类以外的一般建筑。 ４.丁类建筑 抗震次要建筑，一般指地震破坏不易造成人员伤亡和 较大经济损失的建筑。
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
一、重力荷载代表值
牛顿第二定律：F ma
重力荷载代表值GE：结构和构配件自重标准值和各可 变荷载的组合值之和。
G EG K Q Q i ik
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求； 抗震措施：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一度的要求，当为９
度时，应符合比９度抗震设防更高的要求；地基基础的抗
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
震措施，应符合有关规定； 对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
（二）结构的平面和立面布置 （三）结构体系的选择 基本要求： （1）应具有明确的计算简图和合理的地震作用的传 递途径； （2）应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结 构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力； （3）应具备必要的抗震承载力、良好的变形能力和 消耗地震能量的能力； （4）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震 能力。
vse d0 (di /vsi )
i1
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
建筑场地的划分：
２.场地的选择
选择建筑场地时，应对抗震有利、不利和危险地段作 出综合评价。
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
建筑场地的划分：
２.场地的选择
选择建筑场地时，应对抗震有利、不利和危险地段作 出综合评价。
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
地点地面和建筑物受破坏的程度，也反映该地地面运动速 度和加速度峰值的大小。
２.地震烈度的统计分布
建筑结构
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
众值烈度比基本烈度低1.55度；罕遇烈度比基本烈度 高1度左右。
３.设计地震分组 《规范》附录Ａ列出了我国抗震设防区各县级及县级 以上城镇中心地区的分组。 ４.抗震设防烈度 是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依 据的地震烈度。一般情况下，它与地震基本烈度相同。
构类型时，允许按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措 施。
３.丙类建筑 地震作用和抗震措施均应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； 抗震措施允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低， 当抗震设防烈度为６度时不应降低。
建筑结构
西南科技大学
设防标准；了解我国抗震设防目标；了解建筑抗震概念设 计。
３.地震作用的计算。掌握重力荷载代表值的计算， 掌握单质点弹性体系和多质点弹性体系的地震作用的计算 方法。重点掌握振型分解反应谱法和底部剪力法。
４.结构的自振周期。掌握能量法、顶点位移法计算 结构的自振周期。
５.结构的抗震验算。了解结构抗震验算的基本内容 和方法。
西南科技大学
第十四章 地震作用和结构的抗震验算
震级与能量E（10-7J）：
logE1.5M 11.8
震级增加１级，能量增加约３２倍。 微震：Ｍ<２； 有感地震：Ｍ＝２～４； 破坏性地震：Ｍ>５ 强烈地震：Ｍ＝７～８ 特大地震：Ｍ>8 （二）地震烈度 １.地震烈度的概念 地震发生时，在一定地点振动的强烈程度。它表示该

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