《建筑结构抗地震设计》课件

建筑结构抗地震设计概论课程学习目标和要求学习目标课程要求掌握地震作用下建筑结构的受力特点；熟悉各类结构的抗震设计方法和构造措施；能够运用结构抗震计算软件进行分析与验算；提升建筑结构抗震设计的实践能力地震基本知识介绍地震的成因地震的分类12地球内部能量释放，构造板块构造地震、火山地震、陷落地运动是主要原因震、人工地震等地震的要素地震波的传播特性纵波波横波波面波PS传播速度快，可穿透固传播速度较慢，只能穿沿地表传播，对建筑物体、液体和气体透固体破坏性最大地震震级与烈度的区别震级烈度Magnitude Intensity表示地震本身能量的大小，用里氏震级表示，一次地震只有一个表示地震对地面及建筑物破坏的程度，与震中距、地质条件等有震级例如里氏级地震关，一次地震在不同地点的烈度可能不同例如度区

8.08中国地震带分布环太平洋地震带欧亚地震带华北地震带东南沿海地震带历史重大地震案例分析年华县地震15561中国历史上死亡人数最多的地震年唐山地震19762造成巨大人员伤亡和财产损失年汶川地震20083对我国建筑抗震设计提出了新的挑战汶川地震教训与启示重视农村建筑抗震加强学校医院等生命线工程提高全民抗震意识123抗震农村房屋抗震性能普遍较差，需加加强防震减灾宣传教育强重视确保灾时能够发挥重要作用唐山地震案例分析震害特点经验教训启示破坏严重，倒塌率高；砖混结构破坏加强抗震设计，提高建筑整体性；重建筑抗震设计需充分考虑场地条件和最为严重视地基处理，防止地基失效结构类型；提高建筑的抗倒塌能力至关重要建筑结构抗震设计规范体系各类结构设计规范2如《混凝土结构设计规范》、《钢结构设计规范》等《建筑抗震设计规范》GB500111我国建筑抗震设计的主要依据行业标准和地方标准3对特定地区和类型的建筑有补充规定抗震设防烈度的确定抗震设防烈度地震小区划根据地震小区划结果，确定建筑的抗震设地震危险性分析将区域划分为不同的地震小区，确定每个防烈度根据历史地震资料和地质构造分析，确定小区的地震动参数未来地震发生的概率和强度场地土类的划分土类描述类坚硬土I类中硬土II类中软土III类软弱土IV不同土类对地震反应有显著影响；软弱土场地应采取特殊抗震措施建筑场地的选择原则避开不利地段选择稳定地基注意场地排水避开断层、滑坡、泥石流等地质灾害易发选择地基承载力高、均匀性好的场地防止场地积水，避免地基软化区地基与基础的抗震要求地基处理基础类型选择基础埋深对软弱地基进行加固处理，如换填、搅根据地基条件和结构特点，选择合适的确保基础具有足够的埋深，防止地震时拌桩、高压喷射注浆等基礎类型，如筏板基础、箱型基础等发生倾覆结构体系的抗震概念设计增强结构的整体性提高结构的连接强度，防止构件脱落提高结构的延性使结构在地震作用下能够发生塑性变形，消耗地震能量避免薄弱环节加强对薄弱部位的抗震设计，如楼梯间、女儿墙等建筑结构的规则性要求平面规则性竖向规则性避免平面形状过于复杂，如形、形等；控制凹凸角大小避免竖向刚度和质量突变，如错层、悬挑等T L规则的结构具有更好的抗震性能；不规则结构应进行专门的抗震分析平面布置的抗震要求结构对称布置避免长悬臂加强角部设计使结构的重心与刚心尽可能重合，减减小悬臂结构的地震反应提高角部结构的抗震能力小扭转效应竖向布置的抗震要求避免刚度突变避免质量突变控制高宽比上下层刚度变化不宜过上下层质量变化不宜过高层建筑的高宽比不宜大大过大结构刚度分布要求均匀分布刚柔相济结构的刚度应尽可能均匀分布，避免出现薄弱层在满足抗震要求的前提下，可适当降低结构的刚度，以减小地震作用结构质量分布要求避免集中21均匀分布合理控制3结构质量分布应均匀，避免质量集中，合理控制楼面荷载，能够提高建筑结构的抗震能力结构构件的布置原则主次分明明确主要抗震构件，加强其抗震设计连接可靠确保构件之间的连接具有足够的强度和延性整体性好提高结构的整体性，防止构件脱落抗震缝的设置要求设置部位缝宽要求12在不同结构单元之间、结构与根据设防烈度和结构高度确定设备之间设置抗震缝缝宽构造措施3确保抗震缝能够自由变形，防止碰撞结构分析方法概述静力分析法动力分析法假定地震作用为静力作用，进行结构考虑地震作用的动力特性，进行结构分析分析根据结构的复杂程度和抗震要求，选择合适的分析方法静力分析法的应用适用范围计算简便规则、简单的结构易于掌握和应用结果偏于保守对结构抗震能力有一定的安全储备动力分析法的特点考虑动力特性计算复杂结果更精确能够更准确地反映地震作用下结构的反需要借助计算机软件进行分析可为结构抗震设计提供更可靠的依据应反应谱分析法适用性广2适用于多种类型的结构简化计算1将地震动简化为反应谱曲线常用方法3是工程中最常用的动力分析方法之一时程分析法输入地震波输入实际地震波或人工模拟地震波逐步计算逐步计算结构在地震作用下的反应结果精确能够获得结构在地震作用下的详细反应信息结构自振周期的计算经验公式数值计算影响因素123根据结构类型和高度，采用经验公利用有限元软件进行精确计算结构刚度、质量分布等式进行估算地震作用的计算方法水平地震作用竖向地震作用根据设防烈度、场地条件和结构自振周期计算一般情况下可不考虑，但对特殊结构需进行验算地震剪力的垂直分布底部剪力楼层剪力构件剪力需要依据建筑规范，将地震引起的总剪力合理的分配给各层及构件，是结构抗震设计的关键步骤偶然偏心的考虑原因方法由于结构质量分布不均匀或地震在计算地震作用时，考虑偶然偏作用方向不确定等原因，可能产心的影响，增大结构的扭转效应生扭转效应目的提高结构的抗扭能力，防止因扭转效应引起的破坏结构抗震验算要点强度验算变形验算稳定验算确保结构构件的强度满控制结构的层间位移，确保结构在地震作用下足抗震要求防止结构过度变形的稳定性框架结构抗震设计延性设计2通过塑性铰的形成，消耗地震能量梁柱节点设计1加强节点连接，提高节点的抗震性能抗剪设计3确保框架梁柱具有足够的抗剪强度剪力墙结构抗震设计墙体布置合理布置剪力墙，提高结构的抗侧刚度构造措施加强墙体的约束，提高墙体的延性连接设计确保剪力墙与楼板、基础之间的连接可靠框架剪力墙结构设计-协同工作刚度协调构造措施框架和剪力墙共同承担地震作用协调框架和剪力墙的刚度，避免刚度加强框架与剪力墙之间的连接突变砌体结构抗震设计加强墙体加强连接设置支撑设置构造柱和圈梁，提确保墙体与楼板、屋盖在墙体中设置支撑，提高墙体的整体性之间的连接可靠高墙体的稳定性钢结构抗震设计高强度材料延性连接抗屈曲设计采用高强度钢材，提高结构的承载能力采用延性连接，提高节点的抗震性能防止构件发生屈曲破坏木结构抗震设计节点加固21榫卯连接整体性加强3要注重木材的防腐，采用合理的节点构造措施，确保结构的整体性和稳定性，减少地震造成的损失结构构件抗震设计梁柱墙节点构件是组成结构的基本单位，其抗震性能直接关系到整个结构的安全性在抗震设计中，需要针对不同构件的受力特点，采取相应的措施，提高其抗震能力梁的抗震设计配筋要求截面尺寸12构造措施3梁是结构中承受弯矩和剪力的主要构件抗震设计时，需要合理配置钢筋，控制截面尺寸，并采取必要的构造措施，确保梁在地震作用下具有足够的强度和延性柱的抗震设计轴压比控制箍筋加密构造要求柱是结构中承受竖向荷载的主要构件，同时也要承受一定的地震作用抗震设计时，需要控制轴压比，加密箍筋，并满足相关构造要求，防止柱发生破坏墙的抗震设计墙体材料墙体构造连接方式墙体是结构中重要的围护和承重构件抗震设计时，要选择合适的墙体材料，采取合理的墙体构造措施，并确保墙体与主体结构的连接可靠，提高墙体的抗震性能节点的抗震设计连接强度延性性能整体稳定节点是构件之间传递力的关键部位，其抗震性能对整个结构至关重要抗震设计时，需要确保节点具有足够的连接强度、延性性能和整体稳定性，防止节点破坏导致结构失效基础的抗震设计地基处理基础类型连接构造基础是结构与地基之间的连接构件，其抗震性能直接影响到整个结构的安全抗震设计时，需要根据地基条件，选择合适的基础类型，并采取相应的地基处理措施，确保基础具有足够的承载力和稳定性抗震构造措施增强整体性提高延性控制裂缝抗震构造措施是指在结构设计中，为了提高结构的抗震能力，采取的一系列构造措施，这些措施可以增强结构的整体性，提高延性，控制裂缝，从而提高结构的抗震性能混凝土结构构造要求钢筋配置保护层厚度12混凝土强度3在混凝土结构中，钢筋、保护层厚度和混凝土强度都是影响结构抗震性能的重要因素抗震设计时，需要根据规范要求，合理配置钢筋，控制保护层厚度，并选用合适的混凝土强度等级，以确保结构的安全性钢结构构造要求连接方式焊缝质量防腐处理在钢结构中，连接方式、焊缝质量和防腐处理都是影响结构抗震性能的重要因素抗震设计时，需要选择合适的连接方式，确保焊缝质量，并进行有效的防腐处理，以确保结构的安全性砌体结构构造要求圈梁21构造柱墙体拉结3砌体结构中，构造柱、圈梁和墙体拉结是提高结构抗震性能的重要措施通过设置构造柱和圈梁，可以提高墙体的整体性和稳定性，通过墙体拉结，可以增强墙体之间的连接，从而提高结构的抗震能力木结构构造要求榫卯连接节点加固整体性加强木结构中，榫卯连接、节点加固和整体性加强是提高结构抗震性能的重要措施通过采用榫卯连接，可以增强构件之间的连接强度，通过节点加固，可以提高节点的抗震性能，通过整体性加强，可以提高结构的整体抗震能力结构抗震性能目标多遇地震设防地震12罕遇地震3抗震性能目标是指结构在不同强度地震作用下，应达到的安全目标一般来说，结构应满足小震不坏，中震可修，大震不倒的抗震性能目标，不同的“”建筑类型和使用功能，其抗震性能目标可能有所不同多遇地震设防要求结构不损坏正常使用安全可靠在多遇地震作用下，结构应保持完好，不发生损坏，能够正常使用，确保人员安全这意味着结构应具有足够的强度和刚度，能够抵抗多遇地震作用，不发生塑性变形罕遇地震设防要求结构不倒塌人员安全允许损坏在罕遇地震作用下，结构允许发生一定的损坏，但不应倒塌，确保人员安全这意味着结构应具有足够的延性和抗倒塌能力，能够在罕遇地震作用下发生塑性变形，消耗地震能量结构抗震计算软件应用PKPM SAP2000ETABS结构抗震计算软件是进行结构抗震分析和设计的重要工具通过使用这些软件，可以对结构进行建模、计算和验算，从而评估结构的抗震性能，并进行优化设计软件介绍PKPM国产软件操作简便功能齐全软件是国内常用的结构设计软件之一，具有操作简便、功能齐全等优点，适用于各种类型的建筑结构通过使用软件，PKPM PKPM可以进行结构建模、计算和验算，从而评估结构的抗震性能，并进行优化设计软件应用SAP2000精度高21通用性强功能强大3软件是一款通用的结构分析软件，具有精度高、功能强大等优点，适用于各种复杂的结构分析通过使用软件，SAP2000SAP2000可以进行结构的静力分析、动力分析和非线性分析，从而更准确地评估结构的抗震性能软件应用ETABS高层建筑专门优化高效分析软件是一款专门用于高层建筑结构分析和设计的软件，具有专门的优ETABS化功能，可以高效地进行结构分析通过使用软件，可以快速建立高ETABS层建筑的模型，进行静力分析、动力分析和抗震验算，从而评估结构的抗震性能，并进行优化设计工程抗震加固技术粘贴碳纤维增设剪力墙钢结构加固123工程抗震加固技术是指对既有建筑进行抗震加固，提高其抗震能力的技术常用的抗震加固技术包括粘贴碳纤维、增设剪力墙和钢结构加固等，通过这些技术，可以提高结构的强度、刚度和延性，从而提高结构的抗震性能既有建筑抗震评估检测鉴定分析计算综合评估既有建筑抗震评估是指对既有建筑的抗震能力进行评估，确定其是否满足现行抗震规范的要求抗震评估通常包括检测鉴定、分析计算和综合评估等步骤，通过这些步骤，可以了解建筑的抗震性能，并为抗震加固提供依据抗震加固方案选择可行性21经济性有效性3抗震加固方案的选择需要综合考虑经济性、可行性和有效性等因素经济性是指加固成本是否合理，可行性是指加固方案是否易于实施，有效性是指加固方案是否能够有效地提高结构的抗震性能典型工程案例分析汶川地震震后重建既有建筑抗震加固新建筑抗震设计通过分析典型工程案例，可以了解抗震设计和加固的实践经验，从而提高自身的抗震设计水平这些案例包括汶川地震震后重建、既有建筑抗震加固和新建筑抗震设计等，通过学习这些案例，可以了解抗震设计和加固的具体方法和技术。