模块四 建筑抗震设计.

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1 模块四 建筑抗震设计

2 我国近代地震灾害简况 地震作用和抗震设计 建筑场地 地基基础

3 一、我国近代地震灾害简况

4 地震概况 1 地震 自然现象；与地球演化同在；无法避免。 2 世界地震
全世界每年发生地震大约500万次。很小的地震，约占地震总数的99%；有感地震(3级左右)约占总数的1%， 约5万次。5级以上地震(破坏性地震)平均每年发生约1000次；7级以上强震平均每年18次；8级以上大震每年发生1～2次。 3 我国地震 我国大陆地震约占世界大陆地震的三分之一；上世纪以来全球大陆7级以上的强震，我国约占35%。我国地震活动频度高、强度大、分布广。

5 我国位于强地震区的城市占有较大的比例，位于6度区以上的城市有210个，占城市总数的70%以上，近60%的大城市位于7度及7度以上的地震区。
一、我国近代地震灾害简况 我国地处世界上两个最活跃的地震带，东濒环太平洋地震带，西部和西南部是欧亚地震带所经过的地区；受太平洋板块，印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分发育，是世界上多地震的国家之一。 我国位于强地震区的城市占有较大的比例，位于6度区以上的城市有210个，占城市总数的70%以上，近60%的大城市位于7度及7度以上的地震区。

6 一、我国近代地震灾害简况 据不完全统计，1991年至2007年底我国大陆境内共发生5.9级以上成灾地震41次，伤亡人数61816人，房屋破坏造成的直接经济损失高达数百亿元。 由此可见，我国是一个地震灾害高发地区。 因此，提高城镇综合抗震防灾能力，最大限度地减轻地震灾害，保护人民生命财产并保障经济建设顺利进行具有十分重要的现实意义，也是各级政府部门的职责和我们工程师们的社会责任。

7 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 北京时间2008年5月12日（星期一）14:28:04，在我国四川省发生了里氏8.0级（根据中国地震局发布）的特大地震。震中位于四川省汶川县的映秀镇（东径103.4º，北纬31.0º）震中烈度达11度，破坏特别严重的地区超过10万平方公里，造成了特别重大灾害。

8 震源机制：走向230º，倾向西北，倾角40º，逆冲兼右旋走滑； 断层长度：约为300km； 断层宽度：南端30km，北端15km；
一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 震源参数： 震中位置：30.94ºN，103.47ºE； 震源深度：南段较深20km，北段较浅10km； 震源机制：走向230º，倾向西北，倾角40º，逆冲兼右旋走滑； 断层长度：约为300km； 断层宽度：南端30km，北端15km；

9 破裂持续时间：总持续时间约120S，主 要能 量释放时间约80S； 滑动分布：5个块体（映秀镇—汶川两个，北川、青川、康定南50km）。
一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 破裂方式：向北东方向的单侧破裂； 破裂速度：2.8～3.1km/s 破裂持续时间：总持续时间约120S，主 要能 量释放时间约80S； 滑动分布：5个块体（映秀镇—汶川两个，北川、青川、康定南50km）。

10 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 震害概况 ： 地震使得西部地区的成都市、德阳市、绵阳市、阿坝州、甘肃的陇南市、陕西的汉中市等地遭受严重损失。地震灾区的范围约10万多平方公里。据民政部报道，截至2008年6月25日12时，汶川地震已造成全国69195人遇难，374177人受伤，18404人失踪，累计受灾人数4616万人；汶川地震致使灾区2314.3万间房屋损坏，其中倒塌的房屋就达652.5万间。

11 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 震害概况 ： 仅在四川省，地震使五条国道、十条省道和17000km的农村公路、桥梁、隧道等路基普遍受损。地震中受损最为严重的宝成铁路（四川境内抗震救灾的“生命通道”）中断通车达4天，到5月16日1时才抢修完毕。地震造成四川省15个重灾县（市）的商贸流通体系基本瘫痪。

12 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 震害概况 ： 四川省农业部门统计，地震造成灾区农田损毁101万亩。以水电为主的四川省电网损毁也十分严重，35kv及其以上变电站停运171座，其中17座完全损毁。地震不仅使基础设施遭到破坏，也使通信瘫痪，灾区数天内无联络信号。

13 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 震害概况 ： 在甘肃省陇南市文县，地震造成111人死亡，有20个乡镇普遍受灾，49.8万多间房屋受损，其中倒塌11.3万间，95%土木结构的房屋成为无法维修、无法居住的危房 。

14 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 震害概况 ： 在陕西省汉中市宁强县，23个乡镇普遍受灾，基础设施、公共建筑不同程度受损，倒塌房屋1万多间，死亡10人，受伤1060人。农村70%以上房屋受损，其中95%以上的土木结构房屋倒塌，直接经济损失达18.85亿人民币

15 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 震害概况 ： 在陕西省汉中市宁强县，23个乡镇普遍受灾，基础设施、公共建筑不同程度受损，倒塌房屋1万多间，死亡10人，受伤1060人。农村70%以上房屋受损，其中95%以上的土木结构房屋倒塌，直接经济损失达18.85亿人民币

16 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 震害概况 ： 汶川地震发生在多山的西部地区，引起了大量的山体滑坡和泥石流。巨型山体滑塌，冲毁了许多坡镇和村庄，大量的失踪人员就是和房屋一起被泥石流埋没。山体滑坡在地震灾区形成了34处堰塞湖，其中水量在300万立方米以上的大型堰塞湖8处。

17 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 震害概况 ： 唐家山堰塞湖是危险最大的堰塞湖，库容达2亿多立方米，上下游水头差为52m。堰塞湖如果遇到强余震、暴雨，可能会发生溃坝，将对下游居民的生命财产造成严重的威胁

18 位于一地震断层的建筑，由于地震断错和地面强烈振动，房屋毁灭性坍塌。北川县城地处龙门山主中央断裂带上，地震中遭受毁灭性破坏。
一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 案例一： 位于一地震断层的建筑，由于地震断错和地面强烈振动，房屋毁灭性坍塌。北川县城地处龙门山主中央断裂带上，地震中遭受毁灭性破坏。

19 震后的北川县城

20 建造在山坡处的建筑，由于山体滑坡和泥石流作用，引起建筑物的倒塌或被掩埋，有些山区整个村庄的人和房屋一起被泥石流埋没 。
一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 案例二： 建造在山坡处的建筑，由于山体滑坡和泥石流作用，引起建筑物的倒塌或被掩埋，有些山区整个村庄的人和房屋一起被泥石流埋没 。

21 北川县城，山体滑坡冲毁了大片建筑

22 茂县县城处于龙门山主中央断裂带上，地震中遭受毁灭性破坏。绝大多数建筑物倒塌，仅少数幸存 。
一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 案例三： 茂县县城处于龙门山主中央断裂带上，地震中遭受毁灭性破坏。绝大多数建筑物倒塌，仅少数幸存 。

23 茂县县城

24 汶川县映秀镇震中遭受毁灭性破坏，成为一片废墟 。
一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 案例四： 汶川县映秀镇震中遭受毁灭性破坏，成为一片废墟 。

25 汶川县映秀镇

26 绵竹市地震中遭受严重破坏，建筑物塌毁严重 。
一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 案例五 ： 绵竹市地震中遭受严重破坏，建筑物塌毁严重 。

27 绵竹市

28 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 案例六： 汶川地震造成地面塌陷、隆起和喷砂

29 地面塌陷

30 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 案例七： 汶川地震造成大量山体滑坡和泥石流 。

31 山体滑坡

32 一、我国近代地震灾害简况 四川汶川地震 案例八： 汶川地震造成34个大小堰塞湖，对其下游地区造成严重的威胁，其中尤以唐家山堰塞湖最为严重，其蓄水量最大达到2亿多立方米，对下游北川、绵阳形成巨大的威胁。

33 堰塞湖

34 二、地震作用和抗震设计

35 二、地震作用和抗震设计 1、地震作用 1）地震分类 分别按照成因、震源深度、和震级进行地震分类 如下表：

36 震级 大地震 M≥7，M为震级 中地震或强震 5≤M<7 小地震或弱震 3≤M<5 微震 1≤M<3 超微震 M<1
地震分类 分类依据 划分类型 简要说明 震级 大地震 M≥7，M为震级 中地震或强震 5≤M<7 小地震或弱震 3≤M<5 微震 1≤M<3 超微震 M<1

37 二、地震作用和抗震设计 1、地震作用 5）烈度 各种地震烈度及其说明: 地震烈度:是指地震对某一地区的地表和各类建筑物影响的强弱程度。对应于某次地震，受到影响的区域内，按地震烈度表可以对每一地点评定出一个烈度，具有相同烈度的地点的包络外圈称为等烈度线。

38 二、地震作用和抗震设计 1、地震作用 5）烈度 各种地震烈度及其说明: 基本烈度:是指某地区在今后一定时间内，在一般场地条件下可能遭受的最大地震烈度。我国是根据45个城镇的历史震灾记录进行统计并依据烈度递减规律进行预估，50年内超越概率为10%的烈度。1999年我国颁布发了《基本烈度区划图》。

39 二、地震作用和抗震设计 1、地震作用 5）烈度 各种地震烈度及其说明: 抗震设防烈度:是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。一般情况下取基本烈度。但还须根据建筑物所在城市的大小，建筑物的类别、高度以及当地的抗震设防小区规划进行确定。

40 二、地震作用和抗震设计 1、地震作用 5）烈度 各种地震烈度及其说明: 抗震设防烈度:是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。一般情况下取基本烈度。但还须根据建筑物所在城市的大小，建筑物的类别、高度以及当地的抗震设防小区规划进行确定。

41 目前记录到的世界上最大地震 · 1960年智利地震，1960年5月22日下午19点11分, 蒙特港附近海底，震级达8.9级(后修订为9.5级)影响范围在南北800km长的椭圆内。引发了巨大海啸，浪涛高达8～9m，最高达25m。大地震一直持续到6月23日，在前后1个多月的时间内，先后发生了225次不同震级的地震。震级在7级以上的有10次之多，其中震级大于8级的有3次。震级高、波及面广、持续时间长、实属少有。 · 对2万km外的日本造成了巨大的破坏。

42 目前记录到的 最深地震 · 到目前为止，震源最深的地震是1934年6月29 日发生于印度尼西亚苏拉威西岛东的地震，震源深度720km，震级为6.9级。深源地震常常发生在太平洋中的深海沟附近。在马里亚纳海 沟、日本海沟附近，都多次发生了震源深度达 500～600km的大地震。 · 我国吉林和黑龙江省东部也发生过深源地震， 如1969年4月10日发生在吉林省晖春南的5.5级地震，震源深度达到555公里。 · 世界上绝大部分地震是浅源地震，震源深度集中在5～20km左右，中源地震就比较少，而深源地震为数甚少。一般说来，深度超过100km 的地震在地面上不致引起灾害。

43 死亡人数最多的几次 地震 日期 地点 震级 遇难失踪 备注 约1201.7 近东和地中海 东部地区 未知 约110万(系现在推算)
所有城市都破坏 明代嘉靖 中国陕西华县 8.0 83万多 军民被害其奏报 有名者八十三万 有奇不知名者 中国河北唐山 7.8 24.2万 印尼苏门答腊 9.0 232010也有说近30万 9个国家遇难 失踪者 中国宁夏海原 8.5 23万多 毁城四座，数十 座县城遭受破坏 日本关东 8.1 14.2万 其中90%被烧死 中国四川汶川 8.7万

44 地震灾害 一般只有较大的地震(5、6级以上)才会带来一些灾害。 地震灾害主要表现在三个方面： 1 .地震引起的地表变化 2 .工程破坏
3 .次生灾害

45 工程破坏 1. 房屋建筑破坏 2. 桥梁破坏 3. 铁路破坏 4 .生命线工程破坏 5 .……

46 工程抗震设防的主要规定 《中华人民共和国防震减灾法》中规定：
(1)新建、扩建、改建建设工程必须达到抗震设防要 求。(2)一般工业与民用建筑建设工程，必须按照国家颁布的地震烈度区划图或者地震动参数区划图规定的抗震设防要求进行抗 震设防。(3)重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程、核电站和核设施建设工程必须进行地震安全性评价，并根据经过 国家或省级地震行政部门审定的地震安全性评价结果，确定抗震 设防要求，进行抗震设防。(4)建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计，并按抗震设计进 行施工。(5)已建成的重大建设工程，可能发生严重次生灾害、有重大文物价值和纪念意见以及地震重点监视防御区的建 筑物、构筑物，未采取抗震设防措施的，应当按照国家有关规定 进行抗震性能鉴定，并采取必要的抗震加固措施。

47 工程 (建筑 )抗震设防目标 《建筑抗震设计规范》GB50011设防目标：
当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影 响时，主体结构不受损坏或不需进行修理可继 续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的 地震影响时，结构的损坏经一般性修理仍可继 续使用；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。 当建筑有使用功能上或其他的专门要求时，可按高于上述一般情况的设防目标进行抗震性能 设计。

48 《建筑抗震设计规范》GB50011（以下简称《规范》）规定了三水准设防目标，通俗说法为：“小震不坏，中震可修，大震不倒。”
二、地震作用和抗震设计 2、抗震设计 2）抗震设防基本思想 《建筑抗震设计规范》GB50011（以下简称《规范》）规定了三水准设防目标，通俗说法为：“小震不坏，中震可修，大震不倒。”

49 为实现上述三水准的目标，我国现行的规范采用二阶段设计。 第一阶段，对绝大多数结构进行多遇地震下的结构和构件承载力验算。
二、地震作用和抗震设计 2、抗震设计 3）二阶段抗震设计方法 为实现上述三水准的目标，我国现行的规范采用二阶段设计。 第一阶段，对绝大多数结构进行多遇地震下的结构和构件承载力验算。 第二阶段，对一些规范规定的结构进行罕遇地震下的弹性变形验算。

50 建筑工程抗震要点 1 概念设计：建筑规则性，结构整体性， 强柱弱梁，强剪弱弯等；
2 多道防御体系：框架-剪力墙，框架-支撑，框架-筒体体系等； 3 抗震构造措施：圈梁，构造柱，节点配箍要求等； 4 非结构构件：连接可靠等； 5 施工质量控制：施工缝清理，材料强度和延性要求等。

51 End 谢谢！