工程结构抗震设计 北华大学交通建筑工程学院.

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1 工程结构抗震设计 北华大学交通建筑工程学院

2 参考教材 《建筑抗震设计规范》GB50011—2001 《建筑地基基础设计规范》GB5007—2002
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002 《工程抗震术语标准》 JGJ/T97—95 建筑工业出版社

3 1976年7月28日唐山大地震 地震造成公路断裂

4 震中烈度为11度，桥梁坍塌，交通彻底中断

5 丰南火车站 铁轨弯曲变形

6 汉沽天津旭日化工厂水塔， 底座为砖 结构，储水池为钢筋混凝土结构。

7 北京白塔寺，塔顶和塔基部分砖被震落

8 唐山地震破坏了的大桥

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23 第1章 绪论 1.1 地震初步知识 地震是一种能够对人类社会造成不同程度的伤亡事故和经济损失的突发性自然灾害，所产生的影响是长久的。地震时强烈的地面运动会造成建筑物倒塌或损坏，并可能引发火灾、水灾、山崩、滑坡以及海啸等一系列次生灾害，对人类社会威胁巨大。

24 第1章 绪论 我国地处世界上两个最活跃的地震带之间，东部处于环太平洋地震带，西部和西南部处于欧亚地震带，是一个地震频发的国家。据统计，全国80％以上的大中城市均在地震区，6度及6度以上的震区几乎遍及全国各个省和自治区。为了减轻地震灾害，有必要进行建筑结构的抗震分析与设计，《建筑抗震设计规范》（GB ）中明确规定：抗震设防烈度6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。为此土建技术人员就需要对地震有较深入地了解和认识，为防止和减少结构物由于地震而造成的破坏，就需要研究建筑物及构筑物的抗震问题。本章主要就地震的基本知识作以简要介绍。

25 第1章 绪论 1．1．1地球的构造 地球是一个平均半径约6400km的近似椭球体。从物质成分和构造特征来划分，地球可以分为三大部分：地表面很薄的一层叫地壳，平局厚度30km，中间很厚的一层叫地幔，厚度约2900km，最里面的一层叫地核，半径约3500km。

26 第1章 绪论 地壳——地球的外壳，有各种不均匀的岩石组成。地壳表面为沉积层，陆地下面主要有花岗岩和玄武岩，海洋下面的地壳一般只有玄武岩层。地壳的下界称为莫霍界面，是一个地震波传播速度发生急剧变化的不连续面。地壳各处厚薄不一，相差也很大，约为5-70km。

27 第1章 绪论 地幔——地壳以下到约2895km的古登堡界面为止的部分称为地幔，约占地球体积的5/6。主要由质地坚硬的橄榄岩组成，该物质具有黏弹性。地球内部的温度随深度的升高而升高，这一范围内的地幔中存在着一个厚约几百公里的软流层，由于温度和压力分布的不均匀，就发生了地幔内部物质的对流，地幔内的物质就是在这样的热状态与不均衡的压力作用下缓慢地流动着，这可能是地壳运动的根源。到目前为止，所观测到的最深地震发生在地下700km左右处，可见地震仅发生在地球的地壳和地幔上部。

28 第1章 绪论 地核——古登堡界面以下直到地心的部分为地核，地核可分为内核和外核，主要构成物质是镍和铁。据推测，外核可能处于液态，而内核可能处于固态。

29 第1章 绪论 1．1．2地震的类型 地球内部发生地震的地方称为震源。震源在地球表面的投影称为震中。地球上某一地点到震中的距离称为震中距。震中附近地区称为震中区，破坏最为严重的地区称为极震区，震源到震中的垂直距离称为震源深度，如图1-1所示。

30 第1章 绪论 图1-1 地震术语示意图

31 第1章 绪论 地震的分类： 地震就是地球内某处岩层突然破裂，或因局部岩层塌陷、火山爆发等发生振动，并以波的形式传到地表，从而引起地面的运动。地震按其成因主要分为诱发地震和天然地震2种类型。天然地震又分为火山地震、陷落地震和构造地震三种。

32 第1章 绪论 诱发地震是由于人工爆破、矿山开采、水库储水、深井注水等原因所引发的地震。
火山地震是指由于火山爆发，岩浆猛烈冲出地面而引起的地震。陷落地震是由于地表或地下岩层，如石灰岩地区较大的地下溶洞或古旧矿坑等，突然发生大规模的陷落和崩塌时所引起的小范围内的地面振动。 构造地震是由于地壳运动，推挤地壳岩层，使其薄弱部位发生断裂错动而引起的地震。工程上通常讨论的就是构造地震，因为构造地震占地震发生总数的90%以上。

33 第1章 绪论 按震源的深浅，地震又可分为浅源地震（震源深度d<60km）、中源地震（60<d<300km）和深源地震（d>300km）。 浅源地震的震源深度约占地震总数的70％左右，一年中全世界所有地震释放能量约85％来自浅源地震。浅源地震波及范围较小，破坏程度较大。中源地震约占地震总数的25%左右，深源地震约占地震总数的5%左右。

34 第1章 绪论 根据震中距的大小，地震又可分为地方震、近震和远震。震中距在100 km以内的地震叫地方震；震中距在100 km-1000 km之间的地震称近震；震中距大于1000 km的地震称远震。

35 第1章 绪论 根据震级的大小，地震可以分为七级，见表1-1 类型 震级 超微震 震级＜1 强烈地震 震级=6~7 弱震和微震 震级=1~3
大地震 震级≥7 有感地震 震级=3~4.5 巨大地震 震级≥8 中强地震 震级=4.5-6

36 第1章 绪论 1．1．3地震的成因 较为公认的是板块构造学说。

37 第1章 绪论 1．1．4地震波、震级及地震烈度 1．地震波
地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量，这就是地震波。根据在地壳中传播的路径不同，地震波可分为在地球内部传播的体波和只限于在地面附近传播的面波。 体波——又可以根据根据介质质点振动方向与波传播方向的不同分为纵波（P波）和横波（S波）。

38 第1章 绪论 纵波——当质点的振动方向与波的传播方向一致时称为纵波，纵波由震源向四周传播，它可以在固体和液体里传播。纵波的特点是周期短、振幅小、波速快，在地面上引起上下颠簸波动。由于纵波波速快，在地震发生时往往最先到达，因此也叫初波、P波、压缩波或拉压波。

39 第1章 绪论 横波——指质点的振动方向与波的前进方向垂直的地震波。由于横波的传播过程是介质不断受剪变形过程，因此横波只能在固体介质中传播横波一般周期较长、振幅较大、波速较慢，引起地面水平方向的运动。由于横波波速较慢，在地震发生时达到的时间比纵波慢，因此也称为次波、S波、剪切波、畸主波和等体积波。

40 第1章 绪论 根据弹性理论，纵波传播波速 和横波传播波速 可分别按下列公式计算 （1-1） （1-2） 上式中： ——为介质的弹性模量；

41 第1章 绪论 ——为介质的剪切模量； ——为介质的密度； ——为介质的泊松比。 地基土名称 / (m/s) 湿黏土 1500 150
地基土中纵波和横波的波速参考值见表1-2。 地基土名称 / (m/s) 湿黏土 1500 150 天然湿度黄土 800 260 密实砾石 480 250 细砂 300 110 中砂 550 160 粗砂 750 180

42 第1章 绪论 面波是沿地表或地壳不同地质层界面传播的波。面波是体波经地层界面多次反射、折射所形成的次生波。 面波包括瑞利波（R波）和乐夫波（L波）。瑞利波传播时，质点在波的传播方向和地表面法向所组成的平面内做与波前进方向相反的椭圆运动，在地面上表现为滚动形式。乐夫波传播时，质点在地平面内产生与波前进方向相垂直的运动，在地面上表现为蛇形运动（见图1-2）。面波的传播速度较慢，波周期长、振幅大、衰减慢，故能传播到很远的地方。面波使地面既产生垂直振动又产生水平振动。

43 第1章 绪论 瑞利波（R波） 乐夫波（L波）。 图1-2 面波质点振动形式

44 第1章 绪论 比较： 地震波的传播速度以纵波最快，横波次之，面波最慢。
所以在一般地震波记录图上，纵波最先到达，横波次之，面波到达最晚；振幅则恰好相反，纵波的振幅最小，横波的振幅较大，面波的振幅最大。

45 第1章 绪论 2．震级 地震震级是表示地震中震源所释放能量多少、地震本身强度或大小的一种度量指标，是地震的基本参数之一。通常用地震时地面运动的振幅来确定地震震级。目前国际上比较通用的是里氏震级，最早是由美国学者里克特（C. F. Richter）于1935年提出的，其概念为：采用标准地震仪（周期为0.8s，阻尼系数为0.8，放大倍率为2800倍）在距离震中100km处记录到的以微米为单位的最大水平地面位移的常用对数来表示震级的大小 ：

46 第1章 绪论 式中： ——地震震级，通常称为里氏震级； 的最大振幅。
（1-3） 式中： ——地震震级，通常称为里氏震级； ——由记录到的地震曲线图上得到 的最大振幅。 后来，人们在里氏震级的基础上，又提出了一 些其他震级表示法，如面波震级、体波震级和矩震级等，这里不作详细介绍。

47 第1章 绪论 一次地震只有一个震级，利用震级可以估计出一次地震所释放出的能量，震级与地震释放的能量之间有如下关系： （1-4） 上式中：
——地震能量（焦耳，J）。 从地震震级的定义可以看出，震级相差一级，振幅相差10倍， 能量相差约32倍。一个1级地震所释放的能量约为2×106J。 一个6级地震相当1个2万吨级原子弹所释放的能量。到目前为 止，世界上记录到的最大地震的震级为8.9级，为1960年发生 于南美洲的智利和2004年发生于印度尼西亚苏门答腊岛附近 海域的两次大地震。

48 第1章 绪论 3．地震烈度 地震烈度——指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度，是衡量地震引起的后果的一种度量。
目前主要是根据地震时人的感觉、器物的反应、建筑物破损程度和地貌变化特征等宏观现象综合判定划分。

49 第1章 绪论 烈度表——地震烈度把地震的强烈程度，从无感到建筑物毁灭及山河改观等划分为若干等级，列成表格，即烈度表。地震烈度表是评定烈度大小的尺度和标准，目前我国和世界上绝大多数国家采用的是划分为12度的烈度表，欧洲一些国家采用划分为10度的烈度表，日本则采用划分为8度的烈度表。

50 第1章 绪论 说明： 对于一次地震来说，震级只有一个，但相应这次地震的不同地区则有不同的地震烈度。一般说来，震级越大，震中烈度越高；距震中越远，地震烈度越低；震源深度越浅，地震烈度越高；震源深度越深，地震烈度越低。

51 第1章 绪论 对于浅源地震，地震震级与震中烈度有大致如表1-3的对应关系。 震级 2 3 4 5 6 7 8 8以上 烈度 1~2 4~5
6~7 7~8 9~10 11 12

52 第1章 绪论 地震烈度表示地震影响的强弱程度，为便于评判，需要建立一个合适的标准，这个标准就是地震烈度表。表1-4是我国1999年批准实施的新烈度表。

53 烈度 在地面上人的感觉 房屋震害程度 其他现象 物理参量 震害现象 平均震害 指数 峰值加速度 ／(m/s2) 峰值速度 1 无感觉 2 室内个别静止中人有感觉 3 室内少数静止人中有感觉 门、窗轻微作响 悬挂物微动 4 室内多数人、室外少数人有感觉，少数人梦中惊醒 门、窗作响 悬挂物明显摆动，器皿作响 5 室内普遍、室外多数人有感觉。多数人梦中惊醒 门窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉落，抹灰出现微细裂缝。有檐瓦掉落，个别 屋顶烟囱掉砖 不稳定器物摇动或翻倒 0.31 (0.22~0.44) 0.03 (0.02~0.04) 6 站立不稳，少数人惊:逃户外 损坏—墙体出现裂缝，檐瓦掉落、少数屋顶烟囱裂缝、掉落 0~0.1 河岸和松软土出现裂缝，饱和砂层出现喷砂冒水；有的独立砖烟囱轻度裂缝 0.63 (0.45~0.89) 0.06 (0.05~0.09) 7 大多数人惊逃户外，骑白行车的人有感觉。行驶中的汽车驾 乘人员有感觉 轻度破坏—局部破坏、开裂，小修或不需要修理可继续使用 0.11~0.30 河岸出现塌方，饱和砂层常见喷砂冒水，松软土地上地裂缝较多；大多数独立砖烟囱中等破坏 1.25 (0.90~1.77) 0.13 (0.10~0.18) 8 多数人摇晃颠簸，行走困难 中等破坏—结构破坏，需耍修复才能使用 0.31~0.50 干硬土上亦有裂缝：大多数独立砖烟囱严重破坏：树梢折断；房屋破坏导致人畜伤亡 2.50 (1.78~3.53) 0.25 (0.19~0.35) 9 行动的人摔倒 严重破坏—结构严重破坏，局部倒塌，修复困难 0.51~0.70 干硬土上许多地方出现裂缝。基岩可能出现裂缝、错动；滑坡塌方常见；独立砖烟囱出现倒塌 5.00 (3.54~7.07) 0.50 (0.36~0.71) 10 其自行车的人会摔倒，处于不稳状态的人会摔出，有抛起感 大多数倒塌 0.71~0.90 山崩和地震断裂出现；基岩上拱桥破坏；大多数独立砖烟囱 从根部破坏或倒毁 10．00 (7.08~14.14） 1.00 (0.72~1.41) 11 普遍倒塌 0.91~1.00 地震断裂延续很长；大量山崩滑坡 12 地面剧烈变化，山河改观

54 第1章 绪论 4．地震区划图与设防烈度 地震区划就是地震区域的划分，地震区划图是指在地图上按地震情况的差异，划分不同的区域。根据地震区划的目的和指标不同分为：地震动活动区划、震害区划和地震动区划。

55 第1章 绪论 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。我国《建筑抗震设计规范》规定，一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度，或与规范中设计基本地震加速度对应的烈度值。

56 第1章 绪论 基本烈度是指该地区今后一定时间内（一般指50年），在一般场地条件下可能遭遇的超越概率为10%的地震烈度，它是一个地区进行抗震设防的依据。 对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。

57 表1-5抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系(g均为重力加速度)
第1章 绪论 抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系见表1-5。设计基本地震加速度为0.15g和0.30g地区内的建筑，除《建筑抗震设计规范》另有规定外，应分别按抗震设防烈度7度和8度的要求进行抗震设计。 表1-5抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系(g均为重力加速度) 抗震设防烈度 6 7 8 9 设计基本地震加速度值 0.05g 0.10 (0.15) g 0.20 (0.30) g 0.40g

58 第1章 绪论 根据地震危险 性分析，一般 认为我国地震 烈度的概率密 度函数符合极 值Ш型分布 （如图1-4所示） 图1-4 概率密度函数

59 第1章 绪论 1.2 地震活动与地震破坏作用 1．2．1地震活动 1．世界的地震活动 本世纪大地震速览
中国唐山1976年7月28日7.8级死亡24万人 日本横滨1923年9月1日8.3级死亡20万人 中国甘肃1920年12月16日8.6级死亡10万人 秘鲁北部1970年5月31日7.7级死亡7万人 伊朗西北1990年6月21日7.3～7.7级死亡5万人 智利奇康1939年1月24日8.3级死亡2.8万人

60 第1章 绪论 伊朗东北部1978年9月16日7.7级死亡2.5万人 亚美尼亚西北1988年12月7日6.9级死亡2.5万人
危地马拉1976年2月4日7.5级死亡22778人 智利瓦尔帕莱索1906年8月16日8.6级死亡2万人 墨西哥中部1985年9月15日8.1级死亡9500多人 阿富汗东北部1998年2月4日6.1级死亡5000人 伊朗北部1997年5月10日7.1级死亡1500人 哥伦比亚西部1999年1月25日6级死亡1171人

61 第1章 绪论 中国大震 ●1920年海原地震 　　1920年12月16日20时5分53秒，宁夏海原县发生震级为8.5级的强烈地震，震中烈度12度，震源深度17公里，死亡24万人，毁城四座，数十座县城遭受破坏。 ●1927年古浪地震 　　1927年5月23日6时32分47秒，甘肃古浪发生震级为8级的强烈地震，震中烈度11度，震源深度12公里，死亡4万余人。地震发生时，土地开裂，冒出黑水，硫磺毒气横溢，熏死饥民无数。

62 第1章 绪论 ●1933年叠溪地震 　　1933年8月25日15时50分30秒，四川茂县叠溪镇发生震级为7.5级的大地震，震中烈度10度，叠溪镇被摧毁。震前犬哭马嘶，蛇出鼠惊，乌鸦惨啼，母鸡司晨。震时地吐黄雾，城郭无存，岷江断流，壅坝成湖。 ●1950年察隅地震 　　1950年8月15日22时9分34秒，西藏察隅县发生震级为8.5级的强烈地震，震中烈度12度，死亡近4000人。喜马拉雅山几十万平方公里大地面目全非，雅鲁藏布江被截成四段。

63 第1章 绪论 ●1966年邢台地震 　　邢台地震由两个大地震组成：1966年3月8日5时29分14秒，河北省邢台专区隆尧县发生震级为6.8级的大地震，震中烈度9度；1966年3月22日16时19分46秒，邢台专区宁晋县发生震级为7.2级的大地震，震中烈度10度。两次地震共死亡8064人，伤38000人，经济损失10亿元。地震发生后，漫天飘雪。 ●1970年通海地震 　　1970年1月5日1时0分34秒，云南省通海县发生震级为7.7级的大地震，震中烈度为10度，震源深度为10公里，死亡15621人，伤残32431人。震前，豕突犬吠，雀啼鱼惊，墙缝喷水，骡马伤人。震时，村寨房屋尽毁，地面或裂或陷。

64 第1章 绪论 地震带： 本世纪初，科学家们在遍访各大洲、进行宏观地震资料调查的基础上，编制了世界地震活动图，以后，又根据地震台的观测数据编出了较精确的世界地震分布图，从这些图中可以清楚看到，地球上有以下四组主要地震带：

65 第1章 绪论 （1）环太平洋地震带：全球约80%浅源地震和90%中深源地震，以及几乎所有的深源地震都集中在这一地带。它沿南北美洲西海岸、阿留申群岛、转向西南到日本列岛，再经我国台湾省达菲律宾、新几内亚和新西兰。

66 第1章 绪论 （2）欧亚地震带（地中海—喜马拉雅地震带）：除分布在环太平洋地震活动带的中深源地震以外，几乎所有的其他中深源地震和一些大的浅源地震都发生在这一活动带，这一活动带的震中分布大致与山脉走向一致。它西起大西洋的亚速岛，经意大利、土耳其、伊朗、印尼北部、我国西部和西南地区，过缅甸至印度尼西亚与上述环太平洋带相衔接，总长2万多千米。

67 第1章 绪论 （3）沿北冰洋、大西洋和印度洋中主要山脉的狭窄浅震活动带：北冰洋、大西洋是从勒拿河口地震较稀少的地区开始，经过一系列海底山脉和冰岛，然后顺着大西洋底的隆起带延伸。印度洋地震带始于阿拉伯之南，沿海底隆起延伸，以后朝南走向南极。 （4）地震相当活动的断裂谷：如东非洲和夏威夷群岛等。

68 第1章 绪论 2．我国的地震活动 我国东临环太平洋地震带，南接欧亚地震带，地震区域分布很广。我国主要地震带有两条：
（1）南北地震带：北起贺兰山，向南经六盘山、穿越秦岭沿川西至云南省东北，纵贯南北。地震带宽度各处不一，大致在数十至上百公里左右，分界线是由一系列规模很大的断裂带及断陷盆地组成，构造相当复杂。

69 第1章 绪论 （2）东西地震带：主要有两条，北面的一条是沿陕西、山西、河北北部向东延伸，直至辽宁北部的千山一带；南面的一条是自帕米尔起经昆仑山、秦岭，直到大别山区。 由此，我国大致可划分成六个地震活动区：①台湾及其附近海域地震活动区；②喜马拉雅山脉活动区；③南北地震带；④天山地震活动区；⑤华北地震活动区；⑥东南沿海地震活动区。

70 第1章 绪论 1．2．2地震灾害 1．地表破坏 地震造成的地表破坏有山石崩裂、滑坡、地面裂缝、地陷及喷砂冒水等。 2．工程结构的破坏现象
工程结构在地震时所遭遇的破坏是造成人民生命财产损失的主要原因，其破坏类型与结构类型及抗震措施密切相关。结构的主要破坏情况有以下三种：

71 第1章 绪论 （1）承重结构承载力不足及变形过大而造成的破坏。 （2）结构丧失整体性而造成的破坏。 （3）地基失效引起的破坏。

72 第1章 绪论 3．次生灾害 地震的次生灾害有水灾、火灾、毒气污染、滑坡、泥石流、海啸等。由此引起的破坏也很严重，如1923年日本东京大地震，倒塌房屋13万幢，震后引起的火灾却烧毁房屋45万幢；1960年发生在智利海底的大地震，海啸袭击了17000km以外的日本本州和北海道的太平洋沿岸，冲毁了海港、码头和沿岸建筑物，巨轮被抛上了陆地；1970年秘鲁地震，瓦斯卡兰山北峰泥石流从3750m高度处泻下，流速达320km/h，淹没了村镇、建筑，地形改观，死亡达25000多人。2004年12月26日印度尼西亚苏门答腊岛附近海域发生了8.9级特大地震，触发的海啸席卷了印度洋沿岸多国，死亡及失踪27万余人。

73 第1章 绪论 1.3抗震设防的概念与抗震设计方法 1．3．1抗震设防的概念
抗震设防——是指对建筑物进行抗震设计，并采取一定的构造措施，以达到结构抗震的效果和目的。抗震设防的依据是抗震设防烈度，地震烈度按不同的频率和强度通常可划分为小震烈度、中震烈度和大震烈度。

74 第1章 绪论 工程结构抗震设防的目的是在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物由地震引起的破坏，保障人员的安全，减少经济损失。为了实现这一目的，《建筑抗震设记规范》提出了“小震不坏，中震可修，大震不倒”三个水准的抗震设防目标。

75 第1章 绪论 第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。对应于“小震不坏”，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算要求及建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。 第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理或不需修理仍可继续使用。对应于“中震可修”，要求建筑结构具有相当的延性能力（变形能力），不发生不可修复的脆性破坏。 第三水准：当遭受高于本地区设防烈度预估的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。对应于“大震不倒”，要求建筑具有足够的变形能力，其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

76 第1章 绪论 1．3．2工程结构抗震的二阶段设计方法
结构的抗震设计应满足上述三水准的抗震设防要求，为实现此目标，《建筑抗震设计规范》采用了简化的两阶段设计方法。 第一阶段设计是承载力验算，按第一水准多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形。 第二阶段设计是弹塑性变形验算，按第三水准罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。

77 第1章 绪论 说明： 通过第一阶段设计，将保证第一水准下的“小震不坏”要求。通过第二阶段设计，使结构满足第三水准下的“大震不倒”要求。在设计中，通过良好的抗震构造措施使第二水准的要求得以实现，从而满足“中震可修”的要求。 在实际抗震设计中，只有对特殊要求的建筑、地震时易倒塌的结构及有明显薄弱层的不规则结构，除进行第一阶段设计外，还要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施，实现第三水准的设防要求。

78 第1章 绪论 1．3．3抗震设防的分类和设防标准 对于不同使用性质的建筑物，地震破坏造成的后果的严重性是不一样的。因此，建筑物的抗震设防应根据其使用功能的重要性和破坏后果而采用不同的设防标准。我国《建筑抗震设防分类标准》(GB ）根据建筑使用功能的重要性，将建筑抗震设防分为甲、乙、丙、丁四个类别:

79 第1章 绪论 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。如可能产 生大爆炸、核泄露、放射性污染、剧毒气体扩散的建筑。
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。如可能产 生大爆炸、核泄露、放射性污染、剧毒气体扩散的建筑。 乙类建筑：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑。如城市生命线工程（供水、供电、交通、消防、医疗、通信等系统）的核心建筑。 丙类建筑：除甲、乙和丁类以外的一般建筑。如一般的工业与民用建筑、公共建筑等。 丁类建筑：抗震次要建筑。如一般的仓库、人员较小的辅助建筑物等。

80 第1章 绪论 对于不同的抗震设防类别，在进行建筑抗震设计时，应采用不同的抗震设防标准。《建筑抗震设计规范》规定：
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果确定；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。

81 第1章 绪论 乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求（6度时可不进行计算）；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。 丙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求（6度时可不进行计算）；抗震措施；应符合本地区抗震设防烈度的要求。 丁类建筑，一般情况下，应符合本地区抗震设防烈度的要求（6度时可不进行计算）；抗震措施；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。

82 第1章 绪论 1.4抗震设计的基本要求 概念设计—由于地震动的随机性，加之建筑物的动力特性、所在场地、材料及结构内力的不确定性，地震时造成破坏的程度很难准确预测，为保证结构具有足够的抗震可靠度，在进行抗震设计时必须综合考虑多趁因素的影响，着重从建筑物的总体上进行抗震设计，这又称为概念设计。

83 第1章 绪论 概念设计要考虑以下因素： 1）场地条件和场地土的稳定性； 2）建筑平、立面布置及外形尺寸；
3）抗震结构体系的选取、抗侧力构件布置 及结构质量的分布； 4）非结构构件与主体结构的关系及二者之间的锚拉；材料与施工等。

84 第1章 绪论 1．建筑场地 地震造成建筑的破坏，除地震动直接引起结构破坏外，场地条件也是一个重要的原因，如地震引起的地表错动与地裂，地基土的不均匀沉陷、滑坡和粉、砂土液化等。因此抗震设防区的建筑工程选择场地时应做到： (1)应选择对建筑抗震有利地段，避开对建筑抗震不利地段 ； (2)不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。 建筑场地为I类时（场地分类见第2章），甲、乙类建筑仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低1度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6度时，仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。

85 第1章 绪论 2．地基和基础设计 (1)同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上，也不宜部分采用天然地基，部分采用桩基；
(2)地基有软弱粘性土、可液化土、严重不均匀土层时，宜加强基础的整体性和刚性。

86 第1章 绪论 3．建筑设计和建筑结构的规则性 1）建筑设计应符合抗震概念设计的要求，建筑方案沿平面和高度的布置应符合《抗震设计规范》规定的界限，不应采用严重不规则的设计方案。 2）建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，整体性较好；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构侧向刚度变化均匀，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐步减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。 3）对平面不规则和竖向不规则类型的建筑结构应按《抗震设计规范》要求进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。 4）对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。防震缝要留有足够的宽度，其两侧上部结构完全分开。当结构需要设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。

87 第1章 绪论 4．抗震结构体系 (1)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；
(2）宜有多道抗震设防，避免因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载能力； (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）应综合考虑结构体系的实际刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变而形成薄弱部位，避免产生过大的应力集中或塑性变形集中，结构在两个主轴方向的动力特性宜相近，对可能出现的薄弱部位，宜采取措施改善其变形能力。

88 第1章 绪论 5．结构构件 抗震结构构件应力求避免脆性破坏。对砌体结构，宜采用钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱、配筋砌体或钢筋混凝土和砌体组合柱。对钢筋混凝土构件，应通过合理的截面选择及合理的配筋避免剪切破坏先于弯曲屈服，避免混凝土的受压破坏先于钢筋的屈服，避免钢筋锚固破坏先于构件破坏。对钢结构，构件应防止压屈、失稳。还应加强结构各构件之间的连接，以保证结构的整体性。抗震支撑系统应能保证地震时的结构稳定。

89 第1章 绪论 6．结构分析 除特殊规定外，建筑结构应进行多遇地震作用下的内力和变形分析，假定构件处于弹性工作状态，内力和变形分析可采用线性静力方法或线性动力方法。对不规则且有明显薄弱部位，地震时可能导致严重破坏的建筑结构，应按要求进行罕遇地震作用下的弹塑性变形分析，可采用静力弹塑性分析或弹塑性时程分析方法，或可采用简化方法。

90 第1章 绪论 7．非结构构件 非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。
8．结构材料与施工质璧 抗震结构对材料和施工质量的特别要求应在设计文件上注明，并应保证按其执行。对砌体结构所用材料、钢筋混凝土结构所用材料、钢结构所用钢材等的强度等级应符合最低要求。对钢筋接头及焊接质量应满足规范要求，对构造柱、芯柱及框架的施工，对砌体房屋纵墙及横墙的连接等应保证施工质量。

91 复习题思考题 1、地震的分类有哪些？ 2、什么是地震波？地震波包括哪些种？ 3、什么是地震震级和地震烈度？
4、按《建筑抗震设计规范》（GB ）进行 抗震设计的建筑，其抗震设防目标是什么？ 5、什么是建筑抗震概念设计？ 6、抗震设防分哪几类？