抗震結構工程第一頁，共一百頁。抗震工程學

是將地球物理學、地質學、地震學、工程力學（材料力學、結構靜力學、結構動力學）、結構工程學（鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構、地基與基礎）、施工技術等多方面理論予以綜合，針對建造的建筑物在地震作用下必須安全這一目的而產生一門科學體系。第二頁，共一百頁。第一章抗震設計的基本知識和基本要求1.1地震災害概述一、地震是群災之首災害自然災害人為災害人為災害：火災、污染（大氣、水、海洋）、核泄漏、戰爭等自然災害：

地震災害是群災之首，它具有突發性和不可預測性，以及頻度較高，并產生嚴重次生災害，對社會也會產生很大影響等特點。

引致災害的自然作用災害類別氣象方面極端雨量太多洪災太少干旱極端氣溫太高熱浪太低霜凍、大風雪極端強風臺風、龍卷風地貌方面板塊活動地震、海嘯、火山爆發重力作用泥石流、雪崩生物方面與動物、微生物有關蝗蟲、白蟻等蟲害細菌或病毒疾病︰如傷寒、“非典”、瘟疫與植物有關真菌病害︰如小麥的鐵銹病數量激增野草蔓延、赤潮第三頁，共一百頁。死亡24人，經濟損失94億美元。第四頁，共一百頁。第五頁，共一百頁。云林縣六市中山國寶二期大樓座落在大智路上，為12層鋼筋混凝土住宅和商務混合大樓，其中二棟自樓梯間相接處分裂，東側樓6層以下全部塌陷，并向東側倒在鄰房4層樓公寓上。西側樓5層以下全部倒塌，并向西傾倒在另一棟大樓上，柱子間距介于8米到10米，且柱子數量偏少。第六頁，共一百頁。

彰化縣員林鎮邦富貴名門大樓座落在中山路惠明街口，為16層鋼筋混凝土集合住宅大樓。地震時其中一棟傾倒靠在呈L型平面大樓上，柱子間距7至10米。造成傾倒的原因是底層柱子數量少，間距太大。第七頁，共一百頁。第八頁，共一百頁。

柱子內埋設管線（水、排水、電、煤氣、電話）等，雖然節省了空間，但大大降低了柱子的有效承重截面積，造成破壞。

第九頁，共一百頁。第十頁，共一百頁。第十一頁，共一百頁。唐山大地震

1976年7月28日3時42分54秒，在河北省唐山、豐南一帶（東經118.0度，北緯39.4度），發生了7.8級強烈地震，震中區烈度11度。地震波及天津市和北京市。這次地震發生在工礦企業集中、人口稠密的城市，極震區內工礦設施大部分毀壞，主要表現為廠房屋頂塌落，圍護墻多數倒塌，高層建筑和一般民房幾乎全部坍塌。震區內普遍發生鐵路路基下沉，鐵軌彎曲變形；公路路面開裂；橋墩錯動、傾倒，梁體移動及墜落等。但是地下礦井的破壞比地面建筑輕得多。

150萬人口中死亡24萬，傷16萬；直接經濟損失100億元，震后重建費用100億元。第十二頁，共一百頁。

唐山市文化路青年宮，為磚混結構的二層樓房，7.8級地震時倒塌一層，7.1級地震時除四根門柱外，全部坍塌。第十三頁，共一百頁。

開灤煤礦醫院，為磚混結構的五層樓房（局部七層），僅西部轉角殘存。第十四頁，共一百頁。

唐山市開灤煤礦救護樓，為磚混結構人字木屋架的三層樓房，墻倒頂塌。

第十五頁，共一百頁。

唐山市河北省煤礦設計院，磚混結構的樓房局部倒塌。第十六頁，共一百頁。

唐山地區交通局，磚混結構的三層辦公樓遭到破壞。（此處為唐山地震重點保護遺跡之一。）第十七頁，共一百頁。

唐山市河北省礦業學院圖書館，三層高的閱覽室，系裝配式純框架結構，西頭倒毀，東頭框架幸存。（此處為唐山地震重點保護遺跡之一。）

第十八頁，共一百頁。唐山市機車車輛廠震后概貌。第十九頁，共一百頁。震后工廠廠區第二十頁，共一百頁。印度大地震

當地時間2001年1月26日上午8時46分（北京時間2001年1月26日11時16分36.4秒，國際時間2001年1月26日03時16分40秒），在印度西北部古吉拉特邦發生一次強烈地震。據印度地震部門測定，這次地震為里氏7.9級，震中位于北緯23.6度和東經69.8度。至31日止，地震發生后已發生了196次余震。

死亡人數達16403人，受傷人數達55863人，經濟損失45億美元。第二十一頁，共一百頁。

為了省錢，近年興建的建筑物沒有抗震結構，使地震的傷亡加重。第二十二頁，共一百頁。震后現場情況第二十三頁，共一百頁。第二十四頁，共一百頁。座落在活斷層上的一座二層小學教學樓被完全摧毀。第二十五頁，共一百頁。

7.8級地震造成達180公里的破碎帶，水平和垂直錯距都很大，引起地表沉陷、隆起、裂縫、液化等地表破壞，同時造成建筑物的大量毀壞。第二十六頁，共一百頁。

伊茲米特市一樓房底層空曠，結構不合理，房屋整體傾斜，二樓成了一樓。第二十七頁，共一百頁。地震時河床變形，導致跨河公路橋梁跨塌。第二十八頁，共一百頁。人員傷亡慘重第二十九頁，共一百頁。美國加州北嶺地震（7.0級）

1994年1月17日，2400棟建筑被毀，多處高架公路橋受損，死亡61人，傷7300人，直接經濟損失300億美元，保險損失104億美元。日本阪神地震（7.2級）

1995年11月17日，22萬棟房屋倒塌或嚴重損壞，死亡6348人，傷4萬人，經濟損失1000億美元。

第三十頁，共一百頁。二、我國的地震情況1.我國是一個多地震國家據統計，我國大陸地震約占世界大陸地震的三分之一。

原因是：我國正好介于地球的兩大地震帶之間。

全世界地震主要分布于以下兩個帶：（1）環太平洋地震帶：包括南北美洲的太平洋沿岸和從阿留申群島、堪察加半島、經千島群島日本列島南下至我國臺灣省，再經菲律賓群島轉向東南，直到新西蘭。

（2）喜馬拉雅——地中海地震帶：從印度、尼泊爾經緬甸至我國橫斷山脈、喜馬拉雅山區，越帕米爾高原，經中亞細亞到地中海及其附近。第三十一頁，共一百頁。喜馬拉雅——地中海地震帶環太平洋地震帶以上兩個地震帶釋放的能量，約占全球所有地震釋放能量的98%。

第三十二頁，共一百頁。2.我國是一個地震災害最嚴重的國家1920年寧夏海原地震（8.5級）死亡23.4萬人。1976年河北唐山地震（7.8級）死亡24.2萬人。

中國地震活動頻度高、強度大、震源淺，分布廣，是一個震災嚴重的國家。1900年以來，中國死于地震的人數達55萬之多，占全球地震死亡人數的53%；1949年以來，100多次破壞性地震襲擊了22個省（自治區、直轄市），其中涉及東部地區14個省份，造成27萬余人喪生，占全國各類災害死亡人數的54%，地震成災面積達30多萬平方公里，房屋倒塌達700萬間。20世紀全球兩次死亡20萬人以上的大地震均發生于我國。第三十三頁，共一百頁。3.我國的地震活動地區①臺灣省及其附近海域；②西南地區，主要是西藏、四川西部和云南中西部；③西北地區，主要在甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓；④華北地區，主要在太行山兩側、汾渭河谷、陰山-燕山一帶、山東中部和渤海灣；⑤東南沿海的廣東、福建等地。

我國的地震活動主要分布在五個地區的23條地震帶上。這五個地區是：第三十四頁，共一百頁。第三十五頁，共一百頁。4.目前的地震形勢

地震的發生有間歇性。一段時間內發生較頻繁，一段時間內較平靜。我國目前處于地震活躍期。三、抗震減災的的任務第三十六頁，共一百頁。結構工程師的任務：3.對已存在的工程結構作抗震鑒定、抗震加固。抗震減災工作應依法進行。

《中華人民共和國防震減災法》

(1997年12月29日第八屆全國人民代表大會常務委員會第二十九次會議通過)第十七條新建、擴建、改建建設工程，必須達到抗震設防要求。第十九條建設工程必須按照抗震設防要求和抗震設計規范進行抗震設計，并按照抗震設計進行施工。第四十五條違反本法規定，有下列行為之一的，由縣級以上人民政府建設行政主管部門或者其他有關專業主管部門按照職責權限責令改正，處一萬元以上十萬元以下的罰款：1.對地震區域作抗震減災規劃；2.對新建筑工程作抗震設計；（一）不按照抗震設計規范進行抗震設計的；（二）不按照抗震設計進行施工的第三十七頁，共一百頁。1.2地震的一些基本概念

地震是指因地球內部緩慢積累的能量突然釋放而引起的地球表層的振動。

地震是一種自然現象，地球上每天都在發生地震，一年約有500萬次。其中約5萬次人們可以感覺到；能造成破壞的約有1000次；

7級以上的大地震平均一年有十幾次。目前記錄到的世界上最大地震是

8.9級，發生于1960年5月22日的智利地震。

什么是地震？第三十八頁，共一百頁。什么叫震源、震中、震中距？地球內部發生地震的地方叫震源；震源在地面上的投影點稱為震中；震中及其附近的地方稱為震中區，也稱極震區；從震中到地面上任何一點的距離稱為震中距。第三十九頁，共一百頁。地震分類一.按地震成因分類---天然地震包括構造地震、火山地震、陷落地震1.構造地震

破壞性地震主要屬于構造地震。據統計，構造地震約占世界地震總數的90%以上。

92%的地震發生在地殼中，

其余的發生在地幔上部

地震天然地震人工地震第四十頁，共一百頁。2.火山地震

由于火山作用，如巖漿活動、氣體爆炸等引起的地震稱為火山地震，這類地震只占全世界地震的7%左右。

1914年日本櫻島火山爆發，產生的震動相當于一個6.7級地震。

第四十一頁，共一百頁。3.陷落地震

由于地下溶洞或礦井頂部塌陷而引起的地震稱為塌陷地震。這類地震的規模比較小，次數也很少。

人工地震

因人為因素直接造成的地震是人工地震。

如工業爆破、地下核爆炸造成的振動；在深井中進行高壓注水以及大水庫蓄水后增加了地殼的壓力，有時也會誘發地震。

1962年3月19日在廣東河源新豐江水庫壩區發生了迄今我國最大的水庫誘發地震，震級為6.1級。

---天然地震包括構造地震、火山地震、陷落地震地震天然地震人工地震第四十二頁，共一百頁。二.按震源深淺分類淺源地震——震源深度小于60千米的稱為淺源地震。全世界85%以上的地震都是淺源地震。中源地震——震源深度在60至300千米的稱為中源地震。深源地震——震源深度在300千米以上的稱為深源地震。

淺源地震波及范圍小，但破壞力大；深源地震波及范圍大，但破壞力小。2002年6月29日晨1：20發生于吉林的7.2級地震，震源深度為540km，無破壞。目前有記錄的最深震源達720公里。地震分類一.按地震成因分類1960年2月29日發生于摩洛哥艾加迪爾城的5.8級地震，深度為3km。震中破壞極為嚴重，但破壞僅局限在震中8km內。第四十三頁，共一百頁。地震波地震波是地震發生時由震源地方的巖石破裂產生的彈性波。地震波分為體波和面波。體波橫波（S波）縱波（P波）面波瑞利波樂甫波橫波特點:周期長、振幅大、波速慢,100-800m/s縱波特點:周期短,振幅小,

波速快,200-1400m/s面波比體波衰減慢、振幅大、周期長、傳播遠。建筑物破壞主要由面波造成。雜波P波開始S波開始面波開始第四十四頁，共一百頁。1.3震級與烈度一、地震震級1.定義

能量越大，震級就越大；震級相差一級，能量相差約32倍；相差二級，能量相差1000倍。

反映一次地震本身大小的等級，用M表示式中A表示標準地震儀距震中100km紀錄的最大水平地動位移，單位為微米。2.震級與能量的關系一個6級地震相當于一個兩萬噸級的原子彈。

能量E的單位：爾格（1爾格=）第四十五頁，共一百頁。3.按震級的地震分類微震---2級以下。人感覺不到有感地震---2-4級人有感覺破壞性地震---5級以上有破壞強烈地震---7級以上有破壞特大地震---8級以上有破壞

由于震源深淺、震中距大小等不同，地震造成的破壞也不同。震級大，破壞力不一定大；震級小，破壞力不一定就小。第四十六頁，共一百頁。二、地震烈度

一般而言，震級越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影響烈度的因素，除了震級、震中距外，還與震源深度、地質構造和地基條件等因素有關。1.定義及影響因素

一次地震對某一地區的影響和破壞程度稱地震烈度，簡稱為烈度。用I表示。2.地震烈度表地震烈度表是評定烈度的標準和尺度。我國在1980年制定了《中國地震烈度表》。《中國地震烈度表》將地震烈度分為1-12度。第四十七頁，共一百頁。無感1室內個別靜止中的人感覺2懸掛物微動門、窗輕微作響室內少數靜止中的人感覺3懸掛物明顯擺動，器皿作響門、窗作響室內多數人感覺。室外少數人感覺。少數人夢中驚醒43（2-4）31（22-44）不穩定器物翻倒門窗、屋頂、屋架顫動作響，灰土掉落。抹灰出現微細裂縫室內普遍感覺。室外多數人感覺。多數人夢中驚醒56（5-9）63（45-89）河岸和松軟土出現裂縫。飽和砂層出現噴砂冒水。地面上有的磚煙囪輕度裂縫掉頭損壞——個別磚瓦掉落、墻體微細裂縫驚惶失措，倉皇逃出613（10-18）125（90-177）河岸出現坍方。飽和砂層常見噴砂冒水。松軟土上地裂縫較多。大多數磚煙囪中等破壞輕度破壞——局部破壞開裂，但不妨礙使用大多數人倉皇逃出725（19-35）250（178-353）干硬土上亦有裂縫。大多數磚煙囪嚴重破壞中等破壞——結構受損，需要修理搖晃顛簸，行走困難850（36-71）500（354-707）干硬土上有許多地方出現裂縫，基巖上可能出現裂縫。滑坡、坍方常見。磚煙囪出現倒塌嚴重破壞——墻體龜裂，局部倒塌，修復困難坐立不穩。行動的人可能摔跤9100（72-141）1000（708-1414）山崩和地震斷裂出現。基巖上的拱橋破壞。大多數磚煙囪從根部破壞或倒毀倒塌——大部倒塌，不堪修復騎自行車的人會摔倒。處不穩狀態的人會摔出幾尺遠。有拋起感10地震斷裂延續很長。山崩常見。基巖上的拱橋毀壞毀滅11地面劇烈變化，山河改觀12個別：10%以下少數：10%——50%多數：50%——70%大多數：70%——90%普遍：90%以上速度加速度

其它現象

一般房屋

人的感覺烈度第四十八頁，共一百頁。二、地震烈度1.地震烈度定義及影響因素2.地震烈度表3.基本烈度

一個地區未來50年內一般場地條件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值稱為該地區的基本烈度。用Ib表示。

相當于475年一遇的最大地震的烈度。

各地區的基本烈度由《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001)確定。（下圖是原中國地震烈度區劃圖）基本烈度也稱為偶遇烈度或中震烈度。第四十九頁，共一百頁。《中國地震烈度區劃圖》第五十頁，共一百頁。

按國家規定的權限批準作為一個地區抗震設防依據的地震烈度稱為設防烈度，用Id表示。）規范規定：一般情況下，可采用《中國地震動參數區劃圖》

中的地震基本烈度。對已編制抗震設防區劃的城市，可按批準的抗震設防烈度進行抗震設防。4.設防烈度設防烈度的取值依據：規范規定：抗震設防烈度為6度及以上地區的建筑必須進行抗震設計二、地震烈度1.地震烈度定義及影響因素2.地震烈度表3.基本烈度（偶遇烈度或中震烈度）第五十一頁，共一百頁。

建筑所在地區在設計基準期（50年）內出現的頻度最高的烈度。也稱為常遇烈度、小震烈度，用Is表示。其超越概率為63.2%，重現期為50年。5.多遇烈度

6.罕遇烈度

建筑所在地區在設計基準期（50年）內具有超越概率2%-3%的地震烈度。也稱為大震烈度，重現期約為2000年。4.設防烈度二、地震烈度1.地震烈度定義及影響因素2.地震烈度表3.基本烈度（偶遇烈度或中震烈度）第五十二頁，共一百頁。三、地震烈度、震級與地震影響的關系（1）5.0-5.4級地震，震中烈度多為六度，其面積小于500平方公里。（2）5.5-5.9級地震，震中烈度多為七度，其面積不超過200平方公里；六度區面積也只有數百平方公里。（3）6.0-6.4級地震，震中烈度多數為八度，其面積幾十平方公里；七度區不超過200平方公里，六度區數百平方公里，如震中烈度為七度，則與5.5-5.9級地震結果相同。（4）6.5-6.9地震，震中烈度一半為八度，結果與6.0-6.4級地震一樣；另一半為九度，其面積小于100平方公里，八度區不超過500平方公里，七度區則在1500平方公里以內。（1）5.0-5.9級地震造成人員傷亡者占24%。而僅引起人員死亡的地震更少，只占11.5%。一次5級多地震中死亡人數最多為117人，而死亡29人以上的地震都發生在夜間。

（2）6.0-6.9級地震有43%造成人員傷亡，而只有人員死亡僅占35%，一次地震死亡人數最多為600人。震級與傷亡的關系第五十三頁，共一百頁。1.5地震地面運動的一般特征1.地面運動最大加速度2.地面運動的周期3.強震的持續時間地面運動的一般特征可用地面運動加速度記錄曲線來說明。4.空間相關性第一章抗震設計的基本知識和基本要求§1.5地震地面運動的一般特征第五十四頁，共一百頁。1.6地震的破壞作用（震害現象）

由地震的原生現象如地震斷層錯動，以及地震波引起的強烈地面振動所造成的災害。主要有：1、地面破壞。如地面裂縫、錯動、塌陷、噴水冒砂等；一、直接災害：第五十五頁，共一百頁。2、建筑物與構筑物的破壞如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；第五十六頁，共一百頁。2、建筑物與構筑物的破壞如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；第五十七頁，共一百頁。2、建筑物與構筑物的破壞如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；第五十八頁，共一百頁。2、建筑物與構筑物的破壞如房屋倒塌、橋梁斷落、水壩開裂、鐵軌變形等；第五十九頁，共一百頁。3、山體等自然物的破壞。如山崩、滑坡等；第六十頁，共一百頁。4、海嘯。海底地震引起的巨大海浪沖上海岸，可造成沿海地區的破壞；第六十一頁，共一百頁。二、次生災害：

直接災害發生后，破壞了自然或社會原有的平衡、穩定狀態，從而引發出的災害。有時，次生災害所造成的傷亡和損失比直接災害還大。1、火災由震后火源失控引起；

1923年日本關東地震，東京市內227處起火，33處未能撲滅造成火災蔓，舊市區燒毀約50%；橫濱市燒毀80%，死亡10萬。主要的次生災害有：

第六十二頁，共一百頁。2、水災。由水壩決口或山崩擁塞河道等引起；3、毒氣泄漏。由建筑物或裝置破壞等引起；4、瘟疫。由震后生存環境的嚴重破壞而引起.第六十三頁，共一百頁。三、工程結構破壞現象1、結構喪失整體性

2、承重結構強度不足

3、結構變形過大導致倒塌第六十四頁，共一百頁。

4、結構構件連接支撐失效三、工程結構破壞現象1、結構喪失整體性

2、承重結構強度不足

3、結構變形過大導致倒塌第六十五頁，共一百頁。

5、地基失效

6、非結構構件破壞

4、結構構件連接支撐失效三、工程結構破壞現象1、結構喪失整體性

2、承重結構強度不足

3、結構變形過大導致倒塌第六十六頁，共一百頁。1.7抗震設防的基本要求

通過抗震設防，減輕建筑的破壞，避免人員死亡，減輕經濟損失。一、抗震設防目標及方法1.總目標

具體通過“三水準”的抗震設防要求和“兩階段”的抗震設計方法實現。2.“三水準”抗震設防目標

當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震影響時，一般不受損壞或不需修理可繼續使用。

當遭受相當于本地區抗震設防烈度的地震影響時，可能損壞，經一般修理或不需修理仍可繼續使用。

當遭受高于本地區抗震設防烈度的預估的罕遇地震影響時，不致倒塌或發生危及生命的嚴重破壞。

簡稱為：“小震不壞，中震可修，大震不倒”。第六十七頁，共一百頁。3.“三水準”抗震設防是對單一水準設防的改進，是向“性能設計”發展的重要步驟

單一水準設防思想是我國《74規范》、《78規范》和目前許多國家采用的設防思想。

設防目標是：當遭遇相當于設計烈度的地震時，建筑物的損壞不致使人民生命財產和重要生產設備遭受危害，建筑物不需修理或經一般修理仍可繼續使用。1989年美國LomaPreita地震(7.1級），死亡65人，直接經濟損失（建筑物破壞重建）80億美元，間接經濟損失150億美元。1994年美國Northridge地震(6.7級),傷亡不多，經濟損失為200億美元。1995年日本阪神地震(7.2級),經濟損失為1000億美元。1999年臺灣集集地震(7.3級),經濟損失為94億美元。

單一設防目標不適合當前現代化發展要求，應研究開發下一代性能設計規范和抗震設計方法。第六十八頁，共一百頁。“性能設計”要點（1）.對抗震設計規定相應的地震作用標準

重現期常遇地震43年（新建），72年（現有工程加固）偶遇地震72年（新建），225年（現有工程加固）少遇地震475年（新建和現有工程加固）罕遇地震970年（新建），2475年（現有工程加固）（2）.建立建筑應滿足的性能水準

性能水準

要求正常使用結構和非結構構件不損壞或很小損壞可以暫時使用結構和非結構構件需很少量的修復工程生命安全結構保持穩定，具有足夠的豎向承載能力儲備，非結構構件的破壞控制在保障生命安全范圍防止倒塌建筑保持不倒，其余破壞都在可接受范圍第六十九頁，共一百頁。（3）.確立設防性能目標dgij罕遇地震cfh少遇地震

be偶遇地震a常遇地震防止倒塌生命安全可暫時使用正常運行地震作用水準建筑性能水準基本目標

一般使用要求的建筑應具備a、b、c、d項的組合。

重要性較高或地震破壞后危險性較大的性能目標為e、f、g的組合。

對安全有十分危險影響的性能目標為h、i、j項的組合。（4）.規定地震作用下結構變形的允許指標

應建立結構構件在規定的地震作用水平下的允許破壞水平，結構和非結構構件宏觀破壞狀態的描述和允許變形指標。第七十頁，共一百頁。4.“兩階段”抗震設計方法第一階段：

對絕大多數結構進行小震作用下的結構和構件承載力驗算；在此基礎上對各類結構按規定要求采取抗震措施。第二階段：

對一些規范規定的結構進行大震作用下的彈塑性變形驗算。

有特殊要求的建筑、地震易倒塌的建筑、有明顯薄弱層的建筑，不規則的建筑等第七十一頁，共一百頁。二、抗震設防范圍

抗震設防烈度為6度及以上地區的所有新建建筑工程均必需進行抗震設計。

規范適用于6-9度地區抗震設計及隔震、消能減震設計。

超過9度的地區和行業有特殊要求的工業建筑按有關專門規定執行。三、抗震設防依據一般情況下采用抗震設防烈度。

在一定條件下可采用抗震設防區劃提供的地震動參數。第七十二頁，共一百頁。四、抗震設防分類及抗震設防措施建筑類別不同，抗震設防標準也不同。抗震次要建筑丁類

除甲乙丁類以外的一般建筑丙類

地震時使用功能不能中斷需盡快恢復的建筑乙類

重大建筑工程和地震時可能發生嚴重次生災害的建筑甲類

設防分類1.抗震設防分類

國家技術監督局和建設部在1995年4月19日公布了《建筑抗震設防分類標準》GB50223。

該標準主要以地震中和地震后房屋的損壞對社會和經濟產生的影響的程度大小，將建筑分成4個抗震設防類別。

國家質量監督檢驗檢疫總局和建設部在2001年7月20日公布了《建筑抗震設計規范》GB50011-2001。該規范對上面標準作了修改。第七十三頁，共一百頁。A、中央級、省級的電視調頻廣播發射塔建筑，國際電信樓、國際海纜登陸站、國際衛星地球站、中央級的電信樞紐（含衛星地球站）。B、研究、中試生產和存放劇毒生物制品和天然人工細菌與病毒（如鼠疫、霍亂、傷寒等)的建筑。C、三級特等醫院的住院部、醫技樓、門診部。抗震次要建筑丁類

除甲乙丁類以外的一般建筑丙類

地震時使用功能不能中斷需盡快恢復的建筑乙類

重大建筑工程和地震時可能發生嚴重次生災害的建筑甲類

設防分類第七十四頁，共一百頁。1.8建筑抗震概念設計一、定義與基本內容

根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程稱為概念設計。

基本內容有三部分：1.建筑設計應重視建筑結構的規則性；

2.合理的建筑結構體系選擇；

3.抗側力結構和構件的延性設計。第七十五頁，共一百頁。二、建筑結構的規則性

建筑結構的規則性對抗震能力的重要影響的認識始自若干現代建筑在地震中的表現。

最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。

馬那瓜有相距不遠的兩幢高層建筑，一幢為十五層高的中央銀行大廈，另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當地地震烈度估計為8度。一幢破壞嚴重，震后拆除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復使用。第七十六頁，共一百頁。馬那瓜中央銀行大廈試問：那一幢破壞嚴重呢？馬那瓜美洲銀行大廈第七十七頁，共一百頁。

1）平面不規則4個樓梯間偏置塔樓西端，西端有填充墻。4層以上的樓板僅為5cm厚，擱置在高45cm長14m小梁上。

2）豎向不規則塔樓上部（4層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在4層樓板水平處的過渡大梁上，大梁又支承在其下面的10根1m×1.55m的柱子上（間距9.4m）。上下兩部分嚴重不均勻，不連續。主要破壞：第4層與第5層之間(豎向剛度和承載力突變),周圍柱子嚴重開裂，柱鋼筋壓屈；橫向裂縫貫穿3層以上的所有樓板(有的寬達1cm),直至電梯井東側；塔樓西立面、其他立面窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其它非結構構件均嚴重破壞或倒塌。震后計算分析結果:1.結構存在十分嚴重扭轉效應;2.塔樓3層以上北面和南面大多數柱子抗剪能力大大不足,率先破壞；3.水平地震作用下,柔而長的樓板產生可觀的豎向運動等。

馬那瓜中央銀行大廈

結構是均勻對稱的，基本的抗側力體系包括4個L形的桶體，對稱地由連梁連接起來，這些連梁在地震時遭到剪切破壞，是整個結構能觀察到的主要破壞。分析表明：1.對稱的結構布置及相對剛強的聯肢墻，有效地限制了側向位移，并防止了明顯的扭轉效應；2.避免了長跨度樓板和砌體填充墻的非結構構件的損壞；3.當連梁剪切破壞后，結構體系的位移雖有明顯增加，但由于抗震墻提供了較大的側向剛度，位移量得到控制。美洲銀行第七十八頁，共一百頁。不規則類型

定義扭轉不規則樓層的最大彈性水平位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的1.2倍凹凸不規則結構平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯層平面不規則的類型扭轉不規則凹凸角不規則第七十九頁，共一百頁。局部不連續大開洞錯層不規則類型

定義扭轉不規則樓層的最大彈性水平位移（或層間位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或層間位移）平均值的1.2倍凹凸不規則結構平面凹進的一側尺寸，大于相應投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯層平面不規則的類型第八十頁，共一百頁。不規則類型

定義側向剛度不規則該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側力構件不連續豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、桁架等向下傳遞樓層承載力突變抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規則的類型沿豎向的側向剛度不規則（有柔軟層）豎向抗側力構件不連續第八十一頁，共一百頁。豎向抗側力結構屈服抗剪強度不均勻（有薄弱層）

嚴重不規則是指體型復雜，多項不規則指標超過表中指標或某一項大大超過規定值，具有嚴重的抗震薄弱環節，將會導致地震破壞的嚴重后果者。注：以上規定主要針對鋼筋混凝土和鋼結構的多層和高層建筑。不規則類型

定義側向剛度不規則該層的側向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側力構件不連續豎向抗側力構件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內力由水平轉換構件（梁、桁架等向下傳遞)樓層承載力突變抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%豎向不規則的類型第八十二頁，共一百頁。二、結構體系的合理選擇

抗震結構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題，結構方案的選取是否合理，對安全性和經濟性起決定性作用。規范規定：1.結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。

受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實際表現相符合。第八十三頁，共一百頁。2.應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。

由于柱子的數量較少或承載能力較弱，部分柱子退出工作后，整個結構系統喪失了對豎向荷載的承載能力。

抗震設計的一個重要原則是結構應有必要的贅余度和內力重分配的功能。第八十四頁，共一百頁。3.結構體系應具備必要的承載能力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。

足夠的承載力和變形能力是需要同時滿足的。

有較大的變形能力而缺少較高的抗側向力的能力如鋼或鋼筋混凝土純框架，由于在不大的地震作用下會產生較大的變形，導致非結構構件的破壞或結構本身的失穩。第八十五頁，共一百頁。

有較高的承載能力而缺少較大變形能力如不加約束的砌體結構，很容易引起脆性破壞而倒塌。

必要的承載能力和良好的變形能力的結合便是結構在地震作用下具有的耗能能力。

足夠的承載力和變形能力是需要同時滿足的。第八十六頁，共一百頁。三、結構構件的延性

結構的變形能力取決于組成結構的構件及其連接的延性水平。

規范對各類結構采取的抗震措施，基本上是提高各類結構構件的延性水平。這些抗震措施是：采用水平向（圈梁）和豎向（構造柱、芯柱）混凝土構件，加強對砌體結構的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發生裂縫后不致坍塌和散落，地震時不致喪失對重力荷載的承載能力；2.避免混凝土結構的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結破壞）先于鋼筋的屈服；3.避免鋼結構構件的整體和局部失穩，保證節點焊接部位（焊縫和母材)在地震時不致開裂。第八十七頁，共一百頁。四、非結構構件

非結構構件，包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備，自身及其與結構主體的連接，應進行抗震設計。附著于樓、屋面結構上的非結構構件，應與主體結構有可靠的連接或錨固，避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備。圍護墻和隔墻應考慮對結構抗震的不利影響，避免不合理設置而導致主體結構的破壞。3.幕墻、裝飾貼面與主體結構應有可靠連接，避免地震時脫落傷人。安裝在建筑上的附屬機械、電氣設備系統的支座和連接，應符合地震時使用功能的要求，且不應導致相關部件的損壞。第八十八頁，共一百頁。9-1結構的延性破壞與脆性破壞一、延性破壞結構或構件在破壞前有明顯變形或其它預兆的破壞類型。鋼筋混凝土非超筋梁、軸心和偏心受拉構件以及大偏心受壓構件，都是發生延性破壞。第八十九頁，共一百頁。9-1結構的延性破壞與脆性破壞二、脆性破壞結構或構件在破壞前無明顯變形或其它預兆的破壞類型。鋼筋混凝土超筋梁、軸心受壓構件、和小偏心受壓構件，都是發生脆性破壞。第九十頁，共一百頁。9-1結構的延性破壞與脆性破壞在沖擊和振動荷載作用下，要求結構的材料能夠吸收較大的能量，同時能產生一定的變形而不致破壞，即要求結構或構件有較好的延性。例如，鋼結構材料延性好，可抵抗強烈地震而不倒塌；而磚石結構變形能力差，在強烈地震下容易出現脆性破壞而倒塌。為此，磚石砌體結構房屋需按抗震規范要求設置構造柱和抗震圈梁，約束砌體的變形，以增加其在地震作用下的抗倒塌能力。鋼筋混凝土材料具有雙重性，如果設計合理，能消除或減少混凝土脆性性質的危害，充分發揮鋼筋塑性性能，實現延性結構。第九十一頁，共一百頁。9-1結構的延性破壞與脆性破壞為此，抗震的鋼筋混凝土結構都要按照延性結構要求進行抗震設計，以達到抗震設防的三級水準要求：小震下結構處于彈性狀態；中震時，結構可能損壞，但經修理即可繼續使用；大震時，結構可能有些破壞，但不致倒塌或危及生命安全。第九十二頁，共一百頁。9-2結構抗震試驗結構抗震試驗分為兩大類，結構抗震靜力試驗和結構抗震動力試驗。靜力試驗又稱低周反復荷載試驗，是指對結構或結構構件施加多次往復循環作用的靜力試驗，是使結構或結構構件在正反兩個方向重復加載和卸載的過程，用以模擬地震時結構在往復振動中的受力特點和變形特點。這種方法是用靜力方法求得結構振動時的效果，因此稱為擬靜力試驗，或偽靜力試驗。結構的擬靜力試驗是目前研究結構或結構構件受力及變形性能時應用最廣泛的方法之一。它采用一定的荷載控制或位移控制對試件進行低周反復循環的加載方法，使試件從開始受力到破