项目十 房屋抗震设计基本知识(课件)—《建筑结构》同步教学(机工版）

CONTENTS 目 录 地震基础知识 多层砌体房屋的抗震设计 多层框架结构房屋的抗震设计 10.1 10.2 10.3 项目10 房屋抗震设计基本知识 1 学习目标 了解抗震设防的基本概念、抗震设防的目的和抗震设计的基本要求。 了解建筑抗震设计的方法及基本要求。 掌握多层砌体结构的抗震设计及构造措施。 掌握多层框架结构的抗震设计及构造措施。 项目10 房屋抗震设计基本知识 2 PART 10.1 地震基础知识 3 10.1 地震基础知识 如图10-1所示，地震发生的地方叫震源，震源正上方的地面位置叫震中；震中附近地面振动最厉害，也是破坏最严重的地区，称为震中区。地面某处到震中的水平距离称为震中距。把地面上破坏程度相近的点连成的曲线称为等震线。震源至地面的垂直距离称为震源深度。 图10-1 常用地震术语示意图 4 10.1.1 地震的类型及成因 1. 地震的类型 地震按其成因可分为三种类型：火山地震、塌陷地震、构造地震。其中，构造地震是由于地下深处岩层错动、破裂所造成的地震。就三种地震类型而言，构造地震发生的次数最多（占地震发生总数的90%左右）、影响范围最广，是建筑抗震设防研究的对象，如无特别注明，以下所称地震均指构造地震。 构造地震根据震源深度不同分为三种：浅源地震（震源深度不大于60 km）、中源地震（震源深度为60～300 km）和深源地震（震源深度大于300 km）。 5 10.1.1 地震的类型及成因 浅源地震由于震源距地面很近，故对地面的影响很大。深源地震所释放出的能量在长距离传播中大部分被损失掉，对地面上的建筑物影响很小。我国发生的绝大部分地震属于浅源地震，其深度一般为5～40 km；在台湾、西藏和新疆有中源地震；华北地区有震源深度为400～600 km的深源地震。 6 10.1.1 地震的类型及成因 2. 地震的成因 地球内部在不停地运动着，在地球的运动过程中，始终存在巨大的能量，而组成地壳的岩层在这种巨大能量的作用下，也不停地连续变动，不断地发生褶皱、断裂和错动，如图10-2所示。 图10-2 地壳构造的变动与地震的形成 7 10.1.1 地震的类型及成因 这种地壳构造状态的变动，使岩层处于复杂的地应力作用之下。不断的地壳运动使地壳某些部位的地应力逐渐加强，当弹性应力的积聚超过岩石的强度极限时，岩层就会发生突然的断裂和猛烈的错动，从而引起振动。振动以波的形式传到地面，便形成构造地震。由于岩层的破裂往往不是沿一个平面发展的，而是形成由一系列裂缝组成的破碎地带，并且沿整个破碎地带的岩层不可能同时达到平衡，因而，在一次强烈地震(即主震)之后，岩层的变形还会进行不断的零星调整，从而形成一系列余震。 8 10.1.1 地震的类型及成因 3. 地震波 地震时，岩层中积累的能量以波的形式从震源向外传播至地面，这就是地震波。其中，在地球内部传播的波称为体波，沿地球表面传播的波称为面波。 体波有纵波和横波两种形式。纵波是由震源向四周传播的压缩波，又称P波，其质点振动的方向与波的前进方向一致，这种波周期短、振幅小、传播速度快，能引起地面上下颠簸（竖向振动）。横波是由震源向四周传播的剪切波，其质点振动的方向与波的前进方向垂直，其特点是周期长、振幅大、传播速度较慢，能引起地面水平摇晃（水平振动）。 9 10.1.1 地震的类型及成因 面波是体波经地层界面多次反射、折射形成的次生波。面波的特点是周期长、振幅比体波大，能引起地面建筑的水平振动。这种波的质点振动方向复杂，只在地表附近传播，衰减较体波慢，故能传播到很远的地方，其导致地面呈起伏状或蛇形扭曲状，对建筑物影响也比较大。 总之，地震波的传播以纵波最快，横波次之，面波最慢。因此，地震时一般先出现由纵波引起的上下颠簸，而后出现横波和面波造成的左右摇晃和扭动。由于面波的能量比体波要大，所以造成建筑物和地表破坏的地震波以面波为主。 10 10.1.2 地震震级与烈度 1. 地震震级 衡量地震大小的等级称为震级，它表示一次地震释放能量的多少，一次地震只有一个震级，地震的震级用符号M表示，通常称为里氏震级。一般来说小于2级的地震称为微震，人们感觉不到；2～4级的地震称为有感地震；5级以上的地震称为破坏性地震，会对建筑物造成不同程度的破坏；7～8级的地震称为强烈地震或大地震；超过8级的地震称为特大地震。例如，1976年7月28日3时42分唐山发生的大地震为里氏7.8级，2008年5月12日14时28分四川省汶川县发生的大地震为里氏8.0级。 11 10.