任務(wù)3分析結(jié)構(gòu)抗震基本知識任務(wù)1分析荷載效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力任務(wù)2分析建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法任務(wù)3分析結(jié)構(gòu)抗震基本知識同步訓(xùn)練職業(yè)素養(yǎng)園地模塊2結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與荷載學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)：1.掌握荷載與荷載效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力概念；2.熟悉結(jié)構(gòu)的功能要求、極限狀態(tài)的概念；3.熟悉結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計表達式，掌握荷載效應(yīng)的基本組合值計算；熟悉正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計表達式，掌握荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值、頻遇組合值和準(zhǔn)永久組合值計算；4.了解地震的基本知識；掌握建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防依據(jù)、目標(biāo)、類別和標(biāo)準(zhǔn)；熟悉抗震概念設(shè)計。能力目標(biāo)：1.理解荷載效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力；2.能應(yīng)用相關(guān)公式計算荷載效應(yīng)的基本組合值、標(biāo)準(zhǔn)組合值、頻遇組合值和準(zhǔn)永久組合值。工作任務(wù)1.理解荷載效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力；2.掌握建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法；3.熟悉結(jié)構(gòu)抗震的基本知識。模塊2結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與荷載任務(wù)3分析結(jié)構(gòu)抗震基本知識學(xué)習(xí)指南

結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)建筑方案確定結(jié)構(gòu)布置方案，進行荷載、內(nèi)力等計算后，確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件按功能要求所需要的截面尺寸、材料、構(gòu)造措施等。設(shè)計的目的是使設(shè)計的結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，用盡可能少的經(jīng)濟消耗，建成能夠滿足全部功能要求、且有足夠的可靠性的建筑物。本模塊主要介紹建筑物基本構(gòu)件及結(jié)構(gòu)設(shè)計時共同采用的方法，即極限狀態(tài)設(shè)計法的基本知識，以及結(jié)構(gòu)抗震的基本知識。本模塊共分三個學(xué)習(xí)任務(wù)，主要學(xué)習(xí)內(nèi)容依次為：理解荷載、荷載效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力、材料強度?熟悉建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的功能要求和結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)?能計算荷載效應(yīng)的基本組合值、標(biāo)準(zhǔn)組合值、頻遇組合值和準(zhǔn)永久組合值?熟悉結(jié)構(gòu)抗震的的基本知識。模塊2結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與荷載任務(wù)3分析結(jié)構(gòu)抗震基本知識任務(wù)3分析結(jié)構(gòu)抗震基本知識2.3.1地震基本知識2.3.2建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防2.3.3抗震概念設(shè)計2.3.4抗震等級

2.3.1

地震基本知識1.地震的成因與分類

按其產(chǎn)生原因分為:火山地震1914年日本櫻島火山爆發(fā)，產(chǎn)生的震動相當(dāng)于一個6.7級地震陷落地震誘發(fā)地震：

1962年3月19日在廣東河源新豐江水庫壩區(qū)發(fā)生了迄今我國最大的水庫誘發(fā)地震，震級為6.1級。構(gòu)造地震任務(wù)3分析結(jié)構(gòu)抗震基本知識

根據(jù)地震發(fā)生的部位分：

淺源地震<60km中原地震60-300km深源地震>300km

地震術(shù)語震源:地震發(fā)生時巖層斷裂或錯動產(chǎn)生振動的部位；震源深度:震源至地面的垂直距離；震中:震源在地表的垂直投影點；震中區(qū):地震發(fā)生時震動和破壞最大的地區(qū)；震中距:受地震影響地區(qū)至震中的距離；震源距:受地震影響地區(qū)至震源的距離。2.地震波

地震波是由地震震源發(fā)出的在地球介質(zhì)中傳播的彈性波。

體波是在地球內(nèi)部傳播的地震波，根據(jù)介質(zhì)質(zhì)點振動方向與波傳播方向不同，體波又可分為縱波和橫波。

縱波:當(dāng)質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向一致,又稱P波。它使地面發(fā)生上下振動，破壞性較弱?？v波的特點是周期短、振幅小

橫波:當(dāng)質(zhì)點的振動方向與波的前進方向垂直，又稱S波。它使地面發(fā)生前后、左右抖動，破壞性較強。橫波一般周期較長、振幅較大。

面波:沿地表或地殼不同地質(zhì)層界面?zhèn)鞑サ牟ǎ娌ㄊ求w波經(jīng)地層界面多次反射、折射所形成的次生波。面波周期長、振幅大，衰減慢，故能傳播到很遠(yuǎn)的地方，使建筑物既產(chǎn)生上下顛簸又產(chǎn)生左右搖晃，是造成建筑物強烈破壞的主要因素。

縱波傳播速度最快，橫波次之，面波最慢。所以在一般地震波記錄圖上，縱波最先到達，橫波次之，面波到達最晚。

震級

地震的震級是衡量一次地震釋放能量大小的尺度，目前國際上比較通用的是里氏震級，用符號M表示。

當(dāng)震級相差一級，地震釋放的能量相差約32倍。一般說來，

M＜2的地震，人們感覺不到，稱為微震；

M=2～4的地震稱為有感地震；

M＞5的地震，對建筑物就要引起不同程度的破壞，稱為破壞性地震；

M＞7的地震稱為強烈地震或大地震，建筑物會造成很大的破壞；

M＞8的地震稱為特大地震，建筑物會造成嚴(yán)重破壞。

3.震級及地震烈度

地震烈度

地震烈度:地震時某一地區(qū)的地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強弱程度，用I表示。

對于一次地震，表示地震大小的震級只有一個，震級越大，震中的烈度越高，離震中越遠(yuǎn)，受地震影響就越小，烈度也就越低。

同一地震中，具有相同地震烈度地點的連線稱為等震線。4.地震災(zāi)害地震造成的災(zāi)害包括地表破壞、建筑物破壞和次生災(zāi)害。

（1）地表破壞：地震引起的地表破壞一般有地裂縫、噴砂冒水、地面下沉、滑坡塌方等。

（2）建筑物破壞：地震時各類建筑物的破壞是導(dǎo)致人民生命財產(chǎn)損失的主要原因，包括地基失效引起的破壞，上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力不足或變形過大的破壞，各結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間連接不牢固、結(jié)構(gòu)整體性差而造成的破壞等。

（3）次生災(zāi)害：指地震后引起的火災(zāi)、水災(zāi)、海嘯、逸毒、空氣污染等災(zāi)害。這種由于地震引起的間接災(zāi)害，有時比地震直接造成的損失還大。2.3.2建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防

抗震設(shè)防是指對建筑物進行抗震設(shè)計并采取一定的抗震構(gòu)造措施，以達到結(jié)構(gòu)抗震的效果和目的。1.抗震設(shè)防依據(jù)（1）基本烈度：指一個地區(qū)今后50年內(nèi)，在一般場地條件下可能遭遇到超越概率為10%的地震烈度值。（2）抗震設(shè)防烈度：按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）規(guī)定，抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進行抗震設(shè)計。

抗震設(shè)防烈度必須按國家規(guī)定的權(quán)限審批、頒發(fā)的文件（圖件）確定。一般情況下，建筑的抗震設(shè)防烈度應(yīng)采用中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖確定的基本烈度。

2.抗震設(shè)防目標(biāo)

抗震設(shè)防目標(biāo)，是對于建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有的抗震安全性的要求，是根據(jù)地震特點、國家的經(jīng)濟力量、現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)水平、建筑材料和設(shè)計施工的現(xiàn)狀等綜合制定的。

按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）進行抗震設(shè)計的建筑，基本的抗震設(shè)防目標(biāo)為“小震不壞，中震可修，大震不倒”，即采用三水準(zhǔn)的設(shè)防要求：

第一水準(zhǔn)：即當(dāng)遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震（簡稱“小震”）影響時，主體結(jié)構(gòu)不受損傷或不需修理仍可繼續(xù)使用，即“小震不壞”。

第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的設(shè)防地震（簡稱“中震”）影響時，可能發(fā)生損壞，但經(jīng)一般性修理仍可繼續(xù)使用，即“中震可修”。

第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震（簡稱“大震”）影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞，即“大震不倒”。為了實現(xiàn)三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)，抗震設(shè)計采用兩階段法：

第一階段設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，主要是承載力計算，并輔以一系列構(gòu)造措施。確定結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)布置，用多遇地震作用計算結(jié)構(gòu)的彈性位移和構(gòu)件內(nèi)力，進行截面承載力抗震驗算，并進行結(jié)構(gòu)抗震變形驗算，按延性和耗能要求采用相應(yīng)的構(gòu)造措施。這樣既滿足第一水準(zhǔn)“小震不壞”的設(shè)防要求，又滿足第二水準(zhǔn)“損壞可修”的設(shè)防要求。

第二階段設(shè)計為驗算階段。對于地震時易倒塌的結(jié)構(gòu)、有明顯薄弱層的不規(guī)則結(jié)構(gòu)以及特殊要求的建筑結(jié)構(gòu)，還應(yīng)進行結(jié)構(gòu)的薄弱部位的彈塑性變形驗算并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，以實現(xiàn)第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。3.抗震設(shè)防類別

（從抗震防災(zāi)的角度，根據(jù)建筑物使用功能的重要性，按其受地震破壞時產(chǎn)生的后果嚴(yán)重程度，《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008）將建筑抗震設(shè)防類別分為以下四類：

1）特殊設(shè)防類：指使用上有特殊設(shè)施，涉及國家公共安全的重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進行特殊設(shè)防的建筑，簡稱甲類。

2）重點設(shè)防類：指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑，簡稱乙類。

3）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類：指大量的除1）、2）、4）款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進行設(shè)防的建筑，簡稱丙類。

4）適度設(shè)防類：指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建筑，簡稱丁類。4.抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

1）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其抗震措施和地震作用，達到在遭遇高于當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度的預(yù)估罕遇地震影響時不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞的抗震設(shè)防目標(biāo)。

2）重點設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度一度的要求加強其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基礎(chǔ)的抗震措施，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。同時，應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。

3）特殊設(shè)防類，應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強其抗震措施；但抗震設(shè)防烈度為9度時應(yīng)按比9度更高的要求采取抗震措施。同時，應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評價的結(jié)果且高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求確定其地震作用。

4）適度設(shè)防類，允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低其抗震措施，但抗震設(shè)防烈度為6度時不應(yīng)降低。一般情況下，仍應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定其地震作用。2.3.3抗震概念設(shè)計

一般對地震區(qū)的工程結(jié)構(gòu)進行的設(shè)計，包括抗震概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗震計算和抗震構(gòu)造措施三個方面。

抗震概念設(shè)計：抗震概念設(shè)計是指一些在計算中或在規(guī)范中難以作出具體規(guī)定的問題，必須由工程師運用“概念”進行分析，作出判斷，以便采取相應(yīng)的措施。

結(jié)構(gòu)抗震計算

抗震措施

一個合理的抗震設(shè)計，在很大程度上取決于良好的“概念設(shè)計”

抗震概念設(shè)計主要有以下幾點：

1）選擇對建筑抗震有利的場地：應(yīng)根據(jù)工程需要和地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料，對抗震有利、一般、不利和危險地段做出綜合評價。對不利地段，應(yīng)提出避開要求；當(dāng)無法避開時，應(yīng)采取有效措施。對危險地段，嚴(yán)禁建造甲、乙、丙類建筑，不應(yīng)建造丙類建筑。

2）建筑形體及構(gòu)件布置的規(guī)則性：建筑設(shè)計應(yīng)根據(jù)抗震概念設(shè)計的要求明確建筑形體的規(guī)則性，不規(guī)則的建筑應(yīng)按規(guī)定采取加強措施；特別不規(guī)則的建筑應(yīng)進行專門研究和論證，采取特別的加強措施；嚴(yán)重不規(guī)則的建筑不應(yīng)采用。其中，形體指建筑平面形狀和立面、豎向剖面的變化。

3）結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列要求：①應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。②應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。③應(yīng)具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。④對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力。

4）抗震結(jié)構(gòu)的各類構(gòu)件應(yīng)具有必要的強度和變形能力；各類構(gòu)件之間應(yīng)具有可靠的連接；抗震結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)應(yīng)能保證地震時結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；非結(jié)構(gòu)構(gòu)件（附屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件、裝飾物、圍護墻和隔墻）要合理設(shè)置。2.3.4抗震等級

房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計，根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度分為四個不同的抗震等級。抗震設(shè)計時根據(jù)不同的抗震等級，進行相應(yīng)的抗震計算并采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。丙類建筑的抗震等級應(yīng)按表2-5確定。同步訓(xùn)練一、填空題

1.結(jié)構(gòu)上的荷載按作用時間和性質(zhì)不同，可以分為（

）、（

）和（

）三種。2.（

）是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。3.應(yīng)用我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，采用的是（

）設(shè)計方法。

4.按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）進行抗震設(shè)計的建筑，基本的抗震設(shè)防目標(biāo)為小震（

），中震（

），大震（

），即采用三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。

5.房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計，根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度分為（

）個不同的抗震等級。。同步訓(xùn)練二、名詞解釋

1.荷載效應(yīng)2.結(jié)構(gòu)抗力3.地震震級