福州大学：《建筑结构抗震设计》课程教学资源（PPT课件）第一章 抗震设计原则 The principle of Seismic Design

建筑结构坑震设计 Seismic Design of Building Structures

建筑结构抗震设计 Seismic Design of Building Structures

China is one of the most fearful country in the world and the intentions we take the knowledge about resisting seism are: 中国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一， 不论历史上还是现代，地震在中国造成的死亡人 数和经济损失在世界上都是居于首位。中国的陆 地面积仅为全球的1/14，但大陆地震占全球陆地 破坏性地震的1/3。有两组数据可以看出中国地 震破坏的严重程度。20世纪以来，全球因地震死 亡人数是180万，而中国约80万。历史记载全球死 亡超20万人的地震有7次，其中中国有5次。我们 要了解地震方面知识，其目的是：

China is one of the most fearful country in the world and the intentions we take the knowledge about resisting seism are: 中国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一， 不论历史上还是现代，地震在中国造成的死亡人 数和经济损失在世界上都是居于首位。中国的陆 地面积仅为全球的1／14，但大陆地震占全球陆地 破坏性地震的1／3。有两组数据可以看出中国地 震破坏的严重程度。20世纪以来，全球因地震死 亡人数是180万，而中国约80万。历史记载全球死 亡超20万人的地震有7次，其中中国有5次。我们 要了解地震方面知识,其目的是:

1.to differentiate the different structures and materials 区别不同建筑物的不同功 能的要求，材料构件的构成。 2.to take technology methods of resisting seism methods 运用现代抗震科学技术的成 就，采用合理、安全、经济的 抗震设计方法。 3.to reduce the loss by earthquake. 改善建筑物抗震性能，减少 地震造成损失

1. to differentiate the different structures and materials 区别不同建筑物的不同功 能的要求，材料构件的构成。 2. to take technology methods of resisting seism methods 运用现代抗震科学技术的成 就,采用合理、安全、经济的 抗震设计方法。 3. to reduce the loss by earthquake. 改善建筑物抗震性能，减少 地震造成损失

第一章 抗爱设计原则The principle of Seismic Design §1-1 地震成因和震中分布 earthquake causes epicenter distribution 一、地震的类型the types of earthquake 1.构造地震简称地震 由于地壳构造运动使岩层发生断裂，错动而引起的地面振 动。这类地震影响面广，破坏性大，发生频率约占90%。 ◆2.火山地震 由于火山爆发而引起的地震，这类地震影响而不大，发生 频率约占7%。 3.陷落地震 由于地震或地下岩层突然，大规模陷落而产生的地震。 这类地震影响面更小，发生频率约3%。 4.水库地震： 由于水库蓄水、放水，破坏了地壳局部地区的压力平衡 而引起库区发生地震。 5.人工地震： 由于核爆炸、开炮等人为活动引起的地震

第一章 抗震设计原则The principle of Seismic Design §1-1 地震成因和震中分布  earthquake causes & epicenter distribution  一 、地震的类型 the types of earthquake 1.构造地震简称地震 由于地壳构造运动使岩层发生断裂,错动而引起的地面振 动。这类地震影响面广,破坏性大,发生频率约占90%。  2.火山地震： 由于火山爆发而引起的地震,这类地震影响而不大，发生 频率约占7%。  3.陷落地震：  由于地震或地下岩层突然，大规模陷落而产生的地震。 这类地震影响面更小，发生频率约3%。  4.水库地震：  由于水库蓄水、放水，破坏了地壳局部地区的压力平衡 而引起库区发生地震。  5.人工地震：  由于核爆炸、开炮等人为活动引起的地震

二、地震术语 the terms of earthquake 1.震源：地壳岩层发生突然断裂，错动的地方。 2.震中：震源正上方的地面位置。 3.震源深度一震源到震中的距离。 浅源地震—震源深度300M(3%) 4.震中区：震中附近，震动最剧烈，破坏最严重地区。 5.震中距：地面上某点到震中的距离。 震源深度

 二、地震术语 the terms of earthquake 1.震源:地壳岩层发生突然断裂，错动的地方。 2.震中 :震源正上方的地面位置。 3.震源深度—震源到震中的距离。  浅源地震——震源深度＜60KM （85%） 中源地震——震源深度60~300KM （12%）  深源地震——震源深度＞300KM（3%） 4.震中区:震中附近,震动最剧烈,破坏最严重地区。 5.震中距 :地面上某点到震中的距离

◆三、构造地震的形成，分布 conformation earthquake causes distribution .形成原因 按照地质学上“板块构造学说”地球表面的岩石层 是由“欧亚板块”“美州板块”“非洲板块”“太平 洋板块”“澳州板块”和“南极板块”这六大板块和 若干小板块组成，由于它们的边界是相互制约的，所 以板块间必处于张伸、挤压、剪切状态，而造成这些 大板块的交界地区产生构造地震。 ·2.世界地震活动的分布 地震是一种随机现象，从统计的角度，地震的时空 分布呈现某种规律性。根据历史地震的分布和产生地 震的背景，可将地球上地震活动划分为：

 三、构造地震的形成，分布  conformation earthquake causes & distribution 1.形成原因 按照地质学上“板块构造学说”地球表面的岩石层 是由“欧亚板块”“美州板块”“非洲板块”“太平 洋板块”“澳州板块”和“南极板块”这六大板块和 若干小板块组成，由于它们的边界是相互制约的，所 以板块间必处于张伸、挤压、剪切状态，而造成这些 大板块的交界地区产生构造地震。  2.世界地震活动的分布  地震是一种随机现象，从统计的角度，地震的时空 分布呈现某种规律性。根据历史地震的分布和产生地 震的背景，可将地球上地震活动划分为：

A.环太平洋地震带： 沿南北美洲的西海岸至日本列岛，经我国台湾，菲律 宾，印尼，新几内亚，到新西兰，这一地震带活动性 最强，世界上75%地震发生在这一带上。 B.地中海南亚地震带： 从大西洋亚速尔群岛经意大利，土耳其，伊朗， 印度 北部，我国西南地区及印尼，与太平洋带相接。 3.我国地震分布情况 我国处于两大地震带之间，是一个多地震国家， 1)台湾以及西藏西南属于世界两大地震带。 2)其余地区较明显的西部强，东部弱的特点。 3)个别省份如浙江，江西很少发生地震，其它地 区都发生过不同程度破坏性地震

A.环太平洋地震带： 沿南北美洲的西海岸至日本列岛，经我国台湾，菲律 宾，印尼，新几内亚，到新西兰，这一地震带活动性 最强，世界上75%地震发生在这一带上。 B.地中海南亚地震带： 从大西洋亚速尔群岛经意大利，土耳其，伊朗，印度 北部，我国西南地区及印尼，与太平洋带相接。 3．我国地震分布情况 我国处于两大地震带之间，是一个多地震国家， 1）台湾以及西藏西南属于世界两大地震带。 2）其余地区较明显的西部强，东部弱的特点。 3）个别省份如浙江，江西很少发生地震，其它地 区都发生过不同程度破坏性地震

§1-2 地震波。震级及地震烈度 the seismic waves,grade and intensity 一，地震波 地震引起的振动以波的形式从震源向各个方面传播 并释放能量。它包含在： 体波一地球内部传播。 面波一—只限于在地面附近传播。 1. 体波：体波又包括纵波和横波。 1)纵波(P波)compression waves 介质质点的振动方与波前进方向一致可称压缩波， 或疏密波特点：周期短，振幅小，波速快，衰减也快， 引起地面沿垂直方向振动在固体、液体里都能传播。 E(1-4 Vp(1+)1-24)

 §1-2 地震波.震级及地震烈度  the seismic waves, grade and intensity  一.地震波.  地震引起的振动以波的形式从震源向各个方面传播 并释放能量。它包含在:  体波——地球内部传播。  面波—只限于在地面附近传播。  1．体波:体波又包括纵波和横波。  1）纵波(P波)compression waves—  介质质点的振动方与波前进方向一致可称压缩波, 或疏密波特点:周期短,振幅小，波速快，衰减也快,  引起地面沿垂直方向振动在固体、液体里都能传播。 ( ) ( )( ) 1 1 1 2 P E V     − = + −

2)横波shear waves 一介质质点的振动方向与波的前进方向垂直。 特点：周期较长，振幅较大速慢，衰减也慢， 引起地面沿水平方向振动（前后左右摇晃）只能在 固体介质中传播。波速： E Vs =2p0+M) 2.面波(L波)surface waves 一在地球表面传播， 是体波经地层界面多次反射形成的次生波。 包括 瑞雷波(R波) 洛夫波(L波) 特点：介质质点振动方向复杂，周期更长， 振幅更大，波速比横波更慢，衰减 更慢，对建筑物影响比较大。造成 建筑物又颠又晃

2）横波shear waves —介质质点的振动方向与波的前进方向垂直。  特点：周期较长，振幅较大速慢，衰减也慢，  引起地面沿水平方向振动（前后左右摇晃）只能在 固体介质中传播。波速: ( )  E G VS = + = 2 1 2．面波（L波)surface waves -在地球表面传播, 是体波经地层界面多次反射形成的次生波。 包括 瑞雷波（R波） 洛夫波（L波) 特点：介质质点振动方向复杂,周期更长， 振幅更大，波速比横波更慢，衰减 更慢，对建筑物影响比较大。造成 建筑物又颠又晃

二.地震波主要特性在工程中的应用 the essential characteristic for applications about seismic waves 1,地震的加速度波形的最大幅值： ◆是描写地震地面运动强烈程度最直观参数，设计用反应 谱中的地震影响系数最大值0max0 2.地震加速度波形的频谱特征： 对不同的地基类型，同级地震，震中距相近时，周期 分量不同，利用这一概念，采用刚柔不同的体型，以减少 地震引起结构共振的可能性。 3.地震加速度波形的持续时间： 连续时间越长，则结构倒塌的可能性就越大

二.地震波主要特性在工程中的应用 the essential characteristic for applications about seismic waves 1．地震的加速度波形的最大幅值:  是描写地震地面运动强烈程度最直观参数，设计用反应 谱中的地震影响系数最大值αmax。 2．地震加速度波形的频谱特征： 对不同的地基类型，同级地震，震中距相近时，周期 分量不同,利用这一概念，采用刚柔不同的体型，以减少 地震引起结构共振的可能性。 3．地震加速度波形的持续时间: 连续时间越长，则结构倒塌的可能性就越大