抗震建筑课件.ppt

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1、抗震建筑抗震建筑一 地震相关知识二 影响建筑抗震水平的几个因素三 著名防震建筑分析四 中外抗震建筑分析对比一一 地震相关知识地震相关知识 地震（地震（earthquakeearthquake）又称地动、地振动，是地壳）又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。全球每年发生地震约五百五波的一种自然现象。全球每年发生地震约五百五十万次。地震常常造成严重人员伤亡，能引起火十万次。地震常常造成严重人员伤亡，能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散，还可能造成海啸、滑

2、坡、崩塌、地裂缝等次散，还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。生灾害。抗震建筑抗震建筑抗震建筑，是指在抗震设防烈度为6度及以上地区必须进行抗震设计建筑。从全球的重大地震灾害调查中可以发现，95%以上的人命伤亡都是因为建筑物受损或倒塌所引致的。探讨建筑物于地震中受损倒塌的原因，并加以防范，从工程上建造经得起强震的抗震建筑是减少地震灾害最直接、最有效的方法。提高建筑物抗震性能，是提高城市综合防御能力的主要措施之一，同时也是防震减灾工作中一项“抗”的主要任务1.建筑的抗震设防标准 国家根据地震发生的可能性和震害的严重性确定各地区基本设防烈度，这是各地区抗震设计的基本参数，主要代表地面加速度的

3、大小。对具体房屋，需要结合建筑使用功能的重要性确定建筑的抗震设防标准，即确定设计烈度和抗震等级。对一般建筑，设计烈度就是本地区设防烈度。设计烈度愈高，抗震能力愈强，但建筑造价也愈高。2.合理的抗震设计抗震设计就是要选择合适的结构形式，确定合理的抗震措施，保证结构的抗震性能，确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。所谓中震，指设防烈度，小震比中震小约1.55度，而大震则比中震增加约1度。合理的抗震设计主要基于先进的抗震理念、系统的分析计算和恰当的抗震措施。既要注意控制抗震指标如轴压比、相对变形等，又要采取合适的抗震构造措施。3.施工质量等其他因素加强施工质量监督，规范既有建筑的

4、使用管理是十分必要的。施工质量的优劣，对抗震性能有着极大的影响。同样的设计，施工质量的差异，会导致抗震性能的差别。所以提高房屋抗震性能，必须十分注意提高施工质量。中国古代抗震建筑设计与西方砖石结构建筑的与西方砖石结构建筑的“以刚克刚以刚克刚”不同，中国传统不同，中国传统的木结构建筑在抵抗地震冲击力时，采用的是的木结构建筑在抵抗地震冲击力时，采用的是“以柔克刚以柔克刚”的思维，通过种种巧妙的措施，其目标是以最小的代价，的思维，通过种种巧妙的措施，其目标是以最小的代价，将强大的自然破坏力消弥至最小程度。柔性的框架结将强大的自然破坏力消弥至最小程度。柔性的框架结构：墙倒屋不塌中国的传统木结构，具有框

5、架结构的种种构：墙倒屋不塌中国的传统木结构，具有框架结构的种种优越性，如优越性，如“墙倒屋不塌墙倒屋不塌”的功效，但其柔性的连接，又的功效，但其柔性的连接，又使得它具有相当的弹性和一定程度的自我恢复能力。在汶使得它具有相当的弹性和一定程度的自我恢复能力。在汶川大地震中，许多文物建筑的墙体均不同程度地受损，但川大地震中，许多文物建筑的墙体均不同程度地受损，但主体结构仍未倒塌，就是这种柔性框架结构抗震能力的表主体结构仍未倒塌，就是这种柔性框架结构抗震能力的表现。现。.l应县木塔始建于辽代清宁二年（公元辽代清宁二年（公元1056年），年），至今已历940多年现代抗震建筑美国：滚珠大楼台北台北101

6、大楼大楼 位于中华人民共和国台湾省台北市信义区的一栋摩天大楼。由建筑师李祖原设计，KTRT团队建造，是世界最高摩天大楼（不含天线）和目前全世界第二高的大楼（以建筑结构实际高度来计算）。高508公尺，地上101层，底下5层。大楼拥有总数达380支的基桩，八根巨柱。在巨柱内灌注每平方英寸承重1万磅的高性能混凝土，创岛内新纪录，一般建筑物的混凝土强度约为每平方英寸30006000磅，高雄东帝士大楼为8000磅。什么才是大楼抗震的利器？什么才是大楼抗震的利器？总数总数达达380380支的基桩是重要基础，这些支的基桩是重要基础，这些基桩平均长度有基桩平均长度有71 71米，打入岩盘米，打入岩盘的深度有的

7、深度有3333米，打进岩盘前先凿米，打进岩盘前先凿出洞来，基桩放进去时再灌入混出洞来，基桩放进去时再灌入混凝土固定，因此，为数众多的大凝土固定，因此，为数众多的大型基桩牢牢抓住地盘，已让大楼型基桩牢牢抓住地盘，已让大楼稳了一半。稳了一半。另一关键是大楼的八另一关键是大楼的八根巨柱，一般建筑的柱子约根巨柱，一般建筑的柱子约5050乘乘5050厘米粗，台北厘米粗，台北101101大楼的巨柱有大楼的巨柱有3 3乘乘2.42.4米粗，使用的钢板厚达米粗，使用的钢板厚达8 8厘厘米，和一般建筑的米，和一般建筑的2 23 3厘米相差厘米相差很大。很大。入岩的基桩、八大巨柱辅入岩的基桩、八大巨柱辅以每八层楼

8、的巨型桁架，撑住大以每八层楼的巨型桁架，撑住大楼不被地震和强风震歪、吹歪，楼不被地震和强风震歪、吹歪，整栋大楼属于巨大结构，可耐震整栋大楼属于巨大结构，可耐震度为度为6 6级（地动加速度为级（地动加速度为390gal390gal）四.中外抗震建筑对比日本建筑抗震浅析日本建筑抗震浅析3 3月月1111日下午，日本东北部海域发生里氏日下午，日本东北部海域发生里氏9 9级地震。地震引级地震。地震引起的高达起的高达1010米的大海啸吞没了日本东部沿海地区。在本次米的大海啸吞没了日本东部沿海地区。在本次强震中，虽然日本损失惨重，但由于地震本身而坍塌的房强震中，虽然日本损失惨重，但由于地震本身而坍塌的房屋

9、少之又少，人们惊异地看到日本的多层、中高层甚至高屋少之又少，人们惊异地看到日本的多层、中高层甚至高层建筑物居然完整地挺立着，很多房子虽然被汹涌的海浪层建筑物居然完整地挺立着，很多房子虽然被汹涌的海浪挪出很远，但全然没有散架。被毁的挪出很远，但全然没有散架。被毁的1.31.3万座房屋集中在岩万座房屋集中在岩手、福岛和宫城三个县的沿海地区，手、福岛和宫城三个县的沿海地区，95%95%以上是被海啸摧毁。以上是被海啸摧毁。在巨大的冲级中反思，作为我们，应该从中得到什么警示在巨大的冲级中反思，作为我们，应该从中得到什么警示和教训？而中国建筑的抗震能力如何？质量是否令人放心和教训？而中国建筑的抗震能力如何

10、？质量是否令人放心？非常值得我们深思。？非常值得我们深思。隔震装置1.隔震器：具有很高的竖向以及水平承载能力。如叠层橡胶支座，滑动支座。2.阻尼器：提高隔震支座的阻尼。如弹塑性阻尼器，干摩擦阻尼器，粘弹性阻尼器。3.复位装置：防止结构在微震风载作用下影响使用，以及使建筑物在大震后的及时复位。回弹滑动支座，螺旋弹簧支座。桥梁中使用的板式和铅芯橡胶支座图为应用了隔震基础的日本横滨路标塔大厦“局部浮力”的抗震系统为“局部日本开发了一种名浮力”的抗震系统，即在传统抗震构造基础上借助于水的浮力支撑整个建筑物。“局部浮力”系统在上层结构与地基之间设置贮水槽，建筑物受到水的浮力支撑，水的浮力承担建筑物大约一

11、半重量，既减轻了地基的承重负荷，又可以把隔震橡胶小型化，降低支撑构造部分的刚性，从而提高与地基间的绝缘性。地震发生时，由于浮力作用延长了固有振荡周期，即晃动一次所需时间，建筑物晃动的加速度得以降低。6到8层建筑物的固有周期最大可以达到5秒以上。并且，在城市海湾沿岸等地层柔软地带也可以获得较好抗震效果。此外，贮水槽内贮存的水在发生火灾时可用于灭火，地震发生后可作为临时生活用水。这一系统成本并不算高。以8层楼医院为例，成本比普通抗震系统高出大约2。2.耗能减震体系耗能减震体系是在结构物的某些部位采取一定的措施，以消耗地震传给结构的能量为目的的减震方法。原理：能量观点（地震传给建筑的能量一定，通过耗

12、能装置的耗能来减小结构的）损坏和动力学观点（增大结构阻尼，减小结构的动力反应）结构耗能装置耗能支撑（摩擦闸）粘弹性阻尼器质量泵木结构小型公寓楼钢结构住宅三，严格的建筑结构设计要求日本建筑基准法规定，日本的高层建筑必须能够抵御里氏级以上的强烈地震。一个建筑工程为获得开工许可，除了设计、施工图纸等文件外，还必须提交建筑抗震报告书建筑抗震报告书。这一报告书主要内容是，根据地震的不同强度，计算不同的建筑结构在地震中的受力大小，进而确定建筑的梁柱位置、承重以及施工中钢筋、混凝土的规格和配比。日本法律还规定，只有一级建筑师以上的人才能有资格编制抗震报告书，而且，报告书中的相关计算必须要使用国土交通省认可的

13、专用程序。普通的一个、层公寓楼，其抗震报告书动辄厚达两三百页。建筑抗震报告书必须经过相关部门或人员的检查，确认无误后才能开工。在日本许多高层公寓开始销售不久即告罄。一个重要因素是这些高层公寓多半与高层写字楼作了同等水平的抗震设计。结论结论抗震结构体系应符合下列各项要求抗震结构体系应符合下列各项要求:(1)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径(2)应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。(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)对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。抗震设计尽量做到建筑平面和立面规则、减少大悬挑和楼

14、板开洞、总质量小且沿平面和立面分布均匀、刚度柔并不出现凸变。中国抗震建筑的不足中国抗震建筑的不足我国抗震烈度标准太低我国抗震烈度标准太低设计不规范设计不规范 廉价空心砖成祸源廉价空心砖成祸源监管不力监管不力 存在豆腐渣工程存在豆腐渣工程设防要求低设防要求低抗震观念上忽视抗震观念上忽视工程质量不过关工程质量不过关由于中国目前综合国力和经济水平有由于中国目前综合国力和经济水平有限，因此中国抗震建筑水平明显与世限，因此中国抗震建筑水平明显与世界各国拉开了较大的距离，但随着经界各国拉开了较大的距离，但随着经济水平的飞速发展，中国在抗震建筑济水平的飞速发展，中国在抗震建筑方面也做出了卓越的贡献，在不久的

15、方面也做出了卓越的贡献，在不久的将来，中国有望跻身世界抗震建筑水将来，中国有望跻身世界抗震建筑水平先进国家的行列。平先进国家的行列。个人想法个人想法 中国的防震抗震事业在近几十年里的确有了中国的防震抗震事业在近几十年里的确有了巨大的飞跃，无论从监测预报，还是震灾预防以巨大的飞跃，无论从监测预报，还是震灾预防以及应急救援等方面都有卓越的成就，但还并没有及应急救援等方面都有卓越的成就，但还并没有达到世界先进水平。我们的灾后救援工作能让其达到世界先进水平。我们的灾后救援工作能让其他国家刮目相看，但建筑的抗震措施始终是一块他国家刮目相看，但建筑的抗震措施始终是一块短板。与其他国家相比，中国需要学习的还有很短板。与其他国家相比，中国需要学习的还有很多。无论是理论创新，还是科学实践，我们都必多。无论是理论创新，还是科学实践，我们都必须脚踏实并投入更多的精力，这需要我们土木人须脚踏实并投入更多的精力，这需要我们土木人不懈的努力。不懈的努力。谢谢大家观赏