工程结构抗震教案-职称评审.docx

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1、工程修构扰裳锦程教案第一章绪论4学时授课内容、Ll地震根本知识；1.2地震震害地震的破坏作用根本要求:掌握地震的根本概念，地震的分类。掌握震级和烈度的概念。根本概念:震源：在地层构造运动中，由于发生比拟剧烈的破坏性变动，并从这里释放出大量的能量，从而引起地震的这个区域叫做。震中：震源在地面上的投影就是。震中距：震中与震源之间的距离叫做。等震线：在地面上，把地震烈度相同的地区以线连起来，这条线就叫。地震波：当岩层断裂错动或者其他原因引发地震时，地下积蓄的变形能量以波的形式释放，从震源向四周传播，这就是。地震烈度：地震烈度是指某一个地区、地面及房屋建筑等工程结构遭受到一次地震影响的强烈程度。由于各

2、地区所遭受到的地震影响程度不同，故一次地震对于不同的地区有多个地震烈度。根本烈度根本烈度是指某地区在今后一定时间内(一般指100年)，在一般场地条件下可能遭受的最大地震烈度。抗震设防烈度抗震设防烈度是按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。重点.地震波、震级和烈度的概念要点:L地震的分类地震按产生原因可分为：构造地震、火山地震和塌陷地震；按震源深浅分类：浅源地震、中源地震和深源地震。2.地震波、震级和烈度地震波按其在地壳传播的位置不同，分为体波和面波。体波又分为纵波和横波。地震的震级是衡量一次地震大小的尺度，用符号M表示。地震烈度、根本烈度和抗震设防烈度的区别。授课内容:L3工

3、程结构的抗震设防根本要求:熟练掌握抗震设计中的抗震设防思想及结构抗震概念设计的根本原那么。根本概念:地震动的振幅(amplitude)：可以是指地震动加速度、速度、位移三者之一的峰值、最大值或某种意义的有效值。频谱(spectrum)：但凡表示一次地震动中振幅和频率关系的曲线，统称为。地震工程中常用的频谱有三种：傅立叶谱、反响谱和功率谱。持时(duration)：地震动的持续时间。重点，抗震设防思想和抗震设计的根本原那么要点.L建筑结构的抗震设防建筑物按其重要程度不同，分为四类：甲类，乙类，丙类，丁类。现行建筑抗震设计标准(GB50Cm-2001)继续采用“三水准设防目标，两阶段设计步骤”的抗

4、震设计思想，三水准设防为按标准进行建筑抗震设计的设防目标，即所谓的“小震不坏，中震可修，大震不倒。1.1 筑结构抗震设计的一般要求(1)建筑场地的选择(2)地基和根底设计(3)选择有利于抗震的建筑平面和立面布置(4)选择合理的抗震结构体系(5)结构构件及连接(6)非结构构件(7)合理选用材料，保证施工质量第二章场地、地基和根底4学时授课内容、2.1工程地质条件对震害的影响1.2 场地1.3 地基及根底的抗震验算根本要求:掌握场地和场地上的概念，场地上和场地的分类。根本概念:场地：指建筑物所在地，通常场地范围可认为大体相当于一个厂区、居民小区或自然村。场地土：指场地下的岩石和土。重点、场地土和场

5、地的分类要点:对建筑物震害影响的主要场地因素是：场地上的刚性(即坚硬或密实程度)大小和场地覆盖层厚度(覆盖层厚度指从地面至坚硬场地土顶面的距离)O从地基变形角度来说，有地震作用时地基土的抗震承载力应该比地基土的静承载力大。授课内容、2.4地基土的液化2.5 地基抗震措施及处理2.6 桩基抗震验算根本要求:地基土的液化概念及影响液化的因素，液化的等级。了解可液化地基的抗震措施及处理，了解桩基抗震验算及验算原那么。根本概念:液化：地震引起的振动使得地下水位以下的饱和砂土或粉土趋于密实，孔隙水压力增高。在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的孔隙水压力来不及消散，使原先由土颗粒通过其接触点传递的压力(

6、亦称有效压力)减小；当有效压力完全消失时，砂土和粉土处于悬浮状态，形成有如“液体的现象，称为。重点、地基液化的概念要点:1.影响砂土液化的因素(1) 土层的地质年代(2) 土的组成和密实程度(3)液化土层的埋深(4)地下水位深度(5)地震烈度和持续时间2.地基抗液化措施(1)全部消除地基液化沉降的措施(2)局部消除地基液化沉降的措施(3)减轻液化影响的根底和上部结构处理措施第三章地震作用和结构抗震验算10学时授课内容、3.1概述3.2 单自由度弹性体系的地震反响分析3.3 单自由度弹性体系的水平地震作用及其反响谱根本要求:掌握单质点弹性体系水平地震反响运动方程的建立过程，掌握地震系数、动力系数

7、和地震影响系数的物理含义。根本概念:地震作用：地震使地面产生水平和竖向运动，地面上原先静止不动的质点受到地面运动的影响，产生相对于地面的运动，必然产生一个加速度，这个加速度与质点质量的乘积得到的惯性力就称为。单自由度体系：是指可以将结构参与振动的全部质量集中于一点，用无重量的弹性直杆支撑于地面上的结构。重点、单自由度体系运动微分方程的建立，加速度反响谱法的解题思路。难点:加速度反响谱法要点1.单自由度体系的运动微分方程的建立简化后的单质点弹性体系在地震作用下的运动微分方程式，它是一个常系数二阶非齐次微分方程：其解包含两局部：一个是方程对应的齐次式的通解，另一个是方程式的特解，前者代表自由振动，

8、后者代表强迫振动。(1)齐次方程在给定初始条件时的解答：(2)运动微分方程的特解：2 .我国采用的加速度反响谱法授课内容、3.4多自由度弹性体系地震反响分析的振型分解法根本要求:掌握两自由度体系自由振动的运动方程，自由度体系自振频率的求解过程根本概念:主振型：当体系按其自振频率振动时，两个质点的位移比值始终保持不变，这种特殊的振动形式通常称为。振型的正交性：是指在多自由度体系中，任意两个不同频率的主振型间，都存在着下述互相正交的性质。重点、难点:求解两自由度体系的自振频率、主振型并验证振型的正交性要点:L两自由度体系自由振动的运动方程3 .两自由度体系的自振频率4 .两自由度体系的自振频率的主

9、振型对应于x%2（，）= X12xH （0 X”“广工x22(z)X，2KI一叫2对应于02Z(=-1-l-X21()一勺25 .振型的正交性(1)振型关于质量矩阵的正交条件(2)振型关于刚度矩阵的正交条件6 .对于多自由度体系，各质点在地震作用下任一时刻的位移为：式中称为振型参与系数。授课内容、3.5多自由度体系的水平地震作用根本要求:掌握振型分解反响谱法和底部剪力法的解题步骤，两种方法的适用范围，掌握公式中各个物理量的含义，了解结构的地震扭转效应。重点振型分解反响谱法和底部剪力法难点:振型分解反响谱法和底部剪力法要点.1.振型分解反响谱法多自由度弹性体系的水平地震作用：7 .底部剪力法此法

10、是先计算出作用于结构的总水平地震作用，也就是作用于结构底部的剪力，然后将总水平地震作用按一定的规律分配给各质点。作用在第i质点上的水平地震作用可写成：结构底部总的剪力为：各层的水平地震作用为：授课内容:3.6结构的地震扭转效应3.7 地基与结构的相互作用3.8 竖向地震作用；根本要求:掌握楼层地震剪力调整的方法，何时需进行竖向地震作用的计算，及如何计算。重点、楼层地震剪力调整难点:竖向地震作用的计算要点:1.楼层地震剪力的调整标准规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：2.竖向地震作用的计算标准规定，对于烈度为8度和9度的大跨和长悬臂结构、烟囱和类似的高耸结构及9度时的高层

11、建筑等，需考虑竖向地震作用，及其与水平地震作用的不利组合。竖向地震作用的计算根据建筑结构的不同类型采用不同方法：对烟囱和类似的高耸结构，以及高层建筑可采用竖向反响谱法；而平板网架和大跨度结构采用静力法。（1）竖向反响谱法总竖向地震作用标准值为：第i质点上的竖向地震作用为：（2）静力法标准规定：对平板型网架屋盖、跨度24m的屋架、长悬臂及大跨度结构的竖向地震作用，其标准值为：授课内容、3.9结构地震反响的时程分析法；3.10建筑结构的抗震验算根本要求:了解时程分析法的全过程，熟悉建筑结构的抗震验算规定。重点、结构的抗震验算规定难点:时程分析法要点:L结构地震反响的时程分析法时程分析法是根据选定的

12、地震波和结构恢复力特性曲线，对动力方程进行直接积分，采用逐步积分法计算地震过程中每一瞬时结构的位移、速度和加速度反响，从而可观察到结构在地震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件逐步开裂、损坏直至结构倒塌的全过程。非线性时程分析中需要解决以下几个问题：1）确定结构的力学模型；2）确定结构或构件的恢复力模型；3）选择适宜的地震波记录；4）确定计算方法2.建筑结构的抗震验算（1）计算地震作用应考虑的原那么：1） 一般情况下，在两个主轴方向考虑地震作用；2）质量和刚度中心明显不重合的结构，应考虑扭转影响；3）有斜交的抗侧力结构，宜分别按各抗侧力结构方向考虑水平地震作用影响：4） 8度、9度时的大跨

13、，长悬臂结构，烟囱和类似高耸结构，9度时的高层建筑，应考虑竖向地震作用；5）底部剪力法适应高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比拟均匀的结构及近似于单质点体系的结构；（房屋高宽比H34的结构一般以剪切变形为主）6）振型分解反响谱法适用于除上述结构以外的一般建筑结构；7）特别不规那么的（结构）建筑、甲类建筑和表3.9所列的高层建筑，宜采用时程分析法。采用时程分析法，宜按烈度、设计地震分组（震中距）和场地类别选用不少于二组的实际强震记录和一组人工模拟的加速度时程曲线，得到的底部剪力不应小于按底部剪力法或振型分解反响谱法计算结果的80%。（2）结构构件的地震作用效应和其它荷载效应根

14、本组合，应按下式计算：（3）多遇地震作用下框架、层间弹性位移应符合下式条件：（4）罕遇地震下，以下结构应进行弹塑性变形验算：1） 8度HI、IV类场地和9度时高大的单层钢筋混凝土柱厂房；2） 79度时楼层屈服强度系数10.5的框架结构或底层框架破房；3）高度大于150m的钢结构；4）甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；5）采用隔震和消能减震设计的结构。第四章多层混合结构房屋抗震设计6学时授课内容、4.1震害分析；3） 2建筑布置与结构选型；根本要求:了解多层混合结构房屋的震害及原因，掌握砌体房屋的抗震设计内容。掌握结构布置和结构选型的规定。根本概念:多层砌体房屋：是指竖向承重构

15、件采用砌体墙片，而水平承重构件（楼、屋盖）采用钢筋混凝土或其他材料的混合结构房屋。底部框架砌体房屋：指底部一层或两层采用空间较大的框架（剪力墙）结构、上部为砌体结构的房屋；内框架砌体房屋：指外墙采用砌体墙、柱承重，内部为钢筋混凝土柱（单排或多排）承重的混合结构房屋。重点.砌体结构的合理建筑和结构布置，房屋总高度、总层数的限制。要点:1.砌体房屋的震害（1）多层砌体房屋的震害房屋倒塌；楼盖与屋盖的破坏；楼梯间破坏；纵横墙连接破坏；楼梯间破坏；楼盖与屋盖的破坏；附属构件的破坏。（2）底层框架砌体房屋的震害底层框架砌体房屋由于上部各纵横墙较密，不仅重量大，而且侧向刚度也大，而房屋底层承重结构为框架，其侧移刚度比上层小得多。这种刚度急剧变化，使结构在地震作用下，底层框架丧失承载力或因变形集中、位移过大而破坏。（3）内框架砌体房屋的震害内框架砌体房屋是砌体和钢筋混凝土两种不同材料的承重