建筑结构抗震第二章场地与地基.ppt

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第二章场地与地基2.1场地划分与场地区划场地划分与场地区划2.2地基抗震验算地基抗震验算2.3场地土的液化与抗液化措施场地土的液化与抗液化措施主要内容地震破坏作用地震破坏作用地震破坏作用地震破坏作用场地的震动作用和场地、地基的破坏作用。

场地的震动作用和场地、地基的破坏作用。

场地的地震动作用是指由于强烈地面运动引起场地的地震动作用是指由于强烈地面运动引起地面设施地面设施振动而产生的破坏作用。

振动而产生的破坏作用。

措施措施：

合理的进行抗震和减震设计和采取减震措施。

：

合理的进行抗震和减震设计和采取减震措施。

2.1场地划分与场地区划场地划分与场地区划场地和地基的破坏作用一般是指造成建筑破坏的场地和地基的破坏作用一般是指造成建筑破坏的直接原因是由于直接原因是由于场地和地基稳定性场地和地基稳定性引起的。

引起的。

2.1场地划分与场地区划场地划分与场地区划场地场地：

建筑物所在地，其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的范围建筑物所在地，其范围大体相当于厂区、居民点和自然村的范围地震类型、结构类型、地震类型、结构类型、下卧层的构成、覆盖层厚度下卧层的构成、覆盖层厚度2.1.1场地及其地震效应场地及其地震效应房屋倒塌率随土层厚度的增加而加大房屋倒塌率随土层厚度的增加而加大；比较而言，软弱场地上的建筑物震害一般重于坚硬场地比较而言，软弱场地上的建筑物震害一般重于坚硬场地影响建筑物震害的因素影响建筑物震害的因素:

19671967年委内瑞拉加拉加斯地震年委内瑞拉加拉加斯地震地震波通过覆盖地震波通过覆盖土层传向地表土层传向地表与土层固有周期相一致的一些频率与土层固有周期相一致的一些频率波群将被放大波群将被放大地震动的卓越周期地震动的卓越周期：

在振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期在振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期另一些频率波群将被衰减甚另一些频率波群将被衰减甚至被完全过滤掉至被完全过滤掉因此，地表地震动的因此，地表地震动的卓越周期卓越周期与与场地的场地的固有周期固有周期接近时接近时建筑物的振动会加大，相应地，震害也会加重建筑物的振动会加大，相应地，震害也会加重多层土的地震效应主要取决于三个基本因素：

多层土的地震效应主要取决于三个基本因素：

覆盖土层厚度覆盖土层厚度土层剪切波速土层剪切波速岩土阻抗比岩土阻抗比影响地震动的频谱特性影响地震动的频谱特性影响共振放大效应影响共振放大效应2.1.2场地土剪切波速场地土剪切波速场地土是指场地范围内深度在场地土是指场地范围内深度在20m左右的地基土。

一般用剪切波左右的地基土。

一般用剪切波速来反映场地土的软硬速来反映场地土的软硬土的类型划分和剪切波速范围土的类型划分和剪切波速范围10层和层和高度高度30m以下以下的的丙类建筑及丙类建筑及丁类建筑丁类建筑适用于：

适用于：

-由荷载试验等方法得到的地基土静承载力特征值由荷载试验等方法得到的地基土静承载力特征值淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，填土，流塑黄土软弱土稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂,可塑黄土,的粘性土和粉土,的填土中软土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，的粘性土和粉土，坚硬黄土中硬土稳定岩石，密实的碎石土坚硬土或岩石土层剪切波速范围（m/s）岩土名称和性状土的类型土层等效剪切波速土层等效剪切波速式中式中计算深度，计算深度，取覆盖层厚度和取覆盖层厚度和20m20m两者的较小值；两者的较小值；计算深度范围内土层的分层数；计算深度范围内土层的分层数；第第ii层土的剪切波速；层土的剪切波速；第第ii层土的厚度。

层土的厚度。

计算计算：

2.1.3覆盖层厚度覆盖层厚度原意原意：

从地表面至地下基岩面的距离从地表面至地下基岩面的距离工程上的判定：

工程上的判定：

当下部土层的剪切波速达到上部土层剪切波速的当下部土层的剪切波速达到上部土层剪切波速的2.5倍，且下部土层中倍，且下部土层中没有剪切波速小于没有剪切波速小于400m/s的岩土层时，该下部土层就可以近似看作基岩的岩土层时，该下部土层就可以近似看作基岩我国建筑抗震设计规范：

我国建筑抗震设计规范：

地下基岩或剪切波速大于地下基岩或剪切波速大于500m/s的坚硬土层至地表面的距离，称为的坚硬土层至地表面的距离，称为“覆盖层厚度覆盖层厚度”2.1.4场地的类别场地的类别场地类别确定根据：

土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度场地类别确定根据：

土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度适用于：

剪切波速随深度递增的一般情况适用于：

剪切波速随深度递增的一般情况当计算深度以下有明显的软弱土夹层时应适当提高场地类别当计算深度以下有明显的软弱土夹层时应适当提高场地类别15803153500等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场地地类类型型2.1.5发震断裂的影响发震断裂的影响断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活动有关。

动有关。

发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危险地段。

使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危险地段。

建设时应避开。

建设时应避开。

例题例题2-1已知某建筑场地的钻孔地质资料如下表已知某建筑场地的钻孔地质资料如下表2-3所示，试确定该场地的类别所示，试确定该场地的类别因为地表下因为地表下7.5m以下土层的以下土层的=520m/s500m/s,故故覆覆盖层厚度为盖层厚度为7.5m

（1）确定覆盖层厚度确定覆盖层厚度解解

（2）计算等效剪切波速，算等效剪切波速，有：

有：

查表得，表得，位于250500m/s之间，且故属于故属于类场地地5m,15803153500等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场地地类类型型已知某建筑场地的钻孔土层资已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建筑场料如表所示，试确定该建筑场地的类别。

地的类别。

层底深度层底深度（m）土层厚度土层厚度（m）土的名称土的名称剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥质粘土淤泥质粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥质粘土淤泥质粘土200632.9细砂细砂31069.56.5砾混粗砂砾混粗砂520解：

解：

（1）确定覆盖层厚度确定覆盖层厚度

（2）确定等效剪切波速确定等效剪切波速（3）确定建筑场地类别确定建筑场地类别属于属于类场地类场地例题例题2-215803153500等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场地地类类型型2.1.6场地区划场地区划城区范围内的场地类别区域划分（又称场地小区划）城区范围内的场地类别区域划分（又称场地小区划）设防地震动参数区划设防地震动参数区划场地地面破坏潜势区划等场地地面破坏潜势区划等场地设计地震动的区域划分给出的结果：

场地设计地震动的区域划分给出的结果：

场地区划的基本方法与过程：

场地区划的基本方法与过程：

收集城区范围内的工程地质、水文地质、地震地质资料收集城区范围内的工程地质、水文地质、地震地质资料作出所考虑区域的控制剖面图作出所考虑区域的控制剖面图按照钻孔地质资料统计，给出不同类别土的剪切波速随深度变化的经验关系按照钻孔地质资料统计，给出不同类别土的剪切波速随深度变化的经验关系计算控制点的浅层岩土（地表下计算控制点的浅层岩土（地表下20m20m）等效剪切波速，并决定各控制点覆盖层厚度）等效剪切波速，并决定各控制点覆盖层厚度根据等效剪切波速和覆盖层厚度对城区范围内的场地作出小区划分根据等效剪切波速和覆盖层厚度对城区范围内的场地作出小区划分适当进行补充的工程地质勘探和剪切波速测试工作适当进行补充的工程地质勘探和剪切波速测试工作场地固有周期场地固有周期TT的计算：

的计算：

（剪切波重复反射理论（剪切波重复反射理论）式中式中计算深度范围内土层的分层数；计算深度范围内土层的分层数；第第i层土的剪切波速；层土的剪切波速；第第i层土的厚度。

层土的厚度。

场地等效剪切波速等值线场地等效剪切波速等值线场地固有周期等值线场地固有周期等值线场场地地区区划划工作深入的场地区划还可以做出场地等效剪切波速等值线和工作深入的场地区划还可以做出场地等效剪切波速等值线和场地固有周期等值线。

场地固有周期等值线。

2.2地基抗震验算地基抗震验算地基地基：

建筑物基础下面受力层范围内的土层。

建筑物基础下面受力层范围内的土层。

松软土地基和不均匀地基：

松软土地基和不均匀地基：

2.2.1地基抗震设计原则地基抗震设计原则处理方法：

处理方法：

饱和的淤泥和淤泥质土饱和的淤泥和淤泥质土冲填土和杂填土冲填土和杂填土不均匀地基土不均匀地基土不能不加处理地直接不能不加处理地直接用作建筑物的天然地基用作建筑物的天然地基在地震区在地震区地基处理措施：

置换、加密、强夯等地基处理措施：

置换、加密、强夯等消除土的动力不稳定性消除土的动力不稳定性桩基等深基础桩基等深基础避开可能失效的地基对上部建筑的不利影响避开可能失效的地基对上部建筑的不利影响上上部结构的处理措施部结构的处理措施地基基础抗震设计地基基础抗震设计1）同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；2）同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；3）地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，宜加强基础的整体性和刚性；宜加强基础的整体性和刚性；4）根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能反映地基基础在不同阶段上的工作状态。

反映地基基础在不同阶段上的工作状态。

地基基础抗震设计是通过选择合理的基础体系和抗地基基础抗震设计是通过选择合理的基础体系和抗震验算来保证其抗震能力的。

震验算来保证其抗震能力的。

地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求一般土地基：

一般土地基：

建造于一般土质天然地基上的房屋遭遇地震时建造于一般土质天然地基上的房屋遭遇地震时极少有因地基强度不足或较大沉陷导致的上部结构破坏极少有因地基强度不足或较大沉陷导致的上部结构破坏可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的地基：

可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的地基：

（1）砌体房屋砌体房屋

（2）地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：

地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：

1）一般的单层厂房和单层空旷房屋；一般的单层厂房和单层空旷房屋；2）不超过不超过8层且高度在层且高度在25m以下的一般民用框架房屋；以下的一般民用框架房屋；3）基础荷载与基础荷载与2）项相当的多层框架厂房。

项相当的多层框架厂房。

（3）规范中规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。

规范中规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。

地裂危害的防治地裂危害的防治软弱场地土上的建筑物，当基本烈度为软弱场地土上的建筑物，当基本烈度为7度以上时度以上时中软场地土上的建筑物，当基本烈度为中软场地土上的建筑物，当基本烈度为9度时度时砖结构房屋砖结构房屋在承重砖墙的基础内设置现浇钢筋混凝土圈梁在承重砖墙的基础内设置现浇钢筋混凝土圈梁防地裂措施防地裂措施:

单层钢筋混凝土柱厂房单层钢筋混凝土柱厂房沿外墙一圈设置现浇整体基础墙梁沿外墙一圈设置现浇整体基础墙梁或有现浇接头的装配整体式基础墙梁或有现浇接头的装配整体式基础墙梁应采取防地裂措施的情况应采取防地裂措施的情况2.2.2地基土抗震承载力地基土抗震承载力天然地基抗震验算时，地基土的抗震承载力按下式计算天然地基抗震验算时，地基土的抗震承载力按下式计算：

调整后的地基土抗震承载力；调整后的地基土抗震承载力；地基土抗震调整系数，按下表采用；地基土抗震调整系数，按下表采用；深宽