工程结构抗震与防灾之场地地基和基础PPT

1、第二章工程结构抗震与防灾第 二 章 场地，地基和基础第二章 场地，地基和基础2-1 建筑场地选择二、对建筑抗震有利的地段 开阔平坦地带的坚硬场地土或密实均匀中硬场地土。 三、避开不利地形 尖状突出山嘴，孤立山包，台地边缘，陡坡，河岸边缘。 四、避开不利场地土质 软弱土，易液化土，故河道、断层、暗塘或半回填地基。一、对建筑抗震具有危险的地段 易崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流地段。五、不跨在两类土壤 即成因、岩性、状态明显不均匀的两类地质上。2-2 建筑场地类别的划分一. 场地土与场地覆盖层 （一）薄的场地覆盖层 场地覆盖层厚度是指地面至基岩面或剪切波速500m/s的坚硬土(等效基岩)顶面的距离。

2、 （二）场地土 场地土是指场地范围内的地基土，平面面积相当于一个标准足球场大小，深度一般取地面下15米。（三）场地地震动特征周期Tg 一个场地的地面运动，一般均存在一个破坏最强的主振周期Tg。如果建筑物的自振周期与Tg很接近，其的破坏程度就会因共振而加重二.建筑场地类型 （一）场地土类型宜按土层剪切波速VS划分 多层土VS根据各土层厚度用加权平均法 （二）丙、丁类建筑无剪切波速资料时，地基土类型按表2-2评定 。 （三）场地类别的确定方法及其对抗震设计的影响 根据场地土类别和场地覆盖层厚度划分，共分四类，表示为、。 （四）场地特征周期(卓越周期)Tg根据场地类别和震源影响(近震或远震)按抗震规

3、范查表。 场 地 特 征 周 期 Tg （S） （老规范GB11-89） 场地类别 近 、远震 IIIIIIIV近震0.200.300.400.65远震0.250.400.550.85场 地 特 征 周 期 Tg （S）（新规范GB50011-2001） 场地类别 设计地震分组 IIIIIIIV一（近震）0.250.350.450.65二（远震）0.300.400.550.75三（超远震）0.350.450.650.90三、场地土层的固有周期与 场地的地震效应 （一）场地土层的固有周期 采用剪切多质点系模型： 考虑地震剪切刚度Ki时应满足土的剪切应力应变关系：= V/A Gi 式中 V-作用在

4、厚度为h的土层上的最大剪力； A-土柱的截面积； 把第i层质量mi的一半加在一起，将质点i的质量Mi集中在两土层的界面上，即 Gi-第i层土的剪切模量； - 土层的最大剪应力； -剪力V作用下引起的位移。即i层土的剪切刚度为 （取 =1和A=1时剪力）场地土层的固有周期是通过对上述多层土剪切型质点系的自由振动而求解的。 对于单一土层：对于多层土（n层）：(H-覆盖层厚度)（ 、hi-i层土的剪切波速和土层厚度； n-土层总数）（二）场地的地震效应 因表面土的滤波作用，坚硬场地土地震动以短周期运动为主，而软弱场地土则以长周期为主。坚硬场地土的加速度A(g) 反应谱曲线的特征是短周期范围呈锐峰型，

5、软弱场地土地震动加速度反应谱曲线特性是长周期范围内呈为凸的缓丘型（图2-3） 2-3 天然地基的震害特 点及其抗震措施（自学） （一）高压缩性饱和软粘土和 强度较低的淤泥质土产生震陷； （二）杂填土、回填土和冲填土等地基易产生沉陷 （三）古河道、坡地等非匀质地基不均匀沉陷或地 二、天然地基的抗震措施 （一）软弱粘性土地基合理地选择地基容许承载力 受力层范围内存在软弱粘性土，采用桩基、加固等方法处理。 一、天然地基的震害特点 1 杂填土的土层较薄时， 可全部挖除再分层回填并压实 2 杂填土的土层较厚时，采用桩基、地基加固处理 （三）不均匀地基 详细的勘察，采取合理的结构布局和地基抗震措施（二）杂

6、填土地基（四）地基加固处理方法 换土垫层法、重锤实压法、 挤密桩法、强夯法等。 一、地基土抗震承载力调整系数s及期用途s为地基静承载力设计值fs的放大系数。 地基土抗震承载力设计值fSE=sfs原因：（一）地震作用高应变速率； （二）短期效应。 2-4地基基础抗震设计二、地基与基础抗震设计 (一)合理的基础埋深 (二)减小基础偏心 (三)加强基础整体性与刚性，如采用箱基或筏基等；三、高层建筑基础埋深的选择原则(一)满足地基强度要求下室，作为补偿性基础。 (三)高层建筑物宜设置地下室。 基础埋置深度，采用天然地基时，不宜小于楼房高度的1/12；采用桩基时，不宜小于楼房高度的1/15，桩的长度不计

7、入基础埋置深度内。(四)当基础落在基岩上时，埋置深度可根据工程具体情况确定，可不设地下室，应采用地锚等措施。四、防震缝设置原则及尺寸 （一）防震缝设置原则1、尽量不设防震缝及其他变形缝(伸缩缝、沉降缝)。2、当需要设缝时，应将高层建筑划分为独立的结构单元。3、需要抗震设防的建筑，其伸缩缝、沉降缝应符合防震缝宽度要求。4、宜设置防震缝的情况： （1）结构平面尺寸过长或突出部分过长； （2）房屋有较大错层； （3）各部分结构的刚度或荷载相差悬 殊而又未采取有效措施； （4）地基土质不均匀，房屋各部分的 预计沉降量(包括地震时的沉陷)相 差过大，必须设置沉降缝时，应设防震缝。 1、防震缝的宽度，一般

8、不宜小于缝两侧楼房在较低楼房屋面高度上垂直于防震缝方向的两侧楼房侧移绝对值之和。 2、抗震规范规定的抗震缝宽度： （1）框架体系和框剪体系高度H15m时为70mm。 H超过该高度时，6、7、8、9度地震相应每增加5、4、3、2m宜加宽20mm。（二）防震缝宽度度确定方法 （2）全剪力墙结构取款的70； 也可参见高层规程表2.2.7一、地基土液化：土质粘结力小于水分产生震动颗粒悬浮即液化。二、液化危害（一）整体下沉； （二）局部下降产 生整体倾斜2-5地基土液化和抗液化措施三、场地土液化的判断方法（一）初步判断： 液化可能性CPL（Liquefication possibility） (1)dw：地下水位深度; (2)du：覆盖层厚度;见图2-6 (3)砂土比粉土CPL大，粉土比粘土CPL大 dw=const, du 液化可能CPL du=const, dw (水位), 液化可能CPL （二）标准贯入试验判别 当N63.5Ncr ， 液化 Ncr：临界值，式（2-19）