《场地和地基》PPT课件

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1、第二章场地、地基和基础2.1概述一、地震的破坏作用要正确地进行抗震设计，必须对建筑的震害有所了解。虽然迄今为止有很多地震的破坏现象还不能科学地加以解释和防止，但是从震害中吸取经验教训，减少设计错误，一直是改善建筑结构抗震设计的主要方法。根据以往震害经验，导致建筑破坏的直接原因分以下三种：1、地面变形：由于地震引起建筑所在场地产生滑坡、地陷、地裂或错位等地面大变形，对其上部建筑物形成直接危害造成建筑物的破坏。2、地基失效：地震引起建筑场地的沙土液化、软土震陷等造成地基失效，致使上部建筑发生破坏。3、建筑振动：在地震地面运动的激发下，建筑物产生剧烈的振动

2、，在振动过程中，由于结构的强度不足、变形过大、接连不牢、构件失稳或整体倾覆等因素造成建筑破坏。不论何种情况，场地和地基的土层条件对建筑的震害都有直接影响，表层地基的大变形或失效导致建筑结构的破坏，与地基的强度有关，其对于不同层数的建筑产生的震害是相同的。而地震波在不同的表土层中传播性不同，使上部建筑物产生不同的地震反应，引起建筑结构的振动也不同。对于地面变形和地基失效的影响，一般采取选择有利场地和地基处理等方法，减少或防止对上部建筑的破坏影响；而场地土对上部建筑振动的影响，在设计中还需要考虑结构自身的振动及其动力特性的问题。所以，建筑的破坏状态和破坏

3、程度，一方面取决于地震的特性，另一方面还取决于结构本身的力学特性。建筑物破坏规律柔性结构刚性结构软弱地基易遭破坏表现较好坚硬地基表现较好表现不一从破坏性质来看，在坚硬地基上，建筑物的破坏通常是由于结构破坏所造成。在软弱地基上，则有时是由于结构破坏、有时是由于地基破坏。从总的破坏表现来看，在软弱地基上比在坚硬地基上更为严重。在强烈地震作用下，场地土对结构反应影响之所以复杂，其原因是：地震地面运动的大小和特征受到局部土质条件的影响。不同的地基土质其地震反应是不一样的，地震时建筑物和地基土作为统一的整体而互相影响，即所谓土—结构相互作用，使建筑物地基的运动

4、规律有所不同。地基土在地震作用下，其物理力学性质由于动力效应发生变化，常常使软弱土上的建筑物遭到破坏。我国在制定抗震规范时，认为场地的地震影响是建筑场地工程地质条件（地质构造、地基、地基土类别等）对建筑物的综合影响，而且每一因素的影响各不相同，应该区别对待。因而将建筑场地区分为对抗震有利和不利条件。从而选择对抗震有利的地段，同时考虑场地和结构特征这两种因素，确定地震作用和抗震构造措施，对地基失效问题，则采用地基处理的办法解决。二、场地、地基、基础问题在抗震设计与非抗震设计时的区别共同点：都要虑支承上部结构的基础在传递荷载时其承载力和沉降量方面是否满足

5、设计要求抗震设计时还要考虑地震时场地的动力效应对地基的影响、场地和地基对结构的地震作用的影响。1、首先要了解地震时地震波在场地土层传播时有哪些变化，具有哪些特性。2、其次是地面运动的特性对建筑物有怎样的影响，上部结构的破坏仅仅是由于地震作用引起的，还是由于地基失效造成的，或者是两者的综合。3、从地基是否失效考虑，划分了三类地段，采用三种不同的方针:宜选有利地段，避开不利地段，不选危险地段。4、地震时由于地基失效造成建筑物的震害，主要是软弱土、不均匀沉降和砂土液化，其中砂土液化是研究的重点，主要讨论的问题是砂土液化的条件、液化的危害性、根据不同的液化危

6、害程度选择不同的抗液化措施。5、当地基设计合理时，有利地段上的建筑物，其震害绝大多数是由于上部结构受地震作用而造成的，由此应考虑不同的场地(包括场地土类别、覆盖层厚度)对地震作用的影响。上述各个问题有些内容是相关联的，是有机整体的一部分。总的说明场地选择对建筑抗震设计是重要的组成部分。只有在选择抗震有利的场地条件下，并注意了防止和避免地基失效措施，才能考虑各类场地对地震作用的影响进行上部结构抗震分析。2.2地震地面运动特性场地的地面运动性质是随震源机制、震中距离和传播途径中土层的性质不同而变化。作为建筑结构的抗震设计来说，一个场地的地震地面运动是抗震

7、设计的前提和依据。不同特性的地震动对建筑物的影响和破坏作用是不一样的，但从现有科学水平很难预估将会发生的实际的地震大小，相应也就很难预估设计建筑所在场地的地面运动情况。所以，只能根据历次地震的震害教训以及取得的强震记录，考虑对建筑物破坏的影响，对地震地面运动的特性进行研究分析。一、场地土的卓越周期（场地土固有周期）许多震害现象表明，场地的周期特性对建筑物震害的程度有重要的影响例：1970年3月28日，土耳其格迪兹(Gediz)地震中，某工厂钢砼结构(强度足够符合规范，T=1.255)倒塌，同一场地上相近建筑，T=0.55、T=2.55的建筑都没坏。震

8、后分析，在T=1.25处有明显的最大反应，故类共振引起破坏。场地土固有周期就是它的自振周期。一般多采用剪切型