建筑结构抗震设计第2章场地、地基和基础

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1、第二章场地、地基和基础本章知识点1、场地2、天然地基与基础的抗震验算3、液化土与软土地基§2.1场地场地：建造建筑物的地方（大）。地基：建筑物范围内（小）。2.1.1场地的地震动效应场地的地震动作用是指由于强烈地面运动引起地面设施振动而产生的破坏作用。建筑物震害除与地震类型、结构类型等有关外，还与其下卧层的构成、场地土覆盖层厚度密切相关，不同场地上的建筑震害差异十分明显。一般认为，土质愈软，覆盖层愈厚，建筑物震害愈严重，反之愈轻。解释：类共振现象场地覆盖土层的自振周期（固有周期、卓越周期）。覆盖土层将地震波中同周期的分量放大。当建筑物的固有周期与卓越周期相近时，结构的地

2、震反应将增大。2.1.2场地土类型及场地覆盖层厚度1）场地土类型场地条件对建筑震害的主要影响因素是：1.场地土的刚度2.场地覆盖层厚度对于场地土类型的划分，应根据常规勘探资料，按其等效剪切波速vse或参照一般土性状描述来分类,其中vse应按下式计算：(2.1)(2.2)式中：vse——土层等效剪切波速(m/s)；d0——计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；t——剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；di——计算深度范围内第i土层的厚度(m)；vsi——计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)；n——计算深度范围内土层的分层数。当无实测剪切波速时，可根据岩

3、土名称和性状按表2.1划分场地土的类型，再利用当地经验在表2.1的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。表2.1土的类型划分和剪切波速范围注：fak为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa)；vs为岩土剪切波速。土的类型岩土名称和性状土层剪切波速范围(m/s)岩石坚硬、较硬且完整的岩石vs>800坚硬土或软质岩石破碎和较破碎的岩石或软和较软的岩石，密实的碎石土800≥vs>500中硬土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，fak>150的黏性土和粉土，坚硬黄土500≥vs>250中软土稍密的砾、粗、中砂，除松散外的细、粉砂，fak≤150的黏性土和粉土，f

4、ak>130的填土，可塑黄土250≥vs>150软弱土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的黏性土和粉土，fak≤130的填土，流塑黄土vs≤1502）场地覆盖层厚度对场地覆盖层厚度的定义：（1）绝对厚度，即从地表到地下基岩面的距离，也就是基岩的埋深；（2）相对厚度，即定义两相邻土层剪切波速比vs下/vs上大于某一定值的埋深为覆盖层厚度。2.1.3建筑场地类别按照表层土的剪切波速和场地覆盖层厚度两个因素，将建筑场地分为Ⅰ～Ⅳ四种类别，见表2.2所示：表2.2各类建筑场地的覆盖层厚度(m)注：表中vs系岩石的剪切波速。岩石的剪切波速或土的等效剪切波速(m/s)场地类别I0I

5、1ⅡⅢⅣvs>8000800≥vs>5000500≥vse>250<5≥5250≥vse>150<33~50>50vse≤150<33~1515~80>80【例2.1】已知某建筑场地的钻孔地质资料如表2.3所示，试判定该建筑场地类别。表2.3建筑场地的钻孔地质资料【解】(1)确定覆盖层厚度因为地表下7.5m以下土层的vs=520m/s>500m/s，故场地覆盖层厚度d0v=7.5m。(2)计算等效剪切波速因为场地覆盖层厚度小于20m，所以取土层计算深度d0＝7.5m，按式(2.1)和式(2.2)有：土层底部深度(m)岩土名称土层厚度(m)土层剪切波速(m/s)1.5杂填

6、土1.51803.5粉土2.02407.5细砂4.031015.5砾砂8.0520查表2.2，vse位于250～500之间，且d0v＞5m，故该建筑场地类别属于Ⅱ类。§2.2天然地基与基础的抗震验算2.2.1地基基础抗震设计的一般要求1）地基和基础的抗震设计应符合下列要求：①同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。②同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；当采用不同基础类型或基础埋深显著不同时，应根据地震时两部分地基基础的沉降差异，在基础、上部结构的相关部位采取相应措施。③地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时，应根据地震时地基不均匀沉降和其

7、他不利影响，采取相应的措施。2）可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的建筑：①《抗震规范》规定可不进行上部结构抗震验算的建筑；②地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑：a.一般的单层厂房和单层空旷房屋；b.砌体房屋；c.不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋；d.基础荷载与c项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。2.2.2天然地基的抗震能力1）基于地震的偶然性和短时性，地基承载力的安全系数可较静力承载力有所降低。2）动荷载作用下的土动力强度比静力强度有所提高。地基抗震承载力设计值采用静力承载力设计值