PDF《建筑结构抗震设计》

建筑结构抗震设计 建筑工程学院

第三章 建筑场地、 地基与基础 1.

了解场地条件对建筑抗震的影响 2.掌握建筑场地类别的划分标准及其影响因素 3.能够根据地质钻孔资料确定建筑场地类别 4.掌握地基、基础抗震验算的原则以及天然地基 抗震承载力验算的方法 5.了解地基土液化的概念和液化的判别方法,熟悉 抗地基液化的措施 教学目的和要求 3.1 建筑场地 建筑场地(site):指建筑物所在地,在平面上大体相当 于厂区、住宅小区、自然村的范围. 建筑物所处场地的工程地质条件不同,地震时破坏程度往 往不同.因此有必要对建筑场地进行分类,针对不同的场 地类别,分别采用相应的地震动参数进行建筑物抗震设计. 3.1.1 场地土类型 场地土:指场地范围内的地基土. 研究表明,场地土质坚硬程度不同对场地地震动的大小有 显著影响. 场地土的坚硬程度,即 土层刚度 ,通过剪切波速的大 小来反映,场地土的地震剪切波速是场地土的重要地震动 参数,剪切波速是指地震波横波在土内的传播速度 . 《建筑抗震设计规范》GB50011-2010根据场地土层 剪切波速大小及范围,将场地土划分为五种类型. 3.1.2 场地类别

一、覆盖层厚度 覆盖层厚度:从理论上讲从地表面至地下基岩面的距离. 覆盖层厚度的大小直接影响场地的周期和加速度. 《建筑抗震设计规范》确定场地覆盖层厚度的原则: (1) 一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m・s-1且其下卧 各岩土的剪切波速均不小于500m・s-1的土层顶面的距离确定. (2) 当地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层剪切波速 2.5倍的土层,且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于 400m・s-1时,可按地面至该土层顶面的距离确定. (3) 剪切波速大于500m・s-1的孤石、透镜体,应视同周围土层. (4) 土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体,其厚度应从覆盖土 层中扣除.

二、土层等效剪切波速 不同土层剪切波速不同,故采用土层的等效剪切波速vse反 映各土层的平均刚度. ∑ = = = n i si i o se v d t t d v

1 ) / ( ;

/ Vs >

800 m/s 岩石

500 m/s <

Vs ≤800 m/s 坚硬土或软质岩石

250 m/s <

Vs ≤500 m/s 中硬土

150 m/s <

Vs ≤250 m/s 中软土 Vs≤150 m/s 软弱土 等效剪切波速 土层厚度 剪切波穿过土 层的时间 土的坚硬程度的判别方法: B、近似划分法:当无实测剪切波速时,可根据表3- 1土层的性状近似划分场地类别. A、实测剪切波速法:实测地面下20m(但不深于 覆盖层厚度)土层的等效剪切波速.

三、场地类别 《建筑抗震设计规范》根据场地土层的等效剪切波速和覆 盖层厚度将建筑场地划分为四类场地,其中Ⅰ类场地又分 为Ⅰ

0、Ⅰ1两个亚类,具体见表3-2. 建筑场地划分的目的:是在地震作用计算时根据不同的场 地条件,采用合理的计算参数. 3.2 地基与基础的抗震验算 根据《建筑抗震设计规范》规定,下列建筑可不进行天 然地基及基础的抗震承载力验算: (1)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:①一般的单层厂房和单层空旷房屋;

②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;

③基础荷载与②项相当的多层框架厂房和多层混凝 土抗震墙房屋.此处的软弱粘性土层指设防烈度为7度、 8度和9度时,地基承载力特征值分别小于80kPa、 100kPa和120kPa的土层. (3)本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑. 3.2.1抗震验算的一般原则 地基抗震承载力的计算,采用地基土静承载力特征值乘 以抗震承载力调整系数的方法. 3.2.2 天然地基基础抗震验算 a a aE f f ζ = 深宽修正后的地基承载力特征值,应按现行国家 标准《建筑地基基础设计规范》GB50007采用. ―― fa 地基抗震承载力调整系数,应按表3-4采用;