湖南大学第二章 场地与地基基础2-2 地基抗震验算

• (1)确定地震作用下地基土的承载力： • 采用在地基静承载力设计值基础上乘以抗震调整系数来
计算
faEa fa
• 地震作用下一般土的动强度高于静强度。 • 地震作用下地基的可靠度可比静力荷载下有所降低。
2.天然地基抗震验算
• (2)上部荷载效应应采用地震作用效应标准组合，即各作 用分项系数均取1.0的组合。
覆盖层厚度
• 场地覆盖层厚度：
• ①一般指的是地面至坚硬土顶面的距离。
• 坚硬土通常是指剪切波速大于500m/s的土层和岩石；
• ②但当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土 剪切波速2.5倍的土层，且下卧岩层的剪切波速均 不小于400m/s时，也可按该层土顶面至地面的距 离作为覆盖层厚度。
• 注：剪切波速均大于500m/s的孤石、透镜体不计，火山 岩硬夹层不计厚度。
• 土层越厚，震害越严重
等效剪切波速
• 当土层物理力学指标明显不同时（分层）， 可采用等效剪切波速
• 等效剪切波速以剪切波在地面至计算深度 各层土中的传播的时间不变的原则，来定 义的土层平均剪切波速：
•
vse d0 / t
t di / vsi 源自d0─剪切波速的计算深度,取覆盖层厚度和20m 两者的较小值
力。
2.天然地基抗震验算
• (4)地基稳定性要求： • 高宽比大于4的高层建筑，在地震作用下
• 在坚硬地基上，柔性结构表现较好，而刚性结 构表现不一，有好有坏；建筑物的破坏通常是 因结构破坏而产生；
• 总体来说，在软弱地基上的破坏比坚硬地基上 的破坏要严重。
1.建筑地段类别的划分
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规定：选择建筑 场地时,应按规定划分对建筑抗震有利、不利和危险的地段。

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：
vse d0 t
(2.1)
n
t (di vsi ) i 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；
解释： 类共振现象 u 场地覆盖土层的自振周期（固有周期、卓越周期）。 u 覆盖土层将地震波中同周期的分量放大。 u 当建筑物的固有周期与卓越周期相近时，结构的地震反应 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
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。
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

• 场地土的刚性一般用土的剪切波速表示。
2 场地、地基与基础
场地覆盖层厚度的确定
建 • 1)一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m／s的 筑 坚硬土层或岩层顶面的距离确定。 抗 • 2)当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波 震 速2．5倍的土层，且其下卧土层的剪切波速均不小于 设 400m／s时，可按地面至该土层顶面的距离确定。 计 • 3)场地土剪切波速大于500m／s的孤石和硬土透镜体
2 场地、地基与基础
场地类别划分 场地类别根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度分为4类。
建 筑
场地类别划分的目的和作用
抗 • 为了考虑场地条件对设计反应谱的影响，通常的做法
震
是将场地按某些指标和描述划分为若干类，以便采取
设
合理的设计参数和有关的抗震构造措施。
计 • 场地分类的目的:
•
确定不同场地上设计反应谱;
第i层土的厚度(m)；
• n----计算深度范围内土层的分层 数目；
计
• vsi----计算深度范围内，第i层土
的剪切波速（m/s ）；
2 场地、地基与基础
场地土的类型划分
• 注： fak 为地基土静承载力标准值(kPa)
建
土的 土层剪切
筑
类型 波速（m/s）
岩土名称和性状
抗
坚硬
vs>500
稳定岩石，密实的碎石土
土
fak <130的填土，流塑黄土
2 场地、地基与基础
2.1地震时地面运动特性
• 场地的卓越周期： 指地表振动的频度—周期关系曲线
建
上频度最大值对应的周期。
筑 • 基岩上的覆盖层越厚，场地的卓越周期越长。

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2.1 场 地
2.1.1 建筑场地的选用 场地是指范围相当于厂区、居民点和自然村或平面 面积不小于0.5km2，具有相似的反应谱特征的工程群体 所在地。场地震害主要为滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥 石流、断层、地表错位以及砂土液化和震陷等。 表2.1按场地对建筑抗震有利、不利和危险的情况进 行了分类。
第2章 场地、地基和基础 工程结构抗震设计
本章要点 本章系统地介绍场地、地基和基础。场 地分为对建筑抗震有利、不利和危险地段。按土层等效 剪切波速和场地覆盖层厚度，建筑场地划分为四类。讨 论了天然地基和基础的抗震验算、液化土的判别及抗震 措施、桩基础的抗震验算。此外，介绍了地震动的特性 和地震动主动土压力等问题。
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2.1.2 建筑场地的类别 场地土是指场地范围内的地基土。震害调查和对场 地土输入地震波的动态分析表明，影响地表震动的主要 因素有两个，其一是场地土的刚度，其二是场地覆盖土 层厚度。震害调查表明，土质愈软，覆盖土层愈厚，建 筑物震害愈重。 土的软硬一般用土的剪切波速vs表示。因此，《规 范》采用了以平均剪切波速和覆盖层厚度为评定指标来 划分场地类别的双参数分类法。
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2.3.1 可不进行验算的范围 我国多次强烈地震的震害表明，在遭受破坏的建筑 中，因地基失效导致的破坏较上部结构在地震作用下的 破坏为少。而遭受破坏的地基主要由饱和松砂、软弱粘 性土和成因岩性状态严重不均匀的土层组成。大量的一 般天然地基都具有较好的抗震性能。因此，《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一 般单层厂房，单层空旷房屋和8层、高度25m以下的一 般民用框架房屋及与其基础荷载抗震验算的建筑。 以上规定中，软弱粘性土层指7度、8度和9度时， 地基土静承载力特征值分别小于80、100和120kPa的土 层。