地基基础的抗震设计
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地基和基础的抗震设计地基和基础的抗震设计是建筑中非常重要的部分。
地震是一种地球内部能量释放的自然灾害,其破坏性可能对建筑物造成严重影响。
因此,合理的地基和基础抗震设计是确保建筑物在地震中能够更好地承受震动并减轻损害的关键。
首先,地基和基础的抗震设计需要考虑土壤的特性。
不同类型的土壤对震动的的传递和衰减能力不同,因此需要对土壤进行调查和测试,了解其动态特性。
常见的土壤类型包括粘土、砂土和岩石等。
通过对土层分析,了解土层的性质、密度、强度和抗震能力等,以便于合理选择地基和基础的设计方案。
其次,地基和基础的抗震设计需要根据建筑物的重量和结构特点进行合理计算和选择。
建筑物的自重和活载荷需要完全考虑,确保地基和基础具有足够的稳定性和承载能力。
此外,考虑建筑物的结构形式、高度和地震力分布等因素也是抗震设计的重要内容。
通常,采用深基础如桩基、扩展基础等可以提高整体的稳定性和抗震能力。
另外,地基和基础的抗震设计需要根据地震的特点进行设计。
地震是一种横波和纵波同时传播的振动波,其频率、强度和方向都会对建筑物的抗震能力产生影响。
因此,需要充分考虑地震徐变、位移需求和震动频率等因素,合理设计地基和基础的尺寸、形状和材料等。
最后,地基和基础的抗震设计还要考虑地震期间的能量耗散和阻尼措施。
地震能量释放后,建筑物需要有足够的耗能机制来吸收和分散震动能量,减轻地震破坏的程度。
常见的措施包括加设适当的防震支撑和阻尼器,增加结构的抗震性能,减少地震对建筑物的冲击力。
综上所述,地基和基础的抗震设计是建筑物抵御地震灾害的关键环节。
通过合理选择土壤类型、考虑建筑物特点、结合地震特点和采取合适的耗能措施等,可以有效提高建筑物的抗震能力,保障人身安全和建筑物的完整性。
因此,在建筑设计过程中,必须充分重视和合理规划地基和基础的抗震设计。
场地地基和基础抗震设计场地地基和基础抗震设计是建筑工程中非常重要的一环。
地基和基础是建筑物的重要组成部分,其稳定性直接关系到整个建筑物的安全性和稳定性。
在地震频发的地区尤其重要,因为抗震设计是保障建筑物在地震中不倒塌甚至不受损的关键。
场地地基的选择对基础的设计起着至关重要的作用。
在进行地基选择时,需要考虑多个因素,如场地的地质条件、土壤性质、地下水位、地震活动频率等。
合理的地基选择可以为基础的稳定性和抗震设计提供有力的支撑。
在地震设计中,一般采用的方法是按照设定的地震作用力进行计算和设计。
抗震设计需要考虑到建筑物的地震响应特性,并采取相应的设计措施来减少地震对建筑物的影响。
针对建筑物的形式、高度、用途等特点,抗震设计要根据建筑物的受力机理和承载力原理,选择适当的结构形式和支撑系统来提高建筑物的抗震能力。
基础抗震设计的主要目标是控制地震作用下地基的位移和扭转,从而减小地震对建筑物的破坏和损坏。
常见的基础抗震设计包括基础的型式、尺寸和布置、基础的配筋和钢筋的粘结等。
其中,基础的大小和配筋的均匀性是基础抗震设计的核心内容。
合理的基础抗震设计可以避免和减小地震作用对建筑物的影响,提高建筑物的抗震性能。
在实际工程中,基础抗震设计还需要制定相应的施工方案和施工方法。
特别是在复杂地质环境和特殊地质条件下,需要采取一些特殊的措施来加强地基和基础的抗震性能。
例如,在软土地基中可以采用加固方法,如振动加固、地下室压实、灌浆固结等。
在高盐碱土地区,则需要采取排水和土壤改良措施来提高地基和基础的稳定性和抗震性能。
总之,场地地基和基础抗震设计是建筑工程中非常重要的环节。
合理的地基选择和基础抗震设计可以有效提高建筑物的抗震能力,保障建筑物在地震中的安全性和稳定性。
因此,在进行建筑设计和施工时,必须充分考虑场地地基和基础的抗震性能,从而确保建筑物能够经受住地震的考验。
场地地基和基础抗震设计4.1 场地4.1.1选择建筑场地时,应按表4.1.1划分对建筑抗震有利、不利和危险的地段。
4.1.2建筑场地的类别划分,应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。
4.1.3土层剪切波速的测量,应符合下列要求:1 在场地初步勘察阶段,对大面积的同一地质单,测量土层剪切波速的钻孔数量,应为控制性钻孔数量的1/3~1/5,山间河谷地区可适量减少,但不宜少于3个。
2 在场地详细勘察阶段,对单幢建筑,测量土层剪切波速的钻孔数量不宜少于2个,数据变化较大,时可适量增加;对小区中处于同一地质单元的密集高层建筑群,测量土层剪切波速的钻孔数量可适量减少,但每幢高层建筑下不得少于一个。
3 对丁类建筑及层数不超过10层且高度不超过30m的丙类建筑,当无实测剪切波速时,可根据岩土名称和性状,按表 4.1.3划分土的类型,再利用当地经验在表4.1.3的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。
注:fak为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa):υs为岩土剪切波速。
4.1.4建筑场地覆盖层厚度的确定应,符合下列要求:1 一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s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相邻上层土剪切波速2.5倍的土层,且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s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4.1.5土层的等效剪切波速应按下列公式计算:式中υse-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);υsi-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。
4.1.6建筑的场地类别,应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表 4.1.6划分为四类。
如何进行桩基的抗震设计- 结构理论液化土在我国分布广泛,从东部沿海至西南、西北内陆地区均广泛存在。
可液化土场地的处理,对于我国的国民经济建设有着重要的意义,在我国对于可液化土通常有以下几种处理方法:换填垫层法、强夯法、砂石桩法等。
但以上几种方法在使用时均有各种限制,在实际工程中,对于中等以上液化的场地,我们通常采用桩基础,桩基础是由设置于岩土中的桩和与桩顶连接的承台共同组成的基础,是深基础中最常用的一种形式,它能较好地适应各种地质条件及各种荷载情况,具有承载力高、变形量小、抗液化等特点,特别是在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口码头等工程中得到了广泛的应用。
随着桩基工程的迅速发展和工程部门对于地震认识的不断加深,桩基础的抗震性能已经成为当今岩土地震工程的一个难点;而液化土中桩基的抗震设计更成为其中的热点。
一方面,由地基输入桩基的地震作用在有桩时比无桩时更难以准确估算,另一方面,桩在土中承受水平向地震作用时,其工作状态属于弹性地基梁或弹塑性地基梁取决于地基土在地震作用下的状态。
虽然到目前为止,国内外应用地震反应分析和桩、土、上部结构相互作用理论来解决桩基在液化土中的动力响应问题还远远未达到实用阶段,但在国内外的规范中对该问题存在一些简化的设计方法。
1 现行及历史各规范中液化土中桩基抗震计算方法1.1 现行规范综合法此法为《建筑抗震设计规范》中推荐的方法。
该法适用于存在液化土层的低承台桩基抗震验算。
根据液化土层是否分担承载力而分为两种情形考虑,取其中不利者作为桩基设计的依据,并且在桩的竖向和水平承载力计算中均考虑了液化影响折减系数,可以说是在两阶段法基础上考虑了折减系数法,代表了目前国内规范中关于液化土中桩基抗震设计的较全面的方法。
(1)桩承受全部地震作用,桩承载力按非液化土中桩基承载力取用,液化土水平抗力乘以折减系数。
因为地面加速度最大时刻出现在液化土的孔压比为小于1(常为0.5~0.6),此时土尚未充分液化,只是刚度比未液化时下降了好多,因此可对液化土的刚度作一折减,即使最大地震作用时刻土层已发生局部液化,考虑到液化的减震作用将使最大地震作用衰减,加上折减系数这个因子从而也得到了补偿。
地基基础的抗震设计
摘要:基于世界各地日益频繁的地震,在设计地基基础时考虑其抗震性,提高建筑物的抗震性能,把地震所带来的灾害降到最小程度,从而最大限度的保障了人们的生命和财产。
关键字:地震;地基;基础;抗震
abstract: based on all over the world increasingly frequent earthquake, this paper considered the earthquake resistance when designing foundation basis and improved the seismic performance of the building.so it can reduce the disaster to the minimum degree caused by the earthquake.at the same time it can provide maximum security for thepeople’s lives and property .
key word: earthquake; foundation; basis;
earthquake-resistance
中图分类号:p315 文献标识码:a 文章编号:
随着科技的发展,随着全球网络信息的普及,我们了解到,全世界能造成严重破坏的地震平均每年大约有十八次。
对于地震这种天灾人祸,我们无法避免,只能通过提高各种构造物的抗震性能,来尽量把灾害降到最小程度。
地震是由内力和外力地质作用引起的地壳震动现象,是一种难以把握的随机振动,其自身的复杂性和不确定性对于准确预测房屋遭遇的参数和特性无疑是现代建筑科技的挑战。
根据地震的成因,可
把地震分为构造地震、火山地震、陷落地震、激发地震。
关于构造地震,是由地壳的构造运动使岩层移动和断裂,将积累的大量能量释放出来,引起地壳的震动。
其特点是震动强烈,震动时间长,具有突发性和灾害性。
关于火山地震和陷落地震,这两种地震的震动强度不大,影响范围小,只要远离震源区,就不会造成严重的灾害。
关于激发地震,是由于人类活动引起的地震,例如修建的大型水库渗漏或深井注水等等,造成对发震结构的诱发,从而引发了地震。
随着社会的日益发展,各大城市的城区面积越来越拥挤,为了减轻城区的交通压力,只能向空中发展,各式各样的高楼大厦拔地而起。
为了能够保障人民生命财产的安全,必须考虑地基基础的抗震性能。
下面就关于地基基础的抗震设计来进行一些简单的阐述。
一、抗震设计的基本原则
1、首先要选择对抗震有利的场地和地质,合理规划,避免地震时发生次生灾害,其次是选择合理的抗震结构,保证结构的整体性和稳定性,减轻构造物的自重,降低构造物的重心,并保证施工质量,杜绝”豆腐渣”工程。
2、做好基础设计,将建筑物的底部的基础工程建得厚实,并将基础埋在深土中,这样周围的土层能起到限制作用。
适当地加大基础的埋深,可以增加土体的限制作用,减小构造物的震幅。
从而在地震发生时,基础的振幅就比较小,有效的减轻了灾害。
选择好的基础类型,加强整体性,减少震沉等,不仅是为了基础本身抗震的需要,而且可以减轻上部构造的震幅,从而减轻了震害。
3、加强基础和上部构造的整体性,对于上部构造,近年来,框架式结构已经取代了砖混结构和砌体结构,因为框架式对于结构的抗震性更有利。
对于基础,扩大基础面积,减小单位面积荷重,采用十字交叉基础,板式基础和箱形基础,这些都有利于基础的整体性。
二、一般地基的抗震验算
设计基础时,首先要选择地基基础的方案,对于一般地基,其实指的是天然地基,其特点是土层坚实,性质良好,地基承载力
f>150kpa,抗震性能良好。
在载荷组合中计入地震载荷。
考虑到地震载荷属于特殊载荷,作用时间短,地基承载力可按下面的公式进行调整:
fe=ζe f
式中fe ---- 提高后的地基土抗震承载力设计值(kpa)
f-----现行《建筑地基基础设计规范》规定并经过基础深宽修正的地基静承载力设计值(kpa)
ζe --- 地基土抗震承载力的提高系数
抗震承载力提高系数如表1所示。
表1抗震承载力提高系数ζe
岩土名称和状态ζe
岩石、密实碎石土、砾砂、粗砂、中砂、老粘性土,fk≧300kpa 的一般粘性土和粉土 1.5
中密、稍密碎石土、砾砂、粗砂、中砂,密实和中密的细砂、粉
砂,150kpa≦fk≦300kpa的一般粘性土和粉土 1.3
稍密细砂、粉砂,100kpa≦fk ≦150kpa的一般粘性土和粉土,新近沉积粘性土和粉土 1.1
淤泥,淤泥质土,松散砂土,填土,可液化土 1.0
对于建筑物而言,下列几种建筑可不进行天然地基和基础的抗震强度验算:
①砌体房屋,多层内框架砖房,低层框架砖房,水塔。
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
和单层空
房屋,不超过7层的民用框架房屋以及荷载相当的多层厂房。
③设计烈度为7度,8度且高度不超过100米的烟囱。
④《建筑抗震设计规范》规定可不进行上部结构抗震演算的建筑物。
三、不良地基的抗震设计
1、软弱粘性土地基,软弱粘性土的特点是压缩性大,抗剪强度小,承载力低,地震时产生的震沉很大,从而使震害更加严重。
《抗震设计规范》规定:建筑物地基的主要受力层范围内有软弱性土层,且设计烈度为7时,其地基承载力小于80kpa、设计烈度为8时,其地基承载力小于100kpa、设计烈度为9时,其地基承载力小于120kpa时,应该参照现行《地基基础设计规范》有关规定进行综合考虑,采取适当的抗震措施。
具体措施可考虑如下,增强结构的整体性和对称性,减轻载荷,加大基础的埋深,扩大基础的底面面积,
必要时可进行人工处理。
2、不均匀地基,指的是河道、暗藏沟坑的边缘地带,边坡上半挖半填上,成因、岩性或状态明显不均匀的岩层上,岩层和土层的交界地段以及河岸、山坡、海滨在基础一侧具有临空面的地带。
当地震发生时,其震害是产生不均匀沉降,引起建筑物的开裂、倾斜,在临空的地带可能引起边坡滑动,使建筑物倾斜倒塌,给人们的生命财产造成严重的威胁。
所以在地质勘查查明是不均匀地基,并且查明其范围和性质后,在地基基础设计时,要尽量避开不均匀的地段,填平残存的沟坑,并且要在沟渠处作坚实的支挡,人工加固地基。
3、饱和松砂与粉土地基,这种地基在地震发生时产生液化,使地基失去承载能力,导致建筑物倾倒,开裂等震害。
在地表下15
米范围内存在饱和砂层时,可用下面的公式来判定该地基在地震时是否可能液化。
ncr=n0[0.9 + 0.1(ds+dw)]√3/pc
式中ncr ---- 饱和土液化临界标准贯入捶击数
n0---- 饱和土液化判别的基准标准贯入捶击数
ds---- 饱和土标准贯入点深度,m
dw ---- 地下水位深度,m
pc ---- 粉土的粘粒含量百分率,当pc (%)<3时,取pc=3
如果液化,必须采取抗液化的措施。
采用桩基础时,桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度应按计算确定,对碎石土、砾、粗、
中砂、坚硬粘性土应不小于50厘米,其他非岩石土应不小于2米。
采用深基础时,基础底面埋入可液化深度以下稳定土层中的深度应不小于50厘米。
为了消除地基液化,强夯法和振冲法是比较有效的措施。
四、基础工程的抗震设计
为了避免震害,除了在地基设计中采取必要的措施外,基础工程设计也应当采用有利的抗震型式。
具体的抗震性基础有十字交叉基础、板式基础和箱型基础。
这三种基础能够承受比较大的上部荷载。
加强基础的整体性,扩大基础面积,减小单位面积荷重,对于抗震都很有利。
对于要穿过不良地基的基础,可采用桩基和石灰桩,以深层坚实土层作为持力层。
也可采用钢筋混凝土桩,必要时可打斜桩承受水平载荷。
结束语:
地震是一种突发式的自然灾害现象,从世界各国减轻地震灾害所采取的措施来看,主要有三条:一是加强地震预报,力争在地震发生前采取行动以减少损失;二是在设计和施工方面提高各类建筑物对地震的抵抗能力,包括对已建建筑进行抗震能力鉴定及加固;三是加强地震时应急指挥和救援工作。
我国是一个地震多发的国家,我们应尽最大限度的实现上面所讲的三条应对地震灾害的措施,实现高的安全防护水平,最大限度减少人民的生命财产损失。
参考文献:
[1]《建筑地基基础设计规范》,(gbj7-88),1988
[2]《建筑抗震设计规范》, 1988
[3]《地基与基础》,中国建筑工业出版社,1978.10。