第11章-地震区的地基基础讲义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,11,章 地震区的地基基础,11.1,地震概述,11.2,建筑物的设防分类、设防标准和目标,11.3,建筑场地类别与震害,11.4,土的动力特征,11.5,地基基础抗震设计,11.1,地震概述,地震：是内力地质作用和外力地质作用引起的地壳振动现象，它是地壳运动在某些阶段发生急剧变化的一种自然现象。,对建筑工程而言，地震是一种不良地质现象。,唐山地震造成建筑物破坏,11.1,地震概述,地震按其成因，主要可分四类：,构造地震,:,火山地震：,陷落地震：,诱发地震：,11.1,地震概述,一、地震成因：,构造地震：,由地壳的构造运动，使岩层移动和断裂，积累的大量能量释放出来，引起地壳运动，称为构造地震。,构造地震就是震源处地壳发生断裂，释放出强大的能量，引起四周岩土介质强烈振动，并以各种波的形式向四周传播，使远处岩上以及建筑在其上的建筑物也发生振动。,地震是一种严重的自然灾害，造成震害的程度决定于震级的大小，与震中的距离，岩土介质的性质以及建筑物的特点等。,11.1,地震概述,一、地震成因：,震动强烈，时间长，具有突发性与灾害性，影响范围广，世界上,90,以上的地震属于构造地震。,地震损失严重：,1976,年唐山大地震，死亡人数达,24.2,万人，直接经济损失达百亿元。,11.1,地震概述,构造地震特点：,一、地震成因：,火山地震,：,由火山活动引起的地震，称为火山地震。当高温的岩浆与炽热的气体从火山喷发出来时，也能也能引起地壳的振动。,这类地震占世界地震次数的,7,左右，多发生灾日本、意大利和印度。火山地震能量有限，强度不大，影响范围小。,11.1,地震概述,一、地震成因：,陷落地震,：,由于地下岩洞突然塌陷而引起的地震称为塌陷地震。,这类地震次数少，只占世界地震次数的,3,左右。陷落地震强度微弱，影响范围小。,诱发地震,：,由于人类活动破坏了地层原来的相对稳定性而引起地震，称为诱发地震。,例如进行核爆炸及小爆破工程、灾有活动性断裂构造的地区修建大型水库，以及往深井内高压注水等。,11.1,地震概述,一、地震成因：,二、,地震分布,我国地处世界两个最活跃的地震带，濒环太平洋地震带：位于太平洋沿岸，西部和西南部是地中海南亚地震带所经过的地区，是世界上的多地震国家。,地震在我国的主要活动区是：东北地区、华北地区、西北地区、西南地区、东南地区,11.1,地震概述,三、,震源、震中与地震波,震源：震源是地震发生的起始位置，断层开始破裂的地方,震中：震源上方正对着的地面称为震中。,震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区。,震源深度：震源垂直向上到地表的距离是震源深度。我们把地震发生在,60,公里以内的称为浅源地震，,60,300,公里为中源地震，,300,公里以上为深源地震。,11.1,地震概述,三、,地震波,（,a,）各种波的速度与振幅,（,a,）各种波的传播,11.1,地震概述,振动和波动：,质点在振动荷载的作用下，将围绕平衡位置往复运动，称为振动。,如果这个质点存在于连续介质之间，则质点的振动能量将传递给周围的介质，引起周围质点也跟着振动，并且在介质内向远处传播，这种现象称为波动。,在波动的过程中，振动中的介质并不在波动的传播方向产生位移，而只围绕自己的平衡位置振动。,地震波：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量。这种传播地震能量的波就是地震波。,三、,地震波,11.1,地震概述,1,体波,定义：体波是在地球内传播的地震波。,体波具有两种形式，即纵波（,P,波）和横波,(S,波,),。,纵波：纵波在传播过程中，其介质质点的振动方向与波前进方向一致，所以也称压缩波或疏密波。,横波：横波在传播时，其介质质点的振动与波的前进方向垂直，因此也称剪切波。横波的周期较长，振幅较大。,地震波可分为两类：,三、地震波,11.1,地震概述,1.,地震震级：是衡量地震本身强度的等级标准。作为衡量震源释放出能量大小的一种量度。,M,=logA,四、震级,11.1,地震概述,四、震级,由上表可知：震级每增加一级，能量约增加,32,倍，世界上已知最大震级为,8.9,级。最早出现的原子弹爆炸所释放的能量与,6,级地震相当；氢弹爆炸相当于,78,级地震，凡,7,级以上的浅源大地震，造成的灾害很大,11.1,地震概述,一般说来，地震按震级可分为,4,类：,微震、有感地震、微破坏地震、强烈地震,。,小于,2,级的地震，人们感觉不到，称为微震；,2,4,级地震，人们由感觉，叫做有感地震；,5,级以上地震就要引起不同程度的破坏，统称微破坏地震；,7,级以上的地震，则称为强烈地震。,四、震级,11.1,地震概述,定义：是衡量地震后果的一种度量，它表示受震动地区地面影响和破坏的强烈程度。,Notes,：,1,）地震烈度和震级为两个不同的含义，对于一次地震，震级只有一个，烈度则随着地点的不同而变化，因而可有若干个烈度。,2,）一般说来，距震中越远，地震影响越小，烈度越低；反之，距震中越近，地震影响越大，烈度越高。震中的烈度最高。,3,）各个国家地震烈度划分不同。,11.1,地震概述,五、烈度,地震烈度的定量,描述极其复杂,烈度,地震现象,1,2,度,人们一般没感觉，只有地震仪才能记录到,3,度,室内少数人感觉到轻微震动,4,5,度,人们有不同程度的感觉,6,度,人行不稳，器皿倾斜，房屋出现裂缝，少数受到坡坏,7,8,度,人立不住，大部分房屋遭到破坏，高大烟囱可以断裂，有时有喷砂冒水现象,9,10,度,房屋严重破坏，地表裂缝很多，湖泊水库中有大浪，部分铁轨弯曲、变形,11,12,度,房屋普遍倒坍，地面变形严重，造成巨大的自然灾害,地震烈度表,五、烈度,11.1,地震概述,我国的地震烈度表分为,12,度，如下表所示。,表：震中烈度与震级的大致对应关系,震级,2,3,4,5,6,7,8,8,震中,烈度,1,2,3,45,57,78,910,11,12,五,、,烈度,11.1,地震概述,几个概念,1,）基本烈度：一个地区今后一定时期（,100,年）内，一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度，称为基本烈度。,Notes:,由国家地震局规定，并已绘制了全国地震烈度区域图作为设计的依据。,五、烈度,11.1,地震概述,几个概念,11.2,建筑物的设防分类、设防标准和目标,一、建筑抗震设防分类,11.2,建筑物的设防分类、设防标准和目标,二、建筑抗震设防标准,11.2,建筑物的设防分类、设防标准和目标,三、建筑抗震设防目标,一、建筑场地及其震害,建筑地基的震害大小与场地土的性质及类别有密切关系。在地震区常可发现同一小区内的同类建筑物，有的震害较重，有的震害却较轻，两者的地震烈度可相差,12,度，即重灾区里有轻灾的“安全岛”，轻灾区中有重灾的“危险带”的烈度异常区，其主要原因是场地土的类型与场地类别不同造成的。,11.3,建筑场地类别与震害,建筑场地覆盖层厚度的确定，应符合下列规定：,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的,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,土层中的火山硬夹层，应视为刚体，其厚度从覆盖层中扣除。,一、建筑场地及其震害,11.3,建筑场地类别与震害,土层的等效剪切波速计算,一、建筑场地的类别,土层的等效剪切波速,计算深度，取覆盖层厚度和,20m,二者的较小值,剪切波在底面和计算深度之间的传播时间,计算深度内第,i,土层的厚度,计算深度内第,i,土层的剪切波速,计算深度内土层的分层数,11.3,建筑场地类别与震害,表 土的类型划分和剪切波速范围（,建筑抗震设计规范,（,GB50011-2001,）,Notes,：场地一般由多层土构成，只有单一性质场地土的情况是很少见的，因此一般地计算建筑场地计算深度内土层的等效剪切波速来划分,。,一、建筑场地及其震害,11.3,建筑场地类别与震害,例题：在抗震设防区，某建筑场地各土层的厚度及剪切波速如下：,一、建筑场地及其震害,11.3,建筑场地类别与震害,11.3,建筑场地类别与震害,解：,11.3,建筑场地类别与震害,一、建筑场地及其震害,11.3,建筑场地类别与震害,一、建筑场地及其震害,坚硬场地土、稳定岩石和,I,类场地是抗震最理想的地基，震害轻微；,中硬场地土和,类场地，为较好的抗震地基，震害较小；,软弱场地土和,类场地，震害最严重。,11.3,建筑场地类别与震害,一、建筑场地及其震害,振动液化是土动强度中的一个特殊问题。,液化是地震中经常发生的主要震害，危害很大。,例如我唐山地震时，发生液化的面积达,24000km2,。在液化区域内，由于地基丧失承载力，造成建筑物大量沉陷和例塌。所以近几十年来，它成为国内外土动力学界所致力研究的主要课题。,二、地基液化失效,11.3,建筑场地类别与震害,1,、地基液化的条件,地基发生液化，需同时符合下列三个条件：,（,1,）土质为疏松或稍密的粉砂、细砂或粉土；,（,2,）土层处于地下水位以下，成饱和状态,（,3,）遭遇大、中地震,地震时，在地震烈度比较高的地区往往发生喷水冒砂现象，这种现象就是地下砂土或粉土发生液化的宏观表现。砂土的液化机理可以用下图说明。,图 砂土液化机理,二、地基液化失效,11.3,建筑场地类别与震害,2,、地基液化的机理,假定砂土是一些均匀的圆球，排列如图中,a,所示。若震前处于松散状态，当受水平方向的振动荷载作用，颗粒要挤密，最终形成紧密的排列,。,二、地基液化失效,11.3,建筑场地类别与震害,在由松变密的过程中，如果土是饱和的，孔隙内充满水，且孔隙水在振动的短促期间内排不出去，就将出现从松到密的过渡阶段。,这时颗粒离开原来位置，而又末落到新的稳定位置上，与四周颗粒脱离接触，处于悬俘状态。这种情况下颗粒的自重，连同作用在颗粒上的荷载将全部由水承担。,二、地基液化失效,11.3,建筑场地类别与震害,图,b,中表示容器内装填饱和砂，并在砂中装一测压管。摇动容器，即可见测压管水位迅速上升。这种现象表明饱和砂中因振动出现超静孔隙水压力。根据有效应力原理，土的抗剪强度为；,二、地基液化失效,11.3,建筑场地类别与震害,显然，孔隙水压力增加，抗剪强度随之减小。如果振动强烈，孔隙水压力增长很快而又消散不了，则可能发展于,u,，导致,f,0,。这时，土颗粒完全悬浮于水中，成为粘滞流体、抗剪强度和抗剪刚度,G,几乎都等于零，土体处于流动状态，这就是液化现象，或称为,“,完全液化,”,。,广义的,“,液化,”,通常还包括振动时孔隙水压力升高而丧失部分强度的现象，有时也称为,“,部分液化,”,。,。,二、地基液化失效,11.3,建筑场地类别与震害,影响土发生液化的因素：影响因素很复杂，有内在因素和外在因素。,内在因素：主要有土的密实度、胶结程度、土的有效应力大小（与覆盖层厚度、液化土所在深度有关）、土渗透排水条件等。,外在因素：是作用的动荷载的大小、频率、持续时间等。,总之，使土的抗剪强度增大的影响因素可增大土的抗液化能力，反之将减少抗液化能力。土的动剪应力增大，土易液化，反之不易液化。一般说来，平均粒径,d,50,在,0.07,1.0mm,范围内的土易发生液化，这时因为这类土渗透排水条件较差，土的粘聚力低，内摩擦角小，抗剪强度小。,液化引起的主要危害：喷水冒砂，地基失效、土体滑塌和变形（多发生在坡地、堤坝边坡及滨海地带）。,二、地基液化失效,11.3,建筑场地类别与震害,二、地基液化失效,11.3,建筑场地类别与震害,3,、地基液化实例,二、地基液化失效,11.3,建筑场地类别与震害,3,、地基液化实例,三、软土地基震沉,11.3,建筑场地类别与震害,1,、地基震沉的原因,软土地基在地震时，地基中的剪应力增大，软土的结构受扰动，使土的抗剪强度降低，因此地基土被剪切破坏，土体向基础周边挤出，导致建筑物发生严重沉降，倾斜甚至破坏。,四、地震滑坡和地裂,11.3,建筑场地类别与震害,地震造成北川山体滑坡,四、地震滑坡和地裂,11.3,建筑场地类别与震害,地震造成都江堰附近山体滑坡,四、地震滑坡和地裂,11.3,建筑场地类别与震害,地震造成玉树地裂,四、地震滑坡和地裂,11.3,建筑场地类别与震害,地震造成日本九州地裂,11.4,土的动力特性,地基土体所受的动力作用，包括地震、机器振动、爆炸、打桩以及车辆行驶等、其中地震引起的振动，属于不规则的、低频的,15Hz,、有限次数的,1030,次脉冲衰减振动，但其振幅很大，造成工程的破坏最严重。爆炸机遇小，其他振动影响范围小。,振动对土体的力学影响为：,1.,土的强度降低；,2.,地基产生附加沉降；,3.,砂土与粉土产生液化；,4.,粘性土产生触变。,其根本原因为振动使土的抗剪性能下降。,一、振动对土的抗剪强度的影响,11.4,土的动力特性,仪器设备,为研究振动对土的强度影响，需要专门的振动三轴剪切仪，它的试验原理和施加静载的装置与一般静三轴仪大体相同。施加动载的装置有多种形式：电磁振动式、气动压力式，液压脉冲式和惯性力式等。,2.,砂土的抗剪强度,1,）振动使土的强度降低，,土的内摩察系数 的大小与振动的振幅、频率、振动加速度有关，一般随振动强度增大而降低。,（,1,）振幅大，强度低,（,2,）砂土的 随振动加速度增大而减小,一、振动对土的抗剪强度的影响,11.4,土的动力特性,一、振动对土的抗剪强度的影响,11.4,土的动力特性,2,）饱和砂土动三轴实验结果,土样在一定的静压力,3,下固结，在不排水条件下施加脉动应力,d,，,振动频率为,12Hz,。结论如下：,一、振动对土的抗剪强度的影响,11.4,土的动力特性,1,）砂土液化的主要影响因素；,1.,动应力,d,的大小与作用次数,N,；,2.,静侧压力,3,的大小；,3.,静最大与最小主应力的比值，,1,/,3,；,4.,砂土本身特性，相对密度,D,r,和平均粒径,d,50,。,2,）,引起土样破坏的动应力,d,，,与作用次数的对数,lg,N,，呈直线关系，,3,）砂土相对密度,D,r,与,d,关系：当,D,r,0.5,时，为曲线关系，,4,）在循环荷载作用下的破坏应力远小于静载下的破坏应力。,一、振动对土的抗剪强度的影响,11.4,土的动力特性,5,）相对密度相同，砾石的破坏动应力约为极细砂的,2,倍；夯实黏土约为极细砂的,3,倍。,6,）土的平均粒径,d,50,为一良好指标。,D,50,越大，则,d,越大。,粘性土的抗剪强度,通常粘性土的抗剪强度受震动的影响比沙土小，但对灵敏度高的软黏土例外,一、振动对土的抗剪强度的影响,11.4,土的动力特性,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,有时砂土或粉土受振，虽有孔隙水压力上升和抗剪强度降低的现象，但仍有一定的承载力，此种现象称为砂土或粉土液化。无论完全液化或部分液化，都可能危及地面建筑物，应进行防治。,饱和砂土与粉土是否会产生液化，取决于土本身的原始静应力状态及振动特性。通过大量地震调查与研究证明；土粒粗、级配好、密度大、排水条件好、静载大、振动时间短、振动强度低等因素，有利于抗液化的性能。,根据近年来对液化判别的研究经验，我国将液化分为,“,两步液化,”,，即初步判别和标准贯入判别。凡经过初步判别为不液化的或不考虑液化影响，可不进行第二步判别。,规范,4.3.1,指出：饱和砂土和饱和粉土（不含黄土）的液化判别和地基处理，,6,度时，一般情况下可不进行液化判别和处理，但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按,7,度的要求进行判别和处理，,7,9,度时，乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求进行判别和处理。,进行液化判别的土,规范,4.3.2,：存在饱和砂土和粉土（不包括黄土）的地基，除,6,度设防外，应进行液化判别；存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体情况采取相应的措施,。,进行液化判别的土。,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,1,初步判别,规范,4.3.3,饱和砂土或粉土（不含黄土），但符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或可不考虑液化影响：,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,1,初步判别,规范,4.3.3,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,1,初步判别,规范,4.3.3,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,例题：某建筑场地位于,8,度烈度区，场地土为砂土及粘土，自地表至,7m,为粘土，可塑状态，,7m,以下为松散砂土，地下水位埋深为,6m,，拟建建筑地基基础埋深为,2m,，场地处于全新世的一级阶地上，试按,建筑抗震设计规范,判断场地的液化性。,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,（,1,）土层时代晚于第四系晚更新世；,（,2,）液化层为砂土，可不考虑粉粒含量对液化的影响；,（,3,）按上覆非液化层厚度判别,；,(3.1),按上覆非液化层厚度判断：,查表得,8,度烈度区砂土的液化特征深度,d,0,为,8m,，,d,u,=7m,解,：,(3.2),按地下水位深度判断：,不满足！,不满足！,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,(3.1),按覆盖层层厚度和地下水位和判断,：,因此，可不考虑该场地的土液化影响,。,满足！,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,2,进一步判别,规范,4.3.4,：当初步判别认为需进一步进行液化判别时，应采用标准贯入试验判别地面下,15m,深度范围的液化；当采用桩基或埋深大于,5m,的深基础时，尚应判别,5,20m,范围内土的液化。当饱和土标准贯入锤击数（未经杆长修正）小于液化判别标准贯入锤击数临界值时，应判别为液化土。当有成熟经验时，尚可采用其他判别方法。,即：,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,2,进一步判别,(1),砂土,(2),粉土,(1),砂土,(2),粉土,液化判别标准贯入锤击数临界值计算：,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,(1),砂土,(2),粉土,(1),砂土,(2),粉土,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,目的：对液化可能造成的危害进行定量分析。,通常是根据液化指数来判分液化等级，以确定液化的危害程度。,规范,4.3.5,：对存在液化土层的地基，应探明各液化土层的深度和厚度，计算每个钻孔的液化指数后，并按下表综合划分液化等级。,Notes,：根据震害调查，液化土层越厚，层位越浅，标贯击数与临界标贯击数相比越小，即土越松散，液化危害越严重,。,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,液化指数的计算：,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,表,210,中的措施未考虑倾斜场地和严重不均匀可液化土层的影响。,表中,(,一,),表示全部消除地基液化沉降的措施，如采用桩基、深基础、深层处理至液化深度下界或挖除全部可液化土层等；,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,(,二,),表示部分消除地基液化沉降的措施，如加固或挖除部分可掖化土层等；,(,三,),表示基础结构和上部结构采取的构造措施，一般包括减小或适应建筑物不均匀沉降的各项措施；,(,四,),表示可不采取措施。,（一）、全部消除地基液化沉陷的措施，应符合下列要：,1,采用桩基时，桩端伸人液化深度以下稳定土层中的长度,(,不包括桩尖部分,),，应按计算确定，且对碎石土，砾、粗、中砂，坚硬粘性土和密实粉土尚不应小于,0.5m,，对其他非岩石土尚不应小于,1.5m,；,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,2,采用深基础时，基础底面埋人液化深度以下稳定土层中的深度，不应小于,0,5m,；,3,采用加密法,(,如振冲、振动加密、砂桩挤密、强夯等,),加固时，应处理至液化深度下界，且处理后土层的标准贯人锤击数的实测值，不宜大于相应的临界值；,4.,挖除全部液化土层,;,5,采用加密法或换土法处理时，在基础边缘以外的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的,1,2,且不小于基础宽度的,1,5,。,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,（二）、部分消除地基液化沉陷的措施，应符合下列要求：,1,处理深度应使处理后的地基液化指数减少，当判别深度为,15m,时，其值不宜大于,4,，当判别深度为,20m,时，其值不宜大于,5,；对独立基础与条形基础，尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基础宽度的较大值。,2,处理深度范围内，应挖除其液化土层或采用加密法加固，使处理后土层的标准贯人锤击数实测值不宜小于相应的临界值。,3,基础边缘以外的处理宽度与全部清除地基液化沉陷时的要求相同。,二、饱和砂土与粉土的振动液化,11.4,土的动力特性,（三）、减轻液化影响的基础和上部结构处理,，,可综合考虑采用下列各项措施：,1,选择合适的基础埋置深度；,2,调整基础底面积，减少基础偏心；,3,加强基础的整体性和刚性，如采用箱基、筏基或钢筋混凝土十字形基础，加设基础圈梁、基础系梁等；,4,减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝，避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等；,5.,管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。,11.4,土的动力特性,二、饱和砂土与粉土的振动液化,三、粘性土的触变现象,11.4,土的动力特性,定义,饱和粘性土在遭受外力扰动下，土的强度急剧降低，甚至发生流动；静置后，随时间的增长，强度又逐渐恢复的现象，称为触变性,11.4,土的动力特性,三、粘性土的触变现象,11.4,土的动力特性,四、砂土振动压密,11.4,土的动力特性,四、砂土振动压密,11.5,地基基础抗震设计,抗震设防的目标：,当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需要修理仍可以继续使用；,当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需要修理仍可继续适用；,当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致于倒塌或发生危及生命的严重破坏。,一、抗震设计基本原则,抗震设计执行“预防为主”方针,1,选择有利的建筑场地,参照地震烈度区划分资料结合地质调查和勘测，查明场地,土质条件、地质构造和地形特征，尽量选择有利地段，避开不利地段，而不得在危险地段进行建设。实践证明，在高烈度地区往往可以找到低烈度地点作为建筑场地，反之亦然，不可不慎。,规范,（,50011,2001,）,3.3.1,：选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效措施；不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。,11.5,地基基础抗震设计,一、抗震设计基本原则,1,选择有利的建筑场地,规范,（,50011,2001,）,3.3.2,：建筑场地为,类时，甲、乙类建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑应允许按本地区抗震烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，当抗震设防烈度为,6,度时应按本地区抗震要求采取抗震构造措施。,规范,（,50011,2001,）,3.3.2,：建筑场地为,、,类时，对设计基本地震加速度为,0.15g,、,0.30g,地区，除本规范另有规定外，宜分别按抗震设防烈度,8,度（,0.20g,）和烈度,9,度（,0.40g,）时各类建筑的要求采取抗震构造措施。,11.5,地基基础抗震设计,一、抗震设计基本原则,2,合理加大基础埋深,加大基础埋深，可以增加基础侧面土体对振动的抑制作用，从而减少建筑物的振幅，减轻震害。在条件允许时，可结合建造地下室以加深基础。地下室内也宜设置内横墙，并切实做好基槽的回填和夯实工作。,例如：唐山大地震后，唐山市各类地下人防建筑物都基本完好，未发生坍塌现象。开滦煤矿地下车库和一地下水电系统在震后仍可照常使用。,11.5,地基基础抗震设计,一、抗震设计基本原则,基础类型不同，产生的震害可能不同。,地震区的软土地基上应选择刚度大、整体性好的箱形基础和筏板基础，箱基与筏基能有效地调整与减轻震沉引起的不均匀沉降，从而减轻上部结构的破坏,对于内框架结构，柱下宜采用刚度较大的墙式条基。,在平面布置上，尽可能使基础连续而不间断。即使上部建筑设置防震缝，基础也不必留缝。,3,正确选择基础类型,11.5,地基基础抗震设计,一、抗震设计基本原则,4,加强建筑物整体性,加强基础与上部结构的整体作用可采用如下措施：,（,1,）对于一般砖混结构的防潮层可采用防水砂浆代替；,（,2,）在内外墙下地下室内地坪标高出加一道连续的闭合地梁；,（,3,）上部结构采用组合柱时，桩的下端应与地梁牢固连接。,（,4,）当地基土质较差时，还宜在基底配置构造筋,。,11.5,地基基础抗震设计,一、抗震设计基本原则,地基在受到振动时，其抗剪强度将降低，强度降低的大小与土的类型有关，密实的粗粒土和坚硬土影响小，松散的细粒土和软弱土影响较大，某些土可能发生液化和震陷。因此受动荷载或地震作用时，地基土承载力与静载是不同的。,根据有关资料分析，考虑土载有限次循环动力作用下，动强度一般较静强度略高；同时考虑地震荷载属于特殊荷载，作用的时间短，在地震作用下允许可靠度降低，因此可将抗力分项系数降低，承载力设计值提高。,11.5,地基基础抗震设计,一、抗震设计基本原则,1,建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算情况,规范,（,50011,2001,）,（,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：,一般的单层厂房和单层空旷房屋；,不超过,8,层且高度在,25m,以下的一般民用框架房屋；,基础荷载与,(2),项相当的多层框架厂房。,（,3,）本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。,11.5,地基基础抗震设计,二、天然地基抗震承载力,2,当不符合上述规定时，需进行天然地基基础抗震验算,规范,（,50011,2001,）,规范,（,50011,2001,）,4.2.2,：天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准组合，且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。,地基抗震承载力应按下式计算：,：,调整后的地基抗震承载力,地基抗震承载力调整系数，按下表采用。,深宽修正后的地基承载力特征值，按规范采用。,11.5,地基基础抗震设计,二、天然地基抗震承载力,地基抗震承载力调整系数,11.5,地基基础抗震设计,二、天然地基抗震承载力,规范,（,50011,2001,）,4.2.3,：验算天然地基地震作用下的竖向承载力时，按地震作用标准组合的基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下列各式要求：,11.5,地基基础抗震设计,二、天然地基抗震承载力,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,桩基,如软弱粘性土不厚时，桩基应穿过软弱土层，进入坚实土层适当的厚度。若软弱土层很厚，则设计经济的桩长,软弱粘性土地基处理，见第九章,改进基础和上部结构设计,（,1,）选择合适的基础埋置深度；,（,2,）调整基础底面积，减少基础偏心；,（,3,）加强基础的整体性合刚度，如采用箱基、筏基或钢筋混凝土交叉条形基础，加设基础圈梁等。,（,4,）减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝，避免采取对不均匀沉降敏感的结构形式等。,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,三、软弱粘性土地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,四、不均匀地基抗震设计,不均匀地基的类型,（,1,）故河道、暗藏的沟坑的边缘地带；,（,2,）边坡地的半挖半填地段，地形起伏。大面积平整场地地区；,（,3,）山区岩层与土层交界地段；,（,4,）局部的或不平均的液化土层及其他成因，图纸或状态明显不同的严重不均匀土层；,（,4,）海岸，山坡、海滨，在基础一侧具有临空面的地带。,2.,不均匀地基的危害,（,1,）产生不均匀沉降，引起建筑物的开裂、倾斜等事故；,（,2,）具有临空面的地带，可能引起边坡滑动，是建筑物倾倒。,11.5,地基基础抗震设计,3.,不均匀地基抗震设计,1,）基本原则：避开不均匀地段；,2,）若无法避开时，应采取下列措施：,（,1,）详细勘察，查明不均匀地基的范围和性质；,（,2,）建筑物周围的沟坑应认真填平、压实，临近的沟渠应作坚实的支挡或改为暗渠；,（,3,）软硬相差悬殊的地基应认真处理，尽可能使软硬差别缩小，如果采用局部换土、重锤夯实，必要时可设置沉降缝。若不处理，即使采用钢筋混凝土筏板基础，也将发生基础断裂事故。,四、不均匀地基抗震设计,11.5,地基基础抗震设计,五、基础工程抗震设计,（,1,）高层或多层建筑，尽量扩大基础底面的面积，减小单位荷载面积，如采用箱型基础与筏板基础等有利于结构抗震的基础类型,（,2,）多层或地层建筑，如采用砖混结构、条形基础，则设计时应加强建筑物的整体性，如设置水平方向的封闭地梁，各楼层之间的圈梁和竖直方向在外墙四角和内外墙交接处设置钢筋混凝土构造柱，并使构造柱的钢筋与地圈与上部层间圈梁的钢筋相连接。,（,3,）不良地基可采用桩基与石灰桩，以深层坚实土层作为持力层，有利于抗震。,（,4,）加强基础与上部结构的连接，在唐山震害调查中，发现很多工厂车间的房屋在柱根处折断，这不仅是因为柱子的截面面积比基础小得多，而且截面是突变的。在地震水平作用下，,11.5,地基基础抗震设计,五、基础工程抗震设计,基础周围有土支挡，而桩子四周无支挡，因此在柱根处发生剪切破坏。,（,5,）抗震工程的材料应有足够强度，不同材料应满足不同要求，具体如下：,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,