建筑结构抗震设计02.ppt

建筑结构抗震设计Seismic design of buildings
主讲:张美霞
中国地质大学(武汉)工程学院土木系
第2章场地、地基与基础
场地(重点掌握)
天然地基与基础的抗震验算(重点掌握)
液化土与软土地基(重点掌握)
桩基的抗震设计(了解内容)
场地
几个不能混淆的概念:
场地——指工程群体所在地,具有相似的反应谱特征, 其范围大体相当于厂区、 的平面面积。
场地土——指场地范围内的地基土。
地基——建筑基础下受力范围内的土层。
多次震害调查发现,同一烈度区,不同场地上的建
筑的震害不同,工程地质条件对地震破坏的影响很大。常
有地震烈度异常现象,即“重灾区里有轻灾,轻灾区里有
重灾”。
为了合理地选择建筑场地和合理估计场地的动力放大
效应以达到经济和安全的目的,必须对场地所在地段的抗
震危险性及场地类别进行划分。
场地——续
地段划分
《抗震规范》按场地上建筑物的震害轻重程度把建筑场地
划分为对建筑抗震有利、不利和危险的地段。
地段选择
;
,当无法避开时,应采取适当的抗震措施;
、乙、丙类建筑。
地段类别
地质、地形、地貌
有利地段
稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等
不利地段
软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质的陡坡,河岸和边坡的边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(如故河道、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基)等
危险地段
地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表错位的部位
场地土及场地覆盖层厚度
1、场地土的类型
根据震害调查,即使在同一烈度区内,由于场地土质条件的不同,建筑物的震害也有很大差异。在软弱的地基上,柔性结构(长周期)破坏较重,刚性好的表现较好;在坚硬的地基上,柔性结构表现较好,而刚性结构表现不一。在坚硬的地基上,一般是结构破坏,在软弱的地基上有结构破坏,也有地基破坏。
多层土时,如夹有硬土层,使土层自振周期缩短,刚性建筑震害重;如夹有软土层,则相反。
场地土及场地覆盖层厚度——续
场地土类型:为确定场地类别而对场地土刚度所作的类型划分。主要研究地面以下20m且不超过场地覆盖层厚度以内的各层土。
场地土对建筑物震害的影响,主要与场地土的坚硬程度和土层的组成有关,而对于场地土类型的划分,则或。
两种划分方法:
基本划分法——定量指标,根据常规勘探资料按其等效剪切波速划分;
综合划分法——定性指标,参照一般岩土状态描述来分类。
场地土及场地覆盖层厚度——续
土层的等效剪切波速:
----土层的等效剪切波速;
----计算深度(m),取覆盖层厚度和20m二者的较小值;
----剪切波在地面至计算深度之间的传播时间;
----计算深度范围内第i土层的厚度(m);
----计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s);
----计算深度范围内土层的分层数。
基本划分法:
场地土及场地覆盖层厚度——续
综合划分法使用范围:
对丁类建筑及层数不超过10层和高度在30m以下的丙类建
筑,当无实测剪切波速资料时,可根据岩土名称和性状按下表规定划分土的类别。
淤泥和淤泥质土,松散的砂,新近沉积的粘性土和粉土, 的填土,流塑黄土
软弱土
稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂, 的粘性土和粉土, 的填土,可塑黄土,
中软土
中密、稍密的碎石土,密实、中密的砾、粗、中砂, 的粘性土和粉土,坚硬黄土
中硬土
稳定岩石,密实的碎石土
坚硬土
或岩石
土层剪切波
速范围(m/s)
岩土名称和性状
土的
类型
---地基土静承载力标准值
土的类别划分和剪切波速范围
场地土及场地覆盖层厚度——续
划分步骤:
(1)由各层土的名称和性状,并根据经验,在表中的范围内估计各层土的剪切波速,如取中间值:中硬土:375 m/s中软土:200 m/s软弱土:100 m/s
(2)计算等效剪切波速。
(3)按等效剪切波速再查表确定土类型。
场地土及场地覆盖层厚度——续
2、场地覆盖层厚度
覆盖层厚度:是指从地表到地下基岩面的垂直距离,也就是基岩的埋深。
覆盖层厚度的大小直接影响地面反应谱的周期及强度。当基岩埋深小时,对地面运动中的短周期分量有明显放大作用;相反,基岩埋深大时,能使地面运动中的长周期分量有所加强。
震害随场地覆盖层厚度的增加而加重。