第二部分场地地基和基础

1.3地震的一些基本知识一、衡量地震强度的标准有哪些？第一章、绪论三、震级和地震造成的破坏有什么关系？二、震级反映什么？一次地震有几个震级？四、地震烈度指什么？五、地震烈度和哪些因素有关系？六、如何衡量地震烈度大小？七、一次地震有几个烈度？1.3地震的一些基本知识一、几种烈度？几种烈度间的关系。第一章、绪论三、什么是地震区划？我国地震区划的指标是什么？二、什么是抗震设防烈度？和以上几种烈度有何关系？四、设计时如何考虑地震影响？五、特征周期反映了什么？如何确定特征周期？六、设计地震分组反映了什么？七、在宏观烈度相同的情况下，当为大震远震中距时，什么结构震害严重？高柔结构还是刚性结构？一、我国目前抗震设防的目标是什么？具体要求是什么？第一章、绪论三、什么是两阶段的抗震设计方法？它与抗震设防目标有何关系?二、如何实现抗震设防目标？四、如何保证第二水准的实现？五、抗震设防时，是否所有建筑都采用同一标准？设计反应谱Sa/g与体系自振周期T之间的关系称为设计反应谱kgSa/—地震影响系数＊地震作用计算由GF)(TmSFa()()aSTTg地震影响系数是作用在质点上的地震作用与结构重力荷载代表值之比GktxSgtxmgmSFaamax0max0max)()(＊地震影响系数α设计时，地震影响系数通过地震影响系数曲线（抗震设计反应谱曲线）确定地震烈度场地类别设计地震分组结构自振周期阻尼比影响地震影响系数的因素：定义)()(TkTgxkmax0max0xSa单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱结构地震反应分析与抗震验算＊地震影响系数α的确定图地震影响系数曲线maxmaxk曲线由四部分组成，其值也由四部分构成gT—特征周期，与场地条件和设计地震分组有关—衰减指数，取0.91—直线下降段斜率调整系数，取0.022—阻尼调整系数，取1.0—结构自振周期Tmaxmaxk—地震影响系数maxmaxk—地震影响系数最大值以上三个系数的值是当时的值05.0特征周期值(s)设计地震分组场地类别Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ第一组0.200.250.350.450.65第二组0.250.300.400.550.75第三组0.300.350.450.650.90单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱结构地震反应分析与抗震验算值：我国建筑抗震采用两阶段设计，各设计阶段的max地震影响设防烈度6789多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震0.280.50（0.72）0.90（1.20）1.40g15.0g30.0注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度取和的地区地震影响系数最大值max（阻尼比0.05）基本烈度6789地震系数k0.050.10（0.15）0.20（0.30）0.40k=0.35k表多遇地震=2k表罕遇地震当时，05.025.2maxmaxmaxk单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱结构地震反应分析与抗震验算＊阻尼对地震影响系数的影响当结构阻尼比不等于0.05时，其形状参数作如下调整：1.曲线下降段衰减指数的调整2.直线下降段斜率的调整0011当取max的调整：3.max表中值应乘以阻尼调整系数55.0255.02当取单自由度弹性体系的水平地震作用及其反应谱结构地震反应分析与抗震验算第二部分场地、地基和基础地震类型结构类型场地条件（下卧层的构成、覆盖层厚度）影响建筑物震害的因素:第二章、场地、地基与基础§2.1场地2.1.1场地（site）——工程群体所在地，具有相似的反应谱特征。其范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于1.0km2的平面面积。从破坏性质和工程对策角度，地震通过场地引起的破坏作用可分为两种类型：1、场地、地基的破坏作用2、场地的地震动作用一、场地和地震破坏作用的关系：2.1场地第二章、场地、地基与基础1、场地和地基的破坏作用场地和地基的破坏作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌、地基失效等几种类型。这种破坏作用一般是通过场地选择和地基处理来减轻地震灾害的。2.1场地第二章、场地、地基与基础造成建筑物和构筑物破坏的直接原因是由于场地和地基稳定性引起的，即地震时首先是场地和地基破坏从而引起建筑物和构筑物破损并引起其他灾害。2、场地的地震动作用2.1场地第二章、场地、地基与基础——由于强烈地面运动引起地面设施振动而产生的破坏作用。◇影响范围广大的场地地震动作用是所有地震破坏作用中最重要的。◇减轻场地地震动作用所产生的地震灾害的主要途径是合理地进行抗震和减震设计及采取抗震和减震措施。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、均匀的中硬土等一般地段不属于有利、不利、危险地段不利地段软弱土，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二、建筑场地划分《抗震规范》按场地上建筑物的震害程度划分：2.1场地第二章、场地、地基与基础水边地的地下水位较高，土质也较松软，容易在地震时产生土壤滑动或地层液化。用另外的土石来填补地基，常有土壤密实度不足情形，导致建筑物在地震时产生倾斜、沉陷。山坡地在地震时会产生土壤滑动冲积地的土质松软，地震时容易塌陷，如果此处有地下水层，还容易发生液化。2.1场地第二章、场地、地基与基础临近悬崖，容易滑落谷地或低地，这里的建筑物容易在地震发生时，受土石崩塌破坏。地震引发了一巨大的泥石流，数百户人家被埋在泥石里地裂2.1场地第二章、场地、地基与基础选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。※选择对抗震有利的，避开对抗震不利的；※除了对抗震极不利和严重危险性的场地外，一般不能排除其它场地作为建筑用地；对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效的措施；※对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。2.1场地第二章、场地、地基与基础1、建筑场地选择原则2、局部地形的影响1.高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大；2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小；3.在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大；4.高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明显减小;5.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。2.1场地第二章、场地、地基与基础烈度为9度烈度为8度烈度为7度1994年云南昭通地震，芦家湾某村坐落于山梁上，山梁长150m，顶部最宽15m，最窄5m，高60m.距震中18km。突出端部的最大加速度为0.632g,鞍部为0.257g，大山根部为0.431g。2.1场地第二章、场地、地基与基础局部突出地形的影响如1920年宁夏海原8.5级地震时，位于渭河谷地的姚庄烈度为7度，而2Km外的牛家山庄因位于高出百米的黄土梁上，烈度则达9度。云南通海地震、东川地震等调查也发现，位于陡坡或小山包上的建筑物，震害趋于加重，孤立突出的条带状山嘴，震害也明显加重。海城地震时，孤突地形上的地面最大加速度较山脚下的平均高出1.84倍。一般说，当局部地形高差大于30～50m时，震害有明显的差异，位于高处的建筑震害加重。综上述，孤突的山梁、山包、条状山嘴、高差较大的台地、陡坡及河道岸边等，均对抗震不利。2.1场地第二章、场地、地基与基础注（强条）：4.1.8当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时，除保证其在地震作用下的稳定性外，尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用，其水平地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值应根据不利地段的具体情况确定，在1.1～1.6范围内采用。2.1场地第二章、场地、地基与基础3、场地类别：场地类别划分的目的和作用确定不同场地上的设计反应谱;在地震作用计算中定量考虑场地条件对设计参数的影响。2.1场地第二章、场地、地基与基础特征周期Tg值设计地震分组场地类别Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ第一组0.200.250.350.450.65第二组0.250.300.400.550.75第三组0.300.350.450.650.90场地类别划分标准等效剪切波速（m/s）场地类别Ⅰ类Ⅰ0类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类vs8000800≥vs5000m500≥vs250＜5m≥5m250≥vs150＜3m3~50m≥50mvs≤150＜3m3~15m15~80m≥80m当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表4.1.6所列场地类别的分界线附近时，应允许按插值方法确定地震作用计算所用的特征周期。2.1场地第二章、场地、地基与基础2.1.2场地土及场地覆盖层厚度一、场地土：——场地范围内的地基土，即场地表层土的简称。场地土对建筑物震害的影响：※场地土对于从基岩传来的地震波具有放大作用。※场地土的刚性大小（坚硬程度）。※场地土土层组成的影响。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2.1场地第二章、场地、地基与基础2.1场地第二章、场地、地基与基础请思考：图中的两座建筑在经历不同周期特点的地震作用下，那座建筑更易破坏？1、土层剪切波速（vs）和等效剪切波速（vse）土的刚性一般用土的剪切波速vs来表示。一般分层场地土的剪切波速按土层等效剪切波速vse来表示。2.1场地第二章、场地、地基与基础2、土层等效剪切波速的计算tdvse/0Vse----土层等效剪切波速（m/s）d0----场地土计算深度，取地面下20m和场地覆盖层厚度两者的较小值；t----剪切波在地表与计算深度之间传播的时间（s）；di----场地土计算深度范围内，第i层土的厚度(m)；n----计算深度范围内土层的分层数目；vsi----计算深度范围内，第i层土的剪切波速（m/s）；nisiivdt1)/(1d2d4d3d0d2sv3sv4sv1sv2.1场地第二章、场地、地基与基础场地土的类型划分注：fak为为由载荷试验等方法得到的地基土静承载力特征值(kPa)；vs为岩土剪切波速。土的类型岩土名称和性状土层剪切波速（m/s）岩石坚硬、较硬且完整的岩石vs800坚硬土或软质岩石破碎和较破碎的或软和较软的岩石，密实的碎石土800≥vs500中硬土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，fak150的粘性土和粉土，坚硬黄土500≥vs250中软土稍密的砾、粗、中砂，除松散外的细、粉砂，fak≤150的粘性土和粉土，fak＞130的填土，可塑黄土250≥vs150软弱土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，fak≤130的填土，流塑黄土vs≤150对丁类建筑及丙类建筑中层数不超过10层、高度不超过24m的多层建筑，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算各土层的剪切波速。2.1场地第二章、场地、地基与基础二、场地覆盖层厚度1、定义——是指从地面至剪切波速大于500m／s土层或坚硬土顶面的距离。•房屋的破坏率随着场地覆盖层厚度的增加而升高，覆盖层厚度超出一定范围后破坏率变化不大。2.1场地第二章、场地、地基与基础房屋倒塌率随土层厚度的增加而加大；35层14层1014层59层maxmax零应力区土层厚度(m)结构破坏百分率(%)1967年委内瑞拉加拉加斯地震◇1976年唐山地震时，市区西南部基岩深度达500～800m，房屋倒塌率近100％，而市区东北部大城山层一带，则因覆盖层较薄，多数厂房虽也位于极震区，但房屋倒塌率仅为50%。◇1967年委内瑞拉地震时，也发现同一地区覆盖层厚度不同震害有差异的现象，特别是层数较高的房屋在厚的冲填土上破坏率高得多。2.1场