建筑工程基礎部分精講

1、會計學1建筑工程基礎部分精講建筑工程基礎部分精講第1頁/共91頁本章目錄本章目錄第2頁/共91頁幾個概念：幾個概念：d基礎基礎地基地基埋深埋深第3頁/共91頁基礎類型：基礎類型： 樁基礎樁基礎 人工地基上的淺基礎人工地基上的淺基礎 深基礎深基礎換土墊層，水泥土樁、碎石樁復合地基等換土墊層，水泥土樁、碎石樁復合地基等人工地基：人工地基：埋深埋深5m5m特殊方法施工特殊方法施工考慮側壁阻力作用考慮側壁阻力作用沉井基礎沉井基礎沉箱基礎沉箱基礎樁基礎也屬深基礎樁基礎也屬深基礎淺基礎：淺基礎：埋深小于埋深小于5m5m，或者埋深大于，或者埋深大于5m5m，但，但是小于基礎寬度。兩側（四周）的摩阻力忽是小于

2、基礎寬度。兩側（四周）的摩阻力忽略不計。所以不是簡單的深淺概念。略不計。所以不是簡單的深淺概念。第4頁/共91頁FdG主主要要受受力力層層持力層（受力層）持力層（受力層）下臥層下臥層條形基礎條形基礎 3b獨立基礎獨立基礎 1.5b且且 5m （二層以下民用建筑除外）（二層以下民用建筑除外）主要受力層深度：主要受力層深度：第5頁/共91頁 按基礎剛度分按基礎剛度分無筋擴展基礎（剛性基礎）無筋擴展基礎（剛性基礎） 單獨基礎（獨立基礎）、條形基礎、單獨基礎（獨立基礎）、條形基礎、筏型基礎、箱型基礎、殼型基礎筏型基礎、箱型基礎、殼型基礎 按結構形式分按結構形式分擴展基礎（柔性基礎）擴展基礎（柔性基礎）

3、5.1 5.1 概述概述第6頁/共91頁 按基礎剛度分按基礎剛度分擴展基礎擴展基礎 (柔性基礎柔性基礎)0hbtgt1:1.0 1:2.0與材料和荷與材料和荷載有關載有關F bth0F 磚、石、灰土，素混凝土磚、石、灰土，素混凝土 材料抗拉強度很低材料抗拉強度很低要求基礎臺階寬高比（剛性要求基礎臺階寬高比（剛性角）符合一定條件角）符合一定條件鋼筋混凝土鋼筋混凝土要滿足抗彎、抗剪和抗要滿足抗彎、抗剪和抗沖切等結構要求沖切等結構要求第7頁/共91頁 按基礎結構形式分按基礎結構形式分2 2 條形基礎條形基礎第8頁/共91頁3 十字交叉基礎十字交叉基礎條形基礎的變種條形基礎的變種第9頁/共91頁4 4

4、 筏形（筏板）基礎筏形（筏板）基礎第10頁/共91頁底板底板外墻外墻內(nèi)墻內(nèi)墻5 5 箱形基礎箱形基礎第11頁/共91頁6 6 殼體基礎殼體基礎高聳建筑物高聳建筑物第12頁/共91頁滿足：滿足：承載力、變形要求承載力、變形要求 設計內(nèi)容設計內(nèi)容確定：確定：埋深、型式、結構尺寸（長埋深、型式、結構尺寸（長 寬寬 高）、材料高）、材料驗算：驗算：承載力、變形、結構本身強度承載力、變形、結構本身強度 設計規(guī)范設計規(guī)范1 1 建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范（GBJ7-89GBJ7-89）2 2 建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2002GB50007-2002）第13頁

5、/共91頁02規(guī)范：規(guī)范： 設計等級設計等級甲級甲級 乙級乙級 丙級丙級 設計方法設計方法允許（容許）承載力設計方法允許（容許）承載力設計方法極限狀態(tài)設計方法極限狀態(tài)設計方法承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)第14頁/共91頁 荷載規(guī)定荷載規(guī)定荷載荷載分類分類永久荷載永久荷載可變荷載可變荷載偶然荷載（特殊荷載）：爆炸力、撞擊力偶然荷載（特殊荷載）：爆炸力、撞擊力建筑結構荷載規(guī)范建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2001GB50009-2001） 荷載的標準值荷載的標準值 荷載的準永久值荷載的準永久值第15頁/共91頁 荷載組合荷載組合基本組合基本組合標準組合標準組

6、合準永久組合準永久組合niQikciQiGkGSSS1niQikciQikQQGkGSSSS211niQikcikQGkSSSS21niQikqiGkSSS1正常使用極正常使用極限狀態(tài)下的限狀態(tài)下的承載力驗算承載力驗算正常使用極限狀態(tài)下正常使用極限狀態(tài)下的變形驗算，不記入的變形驗算，不記入風荷載和地震作用風荷載和地震作用水平荷載較大的建水平荷載較大的建筑物、擋土墻等，筑物、擋土墻等，承載力極限狀態(tài)下承載力極限狀態(tài)下的穩(wěn)定驗算的穩(wěn)定驗算第16頁/共91頁民用建筑樓面均布活荷載的代表值民用建筑樓面均布活荷載的代表值類別類別住宅住宅 宿舍宿舍 辦公室辦公室 教室教室 試驗室試驗室食堂食堂 餐廳餐廳禮

7、堂禮堂 劇場劇場 影院影院商店車站商店車站機場大廳機場大廳健身房健身房 舞臺舞臺書庫檔案庫書庫檔案庫標準值標準值(KN/m2)組合值組合值系數(shù)系數(shù) c準永久值準永久值系數(shù)系數(shù) q2.02.53.03.54.05.00.70.70.70.70.70.90.40.50.50.30.50.50.8第17頁/共91頁原則：原則：在滿足承載力的條件下盡量淺埋在滿足承載力的條件下盡量淺埋基本要求：基本要求：1.除巖石以外，除巖石以外，D大于大于50cm（表土擾動，植物，（表土擾動，植物，凍融，沖蝕）凍融，沖蝕）2.基礎頂距離表土大于基礎頂距離表土大于10cm，保護，保護3.橋要求在沖刷深度以下橋要求在沖刷

8、深度以下其它控制因素其它控制因素第18頁/共91頁1 1 建筑物的用途、結構類型及荷載性質與大小建筑物的用途、結構類型及荷載性質與大小 地震區(qū)，除巖石地基外，天然地基的筏形和箱地震區(qū)，除巖石地基外，天然地基的筏形和箱形基礎埋深不宜小于建筑物高度的形基礎埋深不宜小于建筑物高度的1/151/15 地下管道（上下水，煤氣電纜）應在基底以上，地下管道（上下水，煤氣電纜）應在基底以上，便于維修便于維修 基礎埋深不同時基礎埋深不同時 (1) (1) 主樓與裙房，高度不同主樓與裙房，高度不同, ,分期施工設置后澆帶分期施工設置后澆帶 (2) (2) 臺階式相連臺階式相連, , 如山坡上的房屋如山坡上的房屋

9、新舊及相鄰建筑物有一定距離。否則要求支護，新舊及相鄰建筑物有一定距離。否則要求支護，并且要嚴格限制支護的水平位移。并且要嚴格限制支護的水平位移。第19頁/共91頁2 2 工程地質和水文地質條件工程地質和水文地質條件 盡量在地下水位以上盡量在地下水位以上, ,否則開挖降水否則開挖降水, ,費用大費用大 有承壓水時，防止承壓水頂破基底有承壓水時，防止承壓水頂破基底基坑基坑第20頁/共91頁 根據(jù)土層分布情況確定根據(jù)土層分布情況確定在滿足其在滿足其他要求下他要求下盡量淺埋盡量淺埋只有低層房只有低層房屋可用，否屋可用，否則處理則處理盡量淺埋。盡量淺埋。但是如但是如h h1 1太太小就為小就為IIIIh

10、1 5m樁基樁基或處理；或處理；好土好土軟土軟土好土好土 I II III IV好土好土軟土軟土軟土軟土(很深很深)h1第21頁/共91頁3 3 地基土的凍脹地基土的凍脹第22頁/共91頁凍土凍土 多年凍土（凍結時間多年凍土（凍結時間 3 3年年） 季節(jié)性凍土季節(jié)性凍土發(fā)生凍脹的條件發(fā)生凍脹的條件（1 1）土的條件）土的條件 一般是細顆粒土一般是細顆粒土（2 2）溫度條件）溫度條件 低于凍結溫度低于凍結溫度（3 3）水力條件）水力條件 含水量，具有開放性條件，如粉土凍脹最嚴重含水量，具有開放性條件，如粉土凍脹最嚴重外因外因內(nèi)因內(nèi)因土的凍脹性土的凍脹性第23頁/共91頁土的凍脹性土的凍脹性 衡量

11、指標衡量指標 凍脹性分類凍脹性分類平均凍脹率：平均凍脹率：hh 1%1% 3.5%3.5% 6%6% 12%注意：注意：碎石、砂等中碎石、砂等中粒徑小于粒徑小于0.075mm的的顆粒含量太高也會導顆粒含量太高也會導致凍脹致凍脹新講義表新講義表2-10第24頁/共91頁考慮凍脹的基礎埋深考慮凍脹的基礎埋深按按0202規(guī)范規(guī)范dmin zd - hmax z zd d: : 設計凍深設計凍深h hmaxmax：容許殘留凍土層最大厚度容許殘留凍土層最大厚度標標準準凍凍深深土土類類別別凍凍脹脹性性環(huán)環(huán)境境影響系數(shù)影響系數(shù)Z Z0 0 標準凍深：標準凍深：北北 京京 0.81.0m哈爾濱哈爾濱 2.0m

12、滿洲里滿洲里 2.8m 10年的實測最年的實測最大凍深平均值大凍深平均值第25頁/共91頁極限承載力極限承載力承載力承載力容許承載力：設計承載力容許承載力：設計承載力通常所說的承載力指容許承載力通常所說的承載力指容許承載力第26頁/共91頁理論公式計算承載力：臨界荷載臨界荷載 P1/4、P1/3臨塑荷載臨塑荷載 Pcr階段階段1：彈性段彈性段階段階段2：局部塑性區(qū)局部塑性區(qū)階段階段3：完全破壞段完全破壞段極限荷載極限荷載Pu（極限承載力）（極限承載力）第27頁/共91頁q= 0dp2 zM Zmax=0 ： Zmax= B/4 或或 B/3 ： Pcr = 0 dNq+cNcP1/4 = B

13、N1/4+ 0 d Nq+cNc臨界臨界荷載荷載P1/3= B N1/3+ 0 d Nq+cNc臨塑荷載臨塑荷載第28頁/共91頁極限荷載（極限承載力）極限荷載（極限承載力） Pu 計算計算1 普朗德爾普朗德爾-瑞斯納公式瑞斯納公式q DDBp0實際地面CIIIAIIIEFBr0r q= 0d dcquNcNdP0第29頁/共91頁2 太沙基公式太沙基公式被動區(qū)過渡區(qū)剛性核剛性核太沙基太沙基極限承載力：極限承載力：cquNcNqNBP21一個半經(jīng)一個半經(jīng)驗的公式驗的公式第30頁/共91頁3 斯凱普頓公式斯凱普頓公式對于飽和軟粘土地基對于飽和軟粘土地基 0： 條形基礎下：條形基礎下：dcPu01

14、4. 5普朗德爾普朗德爾- -瑞斯瑞斯納公式的特例納公式的特例 矩形基礎下：矩形基礎下：dbdlbcPu0)51)(51 (5斯凱普斯凱普頓公式頓公式第31頁/共91頁4 漢森公式漢森公式在原有極限承載力公式上修正：在原有極限承載力公式上修正： 基礎形狀修正基礎形狀修正 深度修正深度修正 荷載傾斜修正荷載傾斜修正 地面傾斜修正地面傾斜修正 基底傾斜修正基底傾斜修正ccccccqqqqqqubgidsNcbgidsNqbgidsNBP21第32頁/共91頁理論公式計算承載力（總結）：臨界荷載臨界荷載 P1/4、P1/3臨塑荷載臨塑荷載 Pcr極限荷載極限荷載Pu（極限承載力）（極限承載力）普朗特

15、爾普朗特爾-雷斯諾公式雷斯諾公式太沙基公式太沙基公式斯凱普頓公式斯凱普頓公式漢森公式漢森公式第33頁/共91頁我國規(guī)范中?。何覈?guī)范中?。阂耘R界荷載以臨界荷載P1/4為理論基礎為理論基礎 1 1 通過公式計算通過公式計算 2 2 通過載荷試驗確定通過載荷試驗確定 3 3 通過經(jīng)驗確定通過經(jīng)驗確定GBJ7-89 GBJ7-89 規(guī)范：規(guī)范：推薦查表方法推薦查表方法GB50007-2002 GB50007-2002 規(guī)范：規(guī)范：取消了相關表格取消了相關表格第34頁/共91頁承載力公式計算：承載力公式計算： fa：承載力特征值（設計值）承載力特征值（設計值） Mb、Md 、Mc：承載力系數(shù)，由承載力

16、系數(shù)，由 k 查表查表 b：基底寬度，大于基底寬度，大于6m按按6m考慮，考慮， 對于砂土小于對于砂土小于3m按按3m考慮考慮 ck：基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力第35頁/共91頁查表計算：查表計算：GBJ7-89 GBJ7-89 規(guī)范規(guī)范fk= f f0 fk：承載力標準值承載力標準值 f0：承載力基本值（查表）承載力基本值（查表） f ：承載力修正系數(shù)承載力修正系數(shù)2918. 7884. 21nnf變異系數(shù)變異系數(shù)粘性土粘性土 e e、I IL L粉粉 土土 e e、w w砂砂 土土 N N63.563.5淤淤 泥泥 w w第36頁/共91頁進行深度和寬

17、度修正：進行深度和寬度修正：fak ：查表計算或靜載荷試驗確定的承載力標準值查表計算或靜載荷試驗確定的承載力標準值fa ：深寬修正后的承載力特征值（設計值）深寬修正后的承載力特征值（設計值） b、 d ：寬度和埋深修正系數(shù)寬度和埋深修正系數(shù) ：基礎底面以下土的重度基礎底面以下土的重度 m ：基礎底面以上土的加權平均重度基礎底面以上土的加權平均重度b ：大于大于6m按按6m考慮，小于考慮，小于3m按按3m考慮考慮第37頁/共91頁基礎尺寸初步確定：基礎尺寸初步確定：fAGFANpGFdF F 作用在頂面的荷載，作用在頂面的荷載，kNkNGG 基礎及臺階上填土總重，基礎及臺階上填土總重，kNkNA

18、 A 基底面積基底面積，m m2 2AdGG GG 平均重度，一般取平均重度，一般取 20 20 kN/mkN/m3 3d d 基礎埋深，基礎埋深，m m 暫不做寬度修正暫不做寬度修正AfAdFGdfFAG單獨基礎，中心荷載單獨基礎，中心荷載第38頁/共91頁GFddfFAG條形基礎，中心荷載條形基礎，中心荷載dfFbG偏心荷載時：偏心荷載時：將上面計算的將上面計算的 A 或或 b 擴大至擴大至 1.11.4 倍倍根據(jù)根據(jù) A A 可初步確定可初步確定 b b 和和 L L第39頁/共91頁1 持力層承載力驗算：持力層承載力驗算： 根據(jù)初步確定的埋深根據(jù)初步確定的埋深d d與與b b，確定，確

19、定f f 承載力驗算承載力驗算fAGFp第40頁/共91頁WMAGFpminmax偏心荷載時：偏心荷載時：261blW pmax 1.2f 高層建筑高層建筑(筏筏,箱基箱基) ：pmin 0 考慮地震可能出現(xiàn)考慮地震可能出現(xiàn) eb/6, 此時允許此時允許 pmin0，但，但0應應力區(qū)不能超過力區(qū)不能超過 25%blN=F+GfAGFp要求：要求：第41頁/共91頁以條形面積為例以條形面積為例b be eNbebNp61minmaxeb/6: 三角形三角形偏心荷載時：偏心荷載時：第42頁/共91頁偏心荷載時：偏心荷載時：blN=F+G 增加面積增加面積 A A不變，改變不變，改變 b 和和 l，

20、具體看偏心方向，具體看偏心方向 采用不對稱柱采用不對稱柱若不滿足承載力要求，則考慮：若不滿足承載力要求，則考慮：第43頁/共91頁2 軟弱下臥層承載力驗算：軟弱下臥層承載力驗算：F pdz pcz軟土軟土Es1Es2zdczzfpp)2)(2()(0ztglztgblbpppcz注意：注意： 下臥層承載力下臥層承載力 f 只做深度修正只做深度修正 條基無后一項條基無后一項 擴散角可查表擴散角可查表第44頁/共91頁3 其它驗算：其它驗算： 水平荷載較大時，穩(wěn)定驗算水平荷載較大時，穩(wěn)定驗算 建筑在斜坡上時，穩(wěn)定驗算建筑在斜坡上時，穩(wěn)定驗算 抗震驗算抗震驗算后面后面介紹介紹PhPv第45頁/共91

21、頁 建筑物需滿足地基變形要求建筑物需滿足地基變形要求 計算原理：計算原理：分層總和法分層總和法 部分建筑物可不做變形驗算部分建筑物可不做變形驗算沉降量、沉降差、傾斜等沉降量、沉降差、傾斜等5.4 5.4 地基承載力驗算和變形驗算地基承載力驗算和變形驗算新講義表新講義表2-74 地基變形驗算：地基變形驗算： 計算方法：計算方法：規(guī)范推薦規(guī)范推薦“平均附加應力系數(shù)平均附加應力系數(shù)”方方法法高大釗書中將其稱為高大釗書中將其稱為“應力面積法應力面積法”注意：注意：荷載應按正常使用荷載應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的準極限狀態(tài)下荷載效應的準永久組合，不應計入風荷永久組合，不應計入風荷載和地震荷載載和地震

22、荷載第46頁/共91頁5.4 5.4 地基承載力驗算和變形驗算地基承載力驗算和變形驗算dzizi-10i)(110iiiisiizzEpsniisS1SSs沉降不滿足時，需要：沉降不滿足時，需要：第47頁/共91頁第48頁/共91頁地震定義：地震定義：由內(nèi)力地質作用和外力地質作用引起的地殼由內(nèi)力地質作用和外力地質作用引起的地殼振動現(xiàn)象的總稱振動現(xiàn)象的總稱唐山地震：唐山地震：24萬人萬人關東地震：關東地震：大火、龍卷風大火、龍卷風阪神地震阪神地震地震類型地震類型構造地震：構造地震：占占90%火山地震火山地震陷落地震陷落地震激發(fā)地震：激發(fā)地震：水庫誘發(fā)、核爆炸水庫誘發(fā)、核爆炸甘肅地震：甘肅地震：2

23、0萬人萬人5.5 5.5 抗震設計抗震設計蘇門答臘地震：蘇門答臘地震：20 萬人萬人第49頁/共91頁19951995年阪神地震年阪神地震19951995年年1 1月月1717日，日本兵庫縣南日，日本兵庫縣南部阪神淡路地區(qū)發(fā)生了里氏部阪神淡路地區(qū)發(fā)生了里氏7.27.2級強烈地震，死級強烈地震，死54385438人，傷人，傷2452324523人，直接經(jīng)濟損失約人，直接經(jīng)濟損失約800800億美元。億美元。震區(qū)的大開等多個地鐵車站遭到震區(qū)的大開等多個地鐵車站遭到嚴重的破壞。嚴重的破壞?，F(xiàn)代地下結構在地震中遭到嚴重現(xiàn)代地下結構在地震中遭到嚴重破壞的第一個實例。破壞的第一個實例。地震：嚴重地震：嚴重

24、的自然災害的自然災害5.5 5.5 抗震設計抗震設計第50頁/共91頁震震 源：源：發(fā)生地震的部位發(fā)生地震的部位震震 中：中：震源在地面的投影震源在地面的投影震震 中中 距：距：地面上某一點到震中的距離地面上某一點到震中的距離震源深度：震源深度：震源到震中距離。震源到震中距離。 深度深度 橫波橫波 面波面波5.5 5.5 抗震設計抗震設計第52頁/共91頁震級：震級：表示地震本身強度大小的等級，表示地震本身強度大小的等級， 是衡量震源釋放能量大小的一種量度是衡量震源釋放能量大小的一種量度M: 震級震級A: 標準地震儀在距震中標準地震儀在距震中100km處記錄的以處記錄的以微米微米為單位記錄的為

25、單位記錄的最大最大水平地動位移（單幅值）水平地動位移（單幅值）里希特（里希特（Richter)Richter)里氏里氏AMlogM2: M2: 無感無感2M4: 2M5M5： 破壞破壞M7M7： 強烈強烈一般一般1M8.51M8.5，震級增加一級能量增加，震級增加一級能量增加3030倍左右倍左右5.5 5.5 抗震設計抗震設計上限上限?第53頁/共91頁烈度：烈度：地面及建筑物受地震影響的強烈的程度地面及建筑物受地震影響的強烈的程度烈度大小：烈度大?。?212度（中國）度（中國） 震級震級 震源深度震源深度 距震中距離距震中距離 場地巖土情況場地巖土情況與與等有關等有關5.5 5.5 抗震設計

26、抗震設計第54頁/共91頁5.5 5.5 抗震設計抗震設計地震烈度的定量地震烈度的定量描述極其復雜描述極其復雜烈度烈度地震現(xiàn)象地震現(xiàn)象1 12 2度度人們一般沒感覺，只有地震儀才能記錄到人們一般沒感覺，只有地震儀才能記錄到3 3度度室內(nèi)少數(shù)人感覺到輕微震動室內(nèi)少數(shù)人感覺到輕微震動4 45 5度度人們有不同程度的感覺人們有不同程度的感覺6 6度度人行不穩(wěn)，器血傾斜，房屋出現(xiàn)裂縫，少數(shù)受到坡壞人行不穩(wěn)，器血傾斜，房屋出現(xiàn)裂縫，少數(shù)受到坡壞7 78 8度度人立不住，大部分房屋遭到破壞，高大煙囪可以斷裂，有時有人立不住，大部分房屋遭到破壞，高大煙囪可以斷裂，有時有噴砂冒水現(xiàn)象噴砂冒水現(xiàn)象9 91010

27、度度房屋嚴重破壞，地表烈縫很多，湖泊水庫中有大浪，部分鐵軌房屋嚴重破壞，地表烈縫很多，湖泊水庫中有大浪，部分鐵軌彎曲、變形彎曲、變形11111212度度房屋普遍倒坍，地面變形嚴重，造成巨大的自然災害房屋普遍倒坍，地面變形嚴重，造成巨大的自然災害地震烈度表地震烈度表第55頁/共91頁基本烈度：基本烈度：一個地區(qū)今后一定時期內(nèi)，一般場地條一個地區(qū)今后一定時期內(nèi)，一般場地條件下可能遭遇的最大地震烈度。件下可能遭遇的最大地震烈度。目前我國基本上取目前我國基本上取50年年超越概率為超越概率為10的烈度值作為基本烈度的烈度值作為基本烈度抗震設防烈度：抗震設防烈度：一個地區(qū)作為抗震設防依據(jù)的烈度一個地區(qū)作為

28、抗震設防依據(jù)的烈度設計烈度：設計烈度：各類不同建筑物抗震設計所采用的烈度各類不同建筑物抗震設計所采用的烈度一般一般6 6度以下可不進行地震作用計算度以下可不進行地震作用計算5.5 5.5 抗震設計抗震設計第56頁/共91頁場地土類型場地土類型場地覆蓋層厚度場地覆蓋層厚度建筑場地類別：建筑場地類別： 場地土類型場地土類型中硬中硬堅硬堅硬中軟中軟軟弱軟弱根據(jù)土層剪根據(jù)土層剪切波速劃分切波速劃分5.5 5.5 抗震設計抗震設計建筑場地類別：建筑場地類別：第57頁/共91頁地震震害：地震震害： 地震滑坡和地裂地震滑坡和地裂 軟土震陷軟土震陷5.5 5.5 抗震設計抗震設計第58頁/共91頁5.5 5.

29、5 抗震設計抗震設計抗震承載力抗震承載力： s=11.5（軟（軟硬），抗震承載力提高系數(shù)，可查表硬），抗震承載力提高系數(shù)，可查表 在動荷載作用下，動強度有所高在動荷載作用下，動強度有所高 特殊荷載，安全系數(shù)可降低特殊荷載，安全系數(shù)可降低第59頁/共91頁5.5 5.5 抗震設計抗震設計地震作用（地震力）計算：地震作用（地震力）計算：FE= GeqGeq 等效重力荷載：等效重力荷載：單層單層=Ge，多層，多層=0.85Ge 相應于結構物相應于結構物基本周期基本周期 T 的地震影響系數(shù)的地震影響系數(shù)第60頁/共91頁5.5 5.5 抗震設計抗震設計地震影響系數(shù)地震影響系數(shù) ：max9 . 0TTg

30、T (s) 3Tg 00.1 max0.45 max我國規(guī)范，查圖我國規(guī)范，查圖T 結構物的結構物的基本周期基本周期Tg 場地的場地的特征周期特征周期取決于取決于場地類別場地類別（） 地震類型地震類型（近震，遠震）（近震，遠震）內(nèi)因內(nèi)因外因外因 max 與地震烈度有關與地震烈度有關 =0.040.32（69度）度）?第61頁/共91頁5.5 5.5 抗震設計抗震設計基底壓力計算基底壓力計算：GGEdFE b be eN0pmin maxp將地震作用等效為慣性力將地震作用等效為慣性力, ,按按靜荷載分析計算靜荷載分析計算擬靜力法擬靜力法驗算要求驗算要求：EEpppp2 . 1max0應力面積應力

31、面積 25%GE 結構的總重力荷載結構的總重力荷載G 基礎與周圍土的混合重基礎與周圍土的混合重FE 、M 地震慣性力和力矩地震慣性力和力矩M 第62頁/共91頁地震液化：地震液化：對于飽和松砂、細砂，在振動荷載下對于飽和松砂、細砂，在振動荷載下( (剪切力剪切力) )土有由松土有由松變密的趨勢。這個過程中，由于水來不及排走，顆粒在變密的趨勢。這個過程中，由于水來不及排走，顆粒在一段時間內(nèi)處于懸浮狀態(tài)。有效應力變?yōu)榱?，抗剪強度一段時間內(nèi)處于懸浮狀態(tài)。有效應力變?yōu)榱?，抗剪強度喪失喪失液化液化液化條件：液化條件：飽和；松散；細砂或粉土飽和；松散；細砂或粉土注意：注意： 密砂密砂, , 不液化不液化

32、埋深埋深15m15m以下，一般不液化以下，一般不液化5.5 5.5 抗震設計抗震設計第63頁/共91頁液化機理示意液化機理示意5.5 5.5 抗震設計抗震設計第64頁/共91頁地基液化可能性判斷方法地基液化可能性判斷方法5.5 5.5 抗震設計抗震設計第65頁/共91頁規(guī)范推薦的地基液化可能性判斷方法規(guī)范推薦的地基液化可能性判斷方法若初步判別為若初步判別為不液化不液化土，土，可不進行可不進行第二步第二步判別判別5.5 5.5 抗震設計抗震設計第66頁/共91頁1 1 初步判別初步判別地面以下地面以下1515米內(nèi)有飽和砂土、粉土，要進行初判米內(nèi)有飽和砂土、粉土，要進行初判5.5 5.5 抗震設計

33、抗震設計第67頁/共91頁2 2 標準貫入試驗判別標準貫入試驗判別對于初步判別為對于初步判別為液化液化的土，進一步判斷的土，進一步判斷cwscrddNN3)(1.09.00ds標慣點深度；標慣點深度； dw 地下水深度；地下水深度； c 粘粒含量（去掉百分號），小于粘粒含量（去掉百分號），小于3時取時取 c 3；N0 基準基準標慣擊數(shù)，可查表標慣擊數(shù)，可查表N63.5 155.5 5.5 抗震設計抗震設計液化指數(shù)液化指數(shù) ILEoiinicriLEdNNI11NiNcr 才計入才計入第69頁/共91頁抗震設計基本原則：抗震設計基本原則： 抗震設計規(guī)范：擬靜力法抗震設計規(guī)范：擬靜力法1 1 以預

34、防為主以預防為主“小震不壞，大震不倒小震不壞，大震不倒”2 2 選擇有利地形選擇有利地形 選擇較好場地；選擇較好場地； 使建筑物基本周期避開地層特征周期（卓越周期）使建筑物基本周期避開地層特征周期（卓越周期）3 3 做好基礎設計做好基礎設計5.5 5.5 抗震設計抗震設計第70頁/共91頁防止液化的工程措施：防止液化的工程措施： 全部消除液化沉降的措施全部消除液化沉降的措施 采用樁基；采用樁基； 深基礎；深基礎； 加密法；加密法； 挖除全部可液化土層挖除全部可液化土層 部分消除液化沉降的措施部分消除液化沉降的措施加密；挖除加密；挖除 減小液化不均勻沉降危害的措施減小液化不均勻沉降危害的措施5.

35、5 5.5 抗震設計抗震設計第71頁/共91頁 剛性基礎（無筋擴展基礎）剛性基礎（無筋擴展基礎）00hbhbtgtt1:1.0 1:2.0F bth0有剛性角要求有剛性角要求新講義表新講義表2-8第72頁/共91頁F F F F 安全安全不安全不安全安全安全浪費浪費第73頁/共91頁一層臺階一層臺階兩層臺階兩層臺階錐形斷面錐形斷面第74頁/共91頁 柔性基礎（擴展基礎）柔性基礎（擴展基礎）沖切彎曲21 21純剪斜壓第75頁/共91頁 單獨基礎抗沖切驗算單獨基礎抗沖切驗算45ob0h0h0bh0h0l0lpe為地基凈反力為地基凈反力Ac為陰影面積為陰影面積bp沖切錐的中線沖切錐的中線Fl VFl

36、 = pe AcV = 0.7 h ftbph0其中：其中：中心荷載中心荷載第76頁/共91頁偏心受荷時：偏心受荷時：45ob0h0h0bh0h0l0l偏心荷載偏心荷載對危險部位進行沖切驗算對危險部位進行沖切驗算原理同上原理同上注意：注意：沖切驗算控沖切驗算控制擴展基礎制擴展基礎的的高度高度M第77頁/共91頁 抗彎驗算抗彎驗算抗彎驗算抗彎驗算控控制擴展基礎制擴展基礎的的配筋配筋第78頁/共91頁 常規(guī)設計常規(guī)設計上部結構、基礎、地基分開考慮上部結構、基礎、地基分開考慮 共同作用舉例共同作用舉例適應變形能力適應變形能力強，內(nèi)力大強，內(nèi)力大適應變形能力適應變形能力差，內(nèi)力小差，內(nèi)力小第79頁/共91頁 建筑措施建筑措施體型簡單體型簡單設沉降縫設沉降縫 結構措施結構措施減輕自重，如摩天大樓，鋼結構減輕自重，如摩天大樓，鋼結構采用筏基、箱基等整體性好的基礎采用筏基、箱基等整體性好的基礎 施工措施施工措施坑底土保護，坑底坑底土保護，坑底 20cm 20cm 保護層保護層適當安排施工順序適當安排施工順序廣州