第3章-1 抗震等級 場地 分類

1、5.1 房屋的抗震等級n抗震等級抗震等級是結(jié)構(gòu)和構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)的直接依據(jù)。n抗震等級根據(jù)重要性類別、設(shè)防烈度、高度、結(jié)構(gòu)型式確定。n重要性等級為丙級的結(jié)構(gòu)按表確定。n甲、乙、丁類建筑，根據(jù)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整烈度后(提高或降低)，再按表確定。n抗震計(jì)算和構(gòu)造措施可能采用不同的等級。n同一結(jié)構(gòu)的不同構(gòu)件的抗震等級可能不同。結(jié)構(gòu)抗震等級的確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震等級抗震等級是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的直接依據(jù)當(dāng)?shù)卦O(shè)防烈度場地類別I,II,III,IV抗震等級對應(yīng)的烈度抗震等級結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)高度剪切波速覆蓋層厚度高度等級A,B建筑物重要性等級甲、乙、丙、丁 從破壞性質(zhì)和工程對策角度，地震對結(jié)構(gòu)的破壞作用可分為兩種類型：場地、地基的破壞

2、作用和場地的震動作用。 1. 場地和地基的破壞作用是指造成建筑破壞的原因直接由場地和地基穩(wěn)定性引起的（地面破裂、滑坡、坍塌）。為此要確定工程場地的設(shè)計(jì)地震動參數(shù)。 這種破壞作用一般是通過場地選擇和地基處理來減輕地震災(zāi)害的。 2. 場地的地震動作用是指由于強(qiáng)烈地面運(yùn)動引起地面設(shè)施振動而產(chǎn)生的破壞作用。 減輕它所產(chǎn)生的地震災(zāi)害的主要途徑是合理的進(jìn)行抗震和減震設(shè)計(jì)和采取減震措施。4.1 場地選擇場地劃分與場地區(qū)劃的概念 n場地：工程群體所在地，具有相似的反應(yīng)譜特征。其范圍相當(dāng)于廠區(qū)、居民小區(qū)、自然村的或不小于1.0km2的平面面積。(規(guī)范中的定義)n場地土：在場地范圍內(nèi)的地基土。場地土是場地表層土的

3、簡稱。n場地的以下方面對地震災(zāi)害有顯著影響n(a)地形條件；n(b)地質(zhì)構(gòu)造；n(c)地下水位；n(d)場地土類別。 4.1 4.1 場地的劃分與選擇場地的劃分與選擇n規(guī)范3.3.1 對不利地段，應(yīng)提出避開要求；當(dāng)無法避開時(shí)，應(yīng)采取有效措施；不應(yīng)在危險(xiǎn)地段建造甲、乙、丙類建筑。場場 地地地質(zhì)、地形、地貌地質(zhì)、地形、地貌選擇選擇有利地段堅(jiān)硬土；開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土宜選擇不利地段軟土、液化土；明顯不均勻的土層；不利地形；盡量避開；無法避開時(shí)要采取抗震措施危險(xiǎn)地段易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害處可能錯(cuò)動的發(fā)震斷裂帶；不可以采用 水邊地的地下水位較高，土質(zhì)也較松軟，容易在地震時(shí)產(chǎn)生土壤滑動或地層液化。 山坡

4、地在地震時(shí)會產(chǎn)生土壤滑動 用另外的土石來填補(bǔ)地基，常有土壤密實(shí)度不足情形，導(dǎo)致建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生傾斜、沉陷。 沖積地的土質(zhì)松軟，地震時(shí)容易塌陷，如果此處有地下水層，還容易發(fā)生液化。 臨近懸崖臨近懸崖容易滑落容易滑落 谷地或低地，這里的谷地或低地，這里的建筑物容易在地震發(fā)生時(shí)，建筑物容易在地震發(fā)生時(shí)，受土石崩塌破壞。受土石崩塌破壞。 薩爾瓦多地震引發(fā)了一巨大的薩爾瓦多地震引發(fā)了一巨大的泥石流，數(shù)百戶人家被埋在泥泥石流，數(shù)百戶人家被埋在泥石里，估計(jì)有石里，估計(jì)有1200多人遇難多人遇難地裂地裂印度西北部古吉拉特邦發(fā)生印度西北部古吉拉特邦發(fā)生7.8級地震造成達(dá)180公里的破碎帶，水平和垂直錯(cuò)距都很大

5、，引起地表沉陷、隆起、裂縫、液化等地表破壞，同時(shí)造成建筑物的大量毀壞。地震災(zāi)害概說n一、直接災(zāi)害n由地震的原生現(xiàn)象如地震斷層錯(cuò)動，以及地震波引起的強(qiáng)烈地面振動所造成的災(zāi)害。其中包括：n1、地表破壞n2、建筑物破壞n二、次生災(zāi)害n直接災(zāi)害發(fā)生后，破壞了自然或社會原有的平衡、穩(wěn)定狀態(tài)，從而引發(fā)出的災(zāi)害。有時(shí)，次生災(zāi)害所造成的傷亡和損失比直接災(zāi)害還大。其中包括：n火災(zāi)、水災(zāi)、瘟疫、毒氣泄漏一、直接災(zāi)害一、直接災(zāi)害 由地震的原生現(xiàn)象如地震斷層錯(cuò)動，以及地震波引起的強(qiáng)烈地面振動所造成的災(zāi)害。1、地面破壞。 如地面裂縫、錯(cuò)動、塌陷、噴水冒砂等；直接災(zāi)害直接災(zāi)害山體等自然物的破壞。如山崩、滑坡等；山體等自然

6、物的破壞。如山崩、滑坡等； 2004年12月26日，印度洋發(fā)生強(qiáng)烈地震并引發(fā)海嘯，造成周邊國家重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。印度洋海嘯造成近30萬人遇難. 直接災(zāi)害房屋倒塌直接災(zāi)害|道路破壞汶川汶川地震中的地質(zhì)災(zāi)害情況汶川地震中樓梯破壞19941994年云南昭通地震，蘆家灣年云南昭通地震，蘆家灣某村坐落于山梁上，山梁長某村坐落于山梁上，山梁長150150m m，頂部最寬頂部最寬1515m m，最窄最窄5 5m m，高高6060m.m.距震中距震中1818kmkm。突出端部的最大加速度為突出端部的最大加速度為0.6320.632g,g,鞍部為鞍部為0.2570.257g g，大山根大山根部為部為0.4

7、310.431g g。烈度為烈度為9度度烈度為烈度為8度度烈度為烈度為7度度抗震規(guī)范相關(guān)規(guī)定n抗規(guī)抗規(guī)4.1.84.1.8： 當(dāng)需要在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段建造丙類及丙類以上建筑時(shí)，除保證其在地震作用下的穩(wěn)定性外，尚應(yīng)估計(jì)不利地段對設(shè)計(jì)地震動參數(shù)可能產(chǎn)生的放大作用，其地震影響系數(shù)最大值（max）應(yīng)乘以增大系數(shù)。其值可根據(jù)不利地段的具體情況確定，但不宜大于1.6。 n注意：提高了max ，相當(dāng)于提高了設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。H1LL 0.6 0.5 0.4 0.3 0.5 0.4 0.3 0.2 0.4 0.3 0.2 0.1 0.3 0.2 0.1 0巖質(zhì)地層

8、巖質(zhì)地層非巖質(zhì)地層非巖質(zhì)地層3.0/LH6 . 0/3 . 0LH0 . 1/6 . 0LH5H20H155 H2515 H25H4020 H6040 H60H0 . 1/LH突出地形突出地形的高度的高度(m)局部突出局部突出臺地邊緣臺地邊緣的側(cè)向平的側(cè)向平均坡降均坡降(H/L)局部突出地形地震影響系數(shù)的增大幅度1.高突地形距離基準(zhǔn)面高度愈大，地震反應(yīng)愈大；2.離陡坎和邊坡頂部邊緣的距離大，反應(yīng)相對減??；3.在同樣地形條件下，土質(zhì)地基比巖質(zhì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)大；4.高突地形頂面開闊，遠(yuǎn)離邊緣部位的反應(yīng)明顯減小;5.邊坡愈陡，其頂部的放大效應(yīng)相應(yīng)加大。第3章 結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算n此處講解第3章的第一節(jié)部分內(nèi)容。

9、n其它內(nèi)容較難，與第二章一道講授。n建筑類別不同，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也不同。建筑類別不同，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)也不同?？拐鸫我ㄖ☆?除甲乙丁類以外的一般建筑丙類 地震時(shí)使用功能不能中斷需盡快恢復(fù)的建筑乙類 重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑甲類 設(shè)防分類A、中央級、省級的電視調(diào)頻廣播發(fā)射塔建筑，國際電信樓、國際海纜登陸站、 國際衛(wèi)星地球站、中央級的電信樞紐（含衛(wèi)星地球站）。B、研究、中試生產(chǎn)和存放劇毒生物制品和天然人工細(xì)菌與病毒（如鼠疫、霍亂、 傷寒等) 的建筑。C、三級特等醫(yī)院的住院部、醫(yī)技樓、門診部。建筑建筑類別類別建筑的重要性建筑的重要性抗震措施抗震措施地震作用計(jì)算地震作用計(jì)算甲類甲類

10、特殊要求的建筑特殊考慮特殊考慮乙類乙類國家重點(diǎn)抗震城市生命線工程的建筑提高一度*（9度適當(dāng)提高）設(shè)防烈度丙類丙類甲,乙,丁類以外的一般建筑設(shè)防烈度*設(shè)防烈度丁類丁類次要的建筑降低一度（6度不降）設(shè)防烈度 3.1.1 建筑物抗震類別與設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)n“*”按抗震規(guī)范，對I類場地可不提高n“*”按抗震規(guī)范，對I類場地可降低一度一級注冊結(jié)構(gòu)師考題一級注冊結(jié)構(gòu)師考題抗震設(shè)計(jì)概要n目標(biāo)三水準(zhǔn)：n“小震不壞、中震可修、大震不倒小震不壞、中震可修、大震不倒” n教材P.51中對此有詳細(xì)解釋n過程彈性和彈塑性兩階段n內(nèi)容概念設(shè)計(jì)、構(gòu)造措施、結(jié)構(gòu)計(jì)算n前兩項(xiàng)合并稱為“抗震措施”(P.51)3.1.2 三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目

11、標(biāo) 通過抗震設(shè)防，減輕建筑的破壞，避免人員死亡，減輕經(jīng)濟(jì)損失。1.總目標(biāo) 具體通過“三水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防要求和“兩階段”的抗震設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)。2.“三水準(zhǔn)”抗震設(shè)防目標(biāo)水準(zhǔn)一：當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用小震不壞水準(zhǔn)二：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。中震可修水準(zhǔn)三：當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的預(yù)估的罕遇地震影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。大震不倒3.1.2 三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)n地震設(shè)防要達(dá)到的目標(biāo)三水準(zhǔn)：n“小震不壞、中震可修、大震不倒小震不壞、中震可修、大震不倒” 3水準(zhǔn)烈度超

12、越概率(重現(xiàn)期)要求具有變形特征相應(yīng)的烈度值小震多遇烈度眾值烈度63.2%(50年)彈性(或輕微損傷)基本烈度1.55度中震基本烈度偶遇烈度10%(475年)彈塑性(有損壞)基本烈度大震罕遇烈度23%(2000年)嚴(yán)重?fù)p壞但不倒基本烈度+1度一級注冊結(jié)構(gòu)師考題一級注冊結(jié)構(gòu)師考題n水準(zhǔn)二水準(zhǔn)二：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，的地震影響時(shí)，n可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用?？赡軗p壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。中震可修中震可修一級注冊結(jié)構(gòu)師考題超越概率：一定時(shí)期內(nèi)，地震震動強(qiáng)度超過規(guī)定值的概率?；玖叶然玖叶龋涸?0年期限內(nèi)，一般場

13、地條件下，可能遭遇的超越概率為10%的地震烈度值，相當(dāng)于474年一遇的烈度值。多遇烈度多遇烈度：在50年期限內(nèi)，一般場地條件下，可能遭遇的超越概率為63.2%的地震烈度值，相當(dāng)于50年一遇的烈度值。罕遇烈度罕遇烈度：在50年期限內(nèi)，一般場地條件下，可能遭遇的超越概率為2% 3%的地震烈度值，相當(dāng)于16002500年一遇的烈度值。3.1.3 兩階段設(shè)計(jì)法n規(guī)范規(guī)定以兩階段設(shè)計(jì)法實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo) 適用地震烈度截面承載力變形驗(yàn)算第一階段多數(shù)建筑頻遇烈度（小震）要驗(yàn)算彈性變形第二階段特殊建筑罕遇烈度(大震)不驗(yàn)算彈塑性變形抗震設(shè)計(jì)流程抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)容內(nèi)容 建筑抗震設(shè)計(jì)包括三個(gè)層次的內(nèi)容n1. 抗震概念設(shè)

14、計(jì)：基于震害經(jīng)驗(yàn)建立的抗震基本原則和思想。包括工程結(jié)構(gòu)的總體布置和細(xì)部構(gòu)造。n2. 抗震計(jì)算：為抗震設(shè)計(jì)提供定量手段n3. 抗震構(gòu)造措施：通過保證結(jié)構(gòu)整體性、加強(qiáng)局部薄弱環(huán)節(jié)，補(bǔ)充抗震計(jì)算的不足。n注意：抗震措施: 除結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容。包括抗震構(gòu)造措施和抗震概念設(shè)計(jì)等。應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低，但抗震設(shè)防烈度為6度時(shí)不應(yīng)降低丁類應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度度的要求丙類一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求；當(dāng)9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求，對較小的乙類建筑，當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時(shí)，應(yīng)允許仍按本

15、地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施乙類當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求；當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求甲類抗震措施較小乙類建筑：工礦企業(yè)的變電所、空壓站以及城市供水水源的泵房等?？拐鹦阅茌^好的結(jié)構(gòu)類型指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)?？拐鸫胧?抗震措施:除結(jié)構(gòu)地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括抗震構(gòu)造措施。 抗震構(gòu)造措施：一般不須計(jì)算而對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求?？拐鹩?jì)算時(shí)，地震作用取值一般情況下仍應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求丁類 應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求丙類 應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求乙類 按地震安全性評價(jià)結(jié)果確定甲類

16、 地震作用 在設(shè)防烈度為6度時(shí)，除規(guī)范有具體規(guī)定外，對乙、丙、丁類建筑可不進(jìn)行地震作用計(jì)算?！靶阅茉O(shè)計(jì)”要點(diǎn)（閱讀材料）（1）.對抗震設(shè)計(jì)規(guī)定相應(yīng)的地震作用標(biāo)準(zhǔn) 重現(xiàn)期重現(xiàn)期常遇地震常遇地震43年（新建），年（新建），72年（現(xiàn)有工程加固）年（現(xiàn)有工程加固）偶遇地震偶遇地震72年（新建），年（新建），225年（現(xiàn)有工程加固）年（現(xiàn)有工程加固）少遇地震少遇地震475年（新建和現(xiàn)有工程加固）年（新建和現(xiàn)有工程加固）罕遇地震罕遇地震970年（新建），年（新建），2475年（現(xiàn)有工程加年（現(xiàn)有工程加固）固）（2）.建立建筑應(yīng)滿足的性能水準(zhǔn) 性能水準(zhǔn)性能水準(zhǔn) 要求要求正常使用正常使用結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不損

17、壞或很小損壞結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不損壞或很小損壞可以暫時(shí)使用可以暫時(shí)使用結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件需很少量的修復(fù)工程結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件需很少量的修復(fù)工程生命安全生命安全結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，具有足夠的豎向承載能力儲備，結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，具有足夠的豎向承載能力儲備，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞控制在保障生命安全范圍非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞控制在保障生命安全范圍防止倒塌防止倒塌建筑保持不倒，其余破壞都在可接受范圍建筑保持不倒，其余破壞都在可接受范圍（3）.確立設(shè)防性能目標(biāo) d g i j罕遇地震 c f h少遇地震 b e偶遇地震 a常遇地震防止倒塌生命安全可暫時(shí)使用正常運(yùn)行地震作用水準(zhǔn)建筑性能水準(zhǔn)基本目標(biāo) 一般使用要求的建筑應(yīng)具備a、b、c、

18、d項(xiàng)的組合。 重要性較高或地震破壞后危險(xiǎn)性較大的性能目標(biāo)為e、f、g的組合。 對安全有十分危險(xiǎn)影響的性能目標(biāo)為h、i、j項(xiàng)的組合。（4）.規(guī)定地震作用下結(jié)構(gòu)變形的允許指標(biāo) 應(yīng)建立結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的地震作用水平下的允許破壞水平，結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件宏觀破壞狀態(tài)的描述和允許變形指標(biāo)。3.2.2 場地固有周期n這個(gè)問題需要第四章以后回來再看書，才容易了解。n這里簡單介紹相關(guān)結(jié)論。場地及其地震效應(yīng)場地土與震害的一般關(guān)系場地土對建筑物的震害，主要與場地土的堅(jiān)硬程度和土層的組成有關(guān)。在同一地震和同一震中距離時(shí)，軟弱地基地面的自震周期長，振幅大，震動持續(xù)時(shí)間長，震害也重(地基的震害)。軟弱地基上的各類建筑物震害比

19、堅(jiān)硬地基上的嚴(yán)重(上部結(jié)構(gòu)的震害)。堅(jiān)硬土層上的剛性建筑、軟弱土上的柔性建筑破壞嚴(yán)重。軟土和硬土功率譜的對比(P.11)n注意：場地的固有周期還與覆蓋層厚度有關(guān)遠(yuǎn)震和近震功率譜的對比(P.11)場地對震害的影響n場地本身的破壞地質(zhì)災(zāi)害n滑坡、地裂、地陷、隆起、砂土液化等n場地震動引起建筑物震動破壞n地形、地貌n震中距，遠(yuǎn)震、近震。n場地土的動力特性n覆蓋層厚度n場地土本身的好壞(軟、硬)振動的周期與頻率 n振動周期：完成一次振動需要的時(shí)間n振動頻率：單位時(shí)間內(nèi)的振動次數(shù)n周期1/頻率n自由振動：體受初始激勵(lì)后發(fā)生的振動。n固有周期(頻率) ：物體自由振動的周期(頻率)n地震的卓越周期：在地震中

20、地面運(yùn)動主要周期。與場地的固有周期，以及距震中的距離有關(guān)。n建筑物基本周期：建筑物的固有周期有多個(gè)，其中最大的一個(gè)稱為建筑物基本周期。它只與建筑物本身的動力特性有關(guān)，與外力無關(guān)。n場地的固有周期 ：場地的自由振動周期n場地的特征周期Tg：考慮了近震、遠(yuǎn)震影響，同時(shí)考慮場地條件后確定的設(shè)計(jì)參數(shù)。用于確定地震影響系數(shù)地震動卓越周期地震動三要素：最大幅值;頻率成分;持續(xù)時(shí)間。 n地震動的卓越周期n地震動中含有各種頻率成分在巖層中地震頻譜上與最大頻率分量對應(yīng)的周期。卓越周期是地震的固有特性。n震中距遠(yuǎn)卓越周期長：地震傳播到建筑物的場地時(shí)，因途中阻尼作用，高頻成分多被衰減。n場地土軟卓越周期長：場地的固

21、有周期長的原因。場地固有周期(P.31)n場地固有周期的定義與對結(jié)構(gòu)的抗震的影響n場地固有的動力特性。與具體的地震無關(guān)。n建筑物固有周期與場地固有周期接近時(shí)震害加大。n影響場地固有周期的因素n剪切波速越大、場地的固有周期越短。n覆蓋層厚度越大、場地的固有周期越長。n軟(硬)夾層減少(增加)固有周期，距離基礎(chǔ)底面越近效果越明顯。n固有周期=剪切波穿越覆蓋層四倍的時(shí)間或者：n固有周期 4土層厚度/剪切波速場地的地震效應(yīng)(P.58)n放大作用：場地固有周期與地震動的卓越周期接近時(shí)，產(chǎn)生共振現(xiàn)象，使地面振幅加大場地土放大了地震作用。n濾波作用：對與場地固有周期相差較大的地震波，有濾除減小的作用。n堅(jiān)硬

22、場地土震動以短周期為主n軟弱場地土震動以長周期為主場地固有周期與特征周期n場地固有周期 4土層厚度/剪切波速n場地的特征周期Tg：考慮了近震、遠(yuǎn)震影響，同時(shí)考慮場地條件后確定的設(shè)計(jì)參數(shù)。用于確定地震影響系數(shù)。分組場地類別IIIIIIIV第一組(浙)0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90地面運(yùn)動與建筑物的反應(yīng)n深圳地王大廈在地震Kobel下的加速度響應(yīng)和反應(yīng)功率譜n加速度的衰減是由阻尼決定的，帝王大廈的阻尼比較小，所以衰減比較慢。n地震響應(yīng)頻率主要在0.52Hz左右，遠(yuǎn)離其基本頻率0.3。 場地土覆蓋層厚度與建筑物的破壞n建筑

23、物破壞的峰值點(diǎn)是其基本周期與場地的固有周期吻合的結(jié)果。覆蓋層越厚剛度越小，固有周期越大3.2.3 建筑場地類別 n不同場地的頻譜特性有很大差異n土質(zhì)越硬、土質(zhì)越好，剪切波傳播速度越快n所以可利用剪切波速反應(yīng)場地的好壞。評價(jià)依據(jù)：場地土地剛性和厚度n1.覆蓋層厚度：覆蓋層越厚，震害越大。n2.場地土的剛性(硬度和密度)n場地土的剛性根據(jù)土層剪切波速來劃分等級。n剪切波速綜合反應(yīng)了場地土硬度和密度，是最能夠綜合反應(yīng)場地土動力特性的參數(shù)。n 3.巖土阻抗比影響共振效應(yīng)影響地震效應(yīng)的三個(gè)主要因素場地覆蓋層厚度 n覆蓋層厚度：從地表到剪切波速為500m/s的堅(jiān)硬土層或巖層的距離 剪切波在各種土中的傳播

24、n土質(zhì)越硬、土質(zhì)越好，剪切波傳播速度越快剪切波速的試驗(yàn)和計(jì)算 n剪切波速的數(shù)據(jù)需要通過現(xiàn)場實(shí)測獲得。n實(shí)測方法有：跨孔法、單孔法和面波法。n等效剪切波速：場地土是分層的，每層中剪切波速都不同，所以場地土的剪切波速就用一種平均的或等效的剪切波速來綜合描述，稱為等效剪切波速。 n 等效剪切波速需要用規(guī)范中公試計(jì)算剪切波速的現(xiàn)場測試L 一般情況下，應(yīng)按地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面，或者基巖的距離作為覆蓋層厚度；2. 當(dāng)?shù)孛?m以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切 波速2.5倍 的下臥土層，且下臥土層的剪切波速不小于400m/s時(shí)，可按地面至該下臥土層頂面的距離確定；3. 剪切波速大于500

25、m/s的孤石、透鏡體，應(yīng)視同周 圍土層；4. 土層中的火山巖硬夾層，應(yīng)視為剛體，其厚度應(yīng)從覆蓋土層中扣除。確定場地土覆蓋層厚度的方法等效剪切波速的計(jì)算公試n注意：計(jì)算時(shí)用計(jì)算深度，查表時(shí)用覆蓋層厚度。) 43 (1110nsiininsiisevdttvddv關(guān)于剪切波速的若干說明 n計(jì)算公式就是距離除以時(shí)間得到速度。 n第二式中實(shí)際上是剪切波穿過各層時(shí)間的和。 n其中d0采用20m和覆蓋層厚度兩者之間最小的。n每層土的剪切波速要采用試驗(yàn)來確定。如果沒有實(shí)測資料時(shí)，對于丙、丁類建筑，可以采用查表通過巖土名稱和性狀確定剪切波速。)43(1110nsiininsiisevdttvddv關(guān)于確定覆蓋

26、層厚度的完整規(guī)定(P.60)n一般情況：從剪切波速大于500m/s土層以上為覆蓋層厚度n近距離硬土：5m以下，剪切波速大于上面土層的2.5倍；下面土層剪切波速不小于400m/s時(shí)，從這層硬土算起。n一般不計(jì)入孤石、透鏡體。n在覆蓋層中扣除(較小)火山巖夾層的厚度n新規(guī)范中增加了一類，其它沒有變化。n軟土從原來的140改為150劃分場地類別的方法小結(jié)n1確定場地覆蓋層厚度和計(jì)算深度d0n2根據(jù)實(shí)測的土層剪切波速資料獲得等效剪切波速。(3-4)n3用覆蓋層厚度查表4.1.6獲得場地類別。nsiininsiisevdttvddv1110場地土類別的計(jì)算實(shí)例場地土類別的計(jì)算實(shí)例場地土類別的計(jì)算實(shí)例作業(yè)

27、n1. 簡述地震波的構(gòu)成。n2. 為什么同樣是7度地震，遠(yuǎn)震和近震所造成的破壞不同？n3. 兩地的震中距相同，其烈度一定相同嗎？為什么？n4. 簡述抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)、過程和內(nèi)容。例：已知某建筑場地的鉆孔例：已知某建筑場地的鉆孔土層資料如表所示，試確定土層資料如表所示，試確定該建筑場地的類別。該建筑場地的類別。層底深度層底深度(m)土層厚度土層厚度(m)土的名稱土的名稱剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土200632.9細(xì)砂細(xì)砂31069.56.5礫混粗砂礫混粗砂520解：解：（1 1）確

28、定地面下）確定地面下2020m m表層土表層土的場地土類型的場地土類型tdvse/0m/s3577.146130/5 .10170/5 . 92010nisiivdd（2 2）覆蓋層厚度）覆蓋層厚度m63（3 3）確定建筑場地類別）確定建筑場地類別屬于中軟土屬于中軟土屬于屬于類場地類場地3.3 地基抗震驗(yàn)算地基和基礎(chǔ)的震害n震害調(diào)查表明，震害的形式是不均勻沉降或液化失穩(wěn)，極少發(fā)現(xiàn)一般工業(yè)與民用建筑因地基承載力不足而發(fā)生震害。n因基礎(chǔ)破壞而導(dǎo)致的破壞就更少。n一般土地基與基礎(chǔ)地震破壞的可能性比靜力作用時(shí)大大降低。原因有三： n1.地基在設(shè)計(jì)時(shí)有較大的安全儲備；n2.長期的固結(jié)作用，使地基承載力有

29、所提高；n3.地震是持時(shí)較短的動力作用。軟土地基及其抗震設(shè)計(jì)原則n軟土地基在地震作用下可能部分或全部喪失承載力?；虍a(chǎn)生不均勻沉降。n軟土地基需要處理并且需要驗(yàn)算。n采用樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)是最有效的方法。 (1) 軟土地基及其抗震特點(diǎn)n軟弱地基指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、充填土和雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。n軟弱地基不能不加處理直接作為天然地基。 n軟土地基的影響n穩(wěn)定方面：不均勻沉降，液化 n動力方面：自振周期長，振幅大，衰減慢。n軟土的破壞特點(diǎn)：震陷、液化、滑動、開裂。 (2) 一般地基土一般地基土上的建筑很少有因地基承載力不足而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的破壞n不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算的建筑n1.砌

30、體房屋。其上部結(jié)構(gòu)的抗震能力很小。n2.主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱土層的某些建筑。n8層、高度25m以下的一般民用框架房屋n一般廠房和但曾空曠廠房n3.規(guī)范規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑。n注意：不進(jìn)行抗震承載力驗(yàn)算，不等于不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。盡管不驗(yàn)算還是要采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧?。n在其它情況下，還是要進(jìn)行地基的抗震承載力驗(yàn)算。原因是，盡管地基的承載力有所提高，但與此同時(shí)，地震作用會在地基上施加附加的荷載，如果原有荷載加上附加荷載超過了地基承載力(盡管是提高了)，同樣會使地基失效。 地基土抗震承載力n地基土抗震承載力一般大于靜承載力，但是這并不意味著地震時(shí)地基會更安全。因?yàn)榈卣鹱饔么笥陟o力作用。

31、 n地基土抗震承載力抗震承載力提高系數(shù)靜承載力aaaEff 地基抗震承載力的特點(diǎn)n地基土的抗震承載力比靜承載力大。動荷載之下都有這個(gè)問題。動荷載的峰值盡管大，但是持續(xù)時(shí)間很短。 n土的強(qiáng)度隨加載速率的增加而提高，無粘性土提高較少，粘性土則大幅度提高試驗(yàn)研究的結(jié)果。n影響土承載力的重要因素是內(nèi)摩擦角和地震系數(shù)，理論研究表明，隨著地震作用的加強(qiáng)，地基的承載力將有明顯下降。我們考慮軟土的靈敏度，在地震的擾動下，引起其承載力的下降。 n地基地震作用下的可靠性可以比靜力荷載下的適當(dāng)降低。原因是地震作用隨機(jī)性強(qiáng)、偶然性、短暫性，同時(shí)考慮工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。n兩個(gè)相反因素共同作用的結(jié)果，抗震承載力提高或不降低。 地基抗震驗(yàn)算n設(shè)計(jì)與驗(yàn)算過程n根據(jù)靜力需要設(shè)計(jì)基礎(chǔ)尺寸n根據(jù)靜力計(jì)算驗(yàn)算地基的承載力和沉降量n驗(yàn)算地基的抗震承載力n1.地基抗震承載力驗(yàn)算時(shí)，要把地震作用與其它荷載進(jìn)行組合。組合后再驗(yàn)算地基承載力。n2.假設(shè)基礎(chǔ)底面所產(chǎn)生的壓力是直線分布的，驗(yàn)算底面的平均壓力p和基礎(chǔ)邊緣最大壓力pmax。aEaEfpfp2 . 1,max地基土的液化 n砂土液化(直接液化)的原因：