地基和基础的抗震验算
基础的抗震承载力验算
基础的抗震承载力验算标题：基础抗震承载力验算的理论与实践一、引言在建筑工程中，抗震设计是一项至关重要的工作，其核心在于确保建筑物在地震作用下能够保持稳定和安全。
基础抗震承载力验算是抗震设计的关键环节之一，它主要评估建筑的基础结构在地震荷载下的承受能力，以保证其在极端条件下仍能维持结构完整性和功能性。
二、基础抗震承载力概念基础抗震承载力是指建筑基础在地震作用下，抵抗破坏并保持稳定的最大荷载能力。
这个能力的大小直接影响到整个建筑的抗震性能和安全程度。
验算过程需综合考虑地基土体特性、基础形式、上部结构的重量分布以及地震动参数等因素。
三、基础抗震承载力验算步骤1. **地震作用效应计算**：首先根据建筑物所处地区的地震烈度、场地类别等因素确定地震影响系数，进而计算出地震作用效应。
2. **地基抗震性能评价**：依据地基土的物理力学性质及场地条件，进行地基土抗震性能分析，确定地基土的承载力特征值和变形特性。
3. **基础结构抗震验算**：对基础结构进行内力分析，包括弯矩、剪力、轴力等，并结合材料强度和结构构造要求，判断基础在地震作用下的受力状态是否满足规范规定的抗震设防要求。
4. **整体抗震性能评估**：综合考虑上部结构与基础的相互作用，评估整个结构体系在地震作用下的动力响应，确保基础和上部结构的整体抗震性能达到预定标准。
四、结论基础抗震承载力验算是抗震设计中的重要环节，只有通过严谨细致的验算，才能科学合理地设计出具备足够抗震性能的基础结构。
因此，在实际工程设计过程中，工程师应严格按照国家相关抗震设计规范和标准，结合地质勘查报告和实际情况，精确进行基础抗震承载力验算，以最大程度保障人民生命财产的安全和社会公共利益。
《建筑结构抗震》课程标准
《建筑结构抗震》课程标准1.课程说明《建筑结构抗震》课程标准课程编码：23010019承担单位：建筑工程学院制定：制定日期〔2022.10.08〕审核〔建筑工程学院专业指导委员会〕审核日期〔2022.10.23〕批准〔〕批准日期〔2022.10.23〕（1）课程性质：本门课程是建筑工程工程技术专业的必修课。
（2）课程任务：主要针对施工员、质检员及安全员等岗位开设，主要任务是培养学生在相关岗位上的关于一般工业与民用建筑结构抗震的方法；能领会结构设计意图，正确处理施工及工程管理中常见的结构抗震问题，通过实践环节培养学生的工程实践能力和创新能力，并为后继专业课提供材料的基础知识和理论。
（3）课程衔接：在课程设置上，前导课程有《建筑力学》、《建筑构造》、《钢筋混凝土结构》、《钢结构》、《土力学与地基基础工程》；后续课程有《质量事故分析》、《工程监理》和《毕业综合实训》。
2.学习目标通过学习本课程，使学生掌握房屋结构抗震的基本知识，从而初步具备懂得一般工业与民用建筑结构抗震的方法；能领会结构设计意图，正确处理施工及工程管理中常见的结构抗震问题。
通过实践环节培养学生的工程实践能力和创新能力，并为工作提供结构抗震的基础知识和理论。
引导学生积极思考、乐于实践,注重学生德智体全面发展；培养学生发现、分析和解决问题的基本能力及团队协作精神和创新能力。
本课程要求学生通过对场地土、场地类别划分、抗液化措施与地基基础抗震验算方法的学习，使学生具备对天然地基与桩基础进行抗震验算的能力，并且能用计算简图和计算书来表达验算过程；通过对结构基本周期、地震系数、地震作用效应与“三水准两阶段设计方法”的学习，使学生具有多质点弹性体系水平地震作用计算及结构抗震验算的能力，并且能用计算简图和计算书来表达验算过程；通过对钢筋混土框架结构震害特点、房屋选型、结构布置及抗震验算方法的学习，使学生具备对多层钢筋混凝土框架结构进行抗震设计的能力，并且能用施工图和计算书来表达设计成果；通过对砌体结构震害特点、房屋选型、结构布置、抗震验算方法及抗震构造措施的学习，使学生具有多砌体结构进行抗震设计的能力，并且能用图表和计算书来表达设计成果。
地基基础抗震验算
地基抗 震承载 力
调整后的地基抗震承载力 faE=ζafa ζa-地基抗震承载力调整系数，按岩土分类取 值；查表 4.2.3。
天然地 基地震 作用下 的竖向 承载力 验算
轴心受压
p≤faE=ζafa p≤faE=ζafa pmax≤1.2faE=1.2ζafa
（同时满足）
偏心受压
偏心受压
RaE=1.25Ra
液化 土、低 承台桩 基抗震 承载力
水平抗力乘以折减 系数 ψl 水平地震作用 FEK=α1 Geq 竖 向 水 平 RaE=1.25Ra
液化土桩 基抗震承 载力
液化土层极限侧阻力、土 抗力（地基系数） 、内摩 擦角、粘聚力均乘以液化 折减系数 ψl 进行折减
地震作用按 水平地震影 响系数最大 值的 10%采 用
RhaE=1.25Rha
水平地震作用 FEK=0.1 αmax Geq 扣除液化土层的全 部摩阻力及承台下 2m 深度范围内非液 化土的桩周摩阻力·
单 桩 水 平 抗 震 承 载 力 特 征 值
RhaE=1.25Rha
根据公式 Rha=0.75������������������������ ������0������
柱桩 摩擦 桩 非液化土 桩基抗震 承载力 采用 荷载 试验 确定 单桩 承载 力时
RaE=1.5Ra RaE=kRa （k-查表 4.2.2） 竖 向 水 平· RaE=1.5Ra
RhaE=1.25Ra
承台埋深 较浅
不宜计入承台周围土的抗力或刚性 地坪对水平地震的分担作用 竖 向 水 平 RaE=1.25Ra RhaE=1.25Rha
桩 基 础 液 化 效 应 和 抗 震 验 算
桩承受全部 地震作用 承台底面 上下分别 有厚度不 小于 1.5m、 1.0m 的 非液化土 或非软弱 土层时 （按两种 情况计 算，并按 不利取 值）
岩土工程师专业知识(二)可不进行地基基础抗震验算的范围
岩土工程师专业知识（二）可不进行地基基础抗震验算的范围30．2 可不进行地基基础抗震验算的范围从我国多次强地震中遭受破坏的建筑来看，只有少数房屋是因为地基的原因而导致上部结构破坏的。
而这类地基大多数是液化地基，易产生震陷的软土地基和严重不均匀地基，大量的一般性地基具有较好的抗震性能，极少发现因地基承载力不够而产生震害。
基于这种情况，我国多数抗震设计规范对于量大面广的一般地基，地基和基础都不做抗震验算，而对于容易产生地基基础震害的液化地基，软土地基和严重不均匀地基，则规定了相应的抗震措施，以避免或减轻震害。
1 在《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）中规定，下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算；（1）砌体房屋；（2）地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的一般单层厂房、单层空旷房屋和不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋及与其基础荷载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。
2 《构筑物抗震设计规范》（GB50191—93）规定下列天然地基上构筑物，可不进行地基和基础承载力验算：（1）6度时的构筑物。
（2）7度、8度和9度时，地基静承载力标准值分别大于80、100、120kPa且高度不超过25m的构筑物。
（3）规范规定可不进行上部结构抗震验算的构筑物。
【例题20】按照《构筑物抗震设计规范》（GB50191—93）规定，下列天然地基上构筑物，可不进行地基和基础承载力验算的为（）。
A、6度时的构筑物；B、7度、8度和9度时，地基静承载力标准值分别大于80、100、120kPa 且高度不超过25m的构筑物；C、本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑；D、砌体房屋；答案：A、B、C30．3 可不进行桩基抗震验算的范围地震震害经验表明，平时主要承受垂直荷载的桩基，无论在液化地基还是非液化地基上，其抗震效果一般都是比较好的。
但以承受水平荷载和水平地震作用为主的高承台是例外。
《建筑抗震设计规范》 (gb50011-2001)强制性条文内容[1]
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《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)强制性条文内容《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，自2002年1月1日起施行，原《建筑抗震设计规范》GBJ11-89以及《工程建设国家标准局部修订公告》（第1号）于2002年12月31日废止。
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，其中有52条为强制性条文，必须严格执行。
现将该52条强制性条文摘录如下：一．第一章“总则”部分第1.0.2 条：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。
第 1.0.4条：抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。
二．第三章“抗震设计的基本要求”部分第3.1.1条：建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲类、乙类、丁类以外的一般建筑；丁类建筑应属于抗震次要建筑。
第3.1.3条：各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：1：甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。
2：乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。
另外，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。
3：丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。
4：丁类建筑，一般情况下，地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但当抗震设防烈度为6度时不应降低。
第2章场地、地基和基础抗震
d0
式中： Vse d0
d4
——土层等效剪切波速（m/s) ——计算深度（m），取覆盖层厚度和20m
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
《高层建筑结构及抗震设计》 ——土计算深度范围内第i层土的厚度（m）
——计算深度范围内土层的分层数 ——计算深度范围内第i层土的剪切波速（m/s）
1.1
1.0
淤泥、淤泥质土，松散的砂、填土，新近堆积黄土及流塑黄土
《高层建筑结构及抗震设计》
三、 天然地基抗震验算
p
步骤：
M
1.根据静力设计的要求确定基础尺寸
对地基进行强度和沉降量的核算
2.地基抗震强度验算 ：
平均压应力分布
p
实际压应力分布
M
（荷载组合；基础底面的压力取为直线分布 ）
基础底面地震作用效应标准组 p f aE 合的平均压力值 基础边缘地震作用效应标准组 pmax 1.2 f aE 合的最大压力值
土层剪切 速范围(m/s)
vs 500
500 vs 250
250 vs 140
fak 200 的粘性土和粉土, f 130 的填土 ak
ak
稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂,可塑黄土,
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 f 130
140 vs
f ak ---由荷载试验等方法得到的地基土静承载力特征值
《高层建筑结构及抗震设计》
三、场地覆盖层厚度
※场地覆盖层厚度定义：
指从地表到地下基岩面的距离。
当下部土层的剪切波速达到上 部土层剪切波速的2.5倍，且 下部土层没有剪切波速小于 400m/s的岩土层时，该下部土 层就可以近似看作基岩
场地、地基及基础的抗震计算
场地、地基及基础的抗震计算13.3.1 场地的概念场地是指工程群体所在地，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。
场地土则是指在场地范围内的地基土。
一般规律是：土质愈软，覆盖层愈厚，建筑物震害愈重。
因此，场地条件对建筑物震害影响的主要因素是：场地土的刚性和场地覆盖层厚度。
建筑场地的类别划分以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准，共分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类。
13.3.2 地基及基础的抗震计算一、不进行天然地基及基础抗震承载力验算的建筑根据我国多次强地震中建筑遭受破坏资料的分析，下列建筑在天然地基上极少产生地基破坏从而引起结构破坏的，故可不进行地基抗震承载力的验算：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一般单层厂房、单层空旷房屋和不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房。
所谓软弱粘性土层主要是指7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80、100和120KPa的土层；3．抗震规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。
二、天然地基在地震作用下的抗震验算1．地基土的抗震承载力《抗震规范》规定，天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准值组合，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。
地基抗震承载力按下式计算：(13—1)式中：——调整后的地基抗震承载力；一一地基抗震承载力调整系数，按表13—1采用；——深宽修正后的地基承载力特征值，按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007采用。
2．地震作用下天然地基的抗震验算当验算天然地基作用下的竖向承载力时，按地震作用效应标准组合的基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下式要求：(13-2)(13-3)式中：p—地震作用效应标准组合的基础底面平均压力；p max—地震作用效应标准组合的基础边缘的最大压力。
为保证建筑物的抗震稳定性，对高宽比大于4的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力；其他建筑，基础底面与地基土之间的零应力区面积不应超过基础底面面积的15％。
抗震鉴定标准
抗震鉴定标准抗震鉴定标准总则1.0.1 为了贯彻地震工作以预防为主的方针，减轻地震破坏，减少损失，对现有建筑的抗震能力进行鉴定，并为抗震加固或采取抗震减灾对策提供依据，特制定本标准。
符合本标准要求的建筑，在遭遇到相当于抗震设防烈度的地震影响时，一般不致倒塌伤人或砸坏重要生产设备，经修理后仍可继续使用。
1.0.2 本标准适用于抗震设防烈度为6～9度地区的现有建筑的抗震鉴定。
抗震设防烈度，一般情况下，可采用地震基本烈度。
行业有特殊要求的建筑，应按专门的规定进行鉴定。
注：本标准“6、7、8、9度”为“抗震设防烈度为6、7、8、9度”的简称。
1.0.3 现有建筑应根据其重要性和使用要求，按现行国家标准《建筑抗震设防分类标准》分为四类，其抗震验算和构造鉴定应符合下列要求：甲类建筑，抗震验算和构造均应按专门规定采用;乙类建筑，抗震验算，可按抗震设防烈度的要求采用;抗震构造，除9度外可按提高一度的要求采用;丙类建筑,抗震验算和构造均应按抗震设防烈度的要求采用;丁类建筑,7～9度时,抗震验算可适当降低要求,抗震构造可按降低一度的要求采用;6度时可不做抗震鉴定。
1.0.4 现有建筑的抗震鉴定，除应符合本标准的规定外，尚应符合现行国家标准、规范的有关规定。
2术语和符号2.1术语2.1.1 抗震鉴定seismicappraiser通过检查现有建筑的设计、施工质量和现状，按规定的抗震设防要求，对其在地震作用下的性进行评估。
2.1.2 综合抗震能力compundseismiccapability整个建筑结构综合考虑其构造和承载力等因素所具有的抵抗地震作用的能力。
2.1.3 墙体面积率ratioofwallsectionalareatofloorarea墙体在楼层高度1/2处的净截面面积与同一楼层建筑平面面积的比值。
2.1.4 抗震墙基准面积率characterisiticratioofseismicwall以墙体面积率进行砌体结构简化的抗震验算时，表示7度抗震设防的基本要求所取用的代表值。
场地地基和基础抗震设计
场地地基和基础抗震设计4.1 场地4.1.1选择建筑场地时，应按表4.1.1划分对建筑抗震有利、不利和危险的地段。
4.1.2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。
4.1.3土层剪切波速的测量，应符合下列要求：1 在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单，测量土层剪切波速的钻孔数量，应为控制性钻孔数量的1/3～1/5，山间河谷地区可适量减少，但不宜少于3个。
2 在场地详细勘察阶段，对单幢建筑，测量土层剪切波速的钻孔数量不宜少于2个,数据变化较大，时可适量增加；对小区中处于同一地质单元的密集高层建筑群，测量土层剪切波速的钻孔数量可适量减少，但每幢高层建筑下不得少于一个。
3 对丁类建筑及层数不超过10层且高度不超过30m的丙类建筑，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计各土层的剪切波速。
注：fak为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa)：υs为岩土剪切波速。
4.1.4建筑场地覆盖层厚度的确定应，符合下列要求：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 土层中的火山岩硬夹层应视为刚体其厚度，应从覆盖土层中扣除4.1.5土层的等效剪切波速应按下列公式计算：式中υse-土层等效剪切波速(m/s)；d0-计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；t-剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；di-计算深度范围内第i土层的厚度(m)；υsi-计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)；n-计算深度范围内土层的分层数。
4.1.6建筑的场地类别,应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表 4.1.6划分为四类。
建筑结构抗震设计地基基础抗震设计
③ 浅埋天然地基 ， 当 上 覆 非液化土 层厚度 和地下水位深度符合式 （ ５ ． ５ ）、 式 （ ５ ． ６ ）、 式 （ ５ ． ７ ） 之一时 ， 可不考虑液 化影响 。
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（ ２ ） 标准贯入试验判别 当饱和砂土和粉土按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法判别 地面下 ２０ ｍ 范围内 土的液化 ； 对可不进行天 然地基及基础的抗震承载力验算的各类建筑 ， 可 只判别地面下 １５ ｍ 范围内 土的液化 。
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（ ３ ） 土层的埋臵深度 一般来说 ， 地震剪应力随深度的加大不如土 的自 重应力 随深度的增长来得快 ， 所以 浅土层 液化的可能性比深土层要大 。 土层埋深越大 ， 土 层上的有效覆盖应力 越大 ， 土层就越不容易液化 ， 当砂土层上面覆盖着较厚的黏土层 ， 即 使砂土 层液化 ， 也不致发生冒水喷砂现象 ， 从而避免地 基产生严重的不均匀沉陷 。
பைடு நூலகம்26
（ ２ ） 砂土的类型 、 密实程度 ， 粉土中的 黏粒含量 细砂和粗砂比较 ， 由于细砂的渗透性较差 ， 地震时易于产生孔隙水的超压作用 ， 故细 砂较 粗砂更易于液化 。 密实程度较小的松砂 ， 由 于 天然孔隙比 ｅ 一般较大 ， 构成土层液化的水头 梯度临界值一般较小 ， 故易于液化 ； 而密实程度 大的砂土不易 液化 。 粉土是黏性土和砂类土之间 的过渡性土壤 ， 黏粒含量越高 ， 土的性质越接近 于黏性土 ， 土体颗粒之间由于摩擦而产生的正应 力越大 ， 越不容易液化 。
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５．２．２ 地基抗震验算 １ ） 不需要进行天然地基基础抗震验算的建 筑 房屋震害调查统计资料表明 ， 建造于一般土 质天然地基上的房屋 ， 遭遇地震时极少 （ 不到 １０ ％ ） 因地基承载力不足或较大沉陷而引 起上 部结构破坏 。 鉴于这种情况 ， 为简化地基基础抗 震验算的工作量 ，《 抗震规范 》 规定以下建筑可 不进行天然地基及基础的抗震承载力验算 ：
建筑结构抗震设计地基基础抗震设计
1
５．１
地基基础抗震设计原则及要求
在地震作用下 ， 建筑物的破坏机理和过程是 一个十分复杂的综合问 题 ， 进行精确的抗震设计 是比较困难的 。 汶川地震震害尤其表明了 这一点 。 ２０ 世纪 ７０ 年代以 来 ， 人们在总 结大地 震灾害经验中提出 了 “ 概念设计 ”， 即 除必 要 的 计算外 ， 更重要的 是概念设计 ， 包括场地选 择 、 合理的规划布局及结构体系 、 正确的材料使 用 及构造措施等 。
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５．２．２ 地基抗震验算 １ ） 不需要进行天然地基基础抗震验算的建 筑 房屋震害调查统计资料表明 ， 建造于一般土 质天然地基上的房屋 ， 遭遇地震时极少 （ 不到 １０ ％ ） 因地基承载力不足或较大沉陷而引 起上 部结构破坏 。 鉴于这种情况 ， 为简化地基基础抗 震验算的工作量 ，《 抗震规范 》 规定以下建筑可 不进行天然地基及基础的抗震承载力验算 ：
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１ ） 选择对抗震有利的建筑场地 在地震区选择建筑场地时 ， 应根据工程需要 ， 掌握地震活动情况及场地工程地质 、 水文地 质的资料 ， 对场地做出 综合评价 。 应调查建筑 场地范围内有无断裂通过 ， 是否为 活动断裂 ， 并应评价其对建筑物产生的影响 。 必要时 ， 还应 对断裂带进行专门的勘察工作 。 应尽可能选择对 抗震有利的地段 ， 避开不利地段 ， 不得在危险地 段进行建设 。
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（ ２ ） 选择合理的基础类型 不同基础类型 ， 其抗震性能不同 ， 通过对震 害的大量调查 ， 取得如下资料以供参考 。 ① 桩基础 。 一般的低承台桩基础 ， 具有足 够抗水平剪力的能力 ， 抗震性能良好 。 ② 箱形基础 、 筏板基础和带地下室基础 。 ③ 钢筋混凝土柱下独立基础 。 ④ 砖石条形基础 。 砖石条形基础作为 一种刚 性基础 ， 其抗震性能不及桩基 、 箱基和 筏基等 ， 但在一般条件下仍有足够的抗震能力 。
2场地地基和基础抗震
2.2工程地质条件对震害的影响
2.2.1局部地形的影响 震害表明：局部孤突地形对震害有较大影响 ——对地震强度有放大作用 1920年宁夏海原8.5级地震中，位于渭河河谷的姚 庄烈度为7度，相距仅2km的牛家山庄，坐落在高出 河谷100m左右的黄土山嘴上，烈度为9度。 1975年辽宁海城地震中，高差58m的两个测点， 地面加速度相差1.84倍。
2.1概述
建筑物震害原因 a:场地的震动作用。 b:场地、地基的破坏作用 b: 场地的震动作用是指由于强烈地面运动引起地面设施 振动而产生的破坏作用 如：结构承载力不足等 处理方法：合理的进行抗震设计和采取减震措施。 场地、地基的破坏作用一般是指造成建筑破坏的直接 原因是由于场地和地基稳定性（地基失效）引起的。 如：砂土液化、软土震陷等 量少 有区域性 难以修复 处理方法：场地选择和地基处理
2.4.3天然地基抗震验算
采用“拟静力法” ——即假定地震作用如同静力荷载恒定作用在地基 基础上。 • 《抗震规范》 4.2.4 ：基验算天然地基地震作用下的 竖向承载力时，按地震作用效应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：
式
2.4.3天然地基抗震验算
注意事项： 1)高宽比大于4的高层建筑，基底不宜出现拉应 力 2)其他建筑，基础底面与地基土之间零应力区 面积不应超过基底面积的15%。
2.5.2液化的判别
液化判别和处理的一般原则： 《抗震规范》4.3.1： 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。 《抗震规范》 4.3.2 ： 地面下存在饱和砂土和饱和粉土 时，除6度外，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。 注：本条饱和土液化判别要求不含黄土、粉质黏土。
简述地基基础抗震验算的原则
简述地基基础抗震验算的原则1. 引言嘿，朋友们！今天咱们聊聊一个挺重要的话题，尤其是在我们这个地震频发的地方，那就是地基基础的抗震验算。
你可能会想，“这和我有什么关系？”其实，咱们的生活、房子，甚至心里那份安全感，都是和这个息息相关的。
毕竟，谁都不想在地震来临时，像过山车一样被晃来晃去，对吧？那么，抗震验算到底是个啥呢？简单来说，就是通过一些原则，确保我们的建筑能抵挡得住自然的“摇摆”，保护我们的人身安全。
接下来，我们就来聊聊这些原则吧。
2. 基础知识2.1 了解地震力首先，得先搞明白地震力是个什么玩意儿。
想象一下，如果我们在玩摇摇椅，突然有人给你推了一把，那种感觉可真让人心慌。
地震也是如此，它会产生一股力量，让建筑物像纸片一样被摇晃。
为了防止这种情况，我们就需要计算出这些地震力的大小。
这可不是瞎算的，得有一些科学依据，像是土壤的特性、建筑的高度、材料的强度等等，都是考量的对象。
2.2 地基的重要性接下来，我们再来说说地基的重要性。
地基就像是建筑的“根”，如果根不稳，树怎么能长得高、长得壮呢？抗震验算的一个原则就是要确保地基能承受地震带来的冲击。
比如，地基的深度、宽度和材料，都是需要认真考虑的。
要是地基设计得不靠谱，那房子一摇晃，可能就会出现“东倒西歪”的尴尬局面。
3. 抗震验算的具体原则3.1 合理设计说到具体原则，合理设计绝对是头号玩家。
设计时必须充分考虑建筑物的功能和使用情况，避免出现“高大上”的设计，却不符合实际使用需求的情况。
比如，假如你设计了一栋超高的玻璃大楼，结果在地震时就像一片飘落的叶子，岂不是哭笑不得？所以，得确保设计符合当地的抗震标准，像量体裁衣一样，合身又舒心。
3.2 材料选择其次，材料选择也是不可忽视的关键点。
想象一下，你在建房时用的是纸做的墙，遇上大风大浪，别说抗震了，连风都能把它撕成碎片。
因此，抗震验算中，要选用那些韧性好、强度高的材料。
钢筋混凝土、优质砖块都是不错的选择。
天然地基和基础的抗震验算
p≤faE
(4-4)
pmax≤1.2faE
(4-5)
式中： p ——地震作用效应组合的基础底面平均压力；
pmax ——地震作用效应组合的基础边缘最大压力； faE ——调整后的地基抗震承载力。
fa ——深度、宽度修正后的地基承载力特征值。
4.2 天然地基和基础的抗震验算
4.2.2 天然地基的抗震验算
表4-7 地基抗震承载力调整系数a
岩土名称和性状
a
岩石，密实的碎石土, 密实的砾、粗、中砂，fak≥300的粘性土和粉 1.5 土
中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密 1.3 的细、粉砂，150≤fak<300的黏性土和粉土，坚硬黄土
4.2 天然地基和基础的抗震验算
我国《抗震规范》规定，下列建筑物可不进行天 然地基及基础的抗震承载力验算：
1.《抗震规范》规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。 2. 地基主要受力范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑：
1）一般单层厂房和单层空旷房屋； 2）砌体房屋； 3）不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架 -抗震墙房屋； 4）基础荷载与第3)项相当的多层框架厂房和多层框架抗震墙房屋。
1）考虑地震作用的偶然性、短时性以及工程的经济性， 对于抗震设计的可靠度指标予以降低；
2）由于地震的快速反复作用使土体来不及产生足够的变 形，造成地震作用下土的动力强度比静载时有所提高。
地基抗震承载力 faE 按下式确定：
faE =a fa
(4-3)
式中： faE ——调整后的地基抗震承载力；
a ——地基抗震承载力调整系数，按表4-7采用；
中密、稍密的碎石稍密的细、粉砂，100≤fak<150的黏性土和粉土，1.1 可塑黄土
地基基础的抗震-补充
危险地段，一般是指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位错的部位等地段。
建筑物选址时，宜选择有利的地段；避开不利地段，无法避开 时应采取相应的抗震措施；不在危险地段建造建筑。
最牛教学楼
汶川大 地震发 生后， 彭州一 栋新建 教学楼 基础被 整体抬 高近3 米，楼 体依然 屹立原 地不倒。
美洲板块 南极洲板块
地震的类型和成因
按地震序列分类：
地震时弹性应变能，以波的形式释放扩散，经多次 反射、折射形成持续过程，加之断裂错位不是瞬间完成的， 故在一定时间内（几十天或数月）相继发生在相邻地区的。
一系列大小地震称为地震序列。 在一个地震序列中，最大的一次地震称为主震。 主震之前发生的地震称为前震。 主震之后发生的地震称为余震。 主震型地震：在一个地震序列中，若主震震级很突出，
Ⅱ
Ⅲ
Ⅵ
坚硬
0
中硬
中软 软弱
＜5
＜3 <3
>5
3--50 3--15 >50 15--80 >80
>140
例题
例：已知某建筑场地的钻孔土层 资料如表所示，试确定该建筑场 地的类别。 解：（1）确定地面下20m表层土 的场地土类型：
场地对地震的影响
（1-3）为覆盖层 较厚的基床 （4-6）为基岩。 可以看出，由于老 湖泊基床沉积层使 得这些峰值加速度 增大了5倍。
图2.4 同一地震下湖泊基床（1-3） 和基岩4-6）加速度对比
土质愈软，覆盖层愈厚， 建筑物震害愈严重；反之愈轻。 1967年委内瑞拉加
拉加斯6.4级地震时，同
研究地震预警系统。
地震预警系统
地震预警示意图
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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一般单层厂房、 单层空矿房屋和不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房 屋及与其基础荷载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。(6度时，建 造于Ⅳ类场地土上较高的高层建筑与高耸结构以外的建筑)
二、天然地基抗震承载力验算
各类建筑场地的覆盖层厚度（m）
§3-2 地基和基础的抗震设计 地基在地震作用下的稳定性对基础结构乃至上部结构的内力
分布是比较敏感的。因此，确保地震时地基基础始终能够承受上 部结构传来的竖向地震作用，水平地震作用以及倾覆力矩，而不 发生过大的沉陷或不均匀沉陷是地基基础抗震设计的一个基本要 求。
根据震害规律，地基和基础的抗震设计是通过选择合理的基 础体系、地基土的抗震承载力验算、地基基础抗震措施来保证其 抗震能力。 一、可不进行地基基础抗震验算的范围
地基和基础的抗震验算
第三章 地基与基础的抗震设计
§3-1 建筑场地
地震对建筑物的破坏作用是通过场地、地基和基础 传递给上部结构的；同时，场地与地基在地震时又支撑 着上部结构，因此具有双重作用。任何一个建筑物，都 坐落和嵌固在建设场地的岩土地基上。研究工程在地震 作用的震害形态、破坏机理，以及抗震设计等问题，都 离不开对场地土和地基的研究，而研究场地和地基在地 震作用下的反应及其对上部结构的影响，正是场地抗震 评价的重要任务。通过对地震地质、工程地质、地形地 貌以及岩土工程环境等场地条件的分析，研究场地条件 对基础和上部结构震害的影响，从而合理地选择有利建 筑场地以及地基或结构抗震措施，避免和减轻地震对建 筑物或工程设施的破坏。
P≤faE
式中：
Pmax≤1.2faE
P—基础底面平均压力(KPa)
Pmax—基础底面边缘最大压力(KPa) faE—调整后的地基抗震承载力特征值。
图3-1 地震作用标准组合作用下基础底面压力
2、地基土抗震承载力确定
世界上多数国家抗震规范在验算地基上的抗 震强度时，抗震允许承载力都采用在静力设计承 载力的基础上乘以一个系数的方法加以调整，考 虑调整的出发点是：(1)地震是偶发事件，是特殊 荷载，历时短暂因而地基抗震承载力安全系数可 比静载时降低；(2)地震是有限次数不等幅的随机 荷载，其等效循环荷载不超过十几次到几十次， 而多数土在有限次数的动载下强度较静载下稍高。 基于这两方面原因，新规范延续采用抗震承载力 与静力允许承载力的比值作为地基土承载力调整 系数，其值也可通过动静强度之比求得：
《抗震规范》规定，地基土抗震承载力按下式计算
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对上部结构或地基采取一定的抗震措施来弥补。一般地基是由Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ类场地土构成的，这类场地土具有良好的抗震性能。可作
为天然地基。天然地基土的抗震承载力验算，一般采用“拟静力
法”。
此法假定地震作用如同静力作用，然后在静力作用条件下验
算地基及基础的承载力和稳定性。验算天然地基地震作用下的竖 向承载力时，作用于建筑物上的各类荷载与地震作用(一般只考 虑水平地震作用)组合后，在基础底面所产生的压力可认为呈直 线分布。其平均压力P和边缘最大压力Pmax应符合下列要求,如图 3-1所示：
从我国历次强震中遭受破坏的建筑来看，只有少数建筑物是 因为地基的原因而导致上部结构破坏的，而且这类地基主要是液 化地基、易产生震陷的软弱粘性土地基和严重不均匀地基。大量 的一般地基具有良好的抗震性能，极少发现因地基承载力不足而 导致上部结构破坏的震害现象。基于上述事实，我国《抗震规范》 对于量大面广的一般地基，地基和基础都不做抗震验算。而对于 容易产生地基基础震害的液化地基、软土地基和严重不均匀地基， 则规定了相应的抗震措施，以避免或减轻震害。《抗震规范》规 定，下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：
4、场地类别
场地条件对地震的影响已为多次大地震所证 实，场地类别是场地条件的表征。为了便于正确 的选择场地，减轻震害，同时场地分类也是为了 反映不同场地上设计反应谱，在地震作用下定量 考虑场地条件对设计参数的影响，《抗震规范》 提出：建筑的场地类别应根据土层等效剪切波速 和场地覆盖层厚度划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。
一、场地
什么是场地呢?
场地是指建筑物所在地，在平面上大体相当于厂区， 居民区或自然村以及一平方公里大小的区域范围。在此 范围内，岩土的性状和土层覆盖厚度大致相近。
场地土则是指场地范围内的地基上。
历次震害现象表明，不同工程地质条件的场地上， 建筑物在地震中的破坏程度是明显不同的。
另一方面，由于建设用地受到地震以外的许多因素 的限制，除了极不利和有严重危险性的场地以外往往是 不能排除其作为建设用场地的。这样就有必要按照场地、 地基对建筑物所受地震破坏作用的强弱和特征进行分类， 以便按照不同场地特点采取抗震措施，这就是地震区场 地选择与分类的目的。
1、天然地基的抗震验算
在地震作用下，为了保证上部结构的安全，仅对地基的有关
要求而言，和静力计算一样，应该同时满足地基变形和承载力两
个条件要求。但是，由于在地震作用下地基变形过程十分复杂，
目前还没有条件进行这方面的定量计算，因此《抗震规范》只要
求对地基土进行抗震承载力验算，至于地面变形验算，则是通过
(4)土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土 层中扣除。 3、土层等效剪切波速
地表土层的组成通常较为复杂，只有单一性质场地的情况是 很少见的，所以场地土的类型，可按土层剪切波速的平均采用更 有物理意义的等效剪切波速的公式计算。
式中： Vse——土层等效剪切波速(m/s) dO——计算深度(取覆盖层厚度和20m二者的较小者)(m) t——剪切波在地面至计算深度之间的传播时间。 di——计算深度范围内第i层土的厚度(m) Vsi——计算深度范围内第i层土的剪切波速(m/s) n——计算深度范围内土层的分层数。