建筑结构抗震设计PPT(共45页)
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• 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。
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度——续
我国规范取值规定：
• 一般情况下，地面到剪切波速大于500m/s的坚硬土层顶 面的距离为场地覆盖层厚度。
t ----剪切波在地面至计算深度之间的传播时间； d i ----计算深度范围内第i土层的厚度(m)； v si ----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。
2.1.1 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
• 当地面5m以下存在剪切波速大于上层土剪切波速2.5倍 的土层且下卧岩土层的剪切波速不小于400m/s时，也可 取地面至该土层顶面的距离作为覆盖层厚度。
• 土层中夹有剪切波速大于500m/s的孤石等，应视同周围 土层。
• 土层中的火山岩硬夹层应视为刚体，其厚度应从覆盖层 厚度中扣除。
2.1.2 场地类别
措施； 3.不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。
地段类别
地质、地形、地貌
有利地段 不利地段
稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等
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
• 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。
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度——续
基本划分法:
土层的等效剪切波速：
vsed0 /t
n
t di / vsi
i1
v se ----土层的等效剪切波速； d 0 ----计算深度（m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；
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。
土的类别划分和剪切波速范围
土的 类型 坚硬土 或岩石 中硬土
中软土
软弱土
岩土名称和性状
土层剪切波 速范围(m/s)
稳定岩石，密实的碎石土
vs 500
中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，fak 200的 粘性土和粉土，坚硬黄土
• 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。
2.1.1 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。
500vs 250
稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂, fak 200 的粘性
土和粉土, fak 130 的填土，可塑黄土,
250vs 140
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
140 vs
fak ---地基土静承载力标准值
2.1.1 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。
2.1.1 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。
其范围大体相当于厂区、居民小区和自然村或不小于 1.0km2 的平面面积。 • 场地土——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” 。
250vse140 3m
140vse
3m
5m
30~50 3~15
50 15~80
80
例题
例：已知某建筑场地的钻孔 层底深度(m)
土层厚度(m)
土的名称
剪切波速m/s
土层资料如表所示，试确定 9.5
9.5
砂
170
该建筑场地的类别。
37.8
• 建筑场地类别是场地条件的基本表征，地震效应与场地 有关，为了进行抗震设计，有必要对场地进行分类，以 便区别对待。
• 《抗震规范》指出：建筑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4类(见下表)。
各类建筑场地的覆盖层厚度
等效剪切波速
（m/s）
Ⅰ
场地类型
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
vse 500
0
500vse250 5m
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
2.1.1 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。
建筑结构抗震设计 Seismic design of buildings
第2章 场地、地基与基础
2.1 场地 （重点掌握） 2.2 天然地基与基础的抗震验算 （重点掌握） 2.3 液化土与软土地基 （重点掌握） 2.4 桩基的抗震设计（了解内容）
2Hale Waihona Puke Baidu1 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，
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。
2.1 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 1.选择有利地段； 2.宜尽量避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震
• 震害随场地覆盖层厚度的增加而加重。
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度——续
我国规范取值规定：
• 一般情况下，地面到剪切波速大于500m/s的坚硬土层顶 面的距离为场地覆盖层厚度。
t ----剪切波在地面至计算深度之间的传播时间； d i ----计算深度范围内第i土层的厚度(m)； v si ----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。
2.1.1 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
• 当地面5m以下存在剪切波速大于上层土剪切波速2.5倍 的土层且下卧岩土层的剪切波速不小于400m/s时，也可 取地面至该土层顶面的距离作为覆盖层厚度。
• 土层中夹有剪切波速大于500m/s的孤石等，应视同周围 土层。
• 土层中的火山岩硬夹层应视为刚体，其厚度应从覆盖层 厚度中扣除。
2.1.2 场地类别
措施； 3.不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。
地段类别
地质、地形、地貌
有利地段 不利地段
稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等
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
• 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。
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度——续
基本划分法:
土层的等效剪切波速：
vsed0 /t
n
t di / vsi
i1
v se ----土层的等效剪切波速； d 0 ----计算深度（m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；
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。
土的类别划分和剪切波速范围
土的 类型 坚硬土 或岩石 中硬土
中软土
软弱土
岩土名称和性状
土层剪切波 速范围(m/s)
稳定岩石，密实的碎石土
vs 500
中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，fak 200的 粘性土和粉土，坚硬黄土
• 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。
2.1.1 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。
500vs 250
稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂, fak 200 的粘性
土和粉土, fak 130 的填土，可塑黄土,
250vs 140
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
140 vs
fak ---地基土静承载力标准值
2.1.1 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。
2.1.1 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。
其范围大体相当于厂区、居民小区和自然村或不小于 1.0km2 的平面面积。 • 场地土——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” 。
250vse140 3m
140vse
3m
5m
30~50 3~15
50 15~80
80
例题
例：已知某建筑场地的钻孔 层底深度(m)
土层厚度(m)
土的名称
剪切波速m/s
土层资料如表所示，试确定 9.5
9.5
砂
170
该建筑场地的类别。
37.8
• 建筑场地类别是场地条件的基本表征，地震效应与场地 有关，为了进行抗震设计，有必要对场地进行分类，以 便区别对待。
• 《抗震规范》指出：建筑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4类(见下表)。
各类建筑场地的覆盖层厚度
等效剪切波速
（m/s）
Ⅰ
场地类型
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
vse 500
0
500vse250 5m
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
2.1.1 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。
建筑结构抗震设计 Seismic design of buildings
第2章 场地、地基与基础
2.1 场地 （重点掌握） 2.2 天然地基与基础的抗震验算 （重点掌握） 2.3 液化土与软土地基 （重点掌握） 2.4 桩基的抗震设计（了解内容）
2Hale Waihona Puke Baidu1 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，
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。
2.1 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 1.选择有利地段； 2.宜尽量避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震