建筑结构抗震第2章

土层剪切波 速范围(m/s) 速范围
vs > 500 500 ≥ vs > 250
稍密的的砾, 除松散外的细, 稍密的的砾,粗,中砂,除松散外的细,粉砂 可 中砂 除松散外的细 粉砂,可 250 ≥ vs > 140 塑黄土, 的粘性土和粉土, 塑黄土f ak ≤ 200 的粘性土和粉土 ak > 130 的填 f 土 淤泥和淤泥质土,松散的砂, 淤泥和淤泥质土,松散的砂,新近沉积的粘性土 140 ≥ vs 和粉土, 的填土, 和粉土, f ak ≤ 130 的填土,流塑黄土
n ---土层总数 hi ----i层厚度 ---土层总数
vsi ----i层剪切波速
2. 场地的地震效应 场地土对于从基岩传来的地震波具有防大 滤波作用 防大和 作用. 场地土对于从基岩传来的地震波具有防大和滤波作用. 坚硬土层上的刚性建筑,软弱土上的柔性建筑破坏严重. 坚硬土层上的刚性建筑,软弱土上的柔性建筑破坏严重.
危险地段
水边地的地下 水位较高, 水位较高,土质也 较松软, 较松软,容易在地 震时产生土壤滑动 或地层液化. 或地层液化.
山坡地在地震 时会产生土壤滑动 冲积地的土质 松软, 松软,地震时容易 塌陷, 塌陷,如果此处有 地下水层, 地下水层,还容易 发生液化. 发生液化.
用另外的土石 来填补地基, 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, 地震时产生倾斜, 沉陷. 沉陷.
> 80
场地覆盖层厚度的确定: 场地覆盖层厚度的确定: 一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面; 500m/s的土层顶面 1. 一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面; 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 当地面5 以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2 的下卧土层,且下卧土层的剪切波速不小于400m/s时 400m/s 的下卧土层,且下卧土层的剪切波速不小于400m/s时, 可按地面至该下卧土层顶面的距离确定; 可按地面至该下卧土层顶面的距离确定; 剪切波速大于500m/s的孤石,透镜体,应视同周围土层; 500m/s的孤石 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 土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体, 土层中扣除. 土层中扣除.
发震断裂的最小避让距离(m) 发震断裂的最小避让距离(m) 烈度
8 9
建筑抗震设防类别
甲 专门研究 专门研究 乙 300m 500m 丙 200m 300m 丁 __ __
一个 很复 杂的 问题
§2.3 建筑场地的类别划分
建筑场地指建筑所在地,大体相当于厂区, 建筑场地指建筑所在地,大体相当于厂区,居民点和 指建筑所在地 自然村的区域范围.为什么进行场地类别划分? 自然村的区域范围.为什么进行场地类别划分? 建筑场地按地震对建筑的影响划分为 建筑场地按地震对建筑的影响划分为 4 类, 建筑场地 分类指标是以场地剪切波速(或场地土类型) 是以场地剪切波速 分类指标是以场地剪切波速(或场地土类型)和覆盖层厚 度.
di ----计算深度范围内第i土层的厚度(m) ----计算深度范围内第 土层的厚度(m) 计算深度范围内第i vsi ----计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s) ----计算深度范围内第 土层的剪切波速(m/s) 计算深度范围内第i n ----计算深度范围内土层的分层数 ----计算深度范围内土层的分层数
例:已知某建筑场地的钻孔 土层资料如表所示, 土层资料如表所示,试确定 该建筑场地的类别. 该建筑场地的类别. 解: 确定地面下20m 20m表层土 (1)确定地面下20m表层土 的场地土类型
§2.2 建筑地段的选择
工程地质条件对地震破坏的影响很大. 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, 常有地震烈度异常现象,即 "重灾区里有轻灾,轻灾区里由重灾" 重灾区里有轻灾,轻灾区里由重灾" 重灾区里有轻灾 产生的原因是局部地区的工程地质条件不同. 产生的原因是局部地区的工程地质条件不同. 工程地质条件不同 地段划分
场地内存在发震断裂时,应对断裂的工程影响进行评 场地内存在发震断裂时, 并应符合下列要求: 价,并应符合下列要求: 对符合下列规定之一的情况, 1. 对符合下列规定之一的情况,可忽略发震断裂错动对地 面建筑的影响: 面建筑的影响: 抗震设防烈度小于8 1)抗震设防烈度小于8度; 非全新世活动断裂; 2)非全新世活动断裂; 抗震设防烈度为8度和9度时, 3)抗震设防烈度为8度和9度时,前第四纪基岩隐伏断裂 的土层覆盖厚度分别大于60m 90m. 60m和 的土层覆盖厚度分别大于60m和90m. 对不符合本条1款规定的情况,应避开主断裂带. 2. 对不符合本条1款规定的情况,应避开主断裂带.其避让 距离不宜小于下表对发震断裂最小避让距离的规定. 距离不宜小于下表对发震断裂最小避让距离的规定.
局部突出地形的影响
1.高突地形距离基准面的高度愈大,高处的反应愈大; 1.高突地形距离基准面的高度愈大,高处的反应愈大; 高突地形距离基准面的高度愈大 2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大,反应相对减小; 2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大,反应相对减小; 离陡坎和边坡顶部边缘的距离大 3.在同样地形条件下,土质结构的反应比岩质结构大; 3.在同样地形条件下,土质结构的反应比岩质结构大; 在同样地形条件下 4.边坡愈陡,其顶部的放大效应相应加大. 4.边坡愈陡,其顶部的放大效应相应加大. 边坡愈陡
地段类别 有利地段 不利地段 地质,地形, 地质,地形,地貌 稳定基岩,坚硬土,开阔,平坦,密实, 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, 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, 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(如古河道,疏松的断破裂带, 状态明显不均匀的土层(如古河道,疏松的断破裂带,暗 埋的塘浜沟谷和半填半挖地基) 埋的塘浜沟谷和半填半挖地基)等 地震时可能发生滑坡,崩塌,地陷,地裂, 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
例:已知某建筑场地的钻孔 土层资料如表所示, 土层资料如表所示,试确定 该建筑场地的类别. 该建筑场地的类别. 解: 确定地面下20m 20m表层土 (1)确定地面下20m表层土 的场地土类型
层底深度(m) 土层厚度 土层厚度(m) 土的名称 层底深度
剪切波速m/s 剪切波速
9.5 37.8 4 ∑ d i / vsi
i =1
vse ----土层的等效剪切波速 ----土层的等效剪切波速 d0 ----计算深度(m),取覆盖层厚度和20m二者的较小值 ----计算深度 m),取覆盖层厚度和20m 计算深度( 20m二者的较小值
----剪切波在地面至计算深度之间的传播时间 t ----剪切波在地面至计算深度之间的传播时间
9.5 28.3 5.8 16.5 2.9 6.5
砂
淤泥质粘土 砂 淤泥质粘土 细砂 砾混粗砂
170 130 240 200 310 520
vse = d0 / t
d0 20 = n = =146.3577m /s di 9.5/170 +10.5/130 ∑v 土的 i=1 si 岩土名称和性状
类型 坚硬土 或岩石 中硬土 中软土 软弱土 稳定岩石, 稳定岩石,密实的碎石土 中密,稍密的碎石土,密实,中密的砾, 中密,稍密的碎石土,密实,中密的砾,粗,中 砂, f ak > 200 的粘性土和粉土,坚硬黄土 的粘性土和粉土,
二. 建筑场地的类别
场地土的类型
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
稳定岩石, 稳定岩石,密实的碎石土 中密,稍密的碎石土,密实,中密的砾, 中密,稍密的碎石土,密实,中密的砾,粗,中 f 的粘性土和粉土, 砂, ak > 200 的粘性土和粉土,坚硬黄土
土层剪切波 速范围(m/s) 速范围
临近 悬崖, 悬崖, 容易 滑落
谷地或低地, 谷地或低地,这里的 建筑物容易在地震发生时, 建筑物容易在地震发生时, 受土石崩塌破坏. 受土石崩塌破坏.
萨尔瓦多地震引发了一巨大的 泥石流, 泥石流,数百户人家被埋在泥 石里,估计有1200 1200多人遇难 石里,估计有1200多人遇难
地裂
地段选择 1.选择有利地段; 1.选择有利地段; 选择有利地段 2.避开不利地段,当无法避开时,应采取适当的抗震措施; 2.避开不利地段,当无法避开时,应采取适当的抗震措施; 避开不利地段 3.不在危险地段建设. 3.不在危险地段建设. 不在危险地段建设
第二章 场地,地基和基础 场地,
§2.1 地震破坏作用 从破坏性质和工程对策角度,地震对结构的破坏作用可 从破坏性质和工程对策角度, 分为两种类型:地基失效和场地的震动作用. 分为两种类型:地基失效和场地的震动作用. 地基失效一般是指造成建筑破坏的直接原因是由于场地 地基失效一般是指造成建筑破坏的直接原因是由于场地 和地基稳定性引起的. 和地基稳定性引起的. 场地和地基的破坏作用大致有地面破裂,滑坡,坍塌等. 场地和地基的破坏作用大致有地面破裂,滑坡,坍塌等. 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. 震灾害的. 场地的地震动作用是指由于强烈地面运动引起地面设施 场地的地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. 振动而产生的破坏作用. 减轻它所产生的地震灾害的主要途径是合理的进行抗震和 减震设计和采取减震措施. 减震设计和采取减震措施. 为此要确定工程场地的设计地震动参数. 为此要确定工程场地的设计地震动参数.
fak ---地基土静承载力标准值 ---地基土静承载力标准值
场地类别
等效剪切波速 (m/s) )
场 Ⅰ 0 Ⅱ
地
类
型 Ⅲ Ⅳ
vse > 500 500 ≥ vse > 250 250 ≥ vse > 140 140 ≥ vse
< 5m < 3m < 3m
≥ 5m
30~50 3~15
> 50
> 15 ~80
vs > 500 500 ≥ vs > 250
稍密的的砾, 除松散外的细, 稍密的的砾,粗,中砂,除松散外的细,粉砂 可 中砂 除松散外的细 粉砂,可 250 ≥ vs > 140 塑黄土, 的粘性土和粉土, 塑黄土 f ak ≤ 200 的粘性土和粉土 f ak > 130 的填 土 淤泥和淤泥质土,松散的砂, 淤泥和淤泥质土,松散的砂,新近沉积的粘性土 140 ≥ vs 和粉土, 的填土, 和粉土, f ak ≤ 130 的填土,流塑黄土
场地类别
等效剪切波速 (m/s) )
场 Ⅰ 0 Ⅱ
地
类
型 Ⅲ Ⅳ
vse > 500 500 ≥ vse > 250 250 ≥ vse > 140 140 ≥ vse
< 5m < 3m < 3m
n
≥ 5m
30~50 3~15
> 50
> 15 ~80
> 80
土层的等效剪切波速
vse = d 0 / t
一,场地土层的卓越周期与场地的地震效应
场地土层的卓越周期(什么概念? 1. 场地土层的卓越周期(什么概念?) 卓越周期 场地土层的卓越 卓越周期的简化计算公式为 场地土层的卓越周期的简化计算公式为
4H T = 单一土层时 vs
多层土时
T =∑
i =1
n
4hi vsi
---土的剪切波速 ---覆盖层厚度 H ---覆盖层厚度 vs ---土的剪切波速
发震断裂的影响
断裂带是地质上的薄弱环节, 断裂带是地质上的薄弱环节,发震断裂带附近 地表,在地震时可能产生新的错动, 地表,在地震时可能产生新的错动,使建筑物遭受 较大的破坏,属于地震危险地段.建设时应避开. 较大的破坏,属于地震危险地段.建设时应避开. 发震断裂带上可能发生地表错位的地段主要在高烈 度区,全新世以来经常活动的断裂上面. 度区,全新世以来经常活动的断裂上面.