工程结构抗震设计第二章
工程结构抗震设计基础 Part.1 第2章2 结构的弹性地震反应分析与抗震验算规定
2.8 建筑结构的抗震验算规定 2.8.1 一般规定 1、地震作用及计算方法 总的考虑： (1) 在抗震计算中，一般可在建筑结构的两个主轴方向 分别考虑水平地震作用，各方向的水平地震作用由该方 向的抗侧力构件承担； (2) 有斜交的抗侧力构件的结构，宜分别考虑各抗侧力 构件方向的水平地震作用；
(3) 对于质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应
(3) 按式(3-110)求顶部附加水平地震作用Δ Fn；
(4) 按式(3-111)求各质点的水平地震作用Fi(i＝1,2,…,n)； (5) 按力学方法求各层结构的地震作用效应。
《例题2-7》
试按振型分解法和底部剪力法计算下图所示三层框架 结构相应于多遇地震时的各楼层地震剪力。设防烈度8度，
近震，场地类别Ⅲ类。 (ml＝116620 kg，m2＝110850kg，
(弯矩、剪力、轴力或变形等)； 最后，按一定的组合原则，将各振型的作用效应
进行组合便得到多自由度体系的水平地震作用效应。
1
振型的地震作用
单自由度：
多自由度： 振型分解后，相应于振型j质点i的位移地震反应 质点产生的惯性力为质点所受的地震作用：
2 振型的最大地震作用 利用反应谱，可求出振型的最大地震作用：
或
结构底部总剪力FEk为
FEk
2 1GE FEj j 1 n n j Gi X j ji G j 1 1 i 1 E n 2
(3 102)
记
所以
FEk 1Geq
(3 105)
式中：FEk——结构总水平地震作用(底部剪力)标准值； α 1——相应于结构基本周期T1时的地震影响系数值，按图3-25反应谱 或式(3-40)确定； Geq——结构等效总重力荷载； GE——结构总重力荷载代表值，GE =Σ Gi , Gi为集中于质点i的重力 荷载代表值(见后面式(3-120))。 β ——等效总重力荷载换算系数，对于单质点体系等于1.0，对于二 层以上的多层建筑，其值在0.8～0.98之间。《抗震规范》规定，多质点体 系取0.85；
结构抗震考试重点
9．抗震验算内容及目的：⑴多遇地震下结构允许弹性变形验算，以防止非结构构件破坏；⑵多遇地震下强度验算，以防止结构构件破坏；⑶罕遇地震下结构的弹塑性变形验算，以防止结构倒塌。“中震可修”抗震要求，通过构造措施加以保证。目的：满足 “小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震要求。
第五章 多高层Biblioteka 筑钢筋混凝土结构抗震设计 1．选型、结构布置和设计原则—— 通读
2．抗震等级依据：钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级。
3．剪压比：
4．剪跨比：
5．截面设计和构造：地震作用效应的调整：通过内力组合得出设计内力，还需进行调整以保证梁端的破坏先于柱端的破坏（强柱弱梁原则）、弯曲破坏先于剪切破坏（强剪弱弯原则）、构件的破坏先于节点的破坏（强节点弱构件原则，节点须抗震验算）①根据“强柱弱梁”原则的调整：对同一节点，使其在地震作用组合下，柱端的弯矩设计值略大于梁端的弯矩设计值或抗弯能力。②根据“强剪弱弯”原则的调整：对同一杆件，使其在地震作用组合下，剪力设计值略大于按设计弯矩或实际抗弯承载力及梁上荷载反算出的剪力。
⒒多遇地震烈度：分析年限取50年，概率密度曲线的峰值烈度所对应的被超过概率为63.2%，将这一峰值烈度定义为小震烈度，又称多遇地震烈度。
⒓罕遇地震烈度：分析年限取50年，概率密度曲线的峰值烈度所对应的被超过概率为2%，将这一峰值烈度定义为大震烈度，又称罕遇地震烈度。
⒔两阶段设计方法：第一阶段设计：按多遇地震烈度对应的地震作用效应和其他荷载效应的组合验算结构构件的承载能力和结构的弹性变形。第二阶段设计：按罕遇地震烈度对应的地震作用效应验算结构的弹塑性变形。
5．竖向作用考虑条件：设防烈度为8度和9度区的大跨度屋盖结构、长悬臂结构、烟囱及类似高耸结构和设防烈度为9度区的高层建筑。
工程结构抗震与防灾习题.docx
《工程结构抗震设计》习题与思考题第一章地震基础知识与工程结构抗震设防1、地震按其成因分为几种类型？按其震源深浅又分为哪几种类型？2、试述构造地震成因的局部机制和宏观背景？3、试分析地震动的空间分布规律及其震害现象4、地震波包含了哪几种波？它们的传播特点是什么？对地面运动影响如何？5、什么是地震震级？什么是地震烈度？两者有何关联？6、地震基本烈度的含义是什么？7、为什么要进行设计地震分组？8、试列出三座城市的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和所属的设计地震分组9、什么是建筑抗震三水准设防目标和两阶段设计方法？10、我国规范根据重要性将抗震类别分为哪几类，不同类别的建筑对应的抗震设防标准是什么？11、什么是建筑抗震概念设计？包括哪些方面的内容？12、根据经验公式，某次地震释放的能量人约是5 X 1024尔格，它对应的里氏震级是多少？第二章场地、地基和基础抗震1、什么是场地，怎样划分场地土类型和场地类别？2、简述选择建筑场地的相关规定3、如何确定地基抗震承载力？简述天然地基抗震承载力的验算方法4、已知某建筑场地的钻孔资料见下表，试计算该场地土层的自振周期，并按《抗震规范》的规定来确定该建筑场地的类别5、什么是砂土液化？液化会造成哪些危害？影响液化的主要因素有哪些？6、怎样判别地基土的液化，如何确定地基土液化的危害程度？7、简述可液化地基的抗液化措施第三章工程结构地震反应分析与抗震验算1、什么是地震作用？如何确定结构的地震作用？2、地震系数和动力系数的物理意义是什么？通过什么途径确定这两个系数？3、影响地震反应谱形状的因素有哪些？设计用反应谱如何反映这些因素影响的？4、简述确定结构地震作用的底部剪力法和振型分解反应谱法的基本原理和步骤？5、何谓求水平地震作用效应的平方和开方法(SRSS),写出其表达式，说明其基本假定和适用范围6、简述计算地震作用的方法和适用范围7、什么叫鞭端效应？设计时如何考虑这种效应？8、什么叫结构的刚心和质心？结构的扭转地震效应是如何产生的？9、哪些结构需要考虑竖向地震作用？如何计算竖向地震作用？10、什么是结构或构件恢复力特征曲线，反映了结构或构件的什么性能？11、地震动的三要素是什么？采用时程分析法选取地震波时如何考虑这三要素？12、抗震设计中如何考虑结构的地震作用？依据的原则是什么？13、什么是承载力抗震调整系数？为什么要引入这一系数？14、什么是楼层屈服强度系数？怎样确定结构薄弱层或部位？15、一单层单跨框架如图1所示。
工程结构抗震课程设计
工程结构抗震课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解工程结构抗震的基本原理，掌握抗震设计的基本概念和方法。
2. 学习各类建筑结构的抗震特点，了解不同结构类型的抗震性能。
3. 掌握我国抗震设防标准，了解抗震设防等级的划分。
技能目标：1. 能够运用所学知识，分析建筑结构的抗震需求，提出合理的抗震设计方案。
2. 学会使用相关软件进行工程结构抗震分析，具备一定的抗震设计能力。
3. 能够针对特定工程，编制抗震设计方案，并进行简要的抗震评估。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的安全意识，使其认识到工程结构抗震的重要性。
2. 增强学生的团队合作精神，提高沟通协调能力。
3. 激发学生对土木工程事业的热爱，培养其从事相关工作的责任感。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的工程结构抗震设计能力。
课程目标具体、可衡量，以便学生和教师在教学过程中明确预期成果。
通过本课程的学习，学生将掌握工程结构抗震知识，具备实际操作技能，同时培养正确的价值观和安全意识。
为实现课程目标，将分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 抗震原理概述：介绍地震波、地震作用、抗震设防目标等基本概念。
- 教材章节：第一章 地震与抗震基本概念2. 抗震设计方法：讲解静力法、反应谱法、时程分析法等抗震设计方法。
- 教材章节：第二章 抗震设计方法3. 建筑结构类型及抗震特点：分析框架结构、剪力墙结构、筒体结构等不同结构类型的抗震性能。
- 教材章节：第三章 建筑结构类型及抗震特点4. 抗震设防标准与等级：阐述我国抗震设防标准，介绍抗震设防等级的划分及应用。
- 教材章节：第四章 抗震设防标准与等级5. 抗震设计案例分析：选取典型工程案例，分析其抗震设计要点及措施。
- 教材章节：第五章 抗震设计案例分析6. 抗震设计软件应用：学习使用PKPM、ETABS等抗震设计软件，进行工程结构抗震分析。
- 教材章节：第六章 抗震设计软件应用7. 实践操作与团队协作：分组进行抗震设计方案编制，培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
2.场地与地基
• 土层越厚，震害越严重
等效剪切波速
• 当土层物理力学指标明显不同时（分层）， 可采用等效剪切波速
• 等效剪切波速以剪切波在地面至计算深度 各层土中的传播的时间不变的原则，来定 义的土层平均剪切波速：
•
t d i / vsi vse d 0 / t
液化指数
• 对存在液化土层的地基，应探明各液化土层的深度和厚度， 按下式计算每个钻孔的液化指数：
n－在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数；
Ni、Ncri－分别为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临界 值时应取临界值的数值；
di－i点所代表的土层厚度(m)可采用与该标准贯入试验点相邻的上、下两标 准贯入试验点深度差的一半，但上界不高于地下水位深度，下界不深于液化 深度； Wi－i土层单位土层厚度的层位影响权函数值(单位为m-1 )。当该层中点深 度不大于5m时应采用10,等于20m时应采用零值，5～20m 时应按线性内 插法取值。
• 当饱和土标准贯人锤击数（未经杆长修 正）小于或等于液化判别标准贯入锤击 数临界值时，应判为液化土。 • 当有成熟经验时，尚可采用其他判别方 法。
标准贯入锤击数基准值
标准贯入试验的实质是对土的密实度作出评价，由此间接地评 判土层液化的可能性。
N cr N 0 ln 0.6d s 1.5 0.1d w 3 / c
• 地下水位深度：地下水位越深，越不易液化
• 地震烈度和持时：烈度越高，持时越长，越容易 液化
2.地基土的液化判别
• 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。 • 二阶段判别法: • 初步判别法:根据土层的地质年代、土的组成、 覆盖层厚度和地下水位的深度等定性判别不液 化土. • 第二步判别，采用标准贯入度法。若标贯击数 小于临界击数，需进一步确定液化指数，选择 抗液化措施。
工程结构抗震设计第二章
第一节 工程地质条件对震害的影响
一、局部地形的影响
1．局部地形高差大于30~50m，高处震害重。 2．局部孤突基岩地形震害重。
二、局部地质构造的影响
局部地质构造主要指断层。 断层可分发震断层与非发震断层。 发震断层为具有潜在地震活动的断层。 场地选择：应尽量使建筑远离断层及其破碎带。
三、天然地基在地震作用下的抗震验算 1．地基土抗震承载力
faE s fa
fa fak b (b 3) d m (d 0.5)
式中 faE——调整后的地基土抗震承载力特征值 s——地基土抗震承载力调整系数 fa——修正后的地基土静承载力特征值，按《建 筑地基基础设计规范》采用。
2．地震作用下天然地基的抗震验算
坚硬土 中硬土 软弱土 液化土
山丘 山嘴
滑坡
地裂 泥石流
不利的场地条件
水边地的地下水位 较高，土质也较松 软，容易在地震时 产生土壤滑动或地 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， 地震时容易塌陷， 如果此处有地下水 层，还容易发生液 化。
用另外的土石來填 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、沉陷。
9.5
9.5
砂
190
37.8
28.3
淤泥质粘土
130
dov=63m
43.6
5.8
砂
240
60.1
16.5
淤泥质粘土
200
(2)地面下20m以上场地土等效剪
63 69.5
2.9 6.5
细砂 砾混粗砂
310 520
切波速
vse d0 / t
d0 n di
抗震结构设计 场地地基基础
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
vse d0 / t
d0 n di
v i1 si
20
9.5 /170 10.5 /130
146.3577m/s
层底深度(m) 土层厚度(m) 土的名称
9.5
9.5
砂
37.8
28.3
场地的卓越周期：指的是引起建筑场地振动最显著的某条或 某类地震波的一个谐波分量的周期，该周期与场地覆土厚度 及土的剪切波速有关。对同一个场地而言，不同类型的地震 波会得出不同的卓越周期。
场地的特征周期：是指抗震设计用的地震影响系数曲线中， 反应地震震级、震中距和场地类型等因素的下降段起始点所 对应的周期值，简称特征周期。 几点说明：
一般地段 不属于有利、不利和危险地段
不利地段 危险地段
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
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
由多层土组成的厚度很大的沉积层，当深部传来的剪切波通 过它向地面传播时就会发生多次反射，由于波的叠加而增强，使 长周期的波尤为卓越。巨厚冲积层上低加速度的远震，可以使自 振周期较长的高层建筑物遭受破坏的主要原因就是共振。
卓越周期的实质是波的共振，即当地震波的振动周期与地表 岩土体的自振周期相同时，由于共振作用而使地表振动加强。
土层的等效剪切波速（4.1.5条）
vse d0 / t
n
t di / vsi i 1
贵阳市建设工程抗震管理办法
贵阳市建设工程抗震管理办法贵阳市建设工程抗震管理办法第一章总则第一条为了加强贵阳市建设工程的抗震管理，确保建设工程安全可靠，促进城市的可持续发展，根据国家相关法律法规，制定本办法。
第二条本办法合用于贵阳市范围内的所有建设工程，包括新建、改建、扩建、装修等各类建造工程。
第三条抗震管理办法的目标是确保建设工程的设计、施工、验收等各个环节符合抗震安全要求，降低地震对建造物及其使用人员的伤害。
第四条抗震管理办法的原则包括科学性、合规性、全面性、公开性和监督性。
第二章建设工程抗震设计第五条建设工程应按照国家相关抗震设计规范进行设计，具体应满足以下要求：1. 根据工程所在地的地震烈度等级确定设防烈度，合理确定建筑物的抗震设防目标；2. 在建造物的结构设计中采用合理的抗震措施，确保建造物在地震作用下能够保持稳定，并尽可能减少损坏；3. 通过合理的地基设施设计，确保地基对建造物的抗震性能具有充分保证；4. 建设工程的抗震设计应由具有相应资质的设计单位负责，并经过相应监理单位的审核。
第六条建设工程抗震设计文件应包括以下内容：1. 设计依据和设计书；2. 结构荷载计算和地震力设计参数；3. 结构体系、构造形式和材料选型等；4. 抗震设防等级和抗震设防目标；5. 结构抗震设计计算和分析报告；6. 土力、地质灾害及基础设施设计报告。
第三章建设工程抗震施工第七条建设工程抗震施工应符合以下要求：1. 由具有相应资质的承建单位负责施工，严格按照施工图纸和设计文件进行施工；2. 施工过程中应注意加强对施工现场的监督和检测，确保施工质量；3. 各种施工设备和材料应符合质量标准，合理使用，并经过质检部门的验收；4. 在施工过程中，应及时处理工程质量问题和安全隐患，并采取相应的整改措施。
第八条施工过程中，应加强对建造结构的质量检测。
对于关键节点和关键构配件，应进行特殊检测和强度试验，确保施工质量符合抗震设计要求。
第九条施工完成后，应组织抗震验收。
建筑结构抗震随堂练习参考答案(1~3章)
本地区的设防烈度提高一度的要求 D．地震作用应高于本地区的抗震设防烈度要求，抗震措施，当设防烈度为 6~8 度时，应符合
本地区的设防烈度提高一度的要求
答题：
A.
B.
C.
D. （已提交）
参考答案：C
问题解析：
9. 某地区设防烈度为 7 度，乙类建筑抗震设计应按下列要求进行设计（ ） A．地震作用和抗震措施均按 8 度考虑 B．地震作用和抗震措施均按 7 度考虑 C．地震作用按 8 度确定，抗震措施按 7 度采用 D．地震作用按 7 度确定，抗震措施按 8 度采用
一个震级，但不同地区的地震烈度不同 D. 震级表达地震时建筑物的破坏程度，烈度表达地震释
放的能量大小
答题：
A.
B.
C.
D. （已提交）
参考答案：C
问题解析：
4. 地震烈度和下列哪些因素无关（ ） A. 地震的震级 B. 地震的持续时间 C. 震中距 D. 地震的类型Fra bibliotek答题：A.
B.
C.
D. （已提交）
建筑结构抗震随堂练习参考答案
第一章 结构抗震设计的基本知识·1.1 地震的基本知识
1. 建筑抗震设计中所提到的地震主要指（ ） A. 构造地震 B. 火山地震 C. 陷落地震 D. 诱发地震
答题：
A.
B.
C.
D. （已提交）
参考答案：A
问题解析：
2. 下列关于地震波的说法错误的是（ ） A. 地震波只有纵波和横波两种 B. 纵波相对于横波来说，周期较短，振幅较小 C. 横波的传播
地区的设防烈度提高一度的要求 D. 地震作用应高于本地区的抗震设防烈度要求，抗震措施，当设防烈度为 6~8 度时，应符合本
东南大学工程结构抗震与防灾习题集-老规范.
第一章抗震设计基本概念1-1 地震震级差一等级，ΔM=M2-M1=1, 所释放能量有何关系, 即E2/E1=?1-2 试绘出世界和中国主要的地震带。
1-3用简单方法（按悬臂梁）计算一个正方形平面结构在高度为25m，50m，100m时的基底剪力V0、基底弯矩M0、顶点转角θ和顶点侧移△的数值，并加以比较（比较时均以25m高时为1）。
该正方形筒体平面为10×10m，墙厚为20mm，弹性模量E=30.0KN/mm2。
荷载分为：①倒三角形分布荷载，顶部最大值q0=50KN/m；②均布荷载q=25KN/m。
从该结构的简单比较可得到什么概念？高层、多层、低层对结构刚度和承载力要求有什么不同？1-4 什么是三水准抗震设计目标？用什么方法实现这些目标？抗震概念设计有哪些主要内容？第二章场地、地基和基础2--1 已知某场地土，从地表以下至基岩的20m范围内共有3层土，各层土的厚度、名称和物理状态见下图，试计算该场地土层的固有周期T，并确定该建筑场地的类别，(提示：杂填土，可塑亚粘土，饱和砂土的V S分别为100，150，340m/S)。
2--2s第三章地震作用和结构抗震验算3--1 底部剪力法和振型分解反应谱法计算等效地震作用有什么异同？3--2地震作用和那些因素有关？计算等效地震作用的步骤是什么？3--3 计算结构自振周期有那些方法，如何选用？3--4结构自振周期和那些因素有关？随着房屋振动加剧出现局部损坏，结构周期为什么加长？3--5结构自振周期计算值如何修正为设计值？为何需要修正？3--6计算二层框架结构的自振频率与振型。
横梁刚度为无限大，各层重量为G1=m1g =400KN, G2=m2g=300KN, 底层层间侧移刚度为K1=2╳12╳2EI/h13 =48EI c/h13=14280KN/m, K2=2╳12EI c/h23。
（K11=K1+K2，K22=K2 ，K12=K21=－K2）3---7结构整体刚度K与总重量W增大对结构自振周期T及水平地震荷载F有何影响？3--8有地震作用内力组合和无地震作用内力组合的主要区别有哪些？3--9在变形验算中，有地震作用组合和无地震作用组合有什么区别？第四章 多层混合结构房屋4-1. 验算下图所示四层砖混结构房屋首层④轴线横墙a,b,c 墙短多遇地震烈度下的抗震强度,如抗震强度不足时要求提出提高抗震强度的措施。
GB50011-2001建筑抗震设计规范
❖ 规范修订工作简介 ❖ 条文对比及介绍 ❖ 对抗震设计的影响
抗震规范修订工作简介
❖ 抗震规范修订背景 ❖ 抗震规范修订工作 ❖ 抗震规范主要修订内容
back
抗震规范修订背景
❖ 国内工程需求——必要性
高大工程结构的涌现 材料和工程技术的发展 财力的提高 使用要求的进步
❖ 国内外震害经验积累——可行性（1）
但凡是经过抗震设防的建筑均经受住了地震的考验（经验） 每一次地震总是提出新的问题（教训、未知）
❖ 科研成果及动态——可行性（2）
科技水平的进步 科研成果的积累 抗震设防思想的沿革
❖ 国外规范修订情况——可行性（3）
每2-3年修订一次 提供了借鉴
back
v 更强调与其它规范相协调
back
三水准要求
两阶段设计
• 一般关系
– 烈度：Im=I0-1.55, Is<=I0+1 – 加速度：PGAm=PGA0*1/3
PGAs=PGAm*(4-6)
第一阶段为弹性分析，包括截面设计和变形计算； 大部分建筑的第二阶段设计主要由概念设计和构造措施来保证。
back
抗震设防标准 地震作用
6 多层和高层钢筋混凝土房屋 7 多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋 8 多层和高层钢结构房屋 9 单层工业厂房 10 单层空旷房屋 11 土、木、石结构房屋 12 隔震和消能减震设计 13 非结构设计
附录A 主要城镇烈度、加速度和设计地震分组 附录B 高强混凝土结构抗震设计要求 附录C 预应力混凝土结构抗震设计要求 附录D 节点核心区截面抗震验算 附录E 转换层结构抗震设计要求 附录F 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋 附录G 多层钢结构厂房。。。。。。
(完整版)东南大学工程结构抗震与防灾习题集-老规范
第一章 抗震设计基本概念1-1 地震震级差一等级，ΔM=M 2-M 1=1, 所释放能量有何关系, 即E 2/E 1=?1-2 试绘出世界和中国主要的地震带。
1-3用简单方法（按悬臂梁）计算一个正方形平面结构在高度为25m ，50m ，100m 时的基底剪力V 0、基底弯矩M 0、顶点转角θ和顶点侧移△的数值，并加以比较（比较时均以25m 高时为1）。
该正方形筒体平面为10×10m ，墙厚为20mm ，弹性模量E=30.0KN/mm 2。
荷载分为：①倒三角形分布荷载，顶部最大值q 0=50KN/m ；②均布荷载q=25KN/m 。
从该结构的简单比较可得到什么概念？高层、多层、低层对结构刚度和承载力要求有什么不同？1-4 什么是三水准抗震设计目标？用什么方法实现这些目标？抗震概念设计有哪些主要内容？第二章 场地、地基和基础2--1 已知某场地土，从地表以下至基岩的20m 范围内共有3层土，各层土的厚度、名称和物理状态见下图，试计算该场地土层的固有周期T ，并确定该建筑场地的类别，(提示：杂填土，可塑亚粘土，饱和砂土的V S 分别为100，150，340m/S)。
2--2 s第三章 地震作用和结构抗震验算3--1 底部剪力法和振型分解反应谱法计算等效地震作用有什么异同？3--2地震作用和那些因素有关？计算等效地震作用的步骤是什么？3--3 计算结构自振周期有那些方法，如何选用？3--4结构自振周期和那些因素有关？随着房屋振动加剧出现局部损坏，结构周期为什么加长？3--5结构自振周期计算值如何修正为设计值？为何需要修正？3--6计算二层框架结构的自振频率与振型。
横梁刚度为无限大，各层重量为G 1=m 1g =400KN, G 2=m 2g=300KN, 底层层间侧移刚度为K 1=2╳12╳2EI/h 13 =48EI c /h 13 =14280KN/m, K 2=2╳12EI c /h 23。
建筑结构抗震设计课后习题全解
第一章绪论地震按其成因分为哪几种类型？按其震源的深浅又分为哪几种类型？构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震。
深浅：构造地震可分为浅源地震（d<60km）、中源地震(60 –300km)，深源地震(>300km)什么是地震波？地震波包含了哪几种波？各种地震波各自的传播特点是什么？对地面和建筑物的影响如何？地震波：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量。
是一种弹性波，分为体波（地球内部传播）、面波（地球表面传播）。
体波：分为纵波（p波）：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向一致。
特点是：周期短，振幅小；影响：它使地面发生上下振动，破坏性较弱。
橫波（s波）：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向垂直。
特点是：周期长，振幅大。
影响：它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强，。
面波：分为洛夫波（L波）：传播时将质点在与波前进方向相垂直的水平方向上作蛇形运动。
影响：其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。
地震波的传播速度：纵波＞横波＞面波橫波、面波：地面震动猛烈、破坏作用大。
地震波在传播过程中能量衰减：地面振动减弱、破坏作用逐渐减轻。
地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。
地震发生时，震源区的介质发生急速的破裂和运动，这种扰动构成一个波源。
由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及表层各处传播开去，形成了连续介质中的弹性波。
什么地震震级？什么是地震烈度和基本烈度？什么是抗震设防烈度？地震震级：表示地震本身强度或大小的一种度量指标。
地震烈度：指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。
基本烈度：在一定时期内（一般指50年），某地区可能遭遇到的超越某一概率的最大地震烈度。
抗震设防烈度：就是指指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。
什么是多遇地震和罕遇地震？多遇地震一般指小震，50年可能遭遇的超越概率为63％的地震烈度值。
罕遇地震一般指大震，50年超越概率2％～3％的地震烈度。
建筑结构抗震设计-第一阶段练习
江南大学现代远程教育第一阶段练习题考试科目:《建筑结构抗震设计》第一章至第二章（总分100分）学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：身份证号：姓名：得分：一、填空题（每空1分，共10分）1、《规范》、和不利的地段。
2、部分消除地基液化沉陷和基础和上部结构处理二、单项选择题(每题2分，共10分)1、水平地震作用标准值F ek的大小除了与质量,地震烈度,结构自振周期有关外,还与下列何种因素有关? ( b )A．场地平面尺寸 B．场地特征周期 C．荷载分项系数 D．抗震等级2、表征地震动特性的要素有三个，下列哪项不属于地震动要素（ b ）A．加速度峰值 B．地震烈度 C．频谱特性 D．地震持时3、震级大的远震与震级小的近震对某地区产生相同的宏观烈度，则对该地区产生的地震影响是（ b ）。
A．震级大的远震对刚性结构产生的震害大B．震级大的远震对柔性结构产生的震害大C．震级小的近震对柔性结构产生的震害大D．震级大的远震对柔性结构产生的震害小4、地震烈度主要根据下列哪些指标来评定（ c ）A．地震震源释放出的能量的大小B．地震时地面运动速度和加速度的大小C．地震时大多数房屋的震害程度、人的感觉以及其他现象D．地震时震级大小、震源深度、震中距、该地区的土质条件和地形地貌5、一般情况下，工程场地覆盖层的厚度应按地面至剪切波速大于多少的土层顶面的距离确定（ d ）A．200m/s B．300m/s C．400m/s D．500m/s三、判断题(直接判断对错，每题2分，共20分，)1、构造地震分布最广，危害最大。
（√）2、体波可以在地球内部和外部传播。
（x ）3、横波向外传播时，其介质质点的振动方向与波的前进方向相垂直。
（√）4、地震现象表明，横波使建筑物产生上下颠簸。
（ x ）5、一般来说，离震中愈近，地震影响愈大，地震烈度愈小。
（ x ）6、纵波的特点是周期较长，振幅较大。
（ x ）7、横波只能在固体内传播。
公路桥梁抗震设计细则
公路桥梁抗震设计细则第一章总规一、使用范围本细则适用于以下情况：（1）桥梁项目抗震设计；（2）高速公路桥梁抗震设计。
二、术语1、桥梁：指具有集装箱运输、车辆递送等功能，，主要由桥墩、桥坎、桥面铺装、桥肋、桥箱、桥垫以及其他构件等组成的用于跨越河流、渠道、铁路或其他障碍物的结构体积。
2、抗震设计：指根据规范提供的设计震害指标及考虑抗震性能等要素，对桥梁结构和构件进行的设计，以确保桥梁结构及构件在依赖性地震及其它持续地震作用下能达到合理的耐久性，要求桥梁几何位移应尽可能地小，构件受力应尽可能地小，从而保证桥梁“安全、牢固、合理”且更多地满足使用需求。
第二章工程结构抗震设计一、高速公路桥梁的抗震设计1、高速公路桥梁的抗震设计，应遵循高速公路规划设计规范（JTG 4163-2015）和其他有关法规要求，即依据本规范规定的抗震设计理论，根据地震波及桥梁现存结构特性，确定桥梁耐震性，确定桥梁受震后位移、振型，采用抗震措施以提高桥梁抗震性能。
2、抗震设计应考虑桥梁地形以及桥梁抗力及抗扭所受的抗震力，考虑应力、变形、裂缝的共同作用，提供实用的抗震原则、抗震标准和计算方法，符合高速公路规划设计规范（JTG 4163-2015）的要求。
3、依据高速公路规划设计规范（JTG 4163-2015）的要求，确定桥梁抗震等级，根据设计地震作用、桥梁结构外形及构件受力特性，采用合理的抗震支座布置，以及合理的抗震结构形式；采取钢筋混凝土结构改进措施，以及现有老桥改造设计等，以确保工程安全可靠。
第三章综合措施一、抗震性能改善措施1、改善桥墩及桥梁承台结构抗震性：采用较大的断面结构、合理的布置，提高基础的抗震性能。
2、改善桥梁横断面：合理布置和结构形式调整，可减少桥梁断面受力，改善抗震性能。
3、结构改造：对原有桥梁采用钢筋混凝土或其它加固构造，提高桥梁抗震性能。
4、抗震减振措施：采用抗震减振垫、抗震支座、抗震悬索系等减振措施，减小桥梁受震动效应，提高桥梁抗震性能。
工程建筑结构抗震设计课后习题答案
XX理工大学《建筑结构抗震设计》复试第1章绪论1、震级和烈度有什么区别和联系？震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。
烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以与地震波通过的介质条件等多种因素有关。
一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。
2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？规X将建筑物按其用途分为四类：甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。
1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危与生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。
同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。
同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。
一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3.怎样理解小震、中震与大震？小震就是发生机会较多的地震，50年年限，被超越概率为63.2%；中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。
4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。
概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。
他们是一个不可割裂的整体。
第二章第二章桥墩的计算
（二）桥墩计算中考虑的可变作用 1．作用在上部构造上的汽车荷载，对于钢筋混凝土柱式墩台应计人冲 击力，对于重力式墩台则不计冲击力； 2．人群荷载； 3．作用在上部构造和墩身上的纵、横向风力； 4．汽车荷载引起的制动力； 5．作用在墩身上的流水压力； 6．作用在墩身上的冰压力； 7．上部构造因温度变化对桥墩产生的水平力； 8．支座摩阻力。 （三）作用于桥墩上的偶然作用 1．地震力； 2．船只或漂浮物的撞击力。
（二）拱桥桥墩的作用布置及作用效果组合
第二种组合：桥墩在顺桥向承受最大偏心和最大弯矩的组合
它是用来验算顺桥向墩身承载力和偏心距、地基承载力和偏心距以及桥墩的稳定性，即除永久作用外，只在一孔上布置汽车和人群荷载，若为不等跨时，则在较大跨径的一孔布置汽车和人群荷载，同时还可能作用着其它纵向力，如制动力、温度作用、纵向风荷载、拱圈材料收缩作用、船或漂浮物的撞击作用和汽车撞击作用等。
2、顺桥向作用效应组合（双孔布置和单孔布置分别组合）主要有： 上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+混凝土收缩和徐变作用。 上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+混凝土收缩和徐变作用+汽车 荷载+人群荷载。 上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+混凝土收缩和徐变作用+汽车 荷载+人群荷载+纵向风荷载+制动力+温度影响力。 上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+混凝土收缩和徐变作用+汽车 荷载+人群荷载+船只撞击作用或漂浮物撞击作用。 上部结构重力+计算截面以上桥墩重力+浮力+混凝土收缩和徐变作用+汽车 荷载+人群荷载+汽车撞击作用。 需要强调的是，以上各种荷载组合均应满足《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）中所规定的安全系数、容许偏心距和稳定系数；而且，为使设计合理、符合实际情况，有的荷载不能同时组合，
工程结构抗震设计原理
48
工程结构抗震设计原理
一.按地震成因分类 二.按震源深浅分类
地震灾害是群灾之首， 它具有突发性和不可预测性， 以及频度较高，并产生严重 次生灾害，对社会也会产生 很大影响等特点。
太少 气象方面
板块活动
重力作用
地震、海啸、火山爆发
泥石流、雪崩
与动物、微生物有关 蝗虫、白蚁等 虫害 疾病︰如伤寒、“非典”、 瘟疫 与植物有关 病害︰如小麦的铁锈病 野草蔓延、赤潮
唐山市 开滦煤矿救 护楼，为砖 混结构人字 木屋架的三 层楼房，墙 倒顶塌。
第一章 地震工程学原理
20
工程结构抗震设计原理
唐山市河北省煤矿设计院，砖混结构的楼房 局部倒塌。
第一章 地震工程学原理
21
工程结构抗震设计原理
唐山地区 交通局，砖混 结构的三层办 公楼遭到破坏。 （此处为唐山 地震重点保护 遗迹之一。）
10
工程结构抗震设计原理
柱子内埋设管线（水、 排水、电、煤气、电话）等， 虽然节省了空间，但大大降 低了柱子的有效承重截面积， 造成破坏。
第一章 地震工程学原理
11
工程结构抗震设计原理
第一章 地震工程学原理
12
工程结构抗震设计原理
第一章 地震工程学原理
13
工程结构抗震设计原理
第一章 地震工程学原理
第一章 地震工程学原理
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工程结构抗震设计原理
喜马拉雅—— 地中海地震带
环太平洋地震带
第一章 地震工程学原理
38
工程结构抗震设计原理
2.我国是一个地震灾害最严重的国家
中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，是一个 震灾严重的国家。1900年以来，中国死于地震的人数达55万之 多，占全球地震死亡人数的53%；1949年以来，100多次破坏性 地震袭击了22个省（自治区、直辖市），其中涉及东部地区14 个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%， 地震成灾面积达30多万平方公里，房屋倒塌达700万间。 20世纪全球两次死亡20万人以上的大地震均发生于我国。 1920年宁夏海原地震（8.5级）死亡23.4万人。 1976年河北唐山地震（7.8级）死亡24.2万人。
建筑结构抗震复习重点
建筑结构抗震复习重点《建筑结构抗震设计》总复习第一章：绪论1.什么是地震动和近场地震动？P3答：由地震波传播所引发的地面振动，叫地震动。
其中，在震中区附近的地震动称为近场地震动。
2.什么是地震动的三要素？P3答：地震动的峰值（振幅）、频谱和持续时间称作地震动的三要素。
3.地震按其成因分为哪几类？其中影响最大的是哪一类？答：地震按其成因可分为构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震等几类，其中影响最大的是构造地震。
4.什么是构造地震、震源、震中、震中距、震源深度？P1答：由于地壳构造运动使深部岩石的应变超过容许值，岩层发生断裂、错动而引起的地面震动，这种地震称为构造地震，一般简称地震。
地壳深处发生岩层断裂、错动的地方称为震源。
震源至地面的距离称为震源深度。
一般震源深度小于60km的地震称为浅源地震；60～300km的称为中源地震；大于300km的称为深源地震；我国绝大部分发生的地震属于浅源地震，一般深度为5～40km。
震源正上方的地面称为震中，震中邻近地区称为震中区，地面上某点至震中的距离称为震中距。
5.地震波分哪几类？各引起地面什么方向的振动？P1-3答：地震波按其在地壳传播的位置不同可分为体波和面波。
在地球内部传播的波称为体波，体波又分为纵波（P波）和横波（S波）。
纵波引起地面垂直方向的震动，横波引起地面水平方向震动。
在地球表面传播的波称为面波。
地震曲线图中，纵波首先到达，横波次之，面波最后到达。
分析纵波和横波到达的时间差，可以确定震源的深度。
6.什么是震级和地震烈度？几级以上是破坏性地震？我国地震烈度表分多少度？答：震级：指一次地震释放能量大小的等级，是地震本身大小的尺度。
(1)m=2～4的地震为有感地震。
(2)m>5的地震，对建筑物有不同程度的破坏。
(3)m>7的地震，称为强烈地震或大地震。
地震烈度：是指某一区域内的地表和各类建筑物遭受一次地震影响的平均强弱程度。
M（地震震级）大于5的地震，对建筑物就要引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震。
第二章 抗震设计基本知识
(3)建筑性能要求
“小震不坏”，要求建筑结构在多遇地震作用下满 足承载力极限状态验算要求和建筑弹性变形不超过 规定的弹性变形限值。 “基本地震可修”，要求建筑结构具有相当的延性 能力（变形能力），不发生不可修复的脆性破坏， 用结构延性设计来解决。 “大震不倒”，要求建筑具有足够的变形能力。其 弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
2.1.2 地震的类型与成因
1.地震类型
地震 火山地震：由于火山爆发而引起的地震叫火山地震 陷落地震：由于地表或地下岩层突然大规模陷落和 崩塌而造成的地震叫陷落地震 构造地震：由于地壳运动，推挤地壳岩层使其薄弱 部位发生断裂错动而引起的地震叫构造 地震
2.1.2 地震的类型与成因
2.构造地震的成因
2.1.1地球的构造
地球
地壳：平均厚度30km 地幔：厚度2900km 地核：半径3500km
（1）地壳：地壳由各种不均匀的岩石组成，世界上绝
大部分地震都发生在这一薄薄的地壳内。
2.1.1地球的构造
（2）地幔：地幔主要由质地坚硬的橄榄岩组成，这种
物质具有粘弹性；地幔内部物质在热状态下和不均 衡压力作用下缓慢地运动着。这可能是地壳运动的 根源。到目前为止，所观测到的最深的地震发生在 地下700km左右处，可见地震仅发生在地球的地壳 和地幔上部。 （3）地核：地核是地球的核心部分，分为外核（厚 2100km）和内核，其主要构成物质是镍和铁。据 推测，外核可能处于液态，而内核可能是固态。
2.2.1 抗震设计总则
（4）两阶段设计步骤
第一阶段，对绝大多数结构进行多遇地震作用下的 结构和构件承载力验算和结构弹性变形验算，对各 类结构按规范要求采取抗震措施。 第二阶段，对一些规范规定的结构进行罕遇地震下 的弹塑性变形验算。
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v se
7.5
1.5 2.0 180 240
4.0 253 .6 m/s 310
Vse位于250-500m/s，且覆盖层深度dov>5m，故属于II类 场地。
例题：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建
3．对丁类建筑及不超过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，先估计各土层剪切波速，再计算等效剪切波速。
三、场地覆盖层厚度
定义：从地面至坚硬场地土顶面的距离。
四、场地类别
场地类别划分为四类，划分依据： （1）场地土等效剪切波速（或场地土类型） （2）场地覆盖层厚度
工程结构抗震设计
第二章 场地、地基与基础
第一节 工程地质条件对震害的影响
一、局部地形的影响
1．局部地形高差大于30~50m，高处震害重。 2．局部孤突基岩地形震害重。
二、局部地质构造的影响
局部地质构造主要指断层。 断层可分发震断层与非发震断层。 发震断层为具有潜在地震活动的断层。 场地选择：应尽量使建筑远离断层及其破碎带。
三、地下水位的影响
水位越浅震害越重。
四、地段类别的划分
1. 建筑场地划分为三种地段： 有利地段、不利地段、 危险地段
2．建筑物选址时 （1）应选择对抗震有利的地段； （2）避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的
抗震措施； （3）不应在危险地段建造建筑物。
有利 场地
按建筑 物震害
程度
不利 场地
危险 场地
坚硬土 中硬土 软弱土 液化土
山丘 山嘴
滑坡
地裂 泥石流
不利的场地条件
水边地的地下水位 较高，土质也较松 软，容易在地震时 产生土壤滑动或地 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， 地震时容易塌陷， 如果此处有地下水 层，还容易发生液 化。
用另外的土石來填 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、沉陷。
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下 列建筑： （1）一般单层厂房、单层空旷房屋； （2）不超过8层且高度25m以下的一般民用框架房屋； （3）基础荷载与（2）相当的多层框架厂房； 3．可不进行上部结构抗震验算的建筑。
2.00 4.50 8.40 16.70
土层厚度（m）
2.00 2.50 3.90 8.20
岩土名称
杂填土 粉土 中砂
碎石土
土层剪切波速 vsi(m/s) 200 280 380 540
五、场地土的固有周期
1.基本方程
M x Kx 0
2. 简化公式
（1）单一土层
T 4dov vs
自然地面
t
n
di
i 1 Vsi
Vse d 0 t
Vs1 d1 Vs2 d2 d Vsi di Vsn dn (a) 原来土层
Vse
d0
(b) 折算土层
式中 Vsi——第i层土的剪切波速，m/s di ——第i层土的厚度，m d0 —— 场地土计算厚度，取地面下20m，但不 深于场地覆盖层厚度，m n —— 土层数目
不利的场地条件
临近悬崖,容易滑落。
谷地或低地，这里的建筑物容易 在地震发生时，受土石崩塌破坏。
不利的场地条件
断裂带是地质上的薄弱环节，浅 源地震多与断裂活动有关。
第二节 场 地
一、场地概念
场地：工程群体所在地，在平面上大体相当厂区、 居民点或自然村的区域范围。 场地土：场地范围内的地基土。 场地条件对震害的影响因素： （1）场地土的刚度（坚硬程度） （2）场地覆盖层厚度
筑场地的类别。
层底深度 土层厚度
(m)
(m)
土的名称
剪切波速 m/s
解：(1)确定覆盖层厚度
9.5
9.5
砂
190
37.8
28.3
淤泥质粘土
130
dov=63m
43.6
5.8
砂
240
60.1
16.5
淤泥质粘土
200
(2)地面下20m以上场地土等效剪
63 69.5
2.9 6.5
细砂 砾混粗砂
310 520
为何用剪切波速而非压缩波来判定土的类型？
泊松比μ对剪切波速度影响不太大，相对稳定，而对压缩 波影响很大（例如μ=0.2→0.48时）。这种变化特征对于现场测 试VP时的要求很高，而实际上很难做到。
土可以认为是由骨架（矿物、砂粒等）与填充物（气体、 液体等）组成。剪切波不能在气体或液体中传播，即VS只与土 的骨架性质有关，而与填充特性无关。岩土的骨架和颗粒之间 的连接形式，是在一定的历史时期形成的，它相对稳定。
例题 ：已知某建筑场地的钻孔资料如下表1所示， 试确定该场地的类别。
表1 钻孔资料
土层底部深度 土层厚度
（m）
（m）
土的名称
1.5
1.5
杂填土
3.5
2.0
粉土
7.5
4.0
细砂
15.5
8.0
砾砂
土层剪切波速 （m/s） 180 240 310 520
解： （1）确定覆盖层厚度 因为地表以下7.5m土层的剪切波速Vs=520m/s>500m/s， 故覆盖层厚度dov=7.5m。
式中：dov—覆盖层厚度，即从基岩算起至地面的的厚度。
（2） 多层土
T n 4hi
v i1 si
式中：vsi、hi—覆盖层中第i层土的剪切波速和土层厚度；
n—场地覆盖层中的土层总数。
第三节 地基基础的抗震验算
一、验算原则
仅验算地基承载力，不验算地基变形。
二、不进行天然地基抗震承载力验算的建筑
■ 等效剪切波速Vse的确定方法
自然地面
自然地面
d11
vs1
d2
d0
vs2 vse
vsi
பைடு நூலகம்
di
dn
vsn
d0
n
d0 di i1
t n di
v i1 si
n
vse
d0 t
di
i1
n di
v i1 si
等效原则：地震波通过多层土的时间与通过折算土
层时间相等。
自然地面
切波速
vse d0 / t
d0 n di
20
152.9m/s
9.5 /190 10.5 /130
v i1 si
(3)确定建筑场地类别
属于Ⅲ类场地
【例题】 已知某拟建办公写字楼的建筑场地，其钻 孔地质资料如表1所示，试确定该场地的类别。
表1 某建筑场地钻孔地质资料
土层底部深度（m）
压缩波可以在任何介质中传播，VP除了与土的压实程度 和弹性常数有关外，还和岩土的含水量和人类活动等因素有关， 因此，用VS则更能客观地反映土的性质。
二、场地土的类型
1．对单一性质土 由场地土的剪切波速确定
Vs G
式中，G为土的剪切模量，为土的密度。 2．多层土 由多层土等效剪切波速确定