建筑结构抗震第2版教学课件作者窦立军第2章.场地、地基和基础课件.PPT

建筑结构系列电子教案 建筑结构抗震设计 Reinforced Concrete Structure 2.场地与地基 Building Site and foundations 主讲：张自荣 2010－10 第二章 场地与地基 §2.1 建筑场地 §2.2 天然地基的抗震验算 §2.3 液化地基的判别与处理 §2.1 建筑场地 场地：是指范围相当于厂区、居民点、自然村或平面面积不小于0.5km2，具有相似的反映谱特征的工程群所在地。（建筑物所在地） 建筑在不同地质条件的场地上的建筑物，在地震时的破坏程度明显不同。 有必要将建筑场地按其对建筑物地震作用的强弱和特征进行分类，以便根据不同的建筑场地类别采用相应的设计参数，进行建筑物的抗震设计和采取相应的抗震措施。 1.建筑地段类别的划分 建筑地段 建筑地段 建筑地段的选用原则 宜选择有利地段 避开不利地段 当无法避开不利地段时，应采取有效措施， 不应在危险地段建造甲乙丙类建筑 建筑场地的地震影响 建筑场地的地震影响： 不同场地上的建筑物的震害差异明显： 在软弱地基上，柔性结构容易遭到破坏，刚性结构表现较好；结构破坏有时是由于地基破坏而产生； 在坚硬地基上，柔性结构表现较好，而刚性结构表现不一，有好有坏；建筑物的破坏通常是因结构破坏而产生； 总体来说，在软弱地基上的破坏比坚硬地基上的破坏要严重。 3.场地类别的划分 《抗震规范》按照等效剪切波速和场地覆盖层厚度两个因素，将建筑场地划分为四种类别： §2.2 地基抗震验算 大量的一般性地基具有很好的抗震性能，极少有因地基承载力不足而导致的震害。 原因： 一般天然地基在静力荷载作用下具有相当大的安全储备。 地基在建筑物自重长期作用下产生固结，使承载力提高 动载短期荷载作用下，地基动承载力也有所提高 大量的一般地基具有良好的抗震性能，按地基静力承载力设计的地基能够满足抗震要求，规范规定了相当大部分的建筑物可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。 1.可不进行地基及基础抗震验算的情况 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)一般的单层厂房和单层空旷房屋； 2)不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋； 3)基础荷载与2)项相当的多层框架厂房。 3《抗震规范》规定可不进行上部结构抗震验算的建筑 注：软弱粘性土层指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。 2.天然地基抗震验算 (1)确定地震作用下地基土的承载力： 采用在地基静承载力设计值基础上乘以抗震调整系数来计算 地震作用下一般土的动强度高于静强度。 地震作用下地基的可靠度可比静力荷载下有所降低。 2.天然地基抗震验算 (2)上部荷载效应应采用地震作用效应标准组合，即各作用分项系数均取1.0的组合。 (3)采用拟静力法，假定地震作用如同静力作用，验算地基的承载力和稳定性。 验算天然地基地震作用下的竖向承载力时，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：  式中： P——地震作用效应标准组合的基础底面平均压力； Pmax——地震作用效应标准组合的基础边缘的最大压力。 2.天然地基抗震验算 (4)地基稳定性要求： 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零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。 §2.3 液化地基的判别与处理 1.地基液化： 处于地下水位以下的饱和砂土和饱和粉土，在地震作用时容易发生液化现象。 原因： 地震引起的强烈振动使得饱和砂土或粉土颗粒间发生相对位移，趋于密实，短时间内孔隙水压力急剧增加，使原先由土颗粒通过其接触点传递的压力（有效压力）减小，当有效压力完全消失时，沙土颗粒局部或全部处于悬浮状态。此时土体抗剪强度为零，形如液体，产生冒水喷砂现象。 S=（σ-μ）tanφ 地基液化的危害 地基土液化直接引起建筑物的震害： 地面开裂下沉，使建筑物产生过度下沉或整体倾斜；如1964年日本新泻地震 不均匀沉降引起上部结构破坏； 地面喷砂冒水，室内地坪破坏，设备基础上浮或下沉。 地基液化的危害 地基液化的危害 地基液化的影响因素 土层的地质年代：地质年代越古老越不容易液化 土的组成和密实程度： 砂土：越密实级配越好，颗粒越粗，越不易液化；密实程度小的砂土容易液化 粉土：其中粘性颗粒越多，越不易液化 液化土层的埋深：埋深越大，越不易液化（10m) 地下水位深度：地下水位越深，越不易液化(4m) 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