内蒙古科技大学：《结构抗震设计》课程教学课件（讲稿）02 场地、地基和基础

第二章场地、地基和基础 内容： 场地的地震影响、 场地的分类、 地基抗震措施、 地基抗震验算、 液化问题

第二章 场地、地基和基础 内容： 场地的地震影响、 场地的分类、 地基抗震措施、 地基抗震验算、 液化问题

§2.1场地 场地：是指建筑物建筑的地点，一般大体相当于一个厂 区，居民点或自然村的范围。 为什么要研究场地？ 震害调查发现，同一烈度区，不同场地上的建筑的 震害不同。因地震的大小和工程地质条件不同而不同。 一、场地土及场地覆盖层厚度 1、 场地土的类型： 根据场地土的坚硬程度划分为四类

§2.1 场地 场地：是指建筑物建筑的地点，一般大体相当于一个厂 区，居民点或自然村的范围。 为什么要研究场地？ 震害调查发现，同一烈度区，不同场地上的建筑的 震害不同。因地震的大小和工程地质条件不同而不同。 一、场地土及场地覆盖层厚度 1、 场地土的类型： 根据场地土的坚硬程度划分为四类

土的坚硬程度的判别方法： A、实测剪切波速法：实测地面下20m(但不深于覆盖 层厚度)土层的等效剪切波速。 土层厚度 剪切波速 =do/t; 剪切波穿过土 f=之(d/w) 层的时间 i- V。>500 m/s 坚硬场地土 250<V。≤500 中硬场地土 140<V。 ≤250 中软场地土 V。≤140 软弱场地土

土的坚硬程度的判别方法： A、实测剪切波速法：实测地面下20m（但不深于覆盖 层厚度）土层的等效剪切波速。    n i i si o se t d v v d t 1 ( / ) / ; Vs  500 m/s 坚硬场地土 250  Vs ≤500 中硬场地土 140  Vs ≤250 中软场地土 Vs≤140 软弱场地土 剪切波速 土层厚度 剪切波穿过土 层的时间

B、近似划分法：根据土层的性状近似划分， 见P17表2-1。 2.场地覆盖层厚度 一般意义上的覆盖层厚度：从地面到基岩项面的距离。 这种确定在技术上现在较为困难， 因为该厚度可能大几百米深。 《规范》的定义：当剪切波V。>500时， 即认为是基 岩，其上部到地表的厚度为场地覆盖层厚度

B、近似划分法：根据土层的性状近似划分， 见P17表2-1。 2.场地覆盖层厚度 一般意义上的覆盖层厚度：从地面到基岩顶面的距离。 这种确定在技术上现在较为困难， 因为该厚度可能大几百米深。 《规范》的定义：当剪切波Vs  500时， 即认为是基 岩，其上部到地表的厚度为 场地覆盖层厚度

3、震害表现： 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。 什么原因呢？ 这与场地的地震效应有关

3、 震害表现： 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。 什么原因呢？ 这与场地的地震效应有关

场地的地震效应 地震波 场地 (放大器，滤波器) 软弱地基 以长周期为主，放大。 坚硬地基 以短周期为主，放大。 当建筑的自振周期与场地的周期相近时，振动会放大， 使破坏更大，相反则小。 共振效应

地震波 软弱地基 以长周期为主，放大。 坚硬地基 以短周期为主，放大。 当建筑的自振周期与场地的周期相近时，振动会放大， 使破坏更大，相反则小。 场地 （放大器，滤波器） 场地的地震效应 共振效应

软弱地基上建筑震害较重的原因 1)建筑的破坏有一个过程，当建筑开裂后结构的自振周 期将加大，对于坚硬场地上的建筑来说，由于结构的周 期将远离场地的周期，故结构的地震作用将减小。 2)而软弱场地上的建筑开裂后，自振周期将靠近场地的 周期，使结构的地震作用进一步加大，故破坏严重

软弱地基上建筑震害较重的原因 1）建筑的破坏有一个过程，当建筑开裂后结构的自振周 期将加大，对于坚硬场地上的建筑来说，由于结构的周 期将远离场地的周期，故结构的地震作用将减小。 2）而软弱场地上的建筑开裂后，自振周期将靠近场地的 周期，使结构的地震作用进一步加大，故破坏严重

二、场地的类别 由于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。 建筑场地的类别与场地土的类型和场地土的覆盖层厚 度有关。分为I、Ⅱ、Ⅲ、V类。 各类场地的覆盖层厚度表(m) 等效剪切 场地类别 波速(m/s) Ⅲ IV Ve>500 0 500≥Vse>250 140 50 Ve≤140 15~80 >80

二、场地的类别 由于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。 建筑场地的类别与场地土的类型和场地土的覆盖层厚 度有关。分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。 等效剪切 波速（m/s) 场 地 类 别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Vse>500 0 - - - 500 ≥Vse >250 140 50 - Vse ≤140 15~80 >80 各类场地的覆盖层厚度表（m)

例： 已知某建筑场地的钻孔土层资料如下表所示，试确定该建 筑场地的类别。 层底深度(m) 土层厚度(m)土的名称 土层剪切波速y: 9.50 9.50 砂 170 37.80 28.30 淤泥质粘土 130 43.60 5.80 砂 240 6010 16.50 淤泥质粘土 200 63.00 2.90 细砂 310 69.50 6.50 砾混粗砂 520

例： 已知某建筑场地的钻孔土层资料如下表所示，试确定该建 筑场地的类别。 层底深度（m）土层厚度（m）土的名称 土层剪切波速vsi 9.50 9.50 砂 170 37.80 28.30 淤泥质粘土 130 43.60 5.80 砂 240 60.10 16.50 淤泥质粘土 200 63.00 2.90 细 砂 310 69.50 6.50 砾混粗砂 520

解 (1)确定地面下20m表层土的场地土类型 20 se =146.36m/s (9.5/170+10.5/130) ve值位于2502Ve>140m/s之间，故表层土属于中软场地土。 (2)确定覆盖层厚度dov 由表中数据知，63m以下的v1=520m/s>500血/s,故dov=63m。 (3)确定建筑场地的类别 由于表层土为中软场地土，以及dv>50m,查规范表4.1.6知， 该建筑场地类别为III类

解： （1）确定地面下20m表层土的场地土类型 vse值位于250 vse >140m/s之间，故表层土属于中软场地土。 （2）确定覆盖层厚度dov 由表中数据知，63m以下的vsi=520m/s>500m/s，故dov=63m。 （3）确定建筑场地的类别 由于表层土为中软场地土，以及dov>50m，查规范表4.1.6知， 该建筑场地类别为III类。 v m s s e 146.36 / (9.5/170 10.5/130) 20   