第3章 建设场地、地基、基础01.ppt

工程结构抗震设计 第3章 建筑场地、地基和基础（1） 1、场地及场地土 场地即指建筑物所在地，场地土则是指场地范围内的地基土，即场地表层土的简称。 地震对建筑物的破坏作用是通过场地、地基和基础传递给上部结构的；同时，场地与地基在地震时又支承着上部结构，因此具有双重作用。 研究工程在地震作用下的震害形态、破坏机理以及抗震设计等问题，都离不开对场地土和地基的研究，而研究场地和地基在地震作用下的反应及其对上部结构影响，正是场地抗震评价的重要任务。 场地抗震评价 抗震设计规范中场地抗震评价，就是通过对工程地质、地形地貌以及岩土工程环境等场地条件的分析，研究场地条件对基础和上部结构震害的影响，从而合理地选择有利建筑场地以及地基或结构抗震措施，避免和减轻地震对建筑物或工程设施的破坏。 （1）场地和地基的破坏作用 场地和地基的破坏作用一般是指： 造成建筑物和构筑物破坏的直接原因是由于场地和地基稳定性引起的，也就是说地震时首先是场地和地基破坏从而产生建筑物和构筑物破损并引起其他灾害。 场地和地基破坏作用大致有地面破裂、滑坡和坍塌，地基失效等几种类型。 场地和地基的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。 （2）场地的地震动作用 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。 场地的地震动作用引起的结构破坏和倒塌是造成大量生命财产损失的最普遍和最主要的原因，也是其他地震破坏作用如地基失效、滑坡等的外部条件。 影响范围广大的场地的地震动作用是所有地震破坏作用中最重要的。 减轻场地地震动作用所产生的地震灾害的主要途径是合理地进行抗震和减震设计和采取抗震和减震措施。 3、场地条件对建筑物震害影响的主要因素 （1）、场地土的刚性大小（坚硬程度）； （2）、场地覆盖层厚度； （3）、场地土土层的组成 深厚软弱土层上的长周期柔性建筑物的震害最为严重 （1）场地土的刚性大小（坚硬程度）影响 一般说来，在软弱地基上，柔性结构物较容易遭受破坏，而刚性结构物表现较好；在坚硬地基上，柔性结构物震害较轻，而刚性结构物有时(如土层浅薄)破坏会加重。 在软弱地基上，建筑物的破坏有时是结构破坏所造成，有时是由于沙土液化、软土震陷和地基不均匀沉降等造成的地基失效所致。 就地面建筑物总的破坏现象来说，在软弱地基上的比坚硬地基上的要严重。 （2）场地覆盖层厚度的影响 场地覆盖层厚度是指从地面至剪切波速大于500m／s土层或坚硬土顶面的距离。 房屋的破坏率随着场地覆盖层厚度的增加而升高，覆盖层厚度超出一定范围后破坏率变化不大。 关于场地覆盖层厚度的定义： 震害一般随场地覆盖层厚度的增加而加重。从理论上讲，当下层波速比上层波速大得多时，下层可以当作基岩，这时从地表反射回来的地震波到达岩土界面时将向上反射，只有很小一部分能量向下透射，这个分界面的埋深就是所谓覆盖层厚度或土层厚度。但是实际地层的刚度往往是逐渐变化的，如果要求岩土波速比很大时才能当做基岩，覆盖层厚度势必定得很大，这对一般工程是难以行得通的。另一方面，由于对建筑物破坏作用最大的主要是地震波中的中短周期成分，而深层介质对这些成分的影响并不很显著。 （3）、场地土土层组成的影响 场地土土层的组成不同对震害的影响也不同。 如唐山地震时，天津某区地表下l0m左右处有低剪切波速的淤泥质亚粘土夹层，与地质条件大体相同的区域相比，其震害就轻得多。 深厚软弱土层上长周期柔性建筑物的震害 研究分析表明，在岩层中传播的地震波具有多种频率成分，地震波通过覆盖土层传向地表的过程中，若其中某一频率分量的周期与覆盖土层的自振周期(又称场地的卓越周期或固有周期)相等或相近，由于共振作用，该分量的幅值将得到明显放大；而其它频率分量则产生衰减或消失。 深厚软弱土层的自振周期较长，故地震波中的长周期分量得到明显放大加强。尤其是经过表层土的滤波放大作用，致使软弱地基的地面运动振幅大、周期长、持续时间长，震害也重。若建筑物的自振周期与场地的自振周期相等或接近时，由于共振现象，建筑物的震害都有加重的趋势。 在厚的软弱土层上建造的高层建筑，其地震反应比在硬土上的反应大3—4倍。 地质年代表（附） 《抗震规范》提出场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，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： ⑴抗震设防烈度小于8度； ⑵非全新世活动断裂； ⑶抗震设防烈为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和90m。 对不符合上述规定的情况，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。 3.2 建筑场地的类别划分 建筑场地的地震影响： 在软弱地基上，柔性结构最容易遭到破坏，刚性结