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1、 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院工程结构抗震设计原理 南京工业大学土木工程学院 2006.81 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震目录目录 第一章第一章第一章第一章 地震工程学概论地震工程学概论地震工程学概论地震工程学概论 第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震 第三章第三章第三章第三章 工程结构的地震反应分析工程结构的地震反应
2、分析工程结构的地震反应分析工程结构的地震反应分析 第四章第四章第四章第四章 钢筋混凝土框架结构的抗震设计钢筋混凝土框架结构的抗震设计钢筋混凝土框架结构的抗震设计钢筋混凝土框架结构的抗震设计 第五章第五章第五章第五章 砌体结构的抗震设计砌体结构的抗震设计砌体结构的抗震设计砌体结构的抗震设计 第六章第六章第六章第六章 工程结构隔震与消能减震简介工程结构隔震与消能减震简介工程结构隔震与消能减震简介工程结构隔震与消能减震简介 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基
3、基础抗震2.1 2.1 2.1 2.1 地震破坏作用地震破坏作用地震破坏作用地震破坏作用 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，地震对结构的破坏作用可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，地震对结构的破坏作用可分为两种类型：分为两种类型：分为两种类型：分为两种类型：场地、地基的破坏作用和场地的震动作用。场地、地基的破坏作用和场地的震动作用。场地、地基的破坏作用和场地的震动作用。场地、地基的破坏作用和场地的震动作用。场地和地基的破坏作用场地和地基的破坏作用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破坏的直接原一
4、般是指造成建筑破坏的直接原一般是指造成建筑破坏的直接原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。因是由于场地和地基稳定性引起的。因是由于场地和地基稳定性引起的。因是由于场地和地基稳定性引起的。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。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。场地和地基的破坏作用大致有场地和地基的破坏作用大致有场地和地基的破坏作用大致有场地和地基的破坏作用大致有地面破裂、滑坡、坍塌等。地面破裂、滑坡、坍塌等。地面破裂、滑坡、坍塌等。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
5、地这种破坏作用一般是通过场地选择和地基处理来减轻地这种破坏作用一般是通过场地选择和地基处理来减轻地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。震灾害的。震灾害的。场地的地震动作用场地的地震动作用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是指由于强烈地面运动引起地面设施是指由于强烈地面运动引起地面设施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。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轻它所产生的地震灾害的主要途径是
6、合理的进行抗震和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。减震设计和采取减震措施。减震设计和采取减震措施。第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震2.2 2.2 2.2 2.2 建筑地段的选择建筑地段的选择建筑地段的选择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
7、大。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，即常有地震烈度异常现象，即常有地震烈度异常现象，即常有地震烈度异常现象，即产生的原因产生的原因产生的原因产生的原因是局部地区的工程地质条件不同。是局部地区的工程地质条件不同。是局部地区的工程地质条件不同。是局部地区的工程地质条件不同。“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，轻灾区里由重灾重灾区里有轻灾，轻灾区里由重灾”地段划分地段划分地段划分地段划分 地段类别地段类别 地质、地形、地貌地质、地形、地貌有利地段有利地段稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土
8、等稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等不利地段不利地段软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非软弱土，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（如故河道、疏松的断破裂带、暗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）等埋的塘浜沟谷和半填半挖地基）等危险地段危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发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震断裂带上可能发生地
9、表错位的部位 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震 水边地的地下水边地的地下水边地的地下水边地的地下水位较高，土质也水位较高，土质也水位较高，土质也水位较高，土质也较松软，容易在地较松软，容易在地较松软，容易在地较松软，容易在地震时产生土壤滑动震时产生土壤滑动震时产生土壤滑动震时产生土壤滑动或地层液化。或地层液化。或地层液化。或地层液化。山坡地在地震山坡地在地震山坡地在地震山坡地在地震时会产生土壤滑动时会产生土壤滑动时会产生土壤滑动时会产生土壤滑
10、动 用另外的土石用另外的土石用另外的土石用另外的土石來填补地基，常有來填补地基，常有來填补地基，常有來填补地基，常有土壤密实度不足情土壤密实度不足情土壤密实度不足情土壤密实度不足情形，导致建筑物在形，导致建筑物在形，导致建筑物在形，导致建筑物在地震时产生倾斜、地震时产生倾斜、地震时产生倾斜、地震时产生倾斜、沉陷。沉陷。沉陷。沉陷。冲积地的土质冲积地的土质冲积地的土质冲积地的土质松软，地震时容易松软，地震时容易松软，地震时容易松软，地震时容易塌陷，如果此处有塌陷，如果此处有塌陷，如果此处有塌陷，如果此处有地下水层，还容易地下水层，还容易地下水层，还容易地下水层，还容易发生液化。发生液化。发生液化
11、。发生液化。工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震临近悬崖，临近悬崖，临近悬崖，临近悬崖，容易滑落容易滑落容易滑落容易滑落 谷地或低地，这里的建筑物容易谷地或低地，这里的建筑物容易谷地或低地，这里的建筑物容易谷地或低地，这里的建筑物容易在地震发生时，受土石崩塌破坏。在地震发生时，受土石崩塌破坏。在地震发生时，受土石崩塌破坏。在地震发生时，受土石崩塌破坏。萨尔瓦多地震引发了泥石流，数百户人家萨尔瓦多地震引发了泥石流，数百户人家萨尔瓦多地震引发了泥石流
12、，数百户人家萨尔瓦多地震引发了泥石流，数百户人家被埋在泥石里，估计有被埋在泥石里，估计有被埋在泥石里，估计有被埋在泥石里，估计有12001200多人遇难多人遇难多人遇难多人遇难地裂地裂地裂地裂 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震地段选择地段选择地段选择地段选择1.1.1.1.选择有利地段；选择有利地段；选择有利地段；选择有利地段；2.2.2.2.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，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；
13、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，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；3.3.3.3.不在危险地段建设。不在危险地段建设。不在危险地段建设。不在危险地段建设。局部突出地形的影响局部突出地形的影响局部突出地形的影响局部突出地形的影响1994199419941994年云南昭通地震，芦家湾某年云南昭通地震，芦家湾某年云南昭通地震，芦家湾某年云南昭通地震，芦家湾某村坐落于山梁上，山梁长村坐落于山梁上，山梁长村坐落于山梁上，山梁长村坐落于山梁上，山梁长150m150m150m150m，顶部最宽顶部最宽顶部最宽顶部最宽15m15m15m15m，最窄，最窄，最窄，最窄5m5m5
14、m5m，高，高，高，高60m.60m.60m.60m.距距距距震中震中震中震中18km18km18km18km。突出端部的最大加速度为突出端部的最大加速度为突出端部的最大加速度为突出端部的最大加速度为0.632g,0.632g,0.632g,0.632g,鞍部为鞍部为鞍部为鞍部为0.257g0.257g0.257g0.257g，大山根部为，大山根部为，大山根部为，大山根部为0.431g0.431g0.431g0.431g。烈度为烈度为烈度为烈度为9 9度度度度烈度为烈度为烈度为烈度为8 8度度度度烈度为烈度为烈度为烈度为7 7度度度度 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工
15、程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震局部突出地形的影响局部突出地形的影响局部突出地形的影响局部突出地形的影响1.1.1.1.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，高处的反应愈大；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，高处的反应愈大；2.2.2.2.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，反应相对减小；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，反应相对减小；3.3.
16、3.3.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，土质结构的反应比岩质结构大；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，土质结构的反应比岩质结构大；4.4.4.4.高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明 显减小显减小显减小显减小;5.5.5.5.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。工程结构抗震设计原理
17、工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震局部突出地形顶部的地震影响系数的局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数放大系数-局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数-局部突出地形地震动参数的增大幅度局部突出地形地震动参数的增大幅度-附加调整系数附加调整系数 0.6 0.5 0.4 0.3 0.5 0.4 0.3 0.2 0.4 0.3 0.2 0.1 0.3 0.2 0.1 0岩质地层岩质地层非岩质地层非岩质地层突出地形突出地形突出
18、地形突出地形的高度的高度的高度的高度(m)(m)局部突出局部突出局部突出局部突出台地边缘台地边缘台地边缘台地边缘的侧向平的侧向平的侧向平的侧向平均坡降均坡降均坡降均坡降(H/L)(H/L)局部突出地形地震影响系数的增大幅度局部突出地形地震影响系数的增大幅度局部突出地形地震影响系数的增大幅度局部突出地形地震影响系数的增大幅度 0.3 0.6 1.0 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震发震断裂的影响发震断裂的影响发震断裂的影响发震断裂的影响与地下断
19、裂构造直接相关的地裂与地下断裂构造直接相关的地裂与地下断裂构造直接相关的地裂与地下断裂构造直接相关的地裂与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震 断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂
20、活断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活动有关。动有关。动有关。动有关。发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，发震断裂带附近地表，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。使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危险地段。使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危险地段。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。建设时应避开。建设时应避开。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发震断裂带上可能发生地表错位的地段主要在高烈度发震断裂带上可能发生地
21、表错位的地段主要在高烈度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。区，全新世以来经常活动的断裂上面。区，全新世以来经常活动的断裂上面。区，全新世以来经常活动的断裂上面。发震断裂的影响发震断裂的影响发震断裂的影响发震断裂的影响 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震 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，应对断裂的工程影响进行评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
22、发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，并应符合下列要求：价，并应符合下列要求：价，并应符合下列要求：价，并应符合下列要求：1.1.1.1.对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地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：面建筑的影响：面建筑的影响：1 1 1 1）抗震设防烈度小于）抗震设防烈度小于）抗震设防烈度小于）抗震设防烈度小于8 8 8 8度；度；度；度；2 2 2 2）非全新世活动断裂；）非全新世活动断裂；）非全新世活动断裂；）非全新世活动断裂；3
23、 3 3 3）抗震设防烈度为）抗震设防烈度为）抗震设防烈度为）抗震设防烈度为8 8 8 8度和度和度和度和9 9 9 9度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于厚度分别大于厚度分别大于厚度分别大于60m60m60m60m和和和和90m90m90m90m。2.2.2.2.对不符合本条对不符合本条对不符合本条对不符合本条1 1 1 1款规定的情况，应避开主断裂带。其避让款规定的情况，应避开主断裂带。其避让款规定的情况，应避开主断裂带。其避让款规定的情况，应避开主断裂带。其避让距离不宜
24、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。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。_ 300m 500m 专门研究专门研究 9 _ 200m 300m 专门研究专门研究 8 丁丁 丙丙 乙乙 甲甲建筑抗震设防类别建筑抗震设防类别建筑抗震设防类别建筑抗震设防类别烈度烈度烈度烈度发震断裂的最小避让距离发震断裂的最小避让距离发震断裂的最小避让距离发震断裂的最小避让距离(m)(m)(m)(m)工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地
25、与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震2.3 2.3 2.3 2.3 建筑场地的类别划分建筑场地的类别划分建筑场地的类别划分建筑场地的类别划分 建筑场地建筑场地建筑场地建筑场地指建筑所在地。大体相当于厂区、居指建筑所在地。大体相当于厂区、居指建筑所在地。大体相当于厂区、居指建筑所在地。大体相当于厂区、居民点和自然村的区域范围。民点和自然村的区域范围。民点和自然村的区域范围。民点和自然村的区域范围。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 4 4 4类。类。类。类。建筑场地分类
26、的指标是以场地土的类型和覆盖建筑场地分类的指标是以场地土的类型和覆盖建筑场地分类的指标是以场地土的类型和覆盖建筑场地分类的指标是以场地土的类型和覆盖层的厚度。层的厚度。层的厚度。层的厚度。场地土层的固有周期的简化计算公式为场地土层的固有周期的简化计算公式为场地土层的固有周期的简化计算公式为场地土层的固有周期的简化计算公式为单一土层时单一土层时单一土层时单一土层时多层土时多层土时多层土时多层土时-覆盖层厚度覆盖层厚度覆盖层厚度覆盖层厚度-土的剪切波速土的剪切波速土的剪切波速土的剪切波速-土层总数土层总数土层总数土层总数-i i层厚度层厚度层厚度层厚度-i i层剪切波速层剪切波速层剪切波速层剪切波
27、速一、场地土层的固有周期与场地的地震效应一、场地土层的固有周期与场地的地震效应一、场地土层的固有周期与场地的地震效应一、场地土层的固有周期与场地的地震效应1.1.1.1.场地土层的固有周期场地土层的固有周期场地土层的固有周期场地土层的固有周期 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震2.2.2.2.场地的地震效应场地的地震效应场地的地震效应场地的地震效应场地土对于从基岩传来的地震波场地土对于从基岩传来的地震波场地土对于从基岩传来的地震波场地土对于从基
28、岩传来的地震波具有放大作用具有放大作用具有放大作用具有放大作用。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。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。二二二二.建筑场地的类别建筑场地的类别建筑场地的类别建筑场地的类别场地土的类型场地土的类型场地土的类型场地土的类型淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，和粉土，的填土，流塑黄土的填土，流塑黄土软弱土软弱土稍密的的砾、粗、中砂稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂除松散外的细、粉砂
29、,可可塑黄土塑黄土,的粘性土和粉土的粘性土和粉土,的的填土填土中软土中软土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，砂，的粘性土和粉土，坚硬黄土的粘性土和粉土，坚硬黄土中硬土中硬土稳定岩石，密实的碎石土稳定岩石，密实的碎石土坚硬土坚硬土或岩石或岩石土层剪切波土层剪切波速范围速范围(m/s)岩土名称和性状岩土名称和性状土的土的类型类型-地基土静承载力标准值地基土静承载力标准值地基土静承载力标准值地基土静承载力标准值 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地
30、与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地类别场地类别场地类别场地类别场地覆盖层厚度的确定：场地覆盖层厚度的确定：场地覆盖层厚度的确定：场地覆盖层厚度的确定：1.1.1.1.一般情况下，应按地面至剪切波速大于一般情况下，应按地面至剪切波速大于一般情况下，应按地面至剪切波速大于一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s500m/s500m/s500m/s的土层顶面；的土层顶面；的土层顶面；的土层顶面；2.2.2.2.当地面当地面当地面当地面5m5m5m5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速以下存在剪切
31、波速大于相邻上层土剪切波速2.52.52.52.5倍倍倍倍 的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于400m/s400m/s400m/s400m/s时，时，时，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；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；3.3.3.3.剪切波速大于剪切波速大于剪切波速大于剪切波速大于500m/s500m/s500m/s500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层；的孤石、透镜体，应视同周围土层；的孤
32、石、透镜体，应视同周围土层；的孤石、透镜体，应视同周围土层；4.4.4.4.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，其厚度应从覆盖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，其厚度应从覆盖 土层中扣除。土层中扣除。土层中扣除。土层中扣除。80 315 3050 0 等效剪切波速等效剪切波速等效剪切波速等效剪切波速（m/sm/s）场场场场 地地地地 类类类类 型型型型 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震
33、场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速-土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速-计算深度（计算深度（计算深度（计算深度（m)m)m)m)，取覆盖层厚度和，取覆盖层厚度和，取覆盖层厚度和，取覆盖层厚度和20m20m20m20m二者的较小值二者的较小值二者的较小值二者的较小值-剪切波在地面至计算深度之间的传播时间剪切波在地面至计算深度之间的传播时间剪切波在地面至计算深度之间的传播时间剪切波在地面至计算深度之间的传播时间-计算深度范围内第计算深度范围内第计算深度范围内第计算深度范围内第i i i
34、i土层的厚度土层的厚度土层的厚度土层的厚度(m)(m)(m)(m)-计算深度范围内第计算深度范围内第计算深度范围内第计算深度范围内第i i i i土层的剪切波速土层的剪切波速土层的剪切波速土层的剪切波速(m/s)(m/s)(m/s)(m/s)-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场地类别场地类别场地类别场地类别 80 315 3050 0 等效剪切波速等效剪切波速等效剪切波速等效剪切波速（m/sm/s）场场场场 地地地地 类类类类 型型型型 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学
35、院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震例：已知某建筑场地的钻孔土层例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建筑场资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。地的类别。层底深度层底深度(m)土层厚度土层厚度(m)土的名称土的名称剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥质粘土淤泥质粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥质粘土淤泥质粘土200632.9细砂细砂31069.56.5砾混粗砂砾混粗砂520解：解：（1 1）确定地面下）确定地面下20m20m表层土的场表层土的场地土类型地土类型淤泥和淤
36、泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，和粉土，的填土，流塑黄土的填土，流塑黄土软弱土软弱土稍密的的砾、粗、中砂稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂除松散外的细、粉砂,可可塑黄土塑黄土,的粘性土和粉土的粘性土和粉土,的的填土填土中软土中软土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，砂，的粘性土和粉土，坚硬黄土的粘性土和粉土，坚硬黄土中硬土中硬土稳定岩石，密实的碎石土稳定岩石，密实的碎石土坚硬土坚硬土或岩石或岩石土层剪切波土层剪切波速范围速范围(m/s)岩土名称和性状岩土名称和性状土的土的类型类型 工程
37、结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震例：已知某建筑场地的钻孔土层例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建筑场资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。地的类别。层底深度层底深度(m)土层厚度土层厚度(m)土的名称土的名称剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥质粘土淤泥质粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥质粘土淤泥质粘土200632.9细砂细砂31069.56.5砾混粗砂砾混粗砂520解解：（1 1
38、）确定地面下）确定地面下20m20m表层土的场表层土的场地土类型地土类型 80 315 3050 0 等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场 地地 类类 型型（2 2）确定覆盖层厚度）确定覆盖层厚度（3 3）确定建筑场地类别）确定建筑场地类别属于中软土属于中软土属于属于类场地类场地 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震2.4 2.4 2.4 2.4 天然地基和基础天然地基和基础天然地基和基础天然地基和基础 地基在地震作用下的稳定性对基础及上部结构
39、的内力分地基在地震作用下的稳定性对基础及上部结构的内力分地基在地震作用下的稳定性对基础及上部结构的内力分地基在地震作用下的稳定性对基础及上部结构的内力分布是比较敏感的，因此确保地震时地基基础能够承受上部布是比较敏感的，因此确保地震时地基基础能够承受上部布是比较敏感的，因此确保地震时地基基础能够承受上部布是比较敏感的，因此确保地震时地基基础能够承受上部结构传下来的竖向和水平地震作用以及倾覆力矩而不发生结构传下来的竖向和水平地震作用以及倾覆力矩而不发生结构传下来的竖向和水平地震作用以及倾覆力矩而不发生结构传下来的竖向和水平地震作用以及倾覆力矩而不发生过大变形和不均匀沉降是地基基础抗震设计的基本要求
40、。过大变形和不均匀沉降是地基基础抗震设计的基本要求。过大变形和不均匀沉降是地基基础抗震设计的基本要求。过大变形和不均匀沉降是地基基础抗震设计的基本要求。一、天然地基的震害特点一、天然地基的震害特点一、天然地基的震害特点一、天然地基的震害特点1.1.1.1.高压缩性饱和软粘土和承载力较低的淤泥质土在地震高压缩性饱和软粘土和承载力较低的淤泥质土在地震高压缩性饱和软粘土和承载力较低的淤泥质土在地震高压缩性饱和软粘土和承载力较低的淤泥质土在地震 中产生不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏；中产生不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏；中产生不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏；中产生不同程度
41、的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏；2.2.2.2.杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软 且承载力较低，易产生沉陷，使结构开裂；且承载力较低，易产生沉陷，使结构开裂；且承载力较低，易产生沉陷，使结构开裂；且承载力较低，易产生沉陷，使结构开裂；3.3.3.3.沟、坑、古河道、坡地办挖半填等非匀质地基在地震沟、坑、古河道、坡地办挖半填等非匀质地基在地震沟、坑、古河道、坡地办挖半填等非匀质地基在地震沟、坑、古河道、坡地办挖半填等非匀质地基在地震 中的不均匀
42、沉降或地裂缝引起上部结构破坏。中的不均匀沉降或地裂缝引起上部结构破坏。中的不均匀沉降或地裂缝引起上部结构破坏。中的不均匀沉降或地裂缝引起上部结构破坏。工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震二二二二.天然地基的抗震措施天然地基的抗震措施天然地基的抗震措施天然地基的抗震措施1.1.1.1.软弱粘性土地基：软弱粘性土地基：软弱粘性土地基：软弱粘性土地基：采用桩基，地基加固；采用桩基，地基加固；采用桩基，地基加固；采用桩基，地基加固；2.2.2.2.杂填土
43、地基：杂填土地基：杂填土地基：杂填土地基：换土夯实；地基加固；换土夯实；地基加固；换土夯实；地基加固；换土夯实；地基加固；3.3.3.3.不均匀地基：不均匀地基：不均匀地基：不均匀地基：综合建筑体型、荷载、烈度、结构类型等采取合理综合建筑体型、荷载、烈度、结构类型等采取合理综合建筑体型、荷载、烈度、结构类型等采取合理综合建筑体型、荷载、烈度、结构类型等采取合理的结构布局、地基抗震措施。的结构布局、地基抗震措施。的结构布局、地基抗震措施。的结构布局、地基抗震措施。地基加固处理方法地基加固处理方法换土垫层法换土垫层法重锤夯实法重锤夯实法挤密桩法挤密桩法沉井预压法沉井预压法 工程结构抗震设计原理工程
44、结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震三、三、三、三、地基基础抗震设计地基基础抗震设计地基基础抗震设计地基基础抗震设计1 1 1 1）同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；）同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；）同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；）同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；2)2)2)2)同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；同一结构单元不宜部分采用
45、天然地基而另外部分采用桩基；同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；3)3)3)3)地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，宜加强基础的整体性和刚性；宜加强基础的整体性和刚性；宜加强基础的整体性和刚性；宜加强基础的整体性和刚性；4)4)4)4)根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算根据具体情况，选择对抗震有
46、利的基础类型，在抗震验算 时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能 反映地基基础在不同阶段上的工作状态。反映地基基础在不同阶段上的工作状态。反映地基基础在不同阶段上的工作状态。反映地基基础在不同阶段上的工作状态。地基基础抗震设计地基基础抗震设计地基基础抗震设计地基基础抗震设计是通过选择合理的基础体系和是通过选择合理的基础体系和是通过选择合理的基础体系和是通过选择合理的基础体系和抗震验算来保证其抗震能力的。抗震验算来保证其抗震能力的。抗震
47、验算来保证其抗震能力的。抗震验算来保证其抗震能力的。1.1.1.1.地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求 工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震2.2.2.2.可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围由震害调查得到下面结论：由震害调查得到下面结论：由震害调查得到下面结论：由震害调查得到下面结论：只有少数
48、房屋是由地基的原因而导致上部结构的破坏。只有少数房屋是由地基的原因而导致上部结构的破坏。只有少数房屋是由地基的原因而导致上部结构的破坏。只有少数房屋是由地基的原因而导致上部结构的破坏。导致上部结构破坏的地基大多是液化地基、易产生导致上部结构破坏的地基大多是液化地基、易产生导致上部结构破坏的地基大多是液化地基、易产生导致上部结构破坏的地基大多是液化地基、易产生震陷的软土地基和严重不均匀地基。震陷的软土地基和严重不均匀地基。震陷的软土地基和严重不均匀地基。震陷的软土地基和严重不均匀地基。大量的一般性地基具有良好的抗震性能，极少发现大量的一般性地基具有良好的抗震性能，极少发现大量的一般性地基具有良好
49、的抗震性能，极少发现大量的一般性地基具有良好的抗震性能，极少发现因地基承载力不够而产生震害。因地基承载力不够而产生震害。因地基承载力不够而产生震害。因地基承载力不够而产生震害。我国抗震设计规范对量大面广的一般地基和基础不我国抗震设计规范对量大面广的一般地基和基础不我国抗震设计规范对量大面广的一般地基和基础不我国抗震设计规范对量大面广的一般地基和基础不作抗震验算，对容易产生地基基础震害的液化地基，软作抗震验算，对容易产生地基基础震害的液化地基，软作抗震验算，对容易产生地基基础震害的液化地基，软作抗震验算，对容易产生地基基础震害的液化地基，软土地基和严重不均匀地基规定了相应的抗震措施，以避土地基和
50、严重不均匀地基规定了相应的抗震措施，以避土地基和严重不均匀地基规定了相应的抗震措施，以避土地基和严重不均匀地基规定了相应的抗震措施，以避免或减轻震害。免或减轻震害。免或减轻震害。免或减轻震害。工程结构抗震设计原理工程结构抗震设计原理南京工业大学土木工程学院南京工业大学土木工程学院第二章第二章第二章第二章 场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震场地与地基基础抗震2.2.2.2.可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围1)1)1)1)砌体房屋；砌体房屋；砌体房屋；砌体房屋；2)2)2)2)地基主要受力层