《結(jié)構(gòu)抗震基本知識》PPT課件.ppt

工程結(jié)構(gòu)抗震與防災(zāi),主講人：黃雄軍 手機E-mail：,第1章 結(jié)構(gòu)抗震基本知識 1-1 地震基本知識 地震是一種經(jīng)常發(fā)生的自然現(xiàn)象，只不過在發(fā)生 小于四級地震時，人們沒有感覺。 但是，如果地震發(fā)生在人群居住地并且地震級別 較大時，將給人們帶來災(zāi)難甚至是滅頂之災(zāi)，例如： 1976年的唐山大地震，2008年的四川汶川大地震及 2013年4月的四川蘆山地震。 盡管目前人們尚不能控制及預(yù)測地震的發(fā)生，但 是實踐表明，設(shè)計出抗震性能優(yōu)良的建筑物，則有可,能減少地震帶來的生命與財產(chǎn)損失。 因此，為了抵御和減輕地震災(zāi)害，有必要進行工 程結(jié)構(gòu)的抗震分析與設(shè)計。,一、地球的構(gòu)造 地球：地球是一個平均半徑約為6400km的橢圓球體。 由外到內(nèi)可分為三層，即地殼、地幔與地核。,地殼：地球外表面的一層薄殼，平均厚度約為30km，最薄處約5km，地震多發(fā)于此。 通常認(rèn)為，地殼（地球最外層）是由一些巨大的 板塊所組成的，板塊向下延伸的深度大約為70-100km。 地幔主要由質(zhì)地堅硬的橄欖巖組成。由于地球內(nèi) 部放射性物質(zhì)不斷釋放熱量，地球內(nèi)部的溫度隨深度 的增加而升高，導(dǎo)致地幔內(nèi)物質(zhì)的對流。 地核是地球的核心部分，可分為內(nèi)核與外核。,二、地震的類型與成因 地震安全成因主要分為： 構(gòu)造地震 火山地震 水庫引發(fā)地震 礦山開發(fā) 人工爆破 其中，前兩項為天然地震，后面為誘發(fā)地震。,構(gòu)造地震的成因主要有： 1.斷層說 地球內(nèi)部在不斷運動的過程中，始終存在著巨大 的能量，造成地殼巖層不停地連續(xù)變動，不斷發(fā)生變 形，產(chǎn)生地應(yīng)力。 當(dāng)?shù)貞?yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變超過某處巖層的極限應(yīng)變時 ，巖層就會發(fā)生突然斷裂和錯動。,2.板塊構(gòu)造說 地球表面的巖石層不是一塊整體，而是由六大板 塊和若干小板塊組成，即歐亞板塊、美洲板塊、非洲 板塊、太平洋板塊、澳洲板塊和南極板塊。 由于地幔物質(zhì)的對流，板塊一直在緩慢地相互運 動，板塊構(gòu)造說認(rèn)為：板塊的構(gòu)造運動是產(chǎn)生構(gòu)造地 震的根本原因。 從局部機制上分析，地球板塊在運動過程中，板 塊之間的相互作用力會使地殼中的巖層發(fā)生變形。當(dāng) 這種變形積聚到超過巖石所能承受的程度時，該處的 巖體突然斷裂或錯動，從而引起地震。,三、世界的地震活動 據(jù)統(tǒng)計，地球上平均每年發(fā)生震級8級以上、震中 烈度11度以上的毀滅性地震2次；震級7級以上、震中 烈度9度以上的大地震不到20次；震級在2.5級以上的 有感地震15萬次以上。,三、我國的地震活動 我國東臨太平洋地震帶，南接歐亞地震帶，地震 分布相當(dāng)廣泛。我國6個地震活動區(qū)： 臺灣及其附近海域 喜馬拉雅山脈活動區(qū) 南北地震帶 天山地震活動區(qū) 華北地震活動區(qū) 東南沿海地震活動區(qū),五、近期世界地震活動 2004年12月26日印尼發(fā)生的地震為8.7級； 2008年5月12日四川汶川發(fā)生的地震為8.0級； 2010年1月12日海地發(fā)生的地震為7.3級； 2010年2月27日智利發(fā)生的地震為8.8級； 2011年3月11日日本發(fā)生的地震為9.0級，引發(fā) 海嘯與核泄漏，以致造成巨大的災(zāi)難； 2013年4月20日四川蘆山發(fā)生的地震為7.0級；,1-2 地震的基本術(shù)語 一、震源和震中 地球內(nèi)部由于某種原因發(fā)生振動，并以波的形式傳遞到地表引起地面震動 內(nèi)部發(fā)生振動的地方稱之為震源 震源在地表的投影叫震中 震源至地面的垂直距離叫震源深度 根據(jù)震源深度將地震劃分為： 淺源地震震源深度小于60km； 中源地震震源深度在60km- 300km之間； 深源地震震源深度大于300km； 其中，淺源地震的破壞性為最大。,二、地震波 地震由于地下巖體發(fā)生斷裂、錯動產(chǎn)生震動并以 波的形式從震源向外傳播，即為地震波，可分為體波 與面波。 （1）體波 體波是指通過地球本體內(nèi)傳播的波，包含縱波、 橫波。,縱波：質(zhì)點振動方向與波的傳遞方向一致的波。 橫波：質(zhì)點振動方向與波的傳遞方向垂直的波。 縱波：壓縮波，無論是在固體內(nèi)還是液體內(nèi)均能 傳播； 周期短、振幅小，在地面引起上下顛簸運動。 橫波：剪切波，只能在固體內(nèi)傳播； 周期較長，振幅較大，引起地面水平方向的 運動。,（2）面波 面波是指介質(zhì)表面或地球表面及其附近傳播的 波，一般認(rèn)為是體波經(jīng)地層界面多次反射形成的次生 波，包含瑞雷波和樂普波。 瑞雷波傳播時，質(zhì)點在波的前進方向與地表法向 組成的平面內(nèi)作逆向橢圓運動。這種運動形式被認(rèn)為 是形成地面晃動的主要原因。 樂夫波傳播時，質(zhì)點在與波的前進方向垂直的水 平方向運動，在地面上表現(xiàn)為蛇形運動。,瑞雷波振動軌跡剖面(a)和射線(b),地震波的傳播速度，以縱波最快、橫波次之，面 波最慢。 所以，在地震發(fā)生的中心地區(qū)人們的感覺是，先 上下顛簸，后左右搖晃。當(dāng)橫波或面波到達時，地面 振動最為強力，產(chǎn)生的破壞作用也最大。 在離震中較遠的地方，地震波衰減，地面振動減 弱，破壞作用也就減輕。,三、地震震級 地震震級是表示地震本身大小的一種度量。其數(shù) 值是根據(jù)地震儀記錄到的地震波圖確定的。例如某時 某地發(fā)生了里氏7級地震。 地震震級M與震幅的關(guān)系： 地震震級M與震源釋放能量的關(guān)系如下： 從該公式可以知道，如果地震震級M增加1級，則 震源釋放能量E增加大約為30倍。,四、地震烈度 地震烈度是指某一區(qū)域的地表和各類建筑物遭受 某一次地震影響的平均強弱程度。 一次地震，表示地震本身大小的震級只有一個。 然而，由于同一次地震對不同地點的影響不一樣，隨 著距離震中的遠近會出現(xiàn)多種不同的烈度。 此外，由于地層土不一樣，地震波的表現(xiàn)也不一 樣，因此震中距相同的建筑，其破壞程度也不一樣。,此外，地震烈度與地面上的建筑物的抗震性能也 有關(guān)。08年8月底在攀枝花發(fā)生的6.1級與2010年4月玉 樹地震帶來的破壞也相對較大，原因之一就是處于山 區(qū)農(nóng)民的房屋大部分是土坯房，即使不發(fā)生地震，也 應(yīng)該是危房。 地震等級在地震發(fā)生后不久就可以確定，但是， 地震烈度則要經(jīng)過調(diào)查后才能確定，時間相對較長。 例如，5.12汶川地震發(fā)生后，國家地震局隨即就 發(fā)布了地震的等級為7.8級，兩天后修改為8.0級。但 是地震烈度的情況則是在9月初公布。,汶川地震的烈度分布情況,1-2 地震動特性 由地震波傳播所引發(fā)的地面振動，稱為地震動。 一般通過記錄地面運動的加速度來了解地震動的 特性。 地震動的三要素為地震動的峰值（最大振幅）、 頻譜和持續(xù)時間。 工程結(jié)構(gòu)的地震破壞與地震動三要素密切相關(guān)。 每次的地震動記錄都是不一樣的。但可根據(jù)地震 后的構(gòu)筑物的破壞情況或者通過人工合成的辦法確定 幾種典型的地震動，作為進行工程結(jié)構(gòu)的抗震分析用。,一、地震動幅值特性 地震動的幅值可以是地面的加速度、速度或位移 的某種最大值或某種意義下的有效值。 目前采用最多的地震動幅值是地面運動最大加速 度幅值，它可以描述地面震動的強弱程度，且與震害 有著密切的關(guān)系，可作為地震烈度的參考物理指標(biāo)。 二、地震動頻譜特性 震級、震中距和場地條件對地震動的頻譜有重要 的影響，震級越大、震中距越遠，地震動記錄的長周 期分量就越顯著。,地基土中軟土且地層厚的地基上的卓越周期偏向 長周期，因此地震動的作用就可能被放大。 三、地震動持時特性 地震動持時對結(jié)構(gòu)的破壞程度有著較大的影響。 在相同的地面運動最大加速度作用下，當(dāng)強震的持續(xù) 時間越長，則該地點的地震烈度就高，結(jié)構(gòu)物的地震 破壞就重。,地震的破壞作用 1.地表破壞及其影響 地表破壞表現(xiàn)為地裂縫、地面下沉、噴水冒砂和 滑坡等形式。 地裂縫分成為構(gòu)造性地裂縫和重力式地裂縫。 地面不均勻沉陷易引起建筑物的破壞甚至倒塌。 2.建筑物及構(gòu)筑物的破壞 由地表破壞造成的建筑物破壞性質(zhì)上屬于靜力破 壞，這種破壞有時是災(zāi)難性的，如北川縣城的一些建 筑的破壞。,更多的建筑物（大約90%）破壞由于地震地面運動 的動力響應(yīng)引起的，在性質(zhì)上屬于動力破壞，也是人 們通過改善建筑物設(shè)計可以控制的。因此，結(jié)構(gòu)物動 力破壞機制的分析，是結(jié)構(gòu)抗震研究的重點和結(jié)構(gòu)抗 震設(shè)計的基礎(chǔ)。 建筑物的動力破壞主要表現(xiàn)為因為主體結(jié)構(gòu)強度 不足所形成的破壞和結(jié)構(gòu)喪失整體性兩類破壞形式。,3.次生災(zāi)害 如地震形成的堰塞湖、水壩、煤氣、通訊、易 燃、易爆、有毒物質(zhì)的容器的破壞給人們的破壞也相 當(dāng)巨大。例如北川的唐家山堰塞湖，若不及時處理， 給下游造成的破壞有可能大于地震本身的破壞。,1-4 工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防 一、基本術(shù)語 抗震設(shè)防烈度 按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依 據(jù)的地震烈度。一般情況下，取50年內(nèi)超越概率為 10%的地震烈度，也稱為基本烈度。 基本烈度是一個地區(qū)進行抗震設(shè)防的主要依據(jù)。 如前所述，地震等級表明的是地震釋放能量的大 小，地震烈度是地面建筑物的破壞程度，因此對建筑 物進行抗震設(shè)計只能依據(jù)烈度大小。,在我國基本地震烈度的區(qū)劃只能由國家地震局發(fā) 布，且基本上按縣級行政區(qū)域進行劃分，可以在抗震 設(shè)計規(guī)范中查出，如地震烈度、地震加速度峰值。 抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) 衡量抗震設(shè)防要求高低的尺度，由抗震設(shè)防烈度 或設(shè)計地震動參數(shù)及建筑物的抗震類別確定； 地震作用 由地震動引起的結(jié)構(gòu)動態(tài)作用，包括水平地震作 用和豎向地震作用。 設(shè)計地震動參數(shù) 抗震設(shè)計用的加速度（速度、位移）時程曲線、加,速度反應(yīng)譜和峰值加速度 設(shè)計基本加速度 50年設(shè)計基準(zhǔn)期超越概率10%的地震加速度的設(shè)計 取值； 設(shè)計特征周期 抗震設(shè)計用的地震影響系數(shù)程曲線中反映地震震級 、震中距和場地類別等因素的下降起始點對應(yīng)的周期 值，簡稱特征周期； 場地 工程群體所在地，其范圍相當(dāng)于廠區(qū)、居民小區(qū) 和自然村或不小于1平方公里的平面面積。,抗震措施 除地震作用計算和抗力計算以外的抗震設(shè)計內(nèi)容 ，包括抗震構(gòu)造措施。 抗震構(gòu)造措施 根據(jù)抗震概念設(shè)計原則，一般不需要計算而對結(jié) 構(gòu)和非結(jié)構(gòu)各部分必須采取的各種細(xì)部要求。,二、地震影響和抗震設(shè)防烈度 抗震設(shè)防烈度是一個地區(qū)進行抗震設(shè)防依據(jù)的地 震烈度。 一般情況下可采用中國地震動區(qū)劃圖的地震基本 烈度或與建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2010） 設(shè)計基本地震加速度值對應(yīng)的烈度值。 抗震規(guī)范規(guī)定，設(shè)防烈度為6度及以上的地 區(qū)的建筑，必須進行抗震設(shè)計。 震害調(diào)查表明，雖然不同地區(qū)的宏觀烈度相同， 但處于大震級遠震中距的柔性建筑物，其震害要比小 震級近震中距的情況。,震害調(diào)查表明，雖然不同地區(qū)的宏觀烈度相同， 但處于大震級遠震中距的柔性建筑物，其震害要比小 震級近震中距的情況重得多。 因此，抗震規(guī)范用設(shè)計地震分組來體現(xiàn)震級 和震中距的影響，建筑工程的設(shè)計地震分成為三組。 第一組表示近震中距，第二、三組表示較遠震中 距的影響。,三、建筑分類 我國抗震規(guī)范將建筑物按其用途的重要性分 成為特殊設(shè)防類（簡稱甲類）、重點設(shè)防類（乙類）、 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類）、適度設(shè)防類（丁類）四類。 （1）特殊設(shè)防類建筑：指使用上有特殊設(shè)施，涉及 國家公共安全的重大建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴(yán)重 次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進行特殊設(shè)防的 建筑。 （2）重點設(shè)防類建筑：指地震時使用功能不能中斷 或者需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑，以及地震時可能 導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo),準(zhǔn)的建筑如城市的建筑，簡稱乙類建筑。如城市的供 水、供電、通訊、交通控制中心、三甲醫(yī)院的主要醫(yī) 技樓及中小學(xué)、幼兒園的教學(xué)樓等。 （3）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類建筑：除了（1）、（2）、（4）等 三類建筑以外的建筑，簡稱丙類建筑。 （4）適度設(shè)防類建筑：指使用上人員稀少且震損不致 產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求的建 筑，簡稱丁類。如無人看守的倉庫、臨時建筑等。 經(jīng)過汶川地震的教訓(xùn)，我國將中小學(xué)的建筑調(diào)整為 乙類建筑，國外如日本，學(xué)校的建筑是最安全的。,我國建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，各抗震設(shè) 防類別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列要求： （1）特殊設(shè)防類（甲類建筑） 地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其 值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評價結(jié)果確定。 抗震措施，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時，應(yīng)符合比 本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求，當(dāng)為9度時，應(yīng) 符合比9度抗震設(shè)防更高的要求。,（2）重點設(shè)防類（乙類建筑） 地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求；抗 震措施，一般情況下，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6-8度時，應(yīng) 符合比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度的要求，當(dāng)為9度 時，應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求；地基基礎(chǔ)的抗 震措施應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。 （3）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類（丙類建筑） 地震作用和抗震措施均應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈 度的要求。,（4）適度設(shè)防類（丁類建筑） 一般情況下，地震作用仍應(yīng)符合本地區(qū)抗震抗震 設(shè)防烈度的要求；抗震措施應(yīng)允許比按本地區(qū)抗震設(shè) 防烈度的要求適當(dāng)降低，但抗震設(shè)防烈度為6度時不 應(yīng)降低。 抗震設(shè)防烈度為6度時，除規(guī)范有具體規(guī)定外， 對乙、丙、丁類建筑可不進行地震作用計算。,四、多遇地震烈度和罕遇地震 多遇地震烈度：是指發(fā)生機會較多的地震又稱小震烈 度，是指在50年內(nèi)發(fā)生的可能性（或者被超越的概率） 為63.6%，又稱為小震烈度。 基本烈度：它在50年內(nèi)發(fā)生的可能性（或者被超越的 概率）為10%，又稱為中震對應(yīng)的烈度 。 罕遇地震烈度：是指在在50年內(nèi)發(fā)生的可能性（或者 被超越的概率）為2%，又稱為大震烈度。 基本烈度較小震烈度約高1.55度，較罕遇地震烈 度低1度。,圖：三種烈度含義及其關(guān)系,五、抗震設(shè)防目標(biāo) 工程設(shè)防的基本目的是在一定的經(jīng)濟條件下，最 大限度地限制和減輕建筑物的地震破壞，保障人民生 命財產(chǎn)的安全。 我國抗震規(guī)范明確提出了三個水準(zhǔn)的抗震設(shè) 防要求： 第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地 震影響時，建筑物一般不受損壞或不需要修理仍可繼 續(xù)使用；,第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震 影響時，建筑物可能損壞，但經(jīng)一般修理即可恢復(fù)正 常使用； 第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地 震影響時，建筑物不致倒塌或發(fā)生危及生命安全的嚴(yán) 重破壞。 上述三個水準(zhǔn)可簡單表述為：“小震不壞、中震 可修，大震不倒” ，這也我國的抗震設(shè)防目標(biāo)。,我國采取6度起設(shè)防的方針。這樣，我國地震設(shè) 防區(qū)面積約占國土面積的60%。 每一個地區(qū)（具體到縣級行政區(qū)）的抗震設(shè)防烈 度均可以在抗震規(guī)范中查出。 同一抗震設(shè)防烈度等級還有不同的地震加速度， 如7度區(qū)，設(shè)計基本加速度有0.10g與0.15g，為了區(qū) 分，俗稱為7度及7度半。,六、兩階段抗震設(shè)計方法 我國抗震規(guī)范采用簡化的兩階段設(shè)計方法： 第一階段設(shè)計：按多遇地震烈度對應(yīng)的地震作用 效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的組合驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力 和結(jié)構(gòu)的彈性變形。 第二階段設(shè)計：按罕遇地震烈度對應(yīng)的地震作用 效應(yīng)驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件彈塑性變形。 第一階段設(shè)計，保證了第一水準(zhǔn)的承載力要求與 變形的要求。 第二階段設(shè)計，則旨在保證了第三水準(zhǔn)的抗震設(shè),防要求，即大震不倒。 第二水準(zhǔn)設(shè)防很難進行定量計算，目前主要通過 構(gòu)造措施來保證。如鋼筋的最小配筋率、鋼筋的錨固 長度，最小截面要求等等。 汶川地震震害證明上述的三水準(zhǔn)設(shè)防與兩階段 設(shè)計是比較科學(xué)的。,七、基于性能的抗震設(shè)計 為了強化結(jié)構(gòu)抗震的安全目標(biāo)和提高結(jié)構(gòu)抗震的 功能要求，提出了基于性能的抗震設(shè)計思想和方法。 （1）從著眼于單體抗震設(shè)防轉(zhuǎn)向同時考慮單體工程 和所相關(guān)系統(tǒng)的抗震。 （2）將抗震設(shè)計以保障人民的生命安全為基本目標(biāo)轉(zhuǎn) 變?yōu)樵诓煌L(fēng)險水平的地震作用下滿足不同的性能目 標(biāo)，即將統(tǒng)一的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)改變?yōu)闈M足不同性能要求的 更合理的設(shè)防目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。,（3）設(shè)計人員可根據(jù)業(yè)主的要求，通過費用-效益的 工程決策分析確定最優(yōu)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方案，以滿 足不同業(yè)主、不同建筑物的抗震要求。 基于抗震性能的抗震設(shè)計將是今后較長時期結(jié)構(gòu) 抗震的研究和發(fā)展方向。,1-5 建筑場地 一、建筑場地類別 地震區(qū)的建筑宜選擇有利地段，避開不利地段， 不在危險地段進行工程建設(shè)。 但建筑場地的選擇則要受到地震以外的許多因素 的制約。 1.建筑場地的地震影響 不同場地上建筑物的震害差異是很明顯的。 在軟弱地基上，軟性結(jié)構(gòu)最容易遭到破壞，剛性 結(jié)構(gòu)表現(xiàn)較好；在堅硬地基上，柔性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)較好， 而剛性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)不一。,就地面建筑總的破壞現(xiàn)象來說，在軟弱地基上的破 壞現(xiàn)象比堅硬地基上的破壞要嚴(yán)重。 不同覆蓋層厚度上的建筑物，其震害表現(xiàn)明顯不 同。 覆蓋層厚度 覆蓋層厚度為地下基巖或剪切波速大于500m/s的 堅硬土層到地表面的距離，稱為覆蓋層厚度。,不同覆蓋層厚度上的建筑物，其震害表現(xiàn)明顯不 同。在覆蓋層厚度為中等厚度的一般地基上，中等高 度一般房屋的破壞，比高層建筑的破壞嚴(yán)重，而在基 巖上各類房屋的破壞普遍較輕。,2.場地土的固有周期與場地的地震效應(yīng) 不同場地上建筑物的震害差異是很明顯的,其主 要原因在于場地土的固有周期及自振周期不同。 土層的固有周期與覆蓋層厚度 有良好的相關(guān) 性，土層的固有周期隨著覆蓋層厚度的增加而增加。 場地土層的固有周期T可按下列簡化公式進行計算 ，對于： 單一土層： 多層土：,場地土對于基巖傳來的入射波具有放大作用。 當(dāng)?shù)卣饎拥淖吭街芷谂c該地點的土層固有周期一 致時，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，導(dǎo)致地表的振幅大大增加。 由于表層土的濾波作用，堅硬場地土地震動以短 周期為主，而軟弱場地土則以長周期為主。 當(dāng)?shù)卣鸩ㄖ姓純?yōu)勢的波動分量的周期與建筑物自 振周期相接近時，建筑物將由于共振效應(yīng)而受到非常 大的地震作用，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)震害。,因此，堅硬場地土上自振周期短的建筑物一般震 害較嚴(yán)重，而軟弱地基上長周期柔性建筑物的震害必 然嚴(yán)重。,3.建筑場地類別 建筑場地土類別是場地條件的表征。 我國抗震規(guī)范根據(jù)土層等效剪切波速的大小 以及覆蓋層的厚度將場地劃分為4個類別，即I 、II、 III、IV類，其中I類有2個子類。 相同的建筑建造在I類土上的抗震性能為最好，IV 類最差。,計算深度范圍內(nèi)土層的等效剪切波速應(yīng)按下式計算： d0計算深度，取覆蓋層厚度和20米兩者的較小 值； n計算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)； t剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間； 計算深度范圍內(nèi)第i土層的厚度（m）； 計算深度范圍內(nèi)第i土層的剪切波速； 土層的等效剪切波速 ；,關(guān)于覆蓋層厚度的確定，應(yīng)符合以下要求： 1）一般情況下，應(yīng)按地面至剪切波速大于500m/s且其 下臥各層巖土的剪切波速均不小于500m/s的土層頂 面的距離確定； 2）當(dāng)?shù)孛?m以下存在剪切波速大于其上部各土層剪切 波速2.5倍的土層，且該層及其下臥各層巖土的剪 切切波速剪切波速均不小于400m/s ，可按地面至 該土層頂面的距離確定； 3）剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應(yīng)視同周圍 土層； 4）土層中的火山巖硬夾層，應(yīng)視為剛體，應(yīng)扣除。,例題：某場地的地質(zhì)狀況鉆孔資料如下，請確定該場 地類別。,解：因為地表下7.5米以下土層的剪切波速為： ，因此覆蓋層的厚度為7.5米。 所以，計算深度為： 等效剪切波速為： 根據(jù)抗震規(guī)范，即表1-4，該場地屬于II類。,二、場地土的液化 1.場地土液化及其判別 飽和松散的砂土或粉土，地震時易發(fā)生液化現(xiàn)象 ，使地基承載力喪失或者減弱，甚至噴水冒砂，這種 現(xiàn)象稱為砂土液化或者地基土液化。 液化機理土顆粒間的空隙水由于地震產(chǎn)生的 強烈擠壓來不及排出，導(dǎo)致壓力急劇增大并使得土粒 之間摩擦力消失，土顆粒處于“懸浮”狀態(tài)，形成所 謂的液化現(xiàn)象。 地基土液化使土體抗震強度喪失，引起地基的不 均勻沉陷引發(fā)建筑物的破壞或倒塌，后果較為嚴(yán)重。,影響土的液化的因素： （1）土層的地質(zhì)年代 （2）土中土粒的組成和密實程度 （3）砂土層埋置深度和地下水位深度 （4）地震烈度和地震持續(xù)時間,2.3.2液化的判別 1.初步判別 飽和的砂土或粉土當(dāng)符合下列條件之一時，可初 步判別為不液化或可以不考慮液化的影響： （1）地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世（Q3）及其以前且 設(shè)防烈度為7、8度時； （2）粉土的粘粒含量百分率c（%），當(dāng)烈度為7 度、8度、9度時分別大于10、13、16時； （3）地下水位深度和覆蓋層非液化厚度滿足下面三 式之一時：,2.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別 當(dāng)上述所有條件均不能滿足時，地基存在液化的 可能，此時，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗進一步判別其是否 液化。 當(dāng)?shù)孛嫦?0米深度范圍土的標(biāo)準(zhǔn)錘貫入擊數(shù) 小于下式確定的下限值 時，則為液化土，否則為 不液化土。,2.液化場地的危害性分析與