10.3 建筑场地和地基基础的抗震设计（课件）-《建筑结构》同步教学（上海交通大学出版社）

模块10 建筑结构抗震设计 地震基础知识 10.1 抗震设防与概念设计 10.2 建筑场地和地基基础的抗震设计 10.3 多层框架结构的抗震设计 10.4 多层砌体结构的抗震设计 10.5 知识目标 （1）了解地震的类型、成因及其他相关的基础知识。 （2）熟悉建筑抗震设防的分类、标准及原则。 （3）熟悉建筑抗震概念设计的内容。 （4）掌握建筑场地、地基与基础抗震设计及构造措施。 （5）掌握多层框架结构的抗震设计及构造措施。 （6）掌握多层砌体结构的抗震设计和构造措施。 模块10 建筑结构抗震设计 10.3 建筑场地和地基基础的抗震设计 10.3.1 建筑场地 场地土是指场地范围内的地基土。震害调查和对场地土输入地震波的动态分析表明，影响地表震动的主要因素有两个，其一是场地土的刚度，其二是场地覆盖土层的厚度。震害调查表明，土质越软，覆盖土层越厚，建筑物震害越重。 土的软硬一般用岩土剪切波速vs表示。因此，《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）采用了以土层的等效剪切波速和覆盖层厚度为评定指标来划分场地类别的双参数分类法。 10.3 建筑场地和地基基础的抗震设计 土层的等效剪切波速 1. 土层的等效剪切波速应按式（10-7）计算。 （10-7) 式中，vse为土层的等效剪切波速；d0为计算深度，取覆盖层厚度和20 m两者的较小值；t为剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；di为计算深度范围内第i土层的厚度；vsi为计算深度范围内第i土层的剪切波速；n为计算深度范围内土层的分层数。 10.3 建筑场地和地基基础的抗震设计 对丁类建筑及丙类建筑中层数不超过10层、高度不超过24 m的多层建筑，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状，按表10-2划分土的类型，再利用当地经验在表10-2的岩土剪切波速范围内估算各土层的等效剪切波速。 10.3 建筑场地和地基基础的抗震设计 覆盖层厚度的确定 2. 覆盖层厚度是指从地表表面到地下基岩的距离。从理论上讲，当土层的剪切波速下层比上层大得多时，下层可当作基岩。但实际地层的刚度是逐渐变化的，只有当上、下土层波速比很大时，下层才能被当作基岩。另外，对建筑物破坏作用最大的主要是地震波的中、短周期部分，而深层介质对它们的影响并不是很显著，所以覆盖层厚度也不必取得很大。因此，《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）规定建筑场地覆盖层厚度的确定，应符合下列要求： 10.3 建筑场地和地基基础的抗震设计 （1）一般情况下，应按地面至剪切波速大于500 m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500 m/s的土层顶面的距离确定。 （2）当地面5 m以下存在剪切波速大于其上部各土层剪切波速2.5倍的土层，且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于400 m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定。 （3）剪切波速大于500 m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。 （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扣除。 10.3 建筑场地和地基基础的抗震设计 建筑场地的选用 3. 在具有不同工程地质条件的场地上，建筑物在地震中的破坏程度明显不同，选择对抗震有利的场地和避开不利的场地进行建设，可以大大减轻地震灾害。此外，由于建设用地受到地震以外的许多因素的限制，除了极不利和有严重危险性的场地外，往往是不能排除其作为建设用场地的。这样就有必要按照场地、地基对建筑物所受地震破坏作用的强弱和特征进行分类，以便按照不同场地的特点采取抗震措施。这就是地震区场地选择与分类的目的。 10.3 建筑场地和地基基础的抗震设计 因此，在选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况和工程地质的有关资料，做出综合评价，宜选择有利的地段、避开不利的地段，当无法避开时应采取适当的抗震措施。 10.3 建筑场地和地基基础的抗震设计 10.3.2 地基基础的抗震设计 地基在地震作用下的稳定性受基础及其上部结构内力分布的影响比较大，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地震作用和水平地震作用及倾覆力矩,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。 地基基础的抗震设计是包括选择合理的基础体系和进行抗震验算。 10.3 建筑场地和地基基础的抗震设计 地基基础的抗震设计要求 1. （1）抗震建筑地基宜选择场地土层稳定的有利地段（如一般第四纪地层、土质均匀、场地开阔平坦、地下水埋藏较深、基岩坡度较平缓），避开不利地段（如河道沉积地层、软土、可液化土层、新近填土、陡坡、断层）。 （2）抗震的高层建筑宜设置地下室，连同地下室的天然地基基础埋置深度不小于地面以上建筑物高度(算到主要屋面