《工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》課件全套 第1-11章 地震工程基礎(chǔ)知識-結(jié)構(gòu)隔震、減震設(shè)計與制振技術(shù)

第1章地震工程基本知識工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計123465概述地震基本知識地震活動與地震分布地震動地震震害地震預(yù)警與救援第1章地震工程基本知識第1章地震工程基本知識

地震是一種災(zāi)害性自然現(xiàn)象。

全世界每年發(fā)生大約500萬次地震，其中絕大多數(shù)地震是人感覺不到的微小地震，只有靈敏的儀器才能測量到它們的活動。

人能夠感覺到的有感地震每年發(fā)生約5萬次，其中5級以上具有破壞性地震約1400余次，能夠造成嚴(yán)重破壞的7級以上強(qiáng)烈地震平均每年發(fā)生約18次。

地震給人類帶來了巨大的災(zāi)難，中國人民遭受的地震磨難尤為深重。我國是世界上多地震國家之一，20世紀(jì)共發(fā)生破壞性地震3000余次，其中6級以上地震近800次，8級以上特大地震9次。1.1概述第1章地震工程基本知識

人員傷亡：1920年12月16日寧夏海源8.5級地震死亡20多萬人。1976年7月28日唐山7.8級地震中死亡24萬人，重傷36萬。2008年5月12日汶川8.0級地震中死亡8.7萬,傷38萬。2010年4月14日玉樹7.1級地震死亡2698人，傷1萬余人。2013年4月20日盧山7.0級地震死亡196人，傷1萬余人。

經(jīng)濟(jì)損失：

1976年唐山地震，倒塌民房630萬間，損失百億，重建百億，（占當(dāng)年全國GDP的3.4%）。

1995年日本阪神地震，經(jīng)濟(jì)損失967億美元（日本GDP1.9%）。

2008年汶川地震經(jīng)濟(jì)損失8451億元（占當(dāng)年全國GDP2.8%）。第1章地震工程基本知識

1976年唐山地震，倒塌民房630萬間，損失百億，重建百億。第1章地震工程基本知識

2008年汶川地震直接經(jīng)濟(jì)損失8451億元第1章地震工程基本知識

地球是一個略呈橢圓的球體，平均半徑約為6400Km。研究表明，地球從地表至核心是由性質(zhì)不同的三個層次構(gòu)成：最外層：薄薄的地殼，厚度約為30～40km；中間層：地幔，厚度約為2900km；最里層：地核，厚度約為3500km。

世界上絕大部分的地震都發(fā)生在這一薄薄的地殼內(nèi)。1.2.1地球的構(gòu)造第1章地震工程基本知識

1.地震按其成因分類：

構(gòu)造地震:由于地殼構(gòu)造運(yùn)動造成地下巖層斷裂錯動引起的地面振動。發(fā)生頻繁，占90％以上，破壞性大，影響面廣。

火山地震：由于火山爆發(fā)而引起的地面振動。

塌陷地震：由于地表或地下巖層突然發(fā)生大規(guī)模陷落和

崩塌所引起小范圍的地面振動。

誘發(fā)地震：由于建造水庫、油田深井注水等原因引發(fā)的地震。

在工程抗震設(shè)計中僅考慮構(gòu)造地震的設(shè)防問題1.2.2地震類型和成因第1章地震工程基本知識

世界地震活動與地震分布亞歐地震帶環(huán)太平洋地震帶1.3.1世界地震活動第1章地震工程基本知識

我國地處上述兩個世界上最活躍的地震帶之間，東瀕環(huán)太平洋地震帶，西部和西南部是歐亞地震帶所經(jīng)過的地區(qū)，是一個多地震國家。

中國地震主要分布在五個區(qū)域和23條地震帶上。其中五個區(qū)域是：臺灣省及其附近海域；西南地區(qū)，主要是西藏、四川西部和云南中西部；西北地區(qū)，主要在甘肅河西走廊、青海、寧夏、天山南北麓；華北地區(qū)，主要在太行山兩側(cè)、汾渭河谷、陰山-燕山一帶、山東中部和渤海灣；東南沿海地區(qū)。全國23個地震帶1.3.2我國地震活動第1章地震工程基本知識

震源：是指地球內(nèi)部發(fā)生地震首先射出地震波的地方，往往也是能量釋放中心。震中：震源正方向相應(yīng)的地面位置震源深度：震源到地面的垂直距離震源距：地面某處到震源的距離震中距：地面某處到震中的距離。震中區(qū)：震中周圍地區(qū)。極震區(qū)：地震時振動最劇烈、破壞最嚴(yán)重的地區(qū)。等震線：一次地震中，在其所波及的地區(qū)內(nèi)，根據(jù)烈度表可以對每一個地點(diǎn)評估出一個烈度，烈度相同點(diǎn)的外包線。淺源地震：震源深度小于60km。中源地震：震源深度在60～300km。深源地震：震源深度大于300km。1.4.1常用術(shù)語第1章地震工程基本知識

體波包含縱波(P波)和橫波(S波)兩種形式。(a)縱波(b)橫波

縱波在傳播過程中，其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的前進(jìn)方向一致。其特點(diǎn)是周較短，振幅小、波速快，一般為200～1400m/s。

橫波在傳播過程中，其介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的前進(jìn)方向垂直周期較長。橫波又稱剪切波，其特點(diǎn)是周期長、振幅大、波速慢，一般為100～800m/s。（1）體波1.4.2地震波第1章地震工程基本知識（2）面波

面波是指沿地球表面及其附近傳播的波。一般認(rèn)為，面波是體波經(jīng)地層界面多次反射形成的次生波，它包括兩種形式的波，即瑞雷波(R波)和樂甫波(L波)。(a)瑞雷波(b)樂甫波

與體波相比，面波周期長、振幅大、衰減慢，故能傳播到很遠(yuǎn)的地方。第1章地震工程基本知識

人們一般通過記錄地面運(yùn)動的加速度來了解地震動的特征，對加速度記錄進(jìn)行積分，可以得到地面運(yùn)動的速度和位移。

通長稱地震動的峰值（最大振幅）、頻譜特性和持續(xù)時間為地震動的三要素。工程結(jié)構(gòu)的地震破壞，與地震動的三要素密切相關(guān)。1.4.3地震動的三要素第1章地震工程基本知識（1）里氏震級

它是根據(jù)離震中一定距離所觀測到的地震波幅度和周期，并且考慮從震源到觀測點(diǎn)的地震波衰減，經(jīng)過一定公式計算出的震源處地震的大小。

用標(biāo)準(zhǔn)地震儀（周期為0.8s，阻尼系數(shù)為0.8，放大倍數(shù)為2800）在距震中100km處記錄到的最大水平位移(以μm為單位)的常用對數(shù)值。M=lgA式中：M—地震震級，即里氏震級；A—地震儀記錄到的最大振幅。

震級M與震源釋放的能量E(爾格)之間有如下對應(yīng)關(guān)系：

lgE=1.5M+11.81.4.4震級第1章地震工程基本知識（2）矩震級

美國學(xué)者漢克斯和金森(HanksandKanamori)1977年從反映地震斷層錯動的力學(xué)量地震矩M0出發(fā)，提出新的震級標(biāo)度，用地震矩測定的震級稱矩震級Mw。M0=μDS 式中：M0——地震矩(N·m)；

μ——剪切模量；

D——震源斷裂面積上的平均位錯量

S——斷裂面積。矩震級Mw定義為：Mw=2/3lgM0-6.06

一般來說，按照震級的大小，地震可分為：微震：M<2級；有感地震：M=2～4級；破壞地震：M≥5級；強(qiáng)烈地震：M≥7級；特大地震：M≥8級。第1章地震工程基本知識

地震烈度是指某地區(qū)地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強(qiáng)弱程度，是衡量地震造成后果的一種度量。它是按地震造成的后果分類的。用I表示。一般來說，距震中越遠(yuǎn)，地震影響越小，烈度越低；距震中越近，地震影響越大，烈度越高。震中區(qū)的烈度稱為震中烈度。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。

一次地震的震級只有一個，但距離震中不同的地點(diǎn)，地震烈度就不同。1.4.5地震烈度第1章地震工程基本知識

為了評定地震烈度，需要制定一個標(biāo)準(zhǔn)，目前我國和世界上絕大多數(shù)國家都采用12等級劃分的地震烈度表。我國2008年修訂的地震烈度表見下，它是根據(jù)地震時人的感覺、器物的反應(yīng)、建筑物破壞和地表現(xiàn)象劃分的。

（1）地震烈度表（2）基本烈度

地震基本烈度，指某地區(qū)在今后一段時間內(nèi)，在一般場地條件下可能遭受的最大地震烈度。（3）抗震設(shè)防烈度

抗震設(shè)防烈度是按國家規(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。一般情況下取基本烈度，但還須根據(jù)建筑物所在城市的大小，建筑物的類別、高度以及當(dāng)?shù)氐目拐鹪O(shè)防小區(qū)規(guī)劃進(jìn)行確定。第1章地震工程基本知識

地震區(qū)劃圖是根據(jù)一個地區(qū)的活動特性，按給定目的區(qū)劃出來的地區(qū)內(nèi)可能發(fā)生的地震動強(qiáng)弱程度的分布圖，它實(shí)際上是對未來地震影響程度的一種預(yù)測。

2015年發(fā)布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》作為我國第五代地震動參數(shù)區(qū)劃圖，相較于現(xiàn)行的第四代區(qū)劃圖有兩大變化：一是取消了不設(shè)防地區(qū)（即實(shí)施國土全面設(shè)防）；二是在附錄中將地震動參數(shù)明確到鄉(xiāng)鎮(zhèn)。1.4.6地震區(qū)劃圖第1章地震工程基本知識

1.4.7震級與震中烈度關(guān)系地震震級與地震烈度是兩個不同的概念，震級表示一次地震釋放能量的大小，烈度表示某地區(qū)遭受地震影響的強(qiáng)弱程度。兩者關(guān)系可用炸彈爆炸來解釋，震級好比是炸彈的裝藥量，烈度則是炸彈爆炸后造成的破壞程度。

震級和烈度只在特定條件下存在對應(yīng)關(guān)系。①淺源地震（震源深度在10-30km）,②震中附近。震級與震中烈度的關(guān)系：

M＝0.58I0+1.5震中烈度I0與震級M之間對照關(guān)系第1章地震工程基本知識23456788以上1～234～56～77～89～1011121.5.1.直接災(zāi)害（1）地表的破壞

構(gòu)造地裂縫，地下斷層錯動在地表留下的痕跡。與地下斷層走向一致，可延續(xù)幾公里至幾十公里甚至數(shù)百公里。第1章地震工程基本知識重力地裂縫

地震時由于地貌重力作用，地面土體受到擠壓、伸張、旋扭產(chǎn)生的結(jié)果。常發(fā)生在河湖堤岸等地表土質(zhì)松軟潮濕地方。

第1章地震工程基本知識

滑坡塌方

多發(fā)生在山區(qū)或丘陵地區(qū)。地震時滑坡可以切斷公路，沖毀房屋；大的滑坡還會吞沒村莊、堵塞河流。

第1章地震工程基本知識（2）工程結(jié)構(gòu)的破壞

地震對各類工程結(jié)構(gòu)造成破壞，主要表現(xiàn)在承重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，結(jié)構(gòu)喪失整體性和發(fā)生倒塌等方面。

臺灣9.21大地震震倒的臺中縣大樓如推骨牌。第1章地震工程基本知識承重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，橋梁、房屋倒塌

日本阪神大地震倒塌的高架橋

印度地震樓房產(chǎn)生疊合塌落第1章地震工程基本知識（3）地基失效引起房屋傾斜

飽和砂土在地震作用下喪失承載力，導(dǎo)致地基失效，引起房屋產(chǎn)生過大位移，發(fā)生傾斜或倒塌。第1章地震工程基本知識

1.5.2.次生災(zāi)害地震時建筑物或其他設(shè)施遭受破壞而導(dǎo)致的一系列繼發(fā)性災(zāi)害稱為次生災(zāi)害。地震造成的次生災(zāi)害主要有火災(zāi)、海嘯、水災(zāi)、毒氣污染、泥石流等。（1）火災(zāi)

房屋倒塌后火源失控極易起火，同時震后消防系統(tǒng)受損，火勢得不到有效控制，釀成火災(zāi)。

第1章地震工程基本知識（2）水災(zāi)

1999年臺灣9.21地震中受斷層作用，臺中縣大家溪石崗大壩北段三跨泄洪道斷塌。水庫壩體倒塌，引發(fā)下游水災(zāi)。第1章地震工程基本知識

（3）海嘯

2004年12月26日，印度洋海域發(fā)生強(qiáng)烈地震并引發(fā)海嘯，波及沿岸印尼、泰國、印度、斯里蘭卡等國家，遇難者總?cè)藬?shù)達(dá)20多萬人，經(jīng)濟(jì)損失逾100億歐元。第1章地震工程基本知識1.5.3.誘發(fā)災(zāi)害由直接災(zāi)害和次生災(zāi)害引發(fā)出的各種社會性災(zāi)害。地震發(fā)生會使供電、供水、通訊等生命線工程遭到破壞。疾病流行、城市癱瘓、治安混亂，惡化工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展。第1章地震工程基本知識

1.6.1地震預(yù)警

地震預(yù)警是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到設(shè)防地區(qū)前，向設(shè)防地區(qū)提前幾秒至數(shù)十秒發(fā)出警報，以減小當(dāng)?shù)氐膿p失。

其按照系統(tǒng)響應(yīng)的順序可包括：地震監(jiān)測臺網(wǎng)、地震參數(shù)快速判測系統(tǒng)、警報信息快速發(fā)布系統(tǒng)和預(yù)警信息接受終端。整套系統(tǒng)的特點(diǎn)是高度集成、實(shí)時監(jiān)控、飛速響應(yīng)。第1章地震工程基本知識

1.6.2逃生原則

首先要因地制宜，選擇最佳避難方案。若在室內(nèi)，應(yīng)躲在墻角或支撐牢固、管道多、整體性好的小跨度衛(wèi)生間和廚房等處的房間；若在室外，盡量遠(yuǎn)離高大建筑、狹窄胡同、高煙囪、變壓器、玻璃幕墻建筑、高架橋等場所。無論在何處躲避，都要盡量用棉被、枕頭、書包或其他軟物體保護(hù)頭部。

其次是行動果斷、切忌猶豫。在千鈞一發(fā)之際，決不能瞻前顧后。例如在平房或樓房一層內(nèi)時，或就近躲避或緊急逃出，當(dāng)機(jī)立斷，切勿往返。

最后是伏而待定，不可疾出。地震突然發(fā)生時，不要急著向外逃。地震時人們進(jìn)人或離開建筑物時，被砸死砸傷的可能性最大?，F(xiàn)在城市居民多住高層樓房，根本來不及跑到樓外，反倒會因樓道中的擁擠踐踏造成傷亡。第1章地震工程基本知識

1.6.3震后自救與互救

大地震中被倒塌建筑物壓埋的人，只要神志清醒，身體沒有重大創(chuàng)傷，都應(yīng)該堅(jiān)定獲救的信心，妥善保護(hù)好自己，積極實(shí)施自救。盡量找些濕毛巾、衣物或其他布料捂住口、鼻和頭部，防止灰塵嗆悶發(fā)生窒息，同時也可以避免建筑物進(jìn)一步倒塌造成的傷害?；ゾ仁侵敢呀?jīng)脫險的人和專門的搶險營救人員對壓埋在廢墟中的人進(jìn)行營救。災(zāi)民的互救要有組織有方法，避免盲目圖快，加重傷亡。應(yīng)遵循先多后少、先近后遠(yuǎn)、先易后難及先輕后重的原則。第1章地震工程基本知識

1.6.4衛(wèi)生防疫工作

在地震發(fā)生后，由于大量房屋倒塌，下水道堵塞，造成垃圾遍地，污水流溢；再加上畜禽尸體腐爛變臭，極易引發(fā)一些傳染病并迅速蔓延，這對災(zāi)民及救援隊(duì)員的生理、心理都是一個巨大的挑戰(zhàn)。

因此，在震后救災(zāi)工作中，認(rèn)真搞好衛(wèi)生防疫非常重要。其次，要把好“病從口入”關(guān)，搞好水源衛(wèi)生、食品衛(wèi)生。再次，要控制病媒生物密度。地震后，災(zāi)民居室被毀，很多人露天居住，失去了對媒介生物的防護(hù)屏障，很容易受媒介生物性疾病的侵襲。最后，要保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。地震災(zāi)區(qū)的每一位公民，在抗震救災(zāi)期間，都應(yīng)力求保持樂觀向上的情緒，注意身體健康，加強(qiáng)身體鍛煉。第1章地震工程基本知識2023年第2章場地、地基和基礎(chǔ)抗震工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工程地質(zhì)條件對震害的影響概述1場地對震害的影響地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算23456地基液化對震害的影響樁基抗震設(shè)計2.1概述場地：工程群體的所在地，其在平面上大體相當(dāng)于廠區(qū)、居民點(diǎn)、自然村或不小于1.0km2的區(qū)域范圍。地震作用下，場地下的土層，雙重作用。

地震波傳播介質(zhì)，將地震動傳給結(jié)構(gòu)物；結(jié)構(gòu)物的地基，具有一定承載力和穩(wěn)定性。建筑物的震害按照破壞性質(zhì)可以分成兩大類：

一類震害是由上部結(jié)構(gòu)振動破壞引起的;

另一類建筑物的震害是由地基失效引起的。地面振動可使地基土喪失穩(wěn)定，發(fā)生砂土液化或軟土震陷，引起結(jié)構(gòu)傾斜倒塌。地基失效是由于地基產(chǎn)生過大位移引起的結(jié)構(gòu)破壞，屬靜力作用。

2.2.1局部地形條件的影響震害表明：局部孤突地形對地震有放大作用，震害加重。

1920年寧夏海原地震，位于渭河河谷的姚莊烈度為7度，相距2km的牛家莊，坐落在100m的黃土山梁上，烈度9度。

1975年遼寧海城地震高差58m的兩個測點(diǎn)，加速度差1.84倍。1994年云南昭通地震，蘆家灣山梁長150m，頂寬15m。一端高60m，一端高50m，中間呈鞍狀，較高端部的最大加速度0.632g,（9度）鞍部為0.257g（7度），較低端部為0.431g（8度）。烈度9度烈度8度烈度7度2.2工程地質(zhì)條件對震害的影響

震害調(diào)查表明，建筑物破壞與地形、地貌、斷層等局部地質(zhì)條件，以及土質(zhì)、土厚等場地條件有關(guān)。

影響高突地形地震反應(yīng)的因素和趨勢：

1.高突地形距離基準(zhǔn)面的高度愈大，地震反應(yīng)愈大；

2.邊坡愈陡，其頂部的放大效應(yīng)相應(yīng)加大；

3.高突地形頂面建筑物離陡坎和邊坡頂部邊緣的距離近，反應(yīng)相對較大；

4.在同樣地形條件下，土質(zhì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)比巖質(zhì)結(jié)構(gòu)大。

現(xiàn)行《抗震規(guī)范》規(guī)定：對突出的山嘴、高聳的山丘、陡坡等不利地段，考慮高突地形放大系數(shù)，對設(shè)計地震動參數(shù)加以放大。局部突出地形頂部的地震影響系數(shù)的放大系數(shù)

λ——局部突出地形頂部的地震影響系數(shù)的放大系數(shù);α

——局部突出地形地震動參數(shù)的增大幅度，見表2.2。ξ

——附加調(diào)整系數(shù)，見表2.1;L1/H＜2.52.5≤L1/H＜5L1/H≥5ξ1.00.60.3

表2.1附加調(diào)整系數(shù)ξ表2.2局部突出地形地震影響系數(shù)的增大系數(shù)α突出地形的高度H(m)非巖質(zhì)地層H<55≤

H<1515≤H<25H≥25巖質(zhì)地層H<2020≤

H<4040≤

H<60H≥

60

局部突出臺地邊緣側(cè)向平均坡降（H/L

）H/L<0.300.10.20.30.3≤

H/L<0.60.10.20.30.40.6≤

H/L<1.00.20.30.40.5H/L≥

1.00.30.40.50.62.2.2局部地質(zhì)構(gòu)造的影響

斷裂帶分為：

發(fā)震斷裂非發(fā)震斷裂

（1）發(fā)震斷裂：具有潛在地震活動的斷裂，多與地震活動有關(guān)，地震時,發(fā)震斷層可能出現(xiàn)很大的錯動,建筑物嚴(yán)重破壞。（2）非發(fā)震斷裂：與地震活動無關(guān)，建筑物震害未見加重。無需避讓。

《抗震規(guī)范》規(guī)定：對符合下列規(guī)定之一的情況，可忽略發(fā)震斷裂錯動對地面建筑的影響：

1）抗震設(shè)防烈度小于8度；

2）非全新世（1.1萬年）活動斷裂；

3）抗震設(shè)防烈度為8度和9度時，前第四紀(jì)（250萬年）基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于60m和90m。

若不符合上述情況，發(fā)震斷裂最小避讓距離應(yīng)滿足規(guī)定。發(fā)震斷裂最小避讓距離(2010抗規(guī))烈度建筑抗震設(shè)防類別甲乙丙丁8專門研究200m100m—9專門研究400m200m—2.2.3地下水位的影響

地下水位對建筑物的震害有明顯影響（1）水位越淺，震害越嚴(yán)重地下水位深度在5m以內(nèi)時，震害影響最明顯（2）地下水位的影響程度與地基土的類型相關(guān)軟弱土影響最大，粉砂、細(xì)砂、淤泥質(zhì)土等；粘性土影響次之；堅(jiān)硬土影響最小，碎石、角礫、卵礫石等

地下水位對震害的影響需要針對不同土質(zhì)加以考慮，例如松軟的砂土，地下水位高，會引起地基液化。2.3場地對震害的影響2.3.1場地條件對震害的影響場地條件對建筑物震害影響的主要因素：（1）場地土的土質(zhì)（2）場地覆蓋層的厚度1.不同土質(zhì)上的震害分析

場地土由硬到軟，房屋震害由輕到重，場地土軟，柔性房屋、高層建筑破壞重。

震害現(xiàn)象：

1964年日本新潟地震，軟土地基上木結(jié)構(gòu)震害重于磚結(jié)構(gòu)。

1985年墨西哥地震，軟土上164棟高層倒塌或?yàn)l臨倒塌。

力學(xué)觀點(diǎn)：場地土軟硬對地面運(yùn)動有影響，地基土軟，自振周期長（T＝4H/v），地面振幅大，振動持時長，震害重。場地土軟硬對地基穩(wěn)定變形有影響，軟弱地基殘余變形大，易產(chǎn)生不均勻沉降，地基液化。

2.不同土厚上的震害分析不同覆蓋層厚度上的建筑物，其震害表現(xiàn)明顯不同。

震害現(xiàn)象：

1967年委內(nèi)瑞拉加拉加斯6.5級地震中，在沖積層厚度超過160m的地方，高層建筑破壞率很高；而建造在基巖和淺沖積層上的高層建筑，大多數(shù)無震害。

1976年唐山地震中也出現(xiàn)過類似的現(xiàn)象，即建筑物的震害隨覆蓋層厚度的變薄而減輕。

力學(xué)觀點(diǎn)：場地土厚薄對地面運(yùn)動有影響，地基土厚，土的自振周期長，與高層房屋共振，柔性結(jié)構(gòu)震害重。場地土厚薄對地基變形有影響，地基土薄，持力層殘余變形小，不均勻沉降小。結(jié)論：（1）軟弱厚土上柔性結(jié)構(gòu)易壞，剛性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)較好；（2）堅(jiān)硬薄土上剛性結(jié)構(gòu)有加重趨勢，表現(xiàn)不一，柔性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)較好；（3）基巖上剛性結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)普遍較輕；（4）堅(jiān)硬地基結(jié)構(gòu)破壞，軟弱地基結(jié)構(gòu)或地基破壞。總趨勢：軟弱厚土地基上建筑物破壞比堅(jiān)硬薄土地基上建筑物破壞要重。

2.3.2場地土類型場地土：場地范圍內(nèi)淺層巖土，平面同場地，剖面地下20m。

場地土類型：按淺層巖土的軟硬程度劃分，取決于土的剛度，土的剪切剛度與剪切波速有關(guān)，按土的等效剪切波速劃分。

土的等效剪切波速：（地下20m,不深于覆蓋層，平均波速）式中：υse——土層等效剪切波速(m／s)；

d0——計算深度(m)，取覆蓋層厚度和20m兩者較小值；

t——剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間；

di——計算深度范圍內(nèi)第i

土層的厚度(m)；

υsi

——計算深度范圍內(nèi)第i

土層的剪切波速(m／s)；

n——計算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)。

《抗震規(guī)范》規(guī)定：取地面下20m深度，且不大于覆蓋層厚度范圍內(nèi)土層平均性質(zhì)，根據(jù)土的等效剪切波速分為5類。土的類型土層剪切波速范圍(m/s)巖石υs＞800堅(jiān)硬土800≥υs＞500中硬土500≥υse＞250中軟土250≥υse＞150軟弱土υse≤150

對丁類建筑及層數(shù)不超過10層且高度不超過24m的多層建筑，無實(shí)測剪切波速，可根據(jù)巖土名稱和性狀劃分。土的類型巖土名稱和性狀巖石堅(jiān)硬、較硬且完整的巖石堅(jiān)硬土破碎和較破碎的巖石或軟和較軟的巖石，密實(shí)的碎石土中硬土中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中砂，

fak>150的黏性土和粉土，堅(jiān)硬黃土中軟土

稍密礫、粗、中砂，除松散外細(xì)、粉砂，fak≤150的黏性土和粉土，fak

＞130的填土，可塑新黃土軟弱土淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的黏性土和粉土，fak≤130的填土，流塑黃土

注：fak地基承載力特征值(kPa)。土的類型劃分和剪切波速范圍劃分土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍(m/s)巖石堅(jiān)硬、較硬且完整的巖石υs＞800堅(jiān)硬土破碎和較破碎的巖石或軟和較軟的巖石，密實(shí)的碎石土800≥υs＞500中硬土中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中砂，fak>150的黏性土和粉土，堅(jiān)硬黃土500≥υse＞250中軟土

稍密礫、粗、中砂，除松散外細(xì)、粉砂，fak≤150的黏性土和粉土，fak

＞130的填土，可塑新黃土250≥υse＞150軟弱土淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的黏性土和粉土，fak≤130的填土，流塑黃土υse≤150

注：fak地基承載力特征值(kPa)；υs為巖土剪切波速。2.3.3場地覆蓋層厚度：絕對的：從地面到基巖頂?shù)木嚯x，日本大于500m/s，美國大于820m/s，當(dāng)基巖。相對的：相鄰兩土層波速比大于某一值，如2或2.5，當(dāng)基巖?！犊拐鹨?guī)范》，場地覆蓋層厚度的確定：1.從地面至堅(jiān)硬場地土頂?shù)木嚯x，堅(jiān)硬場地土包括基巖和其他剪切波速大于500m/s的堅(jiān)硬土；2.剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，不得作為基巖，應(yīng)視同周圍土層；3.土層中的火山巖硬夾層，應(yīng)視為剛體，其厚度應(yīng)從覆蓋土層中扣除。4.當(dāng)?shù)孛?m以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切波速2.5倍的土層，且其下臥土層的剪切波速不小于400m/s時，取地

面至該土層頂面的距離。2.3.4場地類別劃分

場地類別：既考慮淺層巖土剛度——場地土類別；又考慮深層土的影響——覆蓋層厚度。根據(jù)土層剪切波速和場地覆蓋層厚度按地震作用效應(yīng)劃分。各類建筑場地的覆蓋層厚度(m)巖石的剪切波速或土的等效剪切波速(m/s)場地類別Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣυs＞8000800≥υs＞5000500≥υse＞250＜5≥5250≥υse＞150＜33～50＞50υse≤150＜33～1515～50＞802.3.5場地選擇選擇場地時，應(yīng)對擬建場地作出評價?！督ㄖ拐鹨?guī)范》把建筑場地劃分為建筑物抗震有利、不利、一般和危險地段。在選擇建筑場地時：

選擇抗震有利的地段；慎用抗震一般的地段；

避開抗震不利的地段；不得在抗震危險地段建造工程。地段類別地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅(jiān)硬土，開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等一般地段不屬于有利、不利和危險的地段不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（含故河道、斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、混石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯的部位2.4地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算2.4.1地基不驗(yàn)算的范圍

震害表明：只有少數(shù)房屋是由地基失效而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)破壞；大量的一般性建筑，地基具有良好的抗震性能，導(dǎo)致房屋破壞在平原大多是可液化地基、震陷軟土地基；在山區(qū)液化層和不均勻地基。

《抗震規(guī)范》規(guī)定：非軟弱粘性土層上的下列建筑可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算：（1）砌體房屋；（2）一般的單層廠房；單層空曠房屋；(原因)（3）不超過8層且高度在24m以下的一般民用框架和框架抗震墻結(jié)構(gòu)；（4）基礎(chǔ)荷載與民用相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房和抗震墻結(jié)構(gòu)。

2.4.2天然地基在地震作用下的抗震驗(yàn)算地基極限承載力：土體處于極限平衡狀態(tài)，如果超載，地基急劇變形，土體發(fā)生剪切破壞。地基容許承載力：不發(fā)生長期不穩(wěn)定變形，過大差異沉降，具有一定安全儲備的承載力。1.地基土抗震承載力：地基靜承載力靜載長期作用：塑性殘余變形大，產(chǎn)生相同的變形，承受的荷載小。動載短期作用：彈性變形小，來不及塑性變形，產(chǎn)生相同的變形，承受的荷載大

。地基抗震承載力從控制地基變形的角度，確定地基承載力：從控制地基變形的角度：

地基動載承載力大于靜承載力；從地基土試驗(yàn)結(jié)果：低周反復(fù)荷載作用下，地基土的動強(qiáng)度一般大于靜強(qiáng)度，提高的幅度隨土質(zhì)變化，

①土質(zhì)越好提高幅度越大；

②粘性土提高幅度大于無粘性土；

③軟土由于絮狀結(jié)構(gòu)受擾，動強(qiáng)度略低于靜強(qiáng)度。從結(jié)構(gòu)安全性的角度：地震偶遇作用，安全度可低些，地基土抗震承載力取值可高些。

基于以上三因素，大多數(shù)國家，采用地基承載力調(diào)整系數(shù)，將地基承載力予以提高?！犊拐鹨?guī)范》規(guī)定，地基土抗震承載力按下式計算：式中：faE——調(diào)整后的地基抗震承載力；

ζa——地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，應(yīng)按下表采用；

fa——深寬修正后的地基承載力特征值。

巖土名稱和性狀ζa巖石，密實(shí)碎石土，密實(shí)的礫、粗、中砂，fak≥300的黏性土和粉土1.5中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礫、粗、中砂，密實(shí)和中密的細(xì)、粉砂，150kPa≤，fak＜300kPa的黏性土和粉土，堅(jiān)硬黃土1.3稍密的細(xì)、粉砂，lOOkPa≤fak＜150kPa的黏性土和粉土，可塑黃土1.1淤泥，凇泥質(zhì)土，松散的砂，雜填土，新近堆積黃土及流塑黃土1.0地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)

考慮地震作用的荷載組合，求出基礎(chǔ)基底反力。認(rèn)為基底反力呈直線分布，滿足下列要求：2.地震作用天然地基的抗震驗(yàn)算地基Pmax基底壓力分布bb’NMV式中：p——地震作用效應(yīng)組合的基礎(chǔ)底面平均壓力；

Pmax——地震作用效應(yīng)組合基礎(chǔ)邊緣最大壓力。(2.5)(2.6)

《抗震規(guī)范》規(guī)定：

對于高寬比大于4的高層建筑，在地震作用下基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力；其他建筑，基礎(chǔ)底面與地基土之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的15%。

限制地震作用下過大的基礎(chǔ)偏心荷載

b′——矩形基礎(chǔ)底面受壓寬度；

b——矩形基礎(chǔ)底面寬度。

Pmax基底壓力分布bb’NMV(2.7)2.5地基液化2.5.1砂土液化機(jī)理及影響液化的因素1.砂土液化機(jī)理飽和松軟的砂土和粉土，在周期地震作用下，孔隙水壓力逐步上升，抵消有效正應(yīng)力，使土顆粒處于懸浮狀態(tài)，土體完全失去抗剪強(qiáng)度，而顯示出近于液體的特性。這種現(xiàn)象稱為液化。(2.8)S——砂土抗剪強(qiáng)度；σ

——剪切面上總正應(yīng)力；

μ——空隙水壓力；φ

——內(nèi)摩擦角。

液化后：孔隙水逐漸排出，孔隙水壓逐漸降低，土顆粒重

新堆積，達(dá)到新的穩(wěn)定。砂土抗剪強(qiáng)度：

唐山地震時，液化地區(qū)噴砂冒水，廠房沉降可達(dá)1m。天津地區(qū)海河故道及新近沉積土地區(qū)有近3000個噴水冒砂口出現(xiàn)。

2011新西蘭基督城遭遇地震砂土液化，車輛輪胎下陷。

砂土液化：飽和砂土在地震作用下喪失抗剪承載力所致。

1966年6月16日，日本新澙7.1級地震出現(xiàn)普遍的砂土液化，造成公寓樓地震后緩慢傾斜，幾乎平臥地面，而無結(jié)構(gòu)損壞。1999年臺灣集集7.6級地震，臺中港砂土液化造成房屋傾斜。

影響場地土液化的因素：

(1)土層的地質(zhì)年代地質(zhì)年代的新老表示土層沉積時間的長短。老的沉積土，經(jīng)過長時間的固結(jié)作用，密實(shí)程度增大，水化學(xué)反應(yīng)，起到膠結(jié)作用。第四紀(jì)晚更新世Q3以前土層不發(fā)生液化。

(2)土的組成土的顆粒細(xì)的比粗的容易液化；粗顆粒孔隙水壓易消散。粉土是過渡性土壤，粉土中粘粒含量多，土的粘聚力增大，不易液化。此外，顆粒均勻的砂土較顆粒級配良好的砂土容易液化。

(3)土層的相對密度相對密實(shí)程度較小的松砂，容易液化。如1964年的新潟地震中，相對密度小于50％的砂土，普遍發(fā)生液化，而相當(dāng)密度大于70％的土層，則沒有發(fā)生液化。

(4)土層的埋深砂土層埋深越大，其上有效覆蓋層壓力就越大，則土的側(cè)限壓力也越大，就越不容易液化?，F(xiàn)場調(diào)查資料表明，土層液化深度很少超過20m，多數(shù)淺于15m，更多的淺于10m。

(5)地下水位的深度地下水位越深，越不容易液化。對于砂土，一般地下水位大于4m時無液化；對于粉土來說，7、8、9度時，地下水位分別大于1.5m、2.5m和6.0m時無液化。

(6)地震烈度地震烈度越高，越容易發(fā)生液化，液化主要發(fā)生在7度及以上地區(qū)，而6度以下的地區(qū)，很少看到液化現(xiàn)象；

(7)地震持續(xù)時間

地震持續(xù)時間越長，越容易發(fā)生液化，大震級遠(yuǎn)震中距的地震更容易液化。2.5.2液化的判別

當(dāng)擬建場地有飽和砂土或粉土?xí)r，需經(jīng)勘察確定土層是否液化，以便采取相應(yīng)的抗液化措施。

6度區(qū)液化對房屋造成的危害較輕，可不進(jìn)行判別和處理,7度及以上地區(qū)的判別分兩步進(jìn)行，即初步判別和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別。凡經(jīng)過初步判別定為不液化或不考慮液化影響的場地土，就可不進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別。

1.初步判別根據(jù)影響液化的因素，符合下列條件之一，不考慮液化：(1)地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世Q3及其以前，良好固結(jié)，7、8度時可判為不液化，9度考慮。(2)粉土的粘粒(粒徑小于0.005mm的顆粒)含量7度、8度和9度分別不小于10%、13%、和16%時，可判為不液化土。

(3)采用天然地基的建筑，當(dāng)上覆非液化土層厚度和地下

水位深度符合下列條件之一時，可不考慮液化影響。DwDudb飽和土類別7度8度9度粉土678砂土789液化土特征深度d0(m)式中：dw——地下水位深度(m)，宜按設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)年平均最高水位采用，

也可按近期內(nèi)年最高水位采用；

du——上覆蓋非液化土層厚度(m)，計算時宜將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除；

db——基礎(chǔ)埋置深度(m)，不超過2m時應(yīng)采用2m；

d0——液化土特征深度(m)，可按下表采用。查液化土特征深度表例1某場地上覆非液化土層厚度du=5.5m，其下為砂土，地下水位深度為dw=6m，基礎(chǔ)埋深db=2m,該場地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。解：按判別式確定需要考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2m飽和土類別7度8度9度粉土678砂土789液化土特征深度(m)2.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別

初步判別不符合上述條件之一，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別法進(jìn)一步判別其是否液化。標(biāo)貫設(shè)備由標(biāo)準(zhǔn)貫入器、觸探桿和重63.5kg的穿心錘等部分組成。操作時鉆孔至孔底的土中，用穿心錘落距為76cm，先打入15cm，到試驗(yàn)土層，再打入30cm，所用錘擊數(shù)記作：

N63.5=

?

標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)錘擊數(shù)越大，土的密實(shí)程度越高，也就越不容易液化。用N63.5與臨界貫入錘擊數(shù)Ncr比較來確定是否會液化。φ51φ35貫入器貫入器身出水孔貫入器頭觸探桿錘墊穿心錘標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)示意圖1--穿心錘2--錘墊3--觸探桿4--貫入器頭5--出水孔6--貫入器身7--貫入器靴標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)適用于砂土、粉土和一般粘土，它利用一定的錘擊動能（錘重63.5kg，落距76cm），將一定規(guī)格的對開管式的貫入器打入鉆孔孔底的土中，先打入15cm，到試驗(yàn)土層，再打入30cm，根據(jù)打入土中的貫阻抗，判別土層的工程性質(zhì)。貫入阻抗用貫入器貫入土中30cm的錘擊數(shù)N63.5表示，N63.5也稱為標(biāo)貫擊數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

（1）液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值N0，應(yīng)按表2.9采用；（2）考慮設(shè)計地震分組調(diào)整系數(shù)β；設(shè)計地震第一組取

0.80，第二組取0.95，第三組取1.05；

（3）在ds=3m，dw=2m

時得到，非此深度要修正；

（4）粉土根據(jù)黏粒含量ρc進(jìn)行調(diào)整，小于3或?yàn)樯巴寥?。2.9液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值No（2.12）

液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值可按下式計算：烈度7度8度9度設(shè)計基本地震加速度(g)0.100.150.200.300.40液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值710121619

在地面下20m深度范圍內(nèi)，液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值可按下式計算：式中：Ncr——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值；

No——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值，按表2.9采用；

ds——飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度(m)；

dw——地下水位(m)；

ρc——黏粒含量百分率，當(dāng)小于3或?yàn)樯巴習(xí)r，采用3；

β——調(diào)整系數(shù)，設(shè)計地震第一組取0.80，第二組取0.95，第三組取1.05。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N63.5小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值Ncr時，即N63.5<N

cr應(yīng)判為液化土，否則即為不液化土。

標(biāo)貫法判別回答了“是”與“否”的問題，未反映液化程度。（2.12）

液化程度通過液化指數(shù)劃分，取相對貫入錘擊數(shù)的比值，土是多層介質(zhì)，第i層土相對貫入錘擊數(shù)的比值

：Ni為標(biāo)貫法實(shí)測值，

Ncri為臨界值，

Ni越小，土質(zhì)越差。

該值越大，越易液化，反映程度。土是多層介質(zhì)，明顯影響20m，淺層影響大；深層影響小，引入層位函數(shù)Wi

。2.5.3液化地基危害程度評價

取至地下20m，考慮層位影響,液化指數(shù)IlE:式中：IlE

——液化指數(shù)；

n——在判別深度范圍內(nèi)每一鉆孔標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)總數(shù)；Ni、Ncri

——分別為i點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)貫人錘擊數(shù)的實(shí)測值和臨界值，當(dāng)實(shí)測值大于臨界值時應(yīng)取臨界值；

di——i

點(diǎn)所代表的土層厚度(m)，取該標(biāo)貫點(diǎn)相鄰上、下兩標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)點(diǎn)深度差一半；

ω

i

——i

土層單位土層厚度的層位影響權(quán)函數(shù)值。(2.14)液化等級

液化指數(shù)ILE地面噴水冒砂情況對建筑物的危害情況輕微0<6地面無噴水冒砂，或僅在洼地、河邊有零星的噴水冒砂點(diǎn)危害性小，一般沒有明顯的沉降或不均勻沉降中等6～18噴水冒砂可能性大，從輕微到嚴(yán)重均有，多數(shù)液化等級屬中等危害性較大，可能造不均勻沉陷和開裂，不均勻沉陷可達(dá)200mm嚴(yán)重>18一般噴水冒砂都很嚴(yán)重，涌砂量大，地面變形明顯，覆蓋面廣危害性大，不均勻沉陷達(dá)200～300mm，結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生較大傾斜，嚴(yán)重影響使用

表2.10液化等級和相應(yīng)震害情況表2.12抗液化措施表建筑抗震設(shè)防類別地基的液化等級輕微中等嚴(yán)重乙類部分消除液化沉陷，或?qū)A(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷，或部分消除液化且對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷丙類基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，亦可不采取措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理理，或更高要求的措施全部消除液化沉陷，或部分消除液化且對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理丁類可不采取措施可不采取措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，或其他措施2.5.4地基抗液化措施

根據(jù)建筑物抗震設(shè)防類別和地基液化等級，結(jié)合具體情況綜合確定。當(dāng)液化土層較平坦且均勻時，宜按下表選用措施：

1.全部消除地基液化沉陷

（1）采用樁基：樁端伸入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長度(不包括樁尖部分)，應(yīng)按計算確定，且對碎石土，礫、粗、中砂，堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土尚不應(yīng)小于0.5m，對其他非巖石土尚不宜小于1.5m。

（2）采用深基礎(chǔ)：基礎(chǔ)底面應(yīng)埋入液化深度以下、的穩(wěn)定土層中，其深度不應(yīng)小0.5m。

（3）采用加密法：如振沖、振動加密、擠密碎石樁強(qiáng)夯等加固時，應(yīng)處理至液化深度下界；振沖或擠密碎石樁加固后，處理后標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)不宜小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值。

（4）采用換土法：用非液化土替換全部液化土層。采用加密法或換土法處理時，基礎(chǔ)邊緣外的處理寬度，應(yīng)超過基礎(chǔ)底面下處理深度的1/2且不小于基礎(chǔ)寬度的1/5。2.部分消除液化地基沉陷（1）處理深度應(yīng)使處理后的地基液化指數(shù)減少，其值不宜大于5；大面積筏基和箱基的中心區(qū)域，處理后液化指數(shù)不大于4；對獨(dú)立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)，尚不應(yīng)小于基礎(chǔ)底面下液化土特征深度和基礎(chǔ)寬度的較大值。（2）采用振沖或擠密碎石樁加固后，樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)不宜小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值。（3）基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度，應(yīng)超過基礎(chǔ)底面下處理深度的1/2且不小于基礎(chǔ)寬度的1/5。（4）增加上覆非液化層厚度，改善周邊排水條件。

3.基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理（1）選擇合適的基礎(chǔ)埋置深度。（2）調(diào)整基礎(chǔ)底面積，減少基礎(chǔ)偏心。（3）加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛度，如采用箱基、筏基或鋼筋混凝土交叉條形基礎(chǔ)，加設(shè)基礎(chǔ)圈梁等。（4）減輕荷載，增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的整體剛度和均勻?qū)ΨQ性，合理設(shè)置沉降縫，避免采用對不均勻沉降敏感的結(jié)構(gòu)形式等。（5）管道穿過建筑處應(yīng)預(yù)留足夠尺寸或采用柔性接頭。2.6樁基抗震設(shè)計2.6.1非液化土中樁基抗震驗(yàn)算

震害調(diào)查表明，承受豎向荷載為主的低承臺樁基，當(dāng)?shù)孛嫦聼o液化土層，且樁承臺周圍、淤泥、淤泥質(zhì)土和地基承載力特征值不大于100kPa的填土?xí)r，在下列建筑中很少發(fā)生失效，可不進(jìn)行樁基抗震承載力驗(yàn)算：（1）6度~8度時的，一般的單層廠房和單層空曠房屋；不超過8層且高度在24m以下的一般民用框架房屋和框架-抗震墻房屋；基礎(chǔ)荷載與民用建筑相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房和多層混凝土抗震墻房屋。（2）可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑。

2.6.2液化土中樁基抗震驗(yàn)算對于液化土中的低承臺樁基，其抗震驗(yàn)算應(yīng)符合下列規(guī)定：（1)對一般淺基礎(chǔ)，不宜計入承臺周圍土的抗力或剛性地坪對水平地震作用的分擔(dān)作用，這一點(diǎn)是出于安全考慮，用來作為安全儲備的。（2）當(dāng)樁承臺底面上、下分別有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土層或非軟弱土層時，可按下列二種情況進(jìn)行樁的抗震驗(yàn)算，并按不利情況設(shè)計：①主震時樁承受全部地震作用，樁承載力按非液化土層中的樁基取用，此時土尚未充分液化，只是剛度下降很多，所以液化土的樁周摩阻力及樁水平抗力均應(yīng)乘以表2.13的折減系數(shù)。②余震時地震作用按水平地震影響系數(shù)最大值的10%采用，樁承載力仍按按非抗震設(shè)計時提高25％取用，但由于土層液化使得對樁基摩擦力大大減少甚至喪失殆盡，應(yīng)扣除液化土層的全部摩阻力及樁承臺下2m深度范圍內(nèi)非液化土的樁周摩阻力。（3）打入式預(yù)制樁及其他擠土樁的平均樁距為2.5-4倍樁徑且樁數(shù)不少于5×5時，可計入打樁對土的加密作用及樁身對液化土變形限制的有利影響。當(dāng)打樁后樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫人錘擊數(shù)值達(dá)到不液化的要求時，單樁承載力可不折減，但對樁尖持力層作強(qiáng)度校核時，樁群外側(cè)的應(yīng)力擴(kuò)散角應(yīng)取為零。打樁后樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)宜由試驗(yàn)確定，也可按下式計算：實(shí)際標(biāo)貫錘擊數(shù)/臨界標(biāo)貫錘擊數(shù)折減系數(shù)01/31/32/32/31表2.13土層液化影響折減系數(shù)

另外，處于液化土中的樁基承臺周圍，宜用非液化土填筑夯實(shí)，若用砂土或粉土則應(yīng)使土層的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)不小于液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值。液化土中樁的配筋范圍應(yīng)自樁頂至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的深度，其縱向鋼筋應(yīng)與樁頂部相同箍筋應(yīng)加密。在有液化側(cè)向擴(kuò)展的地段，距常時水線100m范圍內(nèi)的樁基除應(yīng)滿足本節(jié)中的其他規(guī)定外尚應(yīng)考慮土流動時的側(cè)向作用力，且承受側(cè)向推力的面積應(yīng)按邊樁外緣間的寬度計算。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工程結(jié)構(gòu)抗震理論的演變工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防1匯報提綱工程結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計2347576工程結(jié)構(gòu)抗震新知識4第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計3.1.1工程抗震設(shè)防目的與目標(biāo)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計不能追求絕對的安全性，而需要從現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)條件出發(fā)使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)在未來地震作用下發(fā)生破壞的概率為社會所能接受，同時為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)條件所允許。合理的抗震設(shè)計應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)與安全之間的合理平衡，這也是抗震設(shè)計的目標(biāo)。這一目標(biāo)可以表示為使總效益E最大的形式：E=收益-投資-可能的損失=最大(3.1)式中，收益包括所考慮的工程建成后的直接與間接收獲，投資包括興建此工程的資金及工程建成后的維護(hù)資金；損失包括人身傷亡，物質(zhì)財產(chǎn)的直接損失及連鎖反應(yīng)造成的間接損失、以及政治、社會、經(jīng)濟(jì)影響等。3.1工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計3.1.2工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的依據(jù)1．地震烈度區(qū)劃目前采用的方法是基于概率推斷的地震預(yù)測。該方法將地震的發(fā)生及其影響視作隨機(jī)過程，根據(jù)區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造、地震活動性和歷史地震資料，劃分潛在震源區(qū)，分析震源地震活動性，確定地震衰減規(guī)律，利用概率方法評價某一地區(qū)未來一定期限內(nèi)遭受不同強(qiáng)度地震影響的可能性，給出以概率形式表達(dá)的地震烈度區(qū)劃或其他地震動參數(shù)。2．地震小區(qū)劃地震小區(qū)劃就是在大區(qū)劃（地震烈度區(qū)劃）的基礎(chǔ)上，考慮局部范圍的地震地質(zhì)背景、土質(zhì)條件、地形地貌，給出一個城市或一個大的工礦企業(yè)內(nèi)的地震烈度和地震動參數(shù)，為工程抗震提供更為經(jīng)濟(jì)合理的場地地震特性評價。

第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計3．設(shè)計地震分組一般說來．震級較大震中距較遠(yuǎn)的地震對長周期柔性結(jié)構(gòu)的破壞，比同樣烈度下震級較小、震中距較近的地震造成的破壞要嚴(yán)重。產(chǎn)生這種差異的主要原因是地震波中的高頻分量隨傳播距離的衰減比低頻分量要快，震級大震中距遠(yuǎn)的地震波其主導(dǎo)頻率為低頻分量，與長周期的高柔結(jié)構(gòu)自振周期接近，存在“共振效應(yīng)”。3.1.3工程抗震設(shè)防準(zhǔn)則1．三水準(zhǔn)設(shè)防準(zhǔn)則（1）結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，在當(dāng)?shù)匕l(fā)生出現(xiàn)頻率很高的小地震時，應(yīng)無任何損壞。此種情況下，主要要求防止較脆的且只能承受有限變形的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，這就必須限制結(jié)構(gòu)的彈性變形。因此這是一個剛度準(zhǔn)則。

第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計（2）對于在結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不常發(fā)生的中度地震，允許非結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到破壞，但必須保證主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件不受明顯損壞，以避免進(jìn)行困難、昂貴的修復(fù)工作，使得結(jié)構(gòu)稍加修繕后仍能繼續(xù)工作。這就要求結(jié)構(gòu)其有足夠的強(qiáng)度。（3）結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，遭到可能出現(xiàn)但十分罕遇的大地震時，應(yīng)不倒塌。經(jīng)受這樣的地震，允許結(jié)構(gòu)有很大的損壞，但必須保證結(jié)構(gòu)能繼續(xù)存在，以防止造成重大的人身傷亡。這就要求結(jié)構(gòu)能經(jīng)受較大的非彈性變形。為滿足上述結(jié)構(gòu)抗震的三個準(zhǔn)則，完善的抗震設(shè)計應(yīng)分別進(jìn)行三個水準(zhǔn)的抗震驗(yàn)算：第一水準(zhǔn)

進(jìn)行小震下結(jié)構(gòu)允許彈性變形驗(yàn)算。第二水準(zhǔn)

進(jìn)行中震下結(jié)構(gòu)承載能力驗(yàn)算。第三水準(zhǔn)

進(jìn)行大震下結(jié)構(gòu)彈塑性極限變形驗(yàn)算。

第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計2．二階段設(shè)計方法第一階段設(shè)計是多遇地震下的承載力驗(yàn)算和彈性變形計算。取第一水準(zhǔn)的地震動參數(shù)，用彈性方法計算結(jié)構(gòu)的彈性地震作用，然后將地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)進(jìn)行組合，對構(gòu)件截面進(jìn)行承載力驗(yàn)算，保證必要的強(qiáng)度和可靠度，滿足第一水準(zhǔn)“不壞”的要求。第二階段設(shè)計是罕遇地震下的彈塑性變形驗(yàn)算。對于特別重要的結(jié)構(gòu)或抗側(cè)能力較弱的結(jié)構(gòu)，除進(jìn)行第一階段設(shè)計外，還要取第三水準(zhǔn)的地震動參數(shù)進(jìn)行薄弱層（部位）的彈塑性變形驗(yàn)算，如不滿足要求，則應(yīng)修改設(shè)計或采取相應(yīng)的構(gòu)造措施來滿足第三水準(zhǔn)的設(shè)防要求。

第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計3．建筑結(jié)構(gòu)的分類與設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)特殊設(shè)防類簡稱甲類，是指使用上有特殊設(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(jìn)行特殊設(shè)防的建筑。重點(diǎn)設(shè)防類簡稱乙類，是指地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線工程，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。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類簡稱丙類，是指大量的一般性建筑，除甲、乙、丁類以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑。適度設(shè)防類簡稱丁類．是指使川上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害的建筑一般為儲存物品價值低、人員活動少的單層倉庫等建筑．或者允許在一定條件卜適度降低要求的建筑。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計4.基于性能的抗震設(shè)計為了強(qiáng)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?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計與傳統(tǒng)的抗震思想相比具有以下特點(diǎn)：（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(fèi)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、不同建筑物的不同抗震要求。

第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

3.2工程結(jié)構(gòu)抗震理論的演變第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計2.反應(yīng)譜分析法反應(yīng)譜理論經(jīng)過近70年的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，該理論引進(jìn)了延性的概念，在抗震設(shè)計中，把提高延性與具備足夠的強(qiáng)度和剛度提到了同等重要的地位；引進(jìn)了隨機(jī)振動理論，考慮了場地條件對反應(yīng)譜形狀的影響。具體說來，反應(yīng)譜分析法仍然存在如下不足之處：（1）反應(yīng)譜雖然考慮了結(jié)構(gòu)動力特性所產(chǎn)生的共振效應(yīng)，但在設(shè)計中仍把地震慣性力按照靜力來對待，所以反應(yīng)譜理論只是一種準(zhǔn)動力理論；（2）反應(yīng)譜只考慮了強(qiáng)地震動的三要素(振幅、頻譜和持時)中的前兩項(xiàng)，未能反映地震動持時對結(jié)構(gòu)破壞程度的重要影響；（3）反應(yīng)譜是根據(jù)彈性結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)繪制的，只能籠統(tǒng)地給出結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)，不能給出結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的全過程，更不能給出地震過程中各構(gòu)件進(jìn)入彈塑性變形階段的順序以及內(nèi)力和變形狀態(tài)。

第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計3.時程反應(yīng)分析法相對于反應(yīng)譜方法而言，時程反應(yīng)分析是一種動力分析方法，它求取的不是結(jié)構(gòu)的某種最大反應(yīng)或其近似估計，而是結(jié)構(gòu)在地震激勵下的反應(yīng)時間歷程，即地震與結(jié)構(gòu)相互作用的過程，其結(jié)果更為可靠。另外，時程反應(yīng)分析可以真正處理非線性問題，這是結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析一個非常重要的方面。隨計算機(jī)和有限元技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)分析模型也經(jīng)歷了一個由極其簡化到相對較少簡化的過程。以前大家熟悉的一些簡化分析模型，如剪切模型，考慮梁變形作用的D值法以及框架剪力墻協(xié)同工作體系模型等，在當(dāng)前的研究與設(shè)計中已很少使用，取而代之的是三維空間有限元分析模型。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計3.3工程結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計由于地震發(fā)生的隨機(jī)性和結(jié)構(gòu)本身的復(fù)雜性；建筑物的地震破壞機(jī)理目前還不十分清楚，現(xiàn)行規(guī)范提供的地震作用估算和結(jié)構(gòu)抗震計算的方法大都是具有一定概率水準(zhǔn)的近似方法。人們在總結(jié)歷次地震災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)中逐漸認(rèn)識到，

不能單純依賴數(shù)值計算追求結(jié)構(gòu)的抗震能力，必須合理運(yùn)用概念設(shè)計提高建筑的抗震性能?？紤]地震及其影響不確定性，依據(jù)歷次震害總結(jié)出規(guī)律性：既著眼于結(jié)構(gòu)體系總體地震反應(yīng)，合理選擇建筑體型和結(jié)構(gòu)體系，又顧及到結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位細(xì)節(jié)問題，正確處理細(xì)部構(gòu)造和材料選用。靈活運(yùn)用抗震設(shè)計思想，綜合解決抗震設(shè)計基本問題簡而言之，概念設(shè)計：根據(jù)地震震害和工程經(jīng)驗(yàn)，合理選擇結(jié)構(gòu)體系，采取正確構(gòu)造措施。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計3.3.1結(jié)構(gòu)抗震選型（1）建筑平面布置應(yīng)簡單規(guī)整建筑平面的簡單和復(fù)雜可通過平面形狀的凹凸來區(qū)別。

簡單平面圖形多為凸形

復(fù)雜平面圖形常為凹形有凹角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中或變形集中，形成抗震薄弱環(huán)節(jié)。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

平面不規(guī)則的類型

不規(guī)則類型

定義

扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍在具有偶然偏心的規(guī)定水平力作用下，樓層兩端抗側(cè)力構(gòu)件彈性水平位移（或?qū)娱g位移）的最大值與平均值的比值大于1.2（抗規(guī)2016板版）

凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%

樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%,或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯層第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

房屋平面不規(guī)則、剛度中心與質(zhì)量中心不重合，地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)反應(yīng)而破壞。天津人民印刷廠車間平面為L形，唐山地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)反應(yīng)，導(dǎo)致角柱嚴(yán)重破壞。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計房屋平面不規(guī)則、地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)反應(yīng)而破壞。日本阪神大地震中平面復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了整體扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，角柱破壞嚴(yán)重。

平面復(fù)雜為鋸齒形第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

臺灣省漳化縣富貴名門大樓，建筑群由一幢平面L型和一幢平面C型大樓組成，平面不規(guī)整。地震中，16層鋼筋混凝土C形大樓向內(nèi)傾倒，砸向L形大樓。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計（2）建筑物豎向布置應(yīng)均勻和連續(xù)

結(jié)構(gòu)體系沿豎向強(qiáng)度與剛度分布不均勻，在地震作用下，某一層間或某一部位率先屈服而出現(xiàn)較大的彈塑性變形。

收進(jìn)式：立面突然收進(jìn)，凹角處產(chǎn)生應(yīng)力集中；

大底盤：裙房與主樓相連，剛度突變，交接處塑性變形；

柔底層：底層大空間，墻柱不能全部落地，形成柔弱底層；

倒收進(jìn)：頭重腳輕，重心上移，受力不利；

多塔式：諸塔振動不協(xié)調(diào)。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計柔性底層——

美國花旗銀行大樓59層，279m高，12m2第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

倒收進(jìn)——

美國加利福尼亞州圣地亞哥蓋澤爾圖書館第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計多塔式——

布拉格之春大廈第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計豎向不規(guī)則的類型

不規(guī)則類型

定義

側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等向下傳遞

樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

1989LomaPrieta地震，底層柔性房屋產(chǎn)生了嚴(yán)重破毀。多數(shù)為臨街商業(yè)建筑。

1999年阪神地震1~5層SRC結(jié)構(gòu)，6~12層RC結(jié)構(gòu)，中間層剛度突變

第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

汶川地震底部框架結(jié)構(gòu)底層疊合塌落（北川11度區(qū)）。底層柱傾斜（都江堰9度區(qū)）第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

房屋剛度中心和質(zhì)量中心不重合會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，使遠(yuǎn)離剛度中心的構(gòu)件產(chǎn)生較大應(yīng)力而嚴(yán)重破壞。

美洲銀行：結(jié)構(gòu)平面布置是均勻?qū)ΨQ的，基本的抗側(cè)力體系包括4個L形的筒體。

中央銀行：建筑雖然外形規(guī)則對稱，但抗側(cè)力系統(tǒng)不對稱，

將抗側(cè)剛度很大的鋼筋混凝土芯筒鋼筋混凝土墻偏設(shè)，樓梯偏設(shè)砌有實(shí)心填充墻，造成剛心偏離質(zhì)心，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計（4）復(fù)雜體型建筑物的處理

體型復(fù)雜的建筑物可采取下面兩種處理方法：

設(shè)置建筑防震縫，將建筑物分隔成規(guī)則的單元。

不設(shè)防震縫，對建筑物進(jìn)行細(xì)致的抗震分析，估計其局部應(yīng)

力，變形集中及扭轉(zhuǎn)影響。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

汶川地震中，兩棟建筑物防震縫寬度不夠，地震時發(fā)生擠壓、碰撞損傷。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計3.3.2結(jié)構(gòu)抗震體系選擇1.設(shè)置多道抗震防線

在抗震體系中，吸收和消耗地震輸入能量的各部分稱為抗震防線。一個良好的抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)盡量設(shè)置多道防線，當(dāng)某部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，降低或喪失抗震能力，其余部分能繼續(xù)抵抗地震作用。具有多道防線的結(jié)構(gòu)，

一是要求結(jié)構(gòu)具有良好的延性和耗能能力，

二是要求結(jié)構(gòu)具有盡可能多的抗震贅余度。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

臺灣省漳化縣富貴名門大樓，16層鋼筋混凝土住宅樓，單排柱框架，柱距大，柱網(wǎng)稀，在橫向只有一跨框架，12根柱承重，抗震防線少，冗余度不足。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計中小學(xué)建筑單跨框架廣泛應(yīng)用,單跨框架抗震冗余度不足，抗震防線單薄，地震中一側(cè)柱破壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)連續(xù)坍塌。汶川地震后《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定框架不宜為單跨框架，乙類設(shè)防時不應(yīng)采用單跨框架?！督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》規(guī)定框架結(jié)構(gòu)不宜采用單跨框架.地震區(qū)中小學(xué)校舍單跨框架結(jié)構(gòu)必須采取抗震加固措施。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

日本1995年阪神大地震，獨(dú)立柱支撐高架橋成片傾斜倒塌，靜定結(jié)構(gòu)。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計阪神大地震中

城市高架橋的破壞阪神大地震后建造的高架橋

第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

都江堰至汶川公路映秀百花灘大橋，雙柱橋墩，超靜定結(jié)構(gòu)。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

德陽市某立交橋，單柱橋墩，靜定結(jié)構(gòu)。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計2.提高結(jié)構(gòu)延性提高結(jié)構(gòu)延性，就是不僅使結(jié)構(gòu)具備必要的抗震承載力，而且同時又具有良好的變形和消耗地震能量的能力，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。結(jié)構(gòu)延性這個術(shù)語有4層含義：（1）結(jié)構(gòu)總體延性，一般用結(jié)構(gòu)的“頂點(diǎn)側(cè)移延性系數(shù)”來表達(dá)；（2）結(jié)構(gòu)樓層延性，以一個樓層的層間側(cè)移延性系數(shù)來表達(dá)；（3）構(gòu)件延性，是指整個結(jié)構(gòu)中某一構(gòu)件（一?？蚣芑蛞黄瑝w）的延性；（4）桿件延性，是指一個構(gòu)件中某一桿件（框架中的梁、柱，墻中的連梁、墻肢）的延性。3減輕結(jié)構(gòu)自重1.1.減小樓板厚度2.1.盡量減薄墻體

第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計3.3.3結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震性能

結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具備必要的強(qiáng)度、適當(dāng)?shù)膭偠取⒘己玫难有院涂煽康倪B接．并應(yīng)注意強(qiáng)度、剛度和延性之間的合理均衡。（1）必要的強(qiáng)度。其抗剪、抗彎、抗壓、抗扭等強(qiáng)度均應(yīng)滿足抗震承載力要求。（2）適當(dāng)?shù)膭偠取?gòu)件剛度太小，結(jié)構(gòu)變形過大；構(gòu)件剛度太大，會降低構(gòu)件延性，增大地震作用。（3）良好的延性。即具有良好的變形能力和耗能能力，結(jié)構(gòu)抗震的本質(zhì)就是延性。（4）可靠的連接。保證結(jié)構(gòu)空間整體性，構(gòu)件的連接應(yīng)能滿足傳遞地震力的強(qiáng)度要求和適應(yīng)地震對大變形的延性要求。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計（1）必要的強(qiáng)度

長柱：框架長柱的破壞發(fā)生在柱上下兩端，特別是柱頂。其表現(xiàn)形式是柱頂周圍有水平裂縫或交叉斜裂縫，嚴(yán)重者會發(fā)生混疑土壓潰，箍筋拉斷或崩開，縱筋壓屈外鼓呈燈籠狀。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

通過箍筋對混凝土的約束改善柱的延性和其抗剪承載力。箍筋間距不可太大。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

框架梁柱節(jié)點(diǎn)：在反復(fù)荷載作用下，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土處于剪壓復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)配筋偏少或構(gòu)造不當(dāng)時，會出現(xiàn)交叉裂縫，導(dǎo)致剪切破壞，嚴(yán)重時節(jié)點(diǎn)混凝土剪碎剝落。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

抗震墻

抗震墻的震害，主要表現(xiàn)在抗震墻墻肢之間的連梁由于剪跨比小而產(chǎn)生交叉裂縫形式的剪切破壞。墻肢底層在豎向荷載和水平地震作用下處于剪壓受力狀態(tài)，墻體產(chǎn)生斜裂縫或交叉裂縫。墻肢之間連梁產(chǎn)生交叉裂縫發(fā)生剪切破壞底層墻肢產(chǎn)生斜裂縫或交叉裂縫第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

（2）適當(dāng)?shù)膭偠?/p>

構(gòu)件剛度太大，會降低構(gòu)件延性，增大地震作用。短梁脆性剪切破壞，降低了梁的延性。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計

短柱：框架結(jié)構(gòu)中設(shè)有錯層、夾層、嵌砌于柱之間窗臺墻會形成短柱。短柱由于剛度較大，分擔(dān)的地震剪力大，而剪跨比又小，容易在柱子全高范圍內(nèi)產(chǎn)生斜裂縫或交叉裂縫，導(dǎo)致脆性剪切破壞。第3章抗震設(shè)防與抗震概念設(shè)計（3）良好的延性。

即具有良好的變形能力和耗能能力，結(jié)構(gòu)抗震的本質(zhì)就是延性。期望梁端出現(xiàn)