《建筑抗震设计》 课件 张延年 第1-5章 地震与抗震概论-混凝土结构房屋抗震设计

建筑抗震设计主要内容

第一章地震与抗震概论第二章建筑场地与地基基础第三章地震作用与结构抗震验算

第五章混凝土结构房屋抗震设计

第六章砌体结构房屋抗震设计

第七章钢结构房屋抗震设计

第八章单层厂房抗震设计

第九章隔震与消能减震设计第一章地震与抗震概论1.1地震1.2地震灾害概况1.3地震破坏作用1.4地震地面运动的一般特征1.5地震震级和地震烈度1.6抗震设防1.7抗震概念设计1.8本章小结作业：

地震是因地球内部介质局部发生急剧破裂产生震波，从而在一定范围内引起地面震动的现象。全球每年发生地震约550万次，其中约5万次人们可以感觉到，可能造成破坏的约有1000次；7级以上的大地震，平均每年有十几次。1.1地震一、地震成因地震按成因主要分为诱发地震在特定的地区因某种地壳外界因素诱发而引起的地震最常见的是水库地震天然地震构造地震火山地震陷落地震1962年3月19日在广东河源新丰江水库坝区发生了迄今我国最大的水库诱发地震，震级为6.1级。1、诱发地震2、构造地震92%的地震发生在地壳中，其余的发生在地幔上部

构造地震：由于地壳运动，推挤地壳岩层使其薄弱部位发生断裂错动而引起的地震叫构造地震。构造地震分布最广，危害最大。构造地震分布最广,危害最大,发生次数最多.火山地震：由于火山爆发，岩浆猛烈冲出地面而引起的地震叫火山地震。这类地震只占全世界地震的7%左右。1914年日本樱岛火山爆发，产生的震动相当于一个6.7级地震。

3、火山地震4、陷落地震陷落地震:由于地下溶洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小，次数也很少。各类型地震中，构造地震分布最广，危害最大，发生次数最多。其他地震发生几率少，危害小。因此，在地震工程学中主要的研究对象是构造地震。在建筑抗震设防中所指的地震就是构造地震，通常简称为地震。二、地震分布

原因是：我国正好介于地球的两大地震带之间。全世界地震主要分布于以下两个带：（1）环太平洋地震带（2）欧亚（喜马拉雅——地中海）地震带中国陆地国土面积约占世界陆地总面积的1/15，我国大陆地震约占世界大陆地震的1/3。欧亚（喜马拉雅——地中海）地震带环太平洋地震带1977年~1986年世界地震震中分布图以上两个地震带释放的能量，约占全球所有地震释放能量的98%。中洋脊地震带我国地震区主要分布在五个区域：(1)西南地震区。(2)华北地震区。(3)西北地震区。(4)台湾地震区。(5)东南沿海地震区。其中，西南区地震是我国最大的一个地震区，也是地震活动最强烈、大地震频繁发生的地区。地球内部发生地震的地方叫震源；震源不是一个点，而有一定的范围和深度。震源在地面上的投影点称为震中；震中及其附近的地方称为震中区，也称极震区；从震中到地面上任何一点的距离称为震中距。1、震源、震中、震中距三、地震基本知识地震波分为体波和面波。面波瑞利波乐甫波横波特点:周期长、振幅大、波速慢,100-800m/s纵波特点:周期短,振幅小,波速快,200-1400m/s体波横波（S波）纵波（P波）2、地震波面波比体波衰减慢、振幅大、周期长、传播远。建筑物破坏主要由面波造成。杂波S波开始P波开始面波开始图示地震P波(纵波)和S波(横波)运行时弹性岩石运动的形态

面波的传播速度较慢，约为剪切波传播速度的90％，而面波周期长、振幅大、衰减慢，故能传播到很远的地方。面波使地面既垂直振动又水平振动。浅源地震:震源深度小于60千米的称为浅源地震。全世界85%以上的地震都是浅源地震。中源地震:震源深度在60至300千米的称为中源地震。深源地震:震源深度在300千米以上的称为深源地震。目前有记录的最深震源达720公里。浅源地震波及范围小，但破坏力大；深源地震波及范围大，但破坏力小。2002年6月29日晨1：20发生于吉林的7.2级地震，震源深度为540km，无破坏。1960年2月29日发生于摩洛哥艾加迪尔城的5.8级地震，深度为3km。震中破坏极为严重，但破坏仅局限在震中8km内。3、震源深浅地震序列中按其释放能量的不同，地震可分为：主震型：在一个地震序列中，主震震级很突出，其释放能量占全序列的绝大部分。（占60%）震群型：主震震级不突出，主要能量由多个震级相近地震释放的能量。（占30%）单发型：前震和余震稀少，绝大部分能量基本上是通过主震一次释放出来。（占10%）4、地震序列在20世纪的百年中，全球发生破坏性地震2600多次，引起经济损失达数千亿美元，导致约126万人死亡和近千万人严重伤残。其中震级大于7级的地震1200多次，地震引起的伤亡人数超过5万人的强震就多达20次。1.2

地震灾害1920年宁夏海原地震（8.5级）死亡23.4万人。1976年河北唐山地震（7.8级）死亡24.2万人。中国地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广。1900年以来，中国死于地震的人数达73万之多，占全球地震死亡人数一半以上。20世纪全球两次死亡20万人以上的大地震均发生于我国。一、我国地震灾害1、唐山大地震1976年7月28日3时42分54秒，在河北省唐山、丰南一带（东经118.0度，北纬39.4度），发生了7.8级强烈地震，震中区烈度11度。150万人口中死亡24万，伤16万。唐山地震后，房屋几乎全部坍塌唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，7.8级地震时倒塌一层，7.1级地震时除四根门柱外，全部坍塌。“幸存”的客房北京市德胜门箭楼，砖木结构。东面、西面和北面的上部砖墙遭到破坏。天津旭日化工厂，高26米的水塔，底座为砖结构，储水池为钢筋混凝土结构，向北20度东方向倒塌2、921集集大地震1999年9月21日台湾南投县集集镇，发生里氏7.6级地震。共持续102秒，造成2,321人死亡及8000多人受伤，财物损失估计约新台币三千亿元，3、汶川大地震2008年05月12日14时28分04.0秒，在四川汶川县发生M8.0级地震。截止2008年5月29日08时，汶川震区共发生余震9107次。其中：4.0-4.9级157次，5.0-5.9级25次，6.0-6.4级5次、据统计，“5·12”地震已确认69227人遇难，17923人失踪，其中四川死亡及失踪学生达5300余人。“紧急转移安置1514.684万人，累计受灾人数4554.6065万人。空中看地震后的汶川县映秀镇映秀镇灾区现场映秀镇灾区现场映秀镇灾区现场都江堰都江堰都江堰什邡市青川县城青川县城05月17日，北川县北川县北川县洛水中学废墟四川省北川县北川中学北川中学新区绵竹市汉旺镇东汽中学都江堰聚源中学都江堰聚源中学，一位母亲看到从废墟中抬出的儿子的尸体，悲痛欲绝家长看着孩子尸体痛苦不堪北川县中学遇难者遗体都江堰市一学校300余学生遇难都江堰市向峨乡中学的学生遗体让人不能不流泪的灾区照片让人不能不流泪的灾区照片让人不能不流泪的灾区照片让人不能不流泪的灾区照片让人不能不流泪的灾区照片让人不能不流泪的灾区照片影响地震灾害大小的因素

(1)地震震级和震源深度

(2)场地条件

(3)人口密度和经济发展程度(4)建筑物的质量(5)地震发生的时间模拟地震定于今年11月13日发生。在早晨交通高峰期过后不久，强烈地震突袭索尔顿湖附近美国与墨西哥交界地区。断裂层将朝西北方向延伸322公里，最后在距离洛杉矶65公里处的帕姆代尔地区停止断裂。依照计划，这次模拟地震将造成1800人死亡，5万人受伤，经济损失高达2000亿美元。美国模拟未来可能发生地震统计数字表明，中国的陆地面积占全球陆地面积的十五分之一；中国的人口占全球人口的五分之一左右，然而中国的陆地地震竟占全球陆地地震的三分之一,而造成地震死亡的人数竟达到全球的二分之一以上。这与中国的地震活动强烈频繁有关；更与中国的经济落后，房屋不坚固，容易倒塌有关。2008年5月12日的汶川M8.0地震，造成87148人死亡；2010年2月27日智利第二大城市康塞普西翁的M8.8地震，造成279人死亡。2010年4月14日青海玉树7.1级地震造成2698人遇难；2010年9月4日新西兰南岛发生里氏7.1级地震，仅造成２人受伤。提高建筑物的抗震能力二、世界地震灾害1923年日本关东大地震，仅东京、横滨两市，死亡人数即达十万余人。1950年智利(、1967年加拉加斯等地震，造成了惨痛灾难。1985年墨西哥地震,造成的直接经济损失在几百亿美元以上。1989年美国洛马普列塔地震造成的直接经济损失达150亿美元；1994年美国北岭地震的直接经济损失约为300亿美元；1995年日本阪神(Kobe)地震的直接经济损失高达1000亿美元，死亡人数为5438人，震后恢复重建工作花费了两年时间，耗资近1000亿美元。印度大地震当地时间2001年1月26日上午8时46分，在印度发生里氏7.9级地震。死亡人数达16403人，受伤人数达55863人，经济损失45亿美元。震后现场情况人员伤亡惨重巴基斯坦地震日本大地震2011年3月11日下午2时46分左右（日本时间），日本东北部的太平洋发生了里氏9.0级的巨大地震死亡人数已经超过了1.5万人，另外还有9506人失踪。经济损失预计达16万亿日元。海啸吞噬陆地强烈破坏性地震应急措施保持冷静，争取前十几秒时间。是跑是躲不要犹豫.地震时就地躲避地震后迅速撤离到安全的地方。这种办法尤其比较适合处在楼房内或人多的场所的人。"小震不用跑，大震跑不掉。"寻找安全的地方跨度小的地方室内梁柱比较密集处内承重墙角承重墙较多平房中的炕沿下低矮牢固的家具旁。避开墙体的薄弱部位：门窗附近采取安全姿势，尽量降低重心。保护好头部，颈部，眼睛，口鼻重要部位；采取安全姿势用周围可以挪动的物品支撑身体上方的重物无法脱险时应尽量保存体力，耐心等待救援扩大活动空间，保持足够的空气如能找到代用品和水，要节约使用，尽量延长生存时间，等待获救如果受了伤，要用简易的办法包扎好伤口正确自救求生存据唐山地震抢救被压埋人员的统计，半小时内被挖出人员的救活率达95%以上，第一天约为81%，第二天约为53%，第三天约为36.7%，第四天约为19%，第五天只有7.4%。1999年8月17日在土耳其发生M7.4级地震，根据土耳其救援部门发布的报告绘制的死亡率随时间变化的动态曲线。1.3

地震破坏作用一、地表破坏1、地裂缝与变形。2、喷砂冒水3、河床变位地面变形4、地面下沉5、滑坡、塌方二、建筑物与构筑物的破坏1、结构因承载力不足引起的破坏（一）（二）（三）2、结构变形过大导致倒塌3、结构丧失稳定性房屋倒塌桥梁断落水坝开裂铁轨变形三、次生灾害直接灾害发生后，破坏了自然或社会原有的平衡、稳定状态，从而引发出的灾害。有时，次生灾害所造成的伤亡和损失比直接灾害还大。由震后火源失控引起；1923年日本关东地震，东京市内227处起火，33处未能扑灭造成火灾蔓，旧市区烧毁约50%；横滨市烧毁80%，死亡10万。主要的次生灾害有：

火灾1995年日本阪神地震引发的大火2004年12月26日印度洋海啸，遇难者总人数超过29.2万人。海啸山崩与滑坡由水坝决口或山崩拥塞河道等引起；水灾1933年四川叠溪7.5级地震洪水淹没2万多人毒气污染细菌污染放射性污染冬天发生的地震容易引起冻灾夏天可能引起“环境污染”和瘟疫流行。“盲目避震”的摔、挤、踩等伤亡恐震心理高层建筑的“玻璃雨”灾害信息储存系统破坏引起的“记忆毁坏”其他此生灾害提高建筑物抗震性能的意义地震中建筑物大量破坏和倒塌是造成地震灾害的直接原因。在我国，人口密集、房屋抗震能力差等不利因素是造成地震伤亡的主要原因。减轻地震灾害的基本对策

抗震减灾工作应依法进行。

《中华人民共和国防震减灾法》

(1997年12月29日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十九次会议通过)第十七条新建、扩建、改建建设工程，必须达到抗震设防要求。第十九条建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计，并按照抗震设计进行施工。第四十五条违反本法规定，有下列行为之一的，由县级以上人民政府建设行政主管部门或者其他有关专业主管部门按照职责权限责令改正，处一万元以上十万元以下的罚款：（一）不按照抗震设计规范进行抗震设计的；（二）不按照抗震设计进行施工的1.对地震区域作抗震减灾规划；2.对新建筑工程作抗震设计；3.对已存在的工程结构作抗震鉴定、抗震加固。结构工程师的任务

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地震地面运动的一般特征可用地面运动最大加速度、地面运动周期特性和强震的持续时间三个参数来描述。1.4

地震地面运动的一般特征埃尔森特罗地震加速度目前，国际上比较通用的是里氏震级，其原始定义是在1935年由里克特（C．FRichter）给出，用M表示:式中A表示标准地震仪距震中100km纪录的最大水平地动位移，单位为微米。1.5

地震震级与地震烈度一、地震震级查尔斯·里克特（1900～1985年）里氏震级发明者能量越大，震级就越大；震级相差一级，能量相差约32倍；相差二级，能量相差1000倍。一次6级地震所释放的能量，相当于一个2万t级的原子弹。震级与能量的关系能量E的单位：尔格（1尔格=10-7J）震级表示一次地震释放能量的多少，也是表示地震强度大小的指标，所以一次地震只有一个震级。各种不同的震级M与地震释放能量E（尔格）之间有如下的关系：据1935年后所提出的震级测算方法计算，1960年5月发生在智利的9.5级地震，是记录到的世界最大震级地震，它所释放出来的地震能量是空前的，海啸规模巨大，地面形状变化非常显著，其破坏性之大，在世界地震史上是十分罕见的。按震级的地震分类微震---2级以下。人感觉不到有感地震---2-4级人有感觉破坏性地震---5级以上有破坏强烈地震---7级以上有破坏特大地震---8级以上有破坏由于震源深浅、震中距大小等不同，地震造成的破坏也不同。震级大，破坏力不一定大；震级小，破坏力不一定就小。二、地震烈度影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，简称为烈度。地震烈度表地震烈度表是评定地震强烈程度的标准和尺度。目前，我国使用的是《中国地震烈度表》(GB/T17742-2020)无感

1室内个别静止中的人感觉

2悬挂物微动门、窗轻微作响室内少数静止中的人感觉

3悬挂物明显摆动，器皿作响门、窗作响室内多数人感觉。室外少数人感觉。少数人梦中惊醒

43（2-4）32（22-45）不稳定器物翻倒门窗、屋顶、屋架颤动作响，灰土掉落。抹灰出现微细裂缝室内普遍感觉。室外多数人感觉。多数人梦中惊醒

56（4-8）65（46-94）河岸和松软土出现裂缝。饱和砂层出现喷砂冒水。地面上有的砖烟囱轻度裂缝掉头损坏——个别砖瓦掉落、墙体微细裂缝惊惶失措，仓皇逃出

612（8-18）13594-194）河岸出现坍方。饱和砂层常见喷砂冒水。松软土上地裂缝较多。大多数砖烟囱中等破坏轻度破坏——局部破坏开裂，但不妨碍使用大多数人仓皇逃出

726（18-38）279（195-401）干硬土上亦有裂缝。大多数砖烟囱严重破坏中等破坏——结构受损，需要修理摇晃颠簸，行走困难

856（38-81）577（402-830）干硬土上有许多地方出现裂缝，基岩上可能出现裂缝。滑坡、坍方常见。砖烟囱出现倒塌严重破坏——墙体龟裂，局部倒塌，修复困难坐立不稳。行动的人可能摔跤

9119（82-175）1119（831-1720）山崩和地震断裂出现。基岩上的拱桥破坏。大多数砖烟囱从根部破坏或倒毁倒塌——大部倒塌，不堪修复骑自行车的人会摔倒。处不稳状态的人会摔出几尺远。有抛起感

10地震断裂延续很长。山崩常见。基岩上的拱桥毁坏毁灭11地面剧烈变化，山河改观12个别：10%以下少数：10%——50%多数：50%——70%大多数：70%——90%普遍：90%以上速度加速度

其它现象

一般房屋

人的感觉烈度现在，除了日本采用0～7度，分成8等的烈度表、少数国家（如欧洲一些国家）用10度划分的地震烈度表外，绝大多数国家包括我国都采用分成12度的地震烈度表。三.地震烈度与震级的关系（1）5.0-5.4级地震，震中烈度多为六度，其面积小于500平方公里。（2）5.5-5.9级地震，震中烈度多为七度，其面积不超过200平方公里；六度区面积也只有数百平方公里。（3）6.0-6.4级地震，震中烈度多数为八度，其面积几十平方公里；七度区不超过200平方公里，六度区数百平方公里，如震中烈度为七度，则与5.5-5.9级地震结果相同。（4）6.5-6.9地震，震中烈度一半为八度，结果与6.0-6.4级地震一样；另一半为九度，其面积小于100平方公里，八度区不超过500平方公里，七度区则在1500平方公里以内。（1）5.0-5.9级地震造成人员伤亡者占24%。而仅引起人员死亡的地震更少，只占11.5%。一次5级多地震中死亡人数最多为117人，而死亡29人以上的地震都发生在夜间。

（2）6.0-6.9级地震有43%造成人员伤亡，而只有人员死亡仅占35%，一次地震死亡人数最多为600人。震级与伤亡的关系地震震级2345678>8震中烈度1～234～56～77～89～101112(2)各类房屋的震害程度式中，i为震害等级；n为被统计的某类房屋第i等级破坏的栋数；j为房屋类型；k,m分别为不同震害等级的序号和数量；Nj为被统计的该类房屋总数。(1)地震的宏观调查破坏等级破坏程度震害指数范围a基本完好0.00≤d<0.10b轻微破坏0.10≤d<0.30c中等破坏0.30≤d<0.55d严重破坏0.55≤d<0.85e毁坏0.85≤d<1.00(3)计算该地区房屋平均震害指数(4)

给出的平均震害指数与烈度之间的对应关系，即可评定出该地区的地震烈度。地震烈度确定中国地震烈度区划图过去的地震烈度表，是以宏观震害调查为基础制定的。建立烈度与水平地面运动加速度的对应关系，直至取消烈度的概念，用地震动参数（水平地面运动加速度、反应谱的特征周期）描述地震时地面运动的强烈程度。考虑到大家的习惯，现行《建筑抗震设计规范》还未取消烈度的概念，但已把烈度与地震动参数对应了起来。地震烈度表1.6抗震设防抗震设防是各类工程结构按照规定的可靠性要求和技术经济水平所确定的统一的抗震技术要求，是对房屋进行抗震设计和采取抗震构造措施来达到抗震效果的过程。震后的什邡市落水镇宏达新村我国地震烈度的概率分布符合极值型第一水准(众值烈度)：设计基准期为50年，众值烈度的超越概率为63.2%，基本烈度-1.55度。第二水准(基本烈度)：50年超越概率为10%第三水准(罕遇烈度)：50年超越概率为2%，基本烈度+1度。一、基本烈度抗震设防烈度是指按国家批准权限审定作为一个地区抗震设防依据的地震烈度.规范规定：一般情况下，可采用《中国地震动参数区划图》中的地震基本烈度。对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度进行抗震设防。二、抗震设防烈度第五代地震动参数（烈度）区划图《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）替代《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）2016年6月1日起正式实施。一是取消了不设防地区；二是在附录中将地震动参数明确到乡镇。

设计基本地震加速度值定义为50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值1、设计基本地震加速度抗震设防烈度6789设计基本地震加速度值0.05g0.1(0.15)g0.2(0.30)g0.4g注：g为重力加速度。抗震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系返回设计特征周期根据设计地震分组和场地类别确定。设计地震的分组是在《中国地震动反应谱特征周期区划图B1》基础上略做调整，并考虑震级和震中距的影响后将建筑工程的设计地震分为三组。2、设计特征周期设计地震分组场地类别Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ第一组0.200.250.350.450.65第二组0.250.300.400.550.75第三组0.300.350.450.650.90在抗震设计时，选择适当场地或改变结构类型，使结构自振周期远离场地特征周期，则结构遭遇的地震作用将会大大减小中国地震动反应谱特征周期区划图GB18306-2015特征周期区划图三、建筑抗震设防分类建筑抗震设防分类根据建筑震害后果，可能造成人员伤亡、直接和间接经济损失、社会影响的程度及其在抗震救灾中的作用等因素，将建筑分为4类：(1)特殊设防类(2)重点设防类(3)标准设防类(4)适度设防类(1)特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。(2)重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。简称乙类。(3)标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求进行设防的建筑。简称丙类。(4)适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。甲类：遭遇地震破坏可能发生严重次生灾害，如产生放射性物质的污染、大爆炸等的建筑；对政治、经济、社会产生不可挽回的重大影响，如陕西的历史博物馆等的建筑。乙类：地震时使用不能中断或尽快恢复的建筑。如医疗、学校、广播、通讯、供水、供电、供气、消防等。丙类：一般建筑，如工厂、机关、商场、住宅丁类：次要的建筑，遭遇地震不易造成人员伤亡和较大经济损失，如水塔、烟囱等。四、抗震设防目标

当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。

当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。

当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。

简称为：“小震不坏，中震可修，大震不倒”。1.“三水准”抗震设防目标3.“三水准”抗震设防是对单一水准设防的改进，是向“性能设计”发展的重要步骤

单一水准设防思想是我国《74规范》、《78规范》采用的设防思想。设防目标是：当遭遇相当于设计烈度的地震时，建筑物的损坏不致使人民生命财产和重要生产设备遭受危害，建筑物不需修理或经一般修理仍可继续使用。

1994年美国Northridge地震(6.7级),伤亡不多，经济损失为200亿美元。1995年日本阪神地震(7.2级),经济损失为1000亿美元单一设防目标不适合现代化发展要求，需要研究开发基于性能设计规范和抗震设计方法。4、“两阶段”抗震设计方法第一阶段设计：第一水准众值烈度承载力、变形验算对大多数结构，一般可只进行第一阶段的设计。第二阶段设计：第三水准罕遇烈度结构弹塑性变形验算通过良好的抗震构造措施使第二水准要求得以实现，从而达到“中震可修”的要求。允许适当降低，6度时不应降低丁类应符合本地区抗震设防烈度的要求丙类当抗震设防烈度为6-8度时，提高1度；当9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，允许按本地区抗震设防烈度采取抗震措施乙类当抗震设防烈度为6-8度时，提高1度；当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求甲类抗震设防标准各类建筑的抗震设防标准返回五、建筑抗震设防标准抗震设防标准是衡量抗震设防要求高低的尺度，由抗震设防烈度或设计地震动参数及建筑抗震设防类别确定。应符合《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008的要求。1.7抗震概念设计抗震设计：对地震区的工程结构进行的一种专业设计，一般包括抗震概念设计、抗震计算和抗震构造措施三个方面。抗震概念设计：基于震害经验建立的抗震基本原则和思想。包括工程结构的总体布置和细部构造。抗震概念设计强调，在工程设计一开始，就应把握好能量输入、房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节，再辅以必要的抗震计算和抗震构造措施，才能建造具有良好的抗震性能和足够的抗震可靠度的建筑。1．地面运动的不确定性。2．结构分析的影响。3．材料的影响。4．阻尼的变化。5．基础差异沉降的影响。6．地基承载力。这使得其计算结果不能全面真实地反映结构的受力、变形情况，不能确保结构安全可靠。抗震概念设计必要性一、选择有利场地北川县老县城茅坝校区遗址1、选择对抗震有利场地的原则要求选择建筑场地时，应掌握地震活动情况和工程地质的有关资料，宜选择有利地段，避开不利场地，不在危险地段建设。甘肃省积石山县的6.2级地震,这个曾经充满生机的小村庄，如今已是一片废墟，被厚厚的淤泥覆盖。

地段类别地质、地形、地貌有利地段稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等一般地段不属于有利、不利和危险的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，陡坡，陡坎，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，高含水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝等危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表错位的部位房屋震害指数与局部地形的关系曲线地理位置的放大作用同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应措施。2、地基和基础设计的原则要求二、把握建筑体型建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。中央银行大厦美洲银行大厦最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为18层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为8度。一幢破坏严重，震后拆除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。结构均匀对称，基本的抗侧力体系包括4个L形的桶体，对称地由连梁连接起来，连梁遭到剪切破坏，是整个结构能观察到的主要破坏。1.对称结构受力均衡，防止扭转效应；2.联肢墙限制侧向位移；3.次要构件连梁破坏，充分耗能！4.抗震墙大刚度，有效控制位移量。美洲银行大厦(a)裙楼平面图；(b)立面图；(c)塔楼平面图中央银行大厦建筑特征破坏率（%）拐角形建筑42刚度明显不对称15低层柔弱8碰撞15墨西哥地震房屋破坏原因不利与推荐的结构形式不规则类型

定义扭转不规则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层1、平面不规则的类型扭转不规则凹凸不规则局部不连续大开洞错层不规则类型定义侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件(梁、桁架等)向下传递。楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%2、竖向不规则的类型沿竖向的侧向刚度不规则（有柔软层）竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力结构屈服抗剪强度不均匀（有薄弱层）

严重不规则是指体型复杂，多项不规则指标超过表中指标或某一项大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。注：以上规定主要针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑。

(1)当不设置防震缝时，应采用符合实际的计算模型，进行较精细的分析，判明其应力集中、变形集中或地震扭转效应等导致的易损部位，采取相应的加强措施。

(2)当在适当部位设置防震缝时，宜形成多个较规则的抗侧力结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差以及可能的地震扭转效应的情况，留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。

(3)当设置伸缩缝和沉降缝时，其宽度应符合防震缝的要求。3、防震缝的合理设置

（1）结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实际表现相符合。三、合理选择结构体系1、结构体系应符合下列各项要求：（2）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。由于柱子的数量较少或承载能力较弱，部分柱子退出工作后，整个结构系统丧失了对竖向荷载的承载能力。抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内力重分配的功能。（3）结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。（4）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。北川羌族自治县县县公安局大楼

必要的承载能力和良好的变形能力的结合便是结构在地震作用下具有的耗能能力。2、结构构件应符合下列要求：

(1)砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱，或采用约束砌体、配筋砌体等。 (2)混凝土结构构件应控制截面尺寸和受力钢筋、箍筋的设置，避免脆性破坏。 (3)预应力混凝土的构件，应配有足够的非预应力钢筋。 (4)钢结构构件的尺寸应合理控制，避免局部失稳或整个构件失稳。四、设置多道抗震防线多道抗震防线：一抗震结构体系，应有若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意识地建立一系列分布屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量地震能量，一旦破坏也易于修复。多道抗震防线对抗震结构是必要的，当第一道防线的抗侧力构件在强烈地震袭击下遭到破坏后，后备的第二道至第三道防线的抗侧力构件立即接替，抵挡住后续的地震动的冲击，可保证建筑物最低限度的安全，免于倒塌。1、多道抗震防线的必要性强柱弱梁：框架结构塑性铰出现在梁。提高结构变形能力，防止倒塌。强剪弱弯：构件正截面受弯承载力对应的剪力低于斜截面受剪承载力。防止脆性破坏。加强节点，构件自然相对弱了；减弱构件，节点自然就相对强了。(一)强柱弱梁.(二)强剪弱弯.(三)强节点、弱构件。三强三弱设计思想原则：应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑、填充墙，或选用轴压比值较小的抗震墙、实体筒体之类构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件。一般情况，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。如因条件有限，只能采用单一的框架体系，框架就成为整个体系中唯一的抗侧力构件，此时应采用“强柱弱梁”型延性框架。（即梁为第一道，柱为第二道）

2、第一道防线的构件选择双重抗侧力体系，具有两道抗震防线，如下图：3、利用赘余构件增多抗震防线增设若干赘余构件，弱赘余构件破坏耗能。框架结构的刚度小，延性好；剪力墙结构的刚度大，延性差。设计时应注意柱、墙刚度和延性的相互匹配，充分利用框架的延性及墙的刚度，协调发挥其自身的水平抗力。刚度与延性五、利用结构延性①在结构竖向：重点提高可能出现塑性变形集中的相对柔弱楼层的构件延性。②在结构平面：着重提高房屋周边转角处、平面突变处及复杂平面各翼相接处的构件延性。③对多道抗震防线的抗侧力体系，着重提高第一道防线中构件的延性。④在同一构件中，着重提高关键杆件的延性。⑤同一构件中，着重提高延性的部位应是预期构件首先屈服的部位。1、提高结构延性的原则结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。规范对各类结构采取的抗震措施，基本上是提高各类结构构件的延性水平。这些抗震措施是：采用水平向（圈梁）和竖向（构造柱、芯柱）混凝土构件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力荷载的承载能力；2.避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏）先于钢筋的屈服；3.避免钢结构构件的整体和局部失稳，保证节点焊接部位（焊缝和母材)在地震时不致开裂。（1）控制构件的破坏形态。（2）减小杆件轴压比。（3）高强混凝土的应用可降低轴压比，但此时应适当降低剪压比控制值。（4）采用钢纤维混凝土。2、改善构件延性的途径问题主要是混凝土的强度等级达不到。六、确保抗震结构整体性1、结构应具有连续性对半预制钢筋混凝土结构：为避免预制楼板搁进墙内后将现浇钢筋混凝土墙体分开，而在新旧混凝土接合面形成水平通缝，破坏墙体沿竖向的连续性，应将预制板端部做成槽齿形，将少数肋伸进墙内。砌体结构：应按规定设置圈梁和构造柱。2、保证构件间的可靠连接结构各构件之间的连接，应符合下列要求：①构件节点的破坏，不应先于其连接的构件。②预埋件的锚固破坏，不应先于连接件。③装配式结构构件的连接，应能保证结构的整体性。④预应力混凝土构件的预应力钢筋，宜在节点核心区以外锚固。砌体结构采用檐口圈粱和地圈梁。建造于软弱地基上的高层建筑，采用箱形基础。3、增强房屋的竖向刚度提高房屋竖向刚度,减轻地基不均匀沉降。七.减少地震能量输入国内外多次大地震表明，对于柔性建筑，厚土层上的震害重，薄土层上的震害轻，直接座落在基岩上的震害更轻。1、薄的场地覆盖层房屋破坏率与覆盖土层厚度的关系有条件时，应选择具有较大平均剪切波速的坚硬场地土。场地土类别地震动卓越周期（s）水平地震动参数结构（5%阻尼比）最大反应加速度（g）加速度（g）速度（cm/s）位移（cm）岩石＜0.50.03960.12硬土≤1.00.041090.10软硬土过渡区1.00.111270.16软土①（古湖床）2.00.2061211.02软土②（古湖床）3.0～4.00.1440220.43墨西哥市区不同场地土的地震动参数2．坚实的场地土1977年罗马尼亚弗兰恰地震，地震动卓越周期，东西向为1.0s，南北向为1.4s。布加勒斯市自振周期为0.8至1.2s的高层建筑破坏严重，其中有不少建筑倒塌，然而该市自振周期为2.0s的25层洲际大旅馆几乎无震害，且墙面装修也未损坏。3．将建筑物的自振周期与地震动的卓越周期错开，避免共振。利用隔震技术改变结构的动力特性，减少地震能量的输入，减小结构地震反应，以达到防震的目的。实际中采用的隔震方案有橡胶垫式隔震、滑移式、摆动式隔震、悬吊式隔震等。4．采取基础隔震措施八、减轻房屋的自重地震时，自重大的建筑比自重小的建筑更容易遭到破坏。原因有两方面：（1）由于水平地震力的大小，几乎与建筑的质量成正比。（2）因为重力效应在房屋倒塌过程中起着关键性作用。在大变形状态下，建筑自重愈大，P-Δ效应愈严重，就更容易促成建筑物的整体失稳而倒塌。在高层建筑地上部分的总重中，一般楼盖重量占总重的40%左右，因此减小楼板自重是减轻房屋总重的最佳途径。减小楼板自重，除采用轻混凝土外，实际工程中可以采用密肋楼板、无粘结预应力平板、预制多孔板和现浇多孔楼板来减小楼板的折实厚度以达到减小楼盖自重的目的。1．减小楼板厚度。采用全墙体系、框—墙体系和筒中筒体系的高层建筑中，钢筋混凝土墙体的自重占有较大的比重，而且从结构刚度、地震反应、构件延性等角度来说，钢筋混凝土墙体的厚度都应该适当，不可太厚。2．尽量减薄墙体。高强混凝土是指强度等级为C50—C100的混凝土。由于它的抗压强度很高，用于超高层建筑，可以节约钢材，减小构件截面，增加建筑有效使用面积，减轻房屋自重。采用轻集料混凝土，加气混凝土，轻型隔墙，轻型围护墙等，可以减轻房屋的自重。3．采用高强混凝土。4．轻质材料。九、合理选择材料国家标准《建筑与市政工程抗震通用规范》，编号为GB55002-2021，自2022年1月1日起实施。结构材料、施工质量以及附属机电设备的抗震措施等均会对工程抗震防灾能力构成重要影响。重点是减少材料脆性。必须满足结构材料性能指标的最低要求。（1）钢结构强度等级满足GB55006-2021《钢结构通用规范》（2）砌体强度等级满足GB55007-2021《砌体结构通用规范》（3）混凝土和钢筋强度等级满足GB55008-2021《混凝土结构通用规范》1、对结构材料性能指标的最低要求：（1）钢结构强度等级满足

GB55006-2021《钢结构通用规范》钢结构中所用的钢材，应保证抗拉强度、屈服强度、冲击韧性合格及硫、磷和碳含量的限制值。抗拉强度是实际上决定结构安全储备的关键，伸长率反映钢材能承受残余变形量的程度及塑性变形能力，钢材的屈服强度不宜过高。（2）砌体强度等级满足GB55007-2021《砌体结构通用规范》1类、2类环境下块体材料最低强度等级3类环境下块体材料抗冻性能与最低强度等级对砌体结构的材料强度等级要求，是材料强度的最低要求，属于规范的底线控制要求，不满足时应按工程质量事故对待。（3）混凝土和钢筋强度等级满足GB55008-2021《混凝土结构通用规范》

结构混凝土强度等级的选用应满足工程结构的承载力、刚度及耐久性需求。当施工中进行混凝土结构构件的钢筋、预应力筋代换时，应符合设计规定的构件承载能力、正常使用、配筋构造及耐久性能要求。应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算，并应满足最小配筋率要求。强调等强换算的目的，是为了避免出现原设计没有预料到的抗震薄弱部位，形成变形集中，以及构件在有影响的部位发生混凝土的脆性破坏（混凝土压碎、剪切破坏等），以免造成薄弱部位转移导致结构严重破坏甚至倒塌。对钢筋混凝土结构的材料强度等级要求，是材料强度的最低要求，属于属于规范的底线控制要求，不满足时应按工程质量事故对待。十.处理好非结构构件

非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。附着于楼、屋面结构上的非结构构件，应与主体结构有可靠连接或锚固，避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备。围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。3.幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接，避免地震时脱落伤人。安装在建筑上的附属机械、电气设备系统的支座和连接，应符合地震时使用功能的要求，且不应导致相关部件的损坏。返回重点1、构造地震的成因；2、地震的基本术语；3、建筑抗震设防依据；4、目标及分类标准难点

1、地震的活动性；2、建筑抗震设防依据；3、抗震概念设计的基本内容；4、不规则的建筑结构关键

1、抗震设防的依据1.8本章小结返回四、名词解释1.震级、2.地震烈度、3.基本烈度、4.设防烈度、5.多遇烈度、6.罕遇烈度、7.地震波五、简答题4.什么是地震基本烈度和抗震设防烈度?5.三个水准烈度是根据什么划分的?6.何谓三水准设防要求和两阶段设计步骤?7.建筑按重要性分为哪几类？划分的依据是什么?10.对抗震建筑的平、立面布置有何基本要求?17.地震地面运动的三要素是什么?作业2.1

概述2.2工程地质条件对震害的影响2.3场地2.４地基基础抗震验算2.５地基液化2.６桩基抗震设计2.７本章小结第二章建筑场地与地基基础返回2.1概述场地：工程群体所在地，其范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于1.0km2的平面面积。建筑的震害可分为两类是由振动破坏引起的是由地基失效引起的返回2.2

工程地质条件对震害的影响工程地质条件对震害的影响局部地形的影响局部地质构造的影响地下水位的影响一、局部地形的影响1.高突地形距离基准面的高度愈大，地震反应愈大；2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离愈大，地震反应愈小；3.在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大；4.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;5.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。实例1994年云南昭通地震，芦家湾某村坐落于山梁上，山梁长150m，顶部最宽15m，最窄5m，高60m.距震中18km。突出端部的最大加速度为0.632g,鞍部为0.257g，大山根部为0.431g。烈度为9度烈度为8度烈度为7度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---附加调整系数

0.3

0.6

1.0

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岩质地层非岩质地层突出地形的高度(m)局部突出台地边缘的侧向平均坡降(H/L)局部突出地形地震影响系数的增大幅度附加调整系数二、局部地质构造的影响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。建设时应避开。摩洛哥艾加迪尔旅馆建在活断层上，在5.8级地震的袭击下成为一堆瓦砾。《建筑抗震设计规范》规定场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，并应符合下列要求：(1)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：①抗震设防烈度小于8度。②非全新世活动断裂。③抗震设防烈度为8度和9度时，隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。

__

200m

400m

专门研究9

__

100m

200m

专门研究

8

丁

丙

乙

甲建筑抗震设防类别烈度发震断裂的最小避让距离(m)(2)对不符合(1)规定的情况，应避开主断裂带。在避让距离的范围内不得建造甲、乙、丙类建筑，确有需要时，在严格控制建筑容积率不应超过的情况下可建造层数不超过三层的丙、丁类建筑，其基础应采用筏基等整体性比较好的形式，且不应跨越断层线。三、地下水位的影响地下水位对建筑物的震害有明显影响，水位越浅，震害越严重。地下水位对震害的影响程度还与地基土的类型有关，软弱土层的影响程度最大，粘性土地基的影响程度次之，坚硬土地基的影响较小。返回2.3

场地场地条件对建筑物震害影响的主要因素是场地土的刚度和场地覆盖层的厚度在软弱地基上，柔性结构最容易遭到破坏，刚性结构则表现较好。在坚硬地基上，柔性结构一般表现较好，而刚性结构的表现不一。一、场地条件对震害的影响二、场地土类型土的类别主要取决于土的刚度土的刚度可按土的剪切波速划分，即按地面以下20m深度，且不大于覆盖层厚度范围内土层平均性质分类。土层等效剪切波速的计算----土层的等效剪切波速----计算深度（m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值----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i土层的厚度(m)----计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)----计算深度范围内土层的分层数土的类型岩土名称和性状剪切波速范围(m·s-1)岩石坚硬和较坚硬的稳定岩石vs>800坚硬土或软质岩石破碎和较破碎的岩石或软和较软的岩石，密实的碎石土800≥vs>500中硬土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，fak>150的粘土和粉土，坚硬黄土500≥vs>250中软土稍密的砾，粗、中砂，除松散外的细、粉砂，fak≤150的粘性土和粉土，fak>130的填土，可塑黄土250≥vs>150软弱土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，fak≤130的填土，流塑黄土vs≤150注：fak为荷载试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa)；vs为岩土剪切波速。土的类型划分和剪切波速范围《建筑抗震设计规范》规定：对丁类建筑及层数不超过10层且高度不超过30m的丙类建筑，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状，按上表划分土的类型，再利用当地经验在该表所示的剪切波速范围内估计各层土的剪切波速。三、场地覆盖层厚度场地覆盖层厚度是指从地表到地下基岩面的距离。《建筑抗震设计规范》按下列要求确定建筑场地覆盖层厚度：(1)一般情况下，应按地面至剪切波速大于400m·s-1且其下卧各岩土的剪切波速均不小于400m/s

的土层顶面的距离确定。(2)当地面5m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400m·s-1时，可按地面至该土层顶面的距离确定。(3)剪切波速大于500m·s-1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。《建筑抗震设计规范》根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度将建筑场地划分为四类：四、场地类别等效剪切波速(m·s-1)场地类别Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣvs>8000800≥vs>5000500≥vse>250<5≥5250≥ves>150<33~50>50ves≤150<33~1515~80>80各类建筑场地的覆盖层厚度(m)【例2.1】已知某建筑物场地的地质钻探资料如表所示，试确定建筑物场地的类别。土层底部深度(m)土层厚度(m)岩石名称剪切波速m/s2.52.5杂填土22010.58.0粉土28022.011.5中砂35034.012.0碎石土520【解】：（1）计算计算等效剪切波速据地面22m以下土层的剪切波速为确定场地覆盖层厚度计算深度故覆盖层厚度（2）确定场地类别，且故该建筑场地为II场地返回2.4地基基础抗震验算一、可不进行地基验算的范围《建筑抗震设计规范》规定，下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：(1)《建筑抗震设计规范》规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。(2)地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：①一般的单层厂房和单层空旷房屋；②砌体房屋；③不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋；④基础荷载与③项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。地基抗震承载力在静力设计承载力基础上调整。

调整的出发点：

1）地震是偶发事件，地基抗震承载力安全系数可比静载时降低；

2）多数土在有限次的动载下，强度较静载下稍高。二、地基土抗震承载力的调整式中faE---调整后的地基抗震承载力设计值

---地基抗震承载力调整系数fa-----深宽修正后的地基承载力特征值，按《建筑地基基础设计规范》GB50007采用地基土抗震承载力岩土名称和性状ζa岩石，密实的碎石土，密实的砾、粗、中砂，fak≥300的粘性土和粉土1.5中密，稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂，150≤fak＜300的粘性土和粉土，坚硬黄土1.3稍密的细、粉砂，100≤fak＜150的粘性土和粉土，可塑黄土1.1淤泥，淤泥质土，松散的砂，杂填土，新近堆积黄土及流塑黄土1.0地基土抗震承载力调整系数规范规定：基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下式要求式中p--基础底面平均压力（kPa)pmax—基础底面边缘最大压力(kPa)faE---地基土抗震允许承载力地基基础的抗震验算，一般采用“拟静力法”，即假定地震作用如同静力荷载恒定的作用在地基基础上三、天然地基抗震验算高宽比大于4的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力；其它建筑，基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。因此，对基础地面为矩形的基础，其受压宽度与基础宽度之比则应大于0.85，即

式中--为矩形基地底面受压宽度--为矩形基地底面宽度返回一、砂性液化机理及影响液化的因素处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实，使空隙水压力急剧上升，而在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的空隙水压力来不及消散，使原有土颗粒通过接触点传递的压力减小，当有效压力完全消失时，土颗粒处于悬浮状态之中。这时，土体完全失去抗剪强度而显示出近于液体的特性。这种现象称为液化。2.5地基液化液化的宏观标志是在地表出现喷砂冒水。处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时容易出现液化现象地震时,土壤液化，并造成喷砂的现象，其喷砂口的形状，好像火山口，从底下涌出的泥砂，成辐射状向四周流下。土壤液化前后土颗粒状态

1964年，日本新泻地震时因地基液化而使楼房倾倒土体液化过程中，伴随着孔压上升出现喷水冒砂现象，同时土体失去承载力，也加重了灾区房屋的破坏程度。土体液化危害1999年

“9.21地震”集集地震。员林、南投、大肚溪以及台中港等大规模地区发生砂土液化现象，导致地层下陷、喷水冒砂、房屋倾斜、倒塌。土体液化危害921集集大地震,一家三合院,三间房屋内出现喷砂,室内家具皆被涌出的泥砂推挤的得东倒西歪土体液化危害奥克兰国际机场的场地液化引起的沉降砂土液化引起奥兰克国际机场有铺筑地面区内的侧面扩张和沉降裂缝宽度最大达30cm，与跑道相邻而更靠近海湾的未铺筑地面区内，扩张裂缝更大，其宽度可达约1m。在这附近还有一处防洪堤受损坏。载至2023年12月31日，甘肃省积石山发生里氏6.2级地震。造成20余万间房屋受损或倒塌，117人遇难，781人受伤。主要原因是场地液化造成房屋破缺与倒塌。金田村拍摄的砂涌处置现场土体液化危害

唐山地震时，严重液化地区喷水高度可达8米，厂房沉降可达1米。

天津地震时，海河故道及新近沉积土地区有近3000个喷水冒砂口成群出现，一般冒砂量0.1-1立方米，最多可达5立方米。有时地面运动停止后，喷水现象可持续30分钟。液化的震害：喷水冒砂淹没农田，淤塞渠道，淘空路基；沿河岸出现裂缝、滑移，造成桥梁破坏，等等。液化使建筑物产生下列震害：

1.地面开裂下沉使建筑物产生过渡下沉或整体倾斜；

2.不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等水平构件及其节点破坏，使墙体开裂和建筑物体形变化处开裂；

3.室内地坪上鼓、开裂，设备基础上浮或下沉。土层的地质年代；土层组成；土的相对密度；土层的埋深；地下水位的深度；地震烈度和地震持续时间；影响场地土液化的主要因素：二、

液化的判别1、液化判别和处理的一般原则：1）对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，除6度外，应进行液化判别。对6度区一般情况下可不进行判别和处理，但对液化敏感的乙类建筑可按7度的要求进行判别和处理。2）存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级结合具体情况采取相应的措施。为了省时、省钱，一般采用两阶段判别原则，凡是初步判断不液化的就可以不进行第二阶段判别，以节省勘察工作量。（1）地质年代为第四纪晚更新世及以前时，7、8度可判为不液化；（2）当粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率在7、8和9度时分别大于10、13和16可判为不液化；（3）采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合条件时，可不考虑液化影响。场地内实测标贯击数N63.5大于液化判别标贯击数的临界值Ncr。计算液化指数Ile选择抗液化措施初步判别第二步判别不必考虑液化影响是是是是否否否否两阶段液化判别原则

《建筑抗震设计规范》以地质年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土层厚度等作为判断条件。饱和砂土或粉土(不含黄土)当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或可不考虑液化影响：（1）地质年代为第四纪晚更新世及以前时，7、8度可判为不液化；（2）当粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率在7、8和9度时分别大于10%、13%和16%可判为不液化；1）初判(3)

天然地基上的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位的深度符合下列任一条件时，可不考虑液化影响：---上覆非液化土层厚度（m)，计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除；---基础埋置深度(m),不超过2m时采用2m；---地下水位深度（m)，宜按建筑使用期内年平均最高水位采用，也可按近期内年最高水位采用；---液化土特征深度（m)，按右表采用。9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度饱和土类别液化土特征深度d0上面判别式（db=2)亦可用下图表示：123456712345678910dw(m)不考虑液化影响区须进一步判别区粉土7度9度8度12345612345678910dw(m)不考虑液化影响区须进一步判别区砂土7度8度9度db>2时，在du

、dw中减去（db-2)后再查图确定。需进一步进行液化判别时，应采用标准贯入试验判别法判别一般地面下20m范围内但对《建筑抗震设计规范》中规定可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的各类建筑可只判别地面下15m范围内土的液化。2）标准贯入试验判别标准贯入试验设备

钻孔至试验土层上15cm处,用63.5公斤穿心锤，落距为76cm，打击土层，打入30cm所用的锤击数记作N63.5，称为标贯击数。用N63.5与规范规定的临界值Ncr比较来确定是否会液化。在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：---地下水位深度（m)---饱和土标准贯入试验点深度（m)---液化判别标准贯入锤击数基准值，按下表采用。---粘粒含量百分率，当小于3或是砂土时，均应取3。---为与设计地震分组相关的调整系数。地面加速度(g)0.100.150.200.300.40液化判别标准贯入锤击数基准值710121619设计地震分组调整系数第一组0.80第二组0.95第三组1.05液化判别标准贯入锤击数基准值调整系数液化指数：三、液化地基危害程度评价---判别深度内每一个钻孔标准贯入试验点总数---分别为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临界值时取临界值的取值；---第i点所代表的土层厚度（m)；---为i土层单位土层厚度的层位影响权函数值(单位m-1)。当该层中点深度不大于5m时应采用10，等于20m时应采用零值，5~20m时应按线性内插法取值(如左图)。当只需要判别15m范围以内的液化时，公式中15m(不包括15m)以下的值可视为零。液化等级与相应的震害情况液化等级液化指数地面喷水冒砂情况对建筑物的危害情况轻微地面无喷水冒砂，或仅在洼地、诃边有零星的喷水冒砂点危害性小，一般不致引起明显的震害中等喷水冒砂可能性大，从轻微到严重均有，多数属中等危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，有时不均匀沉陷可达200mm严重一般喷水冒砂都很严重，地面变形很明显危害性大，不均匀沉陷可能大于200mm，高重心结构可能产生不允许的倾斜一般地，液化指数越大，场地的喷水冒砂情况和建筑物的液化震害就越严重，因此可以根据液化指数的大小来区分地基的液化危害程度，即地基的液化等级。【例2.2】 某场地7度设防，设计基本加速度为0.15g，工程地质年代为第四纪全新世，设计地震分组为一组，拟在上面建造一丙类建筑，基础埋深2.0m。钻孔深度15m，地下水、土层顶面标高及各贯入点深度、锤击数实测值如图所示。试判别地基是否液化；若为液化土，求液化指数和液化等级。【解】 1）初步判别地下水位深度=1.0m，基础埋置深=2.0m，液化特征深度=8m，上覆非液化土层厚=0，均不满足不液化或不考虑液化条件，需进一步判别。（1）液化判别2）标准贯入试验判别测点标准贯入锤击数基准值N0=10，测点1标准贯入点深区度ds1，粘性土含量百分率ρc取3，测点1标准贯入锤击数临界值。测点1标准贯入锤击数临界值标准贯入锤击数实测值,为液化土。测点贯入深度dsi(m)实测值Ni临界值Ncri是否液化液化土层厚度di(m)中点深度zi(m)权函数Wii层液化指数液化指数IIE11.437.2是1.11.55106.4213.2224.01512.1否035.0813.5是1.05.0104.0746.01614.7否057.01215.7是1.57.257.752.73液化分析表1）求各标准贯入点所代表的土层厚度di及其中点深度zi（2）求液