13.3 场地、地基及基础的抗震计算
13.3.1 场地的概念
场地是指工程群体所在地,其范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于1.0kmt的平面面积。场地土则是指在场地范围内的地基土。一般规律是:土质越软,覆盖层越厚,建筑物震害越重。因此,场地条件对建筑物意实影响的主要因素是:场地土的刚性和场地覆盖层厚度。建筑场地的类别划分以土层等效前句波速和场地覆盖层厚度为准,共分为I、Ⅱ、Ⅲ、IV四类。
13.3.2 地基及基础的抗震计算
1.不进行天然地基及基础抗震承载力验算的建筑根据我国多次强地震中建筑遭受破坏资料的分析,下列建筑在天然地基上极少产生地基破坏而引起结构破坏,故可不进行地基抗震承载力的验算:
①砌体房屋;
②地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的一般单层厂房、单层空旷房屋和不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房。所谓教弱黏性土层主要是指7度、8度和9度时,地基承载力特征值分别小于80kPa、100ka和120kPa的土层;
③《抗震规范》规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。
2.天然地基在地震作用下的抗震验算
(1)地基土的抗震承载力
《抗震规范》规定,天然地基基础抗震验算时,应采用地震作用效应标准值组合,且患基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。地基抗震承载力按式(13-1)计算:
fa=6f.
式中:fg——调整后的地基抗震承载力;
一—地基抗震承载力调整系数,按表13-1采用;
—一深宽修正后的地基承载力特征值,按现行国家标准《建筑地基基础设计规意)(CB50007-2011)采用。
(2)地震作用下天然地基的抗震验算
当验算天然地基作用下的竖向承载力时,按地震作用效应标准组合的基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下列要求:
式中:p——地震作用效应标准组合的基础底面平均压力;
Pa——地震作用效应标准组合的基础边缘的最大压力。
为保证建筑物的抗震稳定性,对高宽比大于4的高层建筑,在地震作用下,基础底面不宜出现拉应力;其他建筑,基础底面与地基土之间的零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。
3.地基抗震措施
可液化地基、容易产生震陷的软弱黏性土地基和严重不均匀地基,属于对建筑抗震不利的地基,应分别采取不同的抗震措施,以提高它们的抗震能力。
(1)液化的概念
在地下水位以下的松散的饱和砂土和饱和粉土,在受到地震作用时,土颗粒间有压密的趋势,使土中孔隙水压力增高,当孔隙水来不及排出时,将致使土颗粒处于悬浮状态,形成有如“液体”一样的现象,称为液化。液化土体的抗剪强度几乎为零,地基承载力完全丧失。建筑物如同处于液体之上,造成下陷、浮起、倾倒、开裂等难以修复的破坏。
(2)抗液化措施
建筑抗震以预防为主。
对存在饱和砂土或饱和粉土(不含黄土)的地基,除6度设防外,应经过勘察试验进行液化判别。对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(见表13-2)。
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