清华大学-土力学-地震基础抗震设计
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为零，抗剪强度丧失—液化. u = 3
土性条件：饱和, 松散, 细砂或粉土 粘土有凝聚力,不易悬浮
抗震验算
三 地基液化可能性判断 liquefaction
2 规范法判断地基液化 1)初判 Q3以前,地震烈度8度以下，不考虑液化 粉土中粘粒含量>10~16%, 7~9度不液化
非液化土层du很厚,地下水位dw很深 不液化
地震分类：构造 火山 陷落地震
地震波: 体波和面波
体波分为：纵波P 压缩波 波速高 横波S 剪切波
面波分为：瑞利波 乐甫波
当横波和面波到达时，地表面的振动最强烈
一 地震特点和震害 Kobe earthquake, 1995
Concrete-frame structure with a mid-story collapse
一 地震特点和震害
2013年4月20日 雅安7.0级地震
抗震验算
二 抗震验算 建筑抗震设计规范 Code for seismic design of buildings
1 抗震承载力
faE=s fa s=1~1.5 (软~硬土)为提高系数
在动荷载作用下,动强度偏高 特殊荷载下安全系数允许降低
抗震验算
高宽比 > 4 pmin 0
其他建筑 基底与地基表面脱开区域 < 15%
抗震验算
二 抗震验算
4 水平地震力FE的计算
FE= Geq
单层Geq = Ge 多层Geq = 0.85
Ge
等效重量荷载~总重力荷载
关键在于地震影响系数
与设计裂度有关, 与近震,远震有关,比震中小2度为远震 与场地特征周期 Tg 有关 (地基土特性)
二 抗震验算
1 抗震承载力
faE=s fa s=1~1.5 (软~硬土)
在动荷载作用下,动强度偏高 特殊荷载下安全系数允许降低
2 基底压力计算(拟静力法)
M
GE FE
D
G
p
将地震作用等效为惯性力 FE 做静力分析 1) 荷载组合
GE 计算地震时结构总荷载 G 基础加周围土重 FE 地震引起的惯性力 M FE引起的地面位置的力矩
天然地基上的浅基础设计 Shallow foundation in natural ground
GB50007-2011
1 设计方法 2 基础分类 3 基础埋深 4 地基计算 5 基础设计 6 抗震验算
允许承载力设计 极限状态设计 基于可靠度设计
刚性角 4项基本原则 3项控制因素 承载力（标准）、变形（准永久） 冲切验算（基本组合，不考虑G）
2008汶川地震 烈度分布
Epicenter
Earthquake intensity
XI X IX VIII VII VI
50 km Zipingpu CFRD
Chengdu
Data source: China Seismological Bureau
Chongqing
抗震验算
一 地震和震害
震级:M=logA,能量尺度 Magnitude 1935年 Richter提出的
pmax
地基基础承的载验力算验算
二 抗震验算
1 抗震承载力 faE=s fa s=1~1.5 (软~硬土)
2 基底压力计算(拟静力法) 地震作用等效为惯性力 FE
3 承载力验算
1）中心荷载
p=
GE+G A
faE
M D
G FE E G
2）偏心荷载
pmax=
GE+G A
+
M W
1.2
faE
p
pmax
作业：浅基础课程设计
第6节 基础的抗震验算 一 地震和震害
一 地震和震害
环球火山地震带
欧亚大陆
抗震验算
一 地震和震害
震级:M=logA,能量尺度 Magnitude 1935年 Richter提出的
裂度(Earthquake Intensity): 某地区的地面和各种建筑 物受一次地震影响的强烈程度. (反映破坏程度).最大12度 （1）与震级有关； （2）与距离震中的远近有关 （3）与地质和地形有关
裂度(Earthquake Intensity): 某地区的地面和各种建筑物受一次地震影响的强烈程 度. (反映破坏程度).国际上定12度
(1)与震级有关 (2)与距离震中的远近有关 (3)与地质和地形条件有关
设计裂度: 地区多年地震裂度统计而确定的基本裂度. 根据重要性加减.
抗震验算
一 地震特点和震害
2)复判
初判为可液化土层，地面下20m范围内，计算临界标贯值
Ncr=N0 [ln(0.6ds+1.5)-0.1 dw]
3
c
实际土层标贯击数N< wenku.baidu.comcr判断为液化土层 ds标惯点深度； dw地下水深度， c粘粒含量，N0基准标惯击
数，根据烈度和近远震取值
天然地基上的浅基础设计
1 无筋扩展基础与有筋扩展基础的区别 2 作用标准组合、准永久组合和基本组合 3 基础埋置深度的确定原则和方法 4 土的冻胀机理，考虑冻胀的基础埋深确定 5 地震的主要特点，地震影响系数的确定方法 6 地震液化的机理及规范推荐的液化判断方法 7 基础结构设计要点，刚性角、冲切验算方法 8 掌握天然地基上浅基础的设计流程
与建筑物 结构自振周期T有关
抗震验算
二 抗震验算
地震影响系数
2max
2
Tg 场地特征周期,地震在
此地基引起的震动主
周期
T 建筑物结构自振周期，
接近于地基的特征周
期时发生最大损害—
0 0.1 Tg
5Tg T(秒) 共振
结构自振周期 T
抗震验算
三 地基液化可能性判断 liquefaction
1 液化: 对于饱和松砂在振动荷载下，由松变密，产生 超静孔压u 。颗粒在一段时间内处于悬浮状态，其自 重原来由土骨架承担，现在由水承担，有效应力变
一 地震特点和震害
1999 年9月21日台湾大地震台中县，石冈坝由 于通过逆冲断层破坏
一 地震特点和震害
1999 年9月21日台湾大地震台中县
台中县雾台峰中县太 乡 平市
一 地震特点和震害
2008年汶川地震
2008年5月17日，深山雾霭，地震扭曲的小镇无路 可出。近6天断电断水断粮。山体过于接近,飞机无 法降落施救，只能远远望着呼救人群
一 地震特点和震害
2008年汶川地震
一 地震特点和震害
2008年汶川地震 – 映秀
一 地震特点和震害
2010年1月12日海地7.0级地震
一 地震特点和震害
2010年2月27日智利8.8级地震
一 地震特点和震害
2010年4月14日玉树7.1级地震
一 地震特点和震害
2011年3月11日日本8.8级地震海啸
土性条件：饱和, 松散, 细砂或粉土 粘土有凝聚力,不易悬浮
抗震验算
三 地基液化可能性判断 liquefaction
2 规范法判断地基液化 1)初判 Q3以前,地震烈度8度以下，不考虑液化 粉土中粘粒含量>10~16%, 7~9度不液化
非液化土层du很厚,地下水位dw很深 不液化
地震分类：构造 火山 陷落地震
地震波: 体波和面波
体波分为：纵波P 压缩波 波速高 横波S 剪切波
面波分为：瑞利波 乐甫波
当横波和面波到达时，地表面的振动最强烈
一 地震特点和震害 Kobe earthquake, 1995
Concrete-frame structure with a mid-story collapse
一 地震特点和震害
2013年4月20日 雅安7.0级地震
抗震验算
二 抗震验算 建筑抗震设计规范 Code for seismic design of buildings
1 抗震承载力
faE=s fa s=1~1.5 (软~硬土)为提高系数
在动荷载作用下,动强度偏高 特殊荷载下安全系数允许降低
抗震验算
高宽比 > 4 pmin 0
其他建筑 基底与地基表面脱开区域 < 15%
抗震验算
二 抗震验算
4 水平地震力FE的计算
FE= Geq
单层Geq = Ge 多层Geq = 0.85
Ge
等效重量荷载~总重力荷载
关键在于地震影响系数
与设计裂度有关, 与近震,远震有关,比震中小2度为远震 与场地特征周期 Tg 有关 (地基土特性)
二 抗震验算
1 抗震承载力
faE=s fa s=1~1.5 (软~硬土)
在动荷载作用下,动强度偏高 特殊荷载下安全系数允许降低
2 基底压力计算(拟静力法)
M
GE FE
D
G
p
将地震作用等效为惯性力 FE 做静力分析 1) 荷载组合
GE 计算地震时结构总荷载 G 基础加周围土重 FE 地震引起的惯性力 M FE引起的地面位置的力矩
天然地基上的浅基础设计 Shallow foundation in natural ground
GB50007-2011
1 设计方法 2 基础分类 3 基础埋深 4 地基计算 5 基础设计 6 抗震验算
允许承载力设计 极限状态设计 基于可靠度设计
刚性角 4项基本原则 3项控制因素 承载力（标准）、变形（准永久） 冲切验算（基本组合，不考虑G）
2008汶川地震 烈度分布
Epicenter
Earthquake intensity
XI X IX VIII VII VI
50 km Zipingpu CFRD
Chengdu
Data source: China Seismological Bureau
Chongqing
抗震验算
一 地震和震害
震级:M=logA,能量尺度 Magnitude 1935年 Richter提出的
pmax
地基基础承的载验力算验算
二 抗震验算
1 抗震承载力 faE=s fa s=1~1.5 (软~硬土)
2 基底压力计算(拟静力法) 地震作用等效为惯性力 FE
3 承载力验算
1）中心荷载
p=
GE+G A
faE
M D
G FE E G
2）偏心荷载
pmax=
GE+G A
+
M W
1.2
faE
p
pmax
作业：浅基础课程设计
第6节 基础的抗震验算 一 地震和震害
一 地震和震害
环球火山地震带
欧亚大陆
抗震验算
一 地震和震害
震级:M=logA,能量尺度 Magnitude 1935年 Richter提出的
裂度(Earthquake Intensity): 某地区的地面和各种建筑 物受一次地震影响的强烈程度. (反映破坏程度).最大12度 （1）与震级有关； （2）与距离震中的远近有关 （3）与地质和地形有关
裂度(Earthquake Intensity): 某地区的地面和各种建筑物受一次地震影响的强烈程 度. (反映破坏程度).国际上定12度
(1)与震级有关 (2)与距离震中的远近有关 (3)与地质和地形条件有关
设计裂度: 地区多年地震裂度统计而确定的基本裂度. 根据重要性加减.
抗震验算
一 地震特点和震害
2)复判
初判为可液化土层，地面下20m范围内，计算临界标贯值
Ncr=N0 [ln(0.6ds+1.5)-0.1 dw]
3
c
实际土层标贯击数N< wenku.baidu.comcr判断为液化土层 ds标惯点深度； dw地下水深度， c粘粒含量，N0基准标惯击
数，根据烈度和近远震取值
天然地基上的浅基础设计
1 无筋扩展基础与有筋扩展基础的区别 2 作用标准组合、准永久组合和基本组合 3 基础埋置深度的确定原则和方法 4 土的冻胀机理，考虑冻胀的基础埋深确定 5 地震的主要特点，地震影响系数的确定方法 6 地震液化的机理及规范推荐的液化判断方法 7 基础结构设计要点，刚性角、冲切验算方法 8 掌握天然地基上浅基础的设计流程
与建筑物 结构自振周期T有关
抗震验算
二 抗震验算
地震影响系数
2max
2
Tg 场地特征周期,地震在
此地基引起的震动主
周期
T 建筑物结构自振周期，
接近于地基的特征周
期时发生最大损害—
0 0.1 Tg
5Tg T(秒) 共振
结构自振周期 T
抗震验算
三 地基液化可能性判断 liquefaction
1 液化: 对于饱和松砂在振动荷载下，由松变密，产生 超静孔压u 。颗粒在一段时间内处于悬浮状态，其自 重原来由土骨架承担，现在由水承担，有效应力变
一 地震特点和震害
1999 年9月21日台湾大地震台中县，石冈坝由 于通过逆冲断层破坏
一 地震特点和震害
1999 年9月21日台湾大地震台中县
台中县雾台峰中县太 乡 平市
一 地震特点和震害
2008年汶川地震
2008年5月17日，深山雾霭，地震扭曲的小镇无路 可出。近6天断电断水断粮。山体过于接近,飞机无 法降落施救，只能远远望着呼救人群
一 地震特点和震害
2008年汶川地震
一 地震特点和震害
2008年汶川地震 – 映秀
一 地震特点和震害
2010年1月12日海地7.0级地震
一 地震特点和震害
2010年2月27日智利8.8级地震
一 地震特点和震害
2010年4月14日玉树7.1级地震
一 地震特点和震害
2011年3月11日日本8.8级地震海啸