(31)--201场地划分与场地区划.ppt

Less is more.地震波地表加速度地表加速度基岩加速度基岩土层场地是指建筑物所在地，具有相似的反应谱特征。其范围相当于厂区、居民小区和自然村的区域，大致在0.5km21.0km2。历史震害资料表明：建筑物震害除与地震类型、结构类型等有关外，还与其下卧层的构成、覆盖层厚度密切相关。从原理上分析，在岩层中传播的地震波，本来就具有多种频率成分，其中，在振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期，称为地震动的卓越周期地震动的卓越周期。在地震波通过覆盖土层传向地表的过程中，与土层固有周期相一致的一些频率波群将被放大放大，而另一些频率波群将被衰减甚至被完全过滤过滤掉。地震波通过土层后，由于土层的过滤特性与选择放大作用，地表地震动的卓越周期在很大程度上取决于场地的固有周期地表地震动的卓越周期在很大程度上取决于场地的固有周期。当建筑物的固有周期与地震动的卓越周期相接近时，建筑物的振动会加大，相应地，震害也会加重。地震波传播地震波能场地土的影响结构地震反应建筑物建筑物地震波震源震源场地土的放大和滤波作用滤波器放大器房屋的破坏率与土层厚度的关系901080706050403020100200300400结构破坏百分率（%）土层厚度（m）1967年Earthquake in Caracas,Venezuela的震害调查统计结果。1975海城地震，1976唐山大地震也有类似规律。35层层59层层1014层层14层层房屋倒塌率随土层厚度的增加而加大；比较而言，软弱场地上的建筑物震害一般重于坚硬场地。进一步深入的理论分析证明，多层土的地震效应主要取决于三个基本因素：覆盖土层厚度、土层剪切波速、岩土阻抗比。地震效应岩土阻抗比土层剪切波速覆盖土层厚度共振放大效应地震动的频谱特性1一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/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。覆盖层厚度覆盖层厚度:原意是指从地表面至地下基岩面的距离。震害一般随场地覆盖层厚度的增加而加重；房屋的破坏率随着场地覆盖层厚度的增加而升高，覆盖层厚度超出一定范围后破坏率变化不大。日本关东地震木结构房屋的破坏率明显随着冲积层厚度的增加而加重同一地区不同覆盖层上的震害明显差异，912层的房屋在冲积层上的破坏率高委内瑞拉地震市区西南部基岩深度达500m，房屋倒塌率近100，而大城山覆盖层较薄，多数厂房房屋倒塌率仅为50。唐山地震场地影响的最典型实例墨西哥地震1985.9.19 墨西哥地震，M8.1，震源位于海底40km，墨西哥城距震中400km，严重的震害主要集中在高层建筑（包括一些钢结构房屋）和长周期结构，而低层砌体和填充墙框架的破坏较轻。【原因分析】软土场地的卓越周期与十几层的高层建筑的自振周期比较接近，从而出现共振现象，使数百栋高层建筑遭到严重破坏或倒塌。软土上摩擦桩的损坏。此次地震中不少磨擦桩产生突然的不均匀沉降与倾斜、甚至倾覆。湖泊沉积层(1-3)和基岩(4-6)加速度反应谱房屋毁坏场地场地的类别的类别按照建筑抗震设计规范GB50011-2010第4.1.6条规定：建筑的场地类别，应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分为四类，其中I类分为I0、I1个亚类。当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表所列场地类别的分界线附近时，应允许按插值方法确定地震作用计算所用的特征周期。岩石的剪切波速或土的等效剪切波速(m/s)场 地 类 别01S8000800S5000500S25055250S150335050S1503315155080土层等效剪切波速式中：se土层等效剪切波速(m/s)；d0计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m两者的较小值；t剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；di计算深度范围内第i土层的厚度(m)；si计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)；n计算深度范围内土层的分层数。对丁类建筑及丙类建筑中层数不超过10层、高度不超过24m的多层建筑，当无实测剪切波速时，可根据下表的剪切波速范围内估算各土层的剪切波速。土的类型划分和剪切波速范围土的类型岩土名称和性状土层剪切波速范围(m/s)岩石坚硬、较硬且完整的岩石S800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800S500中硬土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，fak150的黏性土和粉土，坚硬黄土500S250中软土稍密的砾、粗、中砂，除松散外的细、粉砂，fak150的黏性土和粉土，fak130的填土，可塑新黄土250S150软弱土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的黏性土和粉土，fak130的填土，流塑黄土S150【例题】已知某建筑场地的地层资料如下所示，试确定该场地的类别。03m粘土，S 150m/s；318m砾砂，S 350m/s；1820m玄武岩，S 600m/s；2027m粘土，S 160m/s；2732m粘土，S 420m/s；32m以下，泥岩，S 600m/s。【解】：（1）确定覆盖层厚度：32m以下vs500m/s，而vs3=600m/s500m/s，该层玄武岩应从覆盖层厚度扣除，所以，应取覆盖层厚度为：d0=322=30m。（2）计算等效剪切波速 按照前面规定，计算深度取覆盖层厚度和20m两者的较小值，但玄武岩应夹层不应计入，所以：（3）确定建筑场地类别 查表，vse位于250500m/s之间，且d0=30m5m，故属于类场地。场地区划的基本方法与过程是：(1)收集城区范围内的工程地质、水文地质、地震地质资料；(2)依据上述资料做出所考虑区域的控制剖面图，视具体情况适当补充进行工程地质勘探和剪切波速测试工作；(3)按照钻孔地质资料统计，给出不同类别土的剪切波速随深度变化的经验关系；(4)依据控制剖面图和剪切波速经验关系，计算控制点的浅层岩土（地表下20m）等效剪切波速，并决定各控制点覆盖层厚度；(5)根据等效剪切波速和覆盖层厚度对城区范围内的场地做出小区划分。场地场地区划与综合评价区划与综合评价 建筑抗震设计规范GB50011-2010第4.1.1条规定：对不利地段，应提出避开要求；当无法避开时应采取有效的措施。对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。有利、一般、不利和危险地段的划分地段类别地质、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（含故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），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、地箔、地裂、混石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位 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。2.对不符合本条1款规定的情况，应避开主断裂带。其避让距离不宜小于下表对发震断裂最小避让距离的规定。烈度建筑抗震设防类别甲乙丙丁8专门研究200m100m9专门研究400m200m地震断裂拟建建筑物最小避让距离烈度建筑抗震设防类别甲乙丙丁8专门研究200m100m9专门研究400m200m地段选择1.选择有利地段；2.避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；3.不在危险地段建设。局部突出地形的影响 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度场地及其地震效应1覆盖层厚度2场地的类别3场地区划、综合评价与选择原则4