土-结构共同作用在改变建筑物的动力特性上,因为地基和上部结构是不可分给的整体,所以地基士的性质势必影响到结构的整体性能。一般,软弱地基对建筑物有增长周期、改变阵型和增大阻尼的作用。建造在厚的软弱土层上的高层建筑,其地震反应要比建造在硬土上的反应大3~4倍。此外,震害调查还表明: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,这时有的破坏是由于结构破坏所产生(放大),而有的破坏则是由于地基破坏所产生(不稳定);在坚硬地基上,柔性结构一般表现较好,而刚性结构有的表现较差,有的又表现较好,常常会出现矛盾情况,这时建筑物的破坏通常是因结构破坏所产生的。就地面建筑物总的破坏环现象来看,在软弱地基上的破坏要比坚硬地基上的严重,并且场地上土层部面的组成不同建筑物的震害也不相同。例如唐山地震时,天津某区地表下10m左右处有低剪切波速的淤泥、结果震害严重
土-结构共同作用——在改变建筑物的动力特性上,因为 地基和上部结构是不可分给的整体,所以地基土的性质势 必影响到结构的整体性能。一般,软弱地基对建筑物有增 长周期、改变阵型和增大阻尼的作用。建造在厚的软弱土 层上的高层建筑,其地震反应要比建造在硬土上的反应大 3~4倍。 此外,震害调查还表明: 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,这时有的破坏是由于结构破坏所产生(放大),而 有的破坏则是由于地基破坏所产生(不稳定); 在坚硬地基上,柔性结构一般表现较好,而刚性结构有的 表现较差,有的又表现较好,常常会出现矛盾情况,这时 建筑物的破坏通常是因结构破坏所产生的。 就地面建筑物总的破坏现象来看,在软弱地基上的破坏要 比坚硬地基上的严重,并且场地上土层剖面的组成不同, 建筑物的震害也不相同。例如唐山地震时,天津某区地表 下10m左右处有低剪切波速的淤泥、结果震害严重
定义地震动的卓越周期:在振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期与土层固有周期相一致的一些频率波群将被放大地震波通过覆盖土层传向地表另一些频率波群将被衰减其至被完全过滤掉因此,地表地震动的卓越周期与场地的固有周期接近时建筑物的振动会加大,相应地,震害也会加重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影响地震动的频谱特性土层剪切波速岩土阻抗比影响共振放大效应
定义 地震波通过覆盖 土层传向地表 与土层固有周期相一致的一些频率波群将被放大 多层土的地震效应主要取决于三个基本因素 地震动的卓越周期:在振幅谱中幅值最大的频率分量所对应的周期 另一些频率波群将被衰减甚至被完全过滤掉 因此,地表地震动的 卓越周期 与 场地的固有周期 接近时 建筑物的振动会加大,相应地,震害也会加重 覆盖土层厚度 土层剪切波速 岩土阻抗比 影响地震动的频谱特性 —— 影响共振放大效应
2.1.2覆盖层厚度定义*原意:从地表面至地下基岩面的距离*工程上的判定:当下部土层的剪切波速达到上部层剪切波速的2.5倍,且下部士层中没有剪切波速小于400m/s的岩士层时,该下部士层就可以近似看作基岩我国建筑抗震设计规范:地下基岩或剪切波速大于500m/s的坚硬土层至地表面的距离,称为“覆盖层厚度
2.1.2 覆盖层厚度 *原意:从地表面至地下基岩面的距离 定 义 *工程上的判定: 当下部土层的剪切波速达到上部土层剪切波速的2.5倍,且下部土层中 没有剪切波速小于400m/s的岩土层时,该下部土层就可以近似看作基岩 *我国建筑抗震设计规范: 地下基岩或剪切波速大于500m/s的坚硬土层至地表面的距离,称为 “覆盖层厚度
场地覆盖层厚度的影响震害随覆盖层厚度增加而加重1923年日本关东大地震中,木结构房屋的破坏率明显随着冲积层厚度的增加而加重:1967年委内瑞拉地震,同一地区不同覆盖层上的震害明显差异,9~12层的房屋在冲积层上的破坏率高;1975年海城地震(7.3级)海城与营口砖烟的破环率相当,而海城一般砖房的破坏率则比营口高得多。1976年唐山地震时,市区西南部基岩深度达500~800m,房屋倒塌率近100%,而市区东北部大城山带,则因覆盖层较薄,多数厂房(如422水泥厂、唐山钢厂、建筑陶瓷厂等)虽然也位于极震区,但房屋倒塌率仅为50%
震害随覆盖层厚度增加而加重 1923年日本关东大地震中,木结构房屋的破坏率明显 随着冲积层厚度的增加而加重; 1967年委内瑞拉地震,同一地区不同覆盖层上的震害 明显差异,9~12层的房屋在冲积层上的破坏率高; 1975年海城地震(7.3级),海城与营口砖烟囱的破坏率 相当,而海城一般砖房的破坏率则比营口高得多。 1976年唐山地震时,市区西南部基岩深度达500~ 800m,房屋倒塌率近100%,而市区东北部大城山一 带,则因覆盖层较薄,多数厂房(如 422水泥厂、唐 山钢厂、建筑陶瓷厂等)虽然也位于极震区,但房屋 倒塌率仅为50%。 场地覆盖层厚度的影响
日墨西哥地震场地影响的最典型实例1.远震地面运动的长周期特征、软士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,从而出现结构与地震波共振,使数百栋高层建筑遭到严重破坏或倒塌2.软土上摩擦桩的损坏,城中心位于新近代沉积盆地(松、软、厚度大)、是有名的火山灰堆积层、土质特差因此大多数5~15层的结构都采用磨擦桩基,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,某14层高楼的桩基在地震下产生3m多震陷
墨西哥地震——场地影响的最典型实例 1.远震地面运动的长周期特征、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,从而出现结构与地 震波共振,使数百栋高层建筑遭到严重破坏或倒塌。 2. 软土上摩擦桩的损坏, 城中心位于新近代沉积盆地 (松、软、厚度大)、是有名的火山灰堆积层、土质特差, 因此大多数5~15层的结构都采用磨擦桩基,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,某 14层高楼的桩基在地震下产生3m多震陷