耐震基础

地基与基础的接触问题是一个非常复杂的问题。地基-基础-上部结构共同作用的问题是关于结构、基础和土的相互作用问题，从低矮的平房到高楼大厦都牵涉到形式不一的上部结构体系、各种各样的基础和特性各异的地基。相互作用问题涉及土力学和岩土工程的方方面面。土是由固、液、气三相组合而成，土的本构关系有许多突出的特点:应力应变关系的非线性、弹塑性、剪胀(缩)性、压密性、蠕变性、各向异性，以及受应力水平、应力状态、应力路径和应力历史的影响，表现出极其复杂的关系。这些性质从根本上讲都与土中颗粒相互作用有关[5]。与各种连续介质组成的材料不同，土的变形和强度都取决于颗粒间的相对位移，表现在土体宏观上是密度和结构上的变化。同时，共同作用中还涉及基础与地基变形的协调问题，混凝土与土这两种性能相差很大的物质的变形协调难以模拟，这些问题成为多年来都不能精确解决的难题。以往在分析基础与地基相互作用时，往往采用下面两种简化假定：1)接触面十分光滑，不产生剪应力；2)接触面十分粗糙，土体与结构之间无滑动可能。

显然，这两种假定都是绝对理想化，不符合实际情况。对接触面问题国内外许多学者进行了研究，提出了不少方法。较常用的方法是利用弹性半空间的解答来考虑地基的水平支承刚度，建立地基柔度矩阵。关于接触面的本构关系，目前国内外普遍采用Cloug和Duncan等人提出的剪应力与相对错动位移关系的双曲线模型，将它用于无厚度的Goodman单元，提出了单位切向刚度的计算公式。Goodman单元能模拟接触面的滑移和张裂，但对受压情况，两侧材料会重叠，为避免重叠，法向刚度要取得很大，这给计算带来一些误差。在共同作用分析中，为了简化计算，许多学者进行的研究大部分也都是基于竖向荷载作用下的共同作用，他们对框架、筏板、地基的变形和受力进行了大量的研究，得出了许多有益的结论，并且有些成果已经应用于实际工程中，取得了一定的经济效益。对于水平荷载作用下的研究则很少，且对水平荷载的研究大多也没有考虑地基水平刚度的影响。水平荷载对结构的受力和变形影响随建筑物的高度而变化。通常当建筑物高度增加时，水平荷载(风荷载及地震作用)对上部结构起的作用将愈来愈大。除了结构内力将明显加大外，结构侧向位移增加更快。弯矩和位移都呈指数曲线上升。多层和高层建筑结构都要抵抗竖向及水平荷载作用，特别是在高层建筑中，结构要使用更强的构件来抵抗水平作用力，抗侧力构件设计成为高层建筑结构设计的主要问题。但在水平力作用下结构共同作用的分析研究却不多。研究中大都也没有考虑地基水平刚度的影响，认为地基的水平刚度无穷大。这在很多情况下是与事实不相符的。

根据建模分析及工程实践，对给设计提出了一些建议：

1)建造在软土地基上的建筑物，尤其是沿竖向刚度有较大变化的高层建筑，地基-基础-上部结构共同作用的影响很突出，不能忽视。

2)一切振动问题，都要避免发生共振。设计时避免建筑物的自振周期与建筑场地的卓越周期耦合，使建筑物结构振动放大。地震时地基内基岩上的表土层愈厚，建筑场地的卓越周期愈长。建筑场地的土的类别和基岩上覆盖土层的厚度是影响地震烈度最明显的因素。

3)按刚性地基来进行高层框架结构地震反应分析，其计算模型不能完全反映结构的真实受力和变形状态及土对地震能量的逸散作用。因此，应采用合理的计算模型，尽可能真实地反映结构实际受力和变形状态。否则，分析计算结果与实际情况有较大误差。

4)考虑高层框架与群桩-土共同作用三维空间结构系统的地震动时程响应分析。可真实反映出沿竖向刚度有变化的楼层部位柱内力反而比刚性地基情形下要有所增大，这说明按刚性地基分析并不总是偏于安全的。

5)建议对软土地基上的高层钢框架这类高耸结构，除按刚性地基分析外，宜再按土-结构共同作用的三维空间结构系统进行地震动时程响应分析。

6)可以通过基础隔振和减振，利用基础与上部结构间相互作用来约束和牵制地震荷载在其相互反馈过程中对结构的破坏作用的。

7)设计良好的抗震结构体系，其抗震能力综合表现在强度、刚度和变形能力的三者统一上。必须从地基基础与上部结构共同工作相互作用的整体出发。

8)建筑物的竖向荷载和地震荷载都是越到下层越大。同时，上部结构和地基基础的共同工作、相互作用使上部结构的下面几层产生次应力。因此，加强基础与上部结构接触部位的整体强度、整体刚度和耐久性尤为重要。 2100433B

(1)进行地基基础抗震设计时，一般情况下地基宜符合下列要求：同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基上，也不宜部分采用天然地基部分采用桩基;当地基有软弱粘土、液化土、新近填上或严重不均匀土层时，宜采取适当措施，加强基础的整体性和刚性。

(2)建造在较好地基(指在7度、8度、9度地区而地基土静承载力标准值分别大于80妞a、10OkPa、120kPa的上层)上的一般建筑物(如砌体房屋、单层厂房或七层以下的民用框架房屋等)，可不做地基基础抗震验算的情况外，其余情况下都要进行天然地基抗震强度验算。

耐震基础抗液化措施的原则

要求一般情况下，除丁类建筑外，不应将未经处理的液化土层作为天然地基持力层。《抗震规范》第3.3.7条、3.3.8条、3.39条分别列出了全部消除地基液化沉陷、部分消除地基液化沉陷和减轻液化影响的基础和上部结构的处理措施，在这里不再详述。

耐震基础软弱粘性土地基

当建筑物地基主要持力层范围内存在软弱粘性土时，应采取适当的抗震措施。例如，选择合适的地基容许承载力，调整基础面积，减少基础偏心，采用箱形基础、片筏基础或钢筋混凝土十字条形基础，加设基础圈梁，合理设置沉降缝等。同时也可以采用桩基或其它人工地基。

耐震基础杂填土地基

杂填上压缩性大，均匀性差，若作为基础持力层，地震时往往会由于不均匀沉降导致建筑物开裂。因此，对地震区杂填土地基应进行处理。当杂填土土层较薄时，可采用换土垫层法；当杂填土土层较厚时，可采用重锤夯实法、深层挤密法等地基加固方法进行处理。

耐震基础不均匀地基

当建筑物无法避免在沟、坑、古河道边缘地带以及半挖半填坡地等不均匀地段建造时，应采取有效的抗震措施。例如，严格控制填土的施工质量，确保填土密实;将坡面挖成台阶形等。若建筑基础部分落在岩石上，部分落在填土上，则应在填土部分采用短桩等方法，使整个建筑都落在同一岩层上。

耐震压力表原理：

耐震压力表由导压系统(包括接头、弹簧管、限流螺钉等)、齿轮传动机构、示数装置(指针与度盘)和外壳(包括表壳、表盖、表玻璃等)所组成。　耐震压力表外壳为气密型结构，能有效地保护内部机件免受环境影响和污秽侵入。　耐震压力表在外壳内填充阻尼液(一般为硅油或甘油)的仪表，能够抗工作环境振动和减少介质压力的脉动影响。

安装注意事项：

1．仪表使用环境温度为-40~70℃，相对湿度不大于80%，如偏离正常使用温度20±5℃时，须计入温度附加误差。　2．仪表必须垂直安装，力求与测定点保持同一水平，如相差过高计入液柱所引起的附加误差，测量气体时可不必考虑。安装时将表壳后部防爆口阻塞，以免影响防爆性能。　3．仪表正常使用的测量范围：在静压下不超过测量上限的3/4，在波动下不应超过测量上限的2/3。在上述两种压力情况下大压力表测量最低都不应低于下限的1/3，测量真空时真空部分全部使用。　4．使用时如遇到仪表指针失灵或内部机件松动、不能正常工作等故障时应进行检修，或联系生产厂家维修。　5．仪表应避免震动和碰撞，以免损坏。　6．订货时请注明：仪表型号及名称；仪表的测量范围；仪表的精度等级偏离正包装要求和其它。　7．根据用户使用要求进行特殊设计。

1．多层砌体房屋。是以砌体（无筋砌体或配筋砌体）抗震墙为抗震结构体系，其中以横墙承重为主的结构体系较有利，承重横墙兼作横向抗震墙，纵向自承重墙作为纵向抗震墙，必要时也可以采用纵、横墙混合承重。

2．多层内框架房屋。指外墙为砖墙垛（或壁柱）承重，内柱为钢筋砼柱承重的房屋，适用于工艺上需要较大空间或使用上要求有较空旷的大厅的轻工厂房和民用公共建筑等。

3．底层框架砖房。底层要求有较大空间作商店、服务大厅等，上部则为隔墙较多的住宅或办公楼，是一种上下材料不同、强度和刚度不连续的结构体系，在抗震设计中有较严格的要求。

4．框架结构。多应用于多层及高层民用建筑和多层的工业建筑，建筑平面布置灵活，易于布置较大房间。但纯框架结构侧向刚度小，属柔性结构，故其层数和高度都受到一定限制。

5．框架－抗震墙结构。在多层和高层钢筋混凝土房屋的纵向和横向布置适当的抗震墙，并与框架结构形成框架－抗震墙协同工作的结构体系。在地震作用下层间位移比纯框架结构显著减小，故其建筑高度可以高很多。

6．抗震墙结构。是全部由纵、横抗震墙组成的结构体系，其抗震性能较好，在高层住宅、公寓、旅馆等建筑中广泛应用。