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文檔簡介
1總則
1.0.1為貫徹執行國家有關工程建設、防震減災的法律法規,并實行以預防為主的方針,使
城市地下結構經抗震設防后,能夠減輕地震破壞,避免人員傷亡,減少經濟損失,制定本規
范。
1.0.2本規范適用于抗震設防烈度為6、7、8和9度地區地下結構的抗震設計以及隔震、消
能減震設計。抗震設防烈度大于9度地區的地下結構,其抗震設計應作專門研究論證。
注:本規范“6度、7度、8度、9度”即“抗震設防烈度為6度、7度、8度、9度”的簡稱。
1.0.3按本規范進行抗震設計的地下結構,其基本的抗震設防目標是:當遭受低于本地區抗
震設防烈度的多遇地震時,主體結構不受損壞或不需進行修理可繼續使用;當遭受相當于本
地區抗震設防烈度的基本地震時,主體結構受輕微損傷但可繼續使用;當遭受高于本地區抗
震設防烈度的罕遇地震時,主體結構可經受非彈性變形但不倒塌或發生危及生命的嚴重破壞,
經一般整修仍可恢復使用。
1.0.4抗震設防烈度為6度及以上地區的地下結構工程,必須進行抗震設計。
1.0.5地下結構工程的抗震設防烈度應采用根據中國地震動參數區劃圖確定的地震基本烈
度。已完成地震安全性評價的工程場地,宜按經批準的抗震設防烈度或設計地震動參數進行
抗震設防。
1.0.6地下結構的抗震設計,除應符合本規范規定外,尚應符合國家現行有關標準的規定。
2術語和符號
2.1術語
2.1.1自由場動力分析方法siteresponseanalysismethod
確定自由場土體受動荷作用時任意時刻反應值的方法。
2.1.2剪切層法shearlayermethod
將土體簡化為一系列由剪切彈簧和阻尼器相聯的薄層體系,進行動力分析的方法。
2.1.3動力時程分析法dynamictimehistoryanalysis
對運動微分方程進行逐步積分求解的動力分析方法。
2.1.4粘彈性時程分析法viscous-elastictimehistoryanalysismethod
考慮土體粘彈性的動力時程分析方法。
2.1.5彈塑性時程分析法elastic-plastictimehistoryanalysismethod
考慮土體彈塑性的動力時程分析方法。
2.1.6反應位移法IseismicdeformationmethodI
適用于均質地層的地下結構斷面的地震反應計算方法。
2.1.7反應位移法IIseismicdeformationmethodII
適用于成層地層的地下結構斷面的地震反應計算方法。
2.1.8反應位移法IIIseismicdeformationmethodIII
適用于均質或較均質地層的線長形地下結構的縱向地震反應計算方法。
2.1.9鋼筋混凝土結構reinforcedconcretestructure
配置受力的普通鋼筋、鋼筋網或鋼筋骨架的混凝土結構。
2.1.10鋼板-混凝土組合結構steel-plateconcretecombinationstructure
鋼板和混凝土組合成為整體而共同工作的結構。
2.1.11裝配式結構prefabricatedstructure
主要受力構件為預制件的經裝配或連接而成的結構。
2.1.12地下單體結構singularundergroundstructure
獨立的地下結構,如地鐵車站、地下停車場、地下變電站、地下沉井式倉儲等地下結構。
2.1.13地下復合結構complexundergroundstructure
由兩個或以上體量相當的單體結構組成的地下結構,如有換乘通道連接的地鐵車站,近
距離平行、疊落或立交的地下結構等地下結構。
2.1.14下沉式擋土結構sunkenearthretainingstructure
由地面下切形成地槽兩側的擋土結構,包括下沉重力式擋土結構和下沉式U型擋土結
構。
2.1.15復建式地下結構superstructure-integratedundergroundstructure
與地上建(構)筑物相連的地下結構,包括單體建筑地下結構和復合建筑地下結構,分
別對應于地上建(構)筑物為單體和復合體結構的情況。
2.2符號
“3-地表水平向峰值加速度
4-水平設計地震動峰值加速度;結構底面在水平面上的投影面積
4-隧道橫截面面積
B-結構寬度
Bi-上覆土柱寬度
d-地層沿地下結構縱向的計算長度
d0-計算深度;液化土特征深度
db-基礎埋置深度
di-計算深度范圍內第,地層的厚度
&-飽和土標準貫入點深度
du-上覆非液化地層厚度
dw-地下水位深度
D-結構上覆地層厚度
2-存在地下結構時的液化深度
Df-復判得到的自由場液化深度
e-自然對數底數
Es-襯砌彈性模量
fa-深寬修正后的地基承載力特征值
faE-調整后的地基抗震承載力
fak-地基承載力特征值
fi~結構i單元上作用的慣性力
F-結構所受上浮荷載組合的設計值
Fih-上覆土柱水平地震作用
Fiv-上覆土柱豎向地震作用
Fs-靜力條件下浮力代表值的效應
F?-超靜孔壓引起上浮力標準值的效應
FAX~作用于A點豎直向的節點力
FAY~作用于A點豎直向的節點力
FEV-結構及上覆土豎向地震作用標準值的效應
g-重力加速度
G、GD地層動剪切模量
G黑-地層i最大剪切模量
Gst—結構重量
G"-結構所在空間對應的自由場的土的重量
h-計算結構層高;地下結構層高;計算點到自由水面的豎向距離
力-上覆土柱的計算高度
hn.h2i-襯砌內、外側任一點i至地表面的距離
H-結構高度;地面至地震作用基準面的距離
乩-第,?層土的厚度
Hc一地表至隧道中心的距離
。-結構底面所在土層震動弱化指數
A-襯砌環斷面慣性矩
llE—液化指數
k-壓縮、剪切地基彈簧剛度
kj-單個螺栓的抗拉剛度
kr~結構頂底板拉壓地基彈簧剛度
ksv~結構頂底板剪切地基彈簧剛度
kh一結構側壁壓縮彈簧剛度
ksh~結構側壁剪切地基彈簧剛度
kn-圓形結構側壁壓縮地基彈簧剛度
ks-圓形結構側壁剪切地基彈簧剛度
K-基床系數
Ko-考慮結構壁與豎直方向夾角的靜止狀態下的土壓力系數
儲,-豎向地震動峰值加速度與水平峰值加速度的比值
Kj-隧道橫截面螺栓抗拉剛度
-單元豎向尺寸
Is-襯砌環寬度
L-地基的集中彈簧間距
L,-表面地層變形的波長
L2-基巖變形的波長
mi-結構i單元的質量
mis-隧道襯砌計算點的質量
計算深度范圍內地層的分層數;判別深度范圍內每一個鉆孔標準貫
n一
入試驗點的總數;橫截面螺栓的個數
No-液化判別標準貫入錘擊數基準值
M-標準貫入錘擊數的實測值
液化判別標準貫入度錘擊數基準值;液化判別標準貫入錘擊數臨界
Nr—
C值
Ng-i點標準貫入錘擊數的臨界值
p-地震作用效應標準組合的基礎底面平均壓力
Pmax-地震作用效應標準組合的基礎邊緣的最大壓力
Psa-結構底面超靜孔壓平均值
P(Z)-Z深度處,地層相對位移的作用
Qi一上覆土柱垂直土壓力
R-結構構件承載力設計值;隧道橫斷面襯砌中軸線半徑
R&-結構自重
Rs,-上覆地層重量
R,f-結構壁和樁側摩阻力
RF-結構抗浮力組合的設計值
S-結構構件內力組合的設計值
Seq-地震慣性作用
Sper一永久荷載作用
S“r-損失發生后的預應力作用
S/,V-活荷載作用
Sen-靜土壓力作用
5麗-靜水壓力作用
Ssl-地層變形效應
%-地層液化流動效應
SEhk-水平地震作用標準值的效應
SEV*-豎向地震作用標準值的效應
SGE-重力荷載代表值的效應
t-剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間
Ts-考慮地層地震應變水平的地層場地特征周期
umax-場地地表最大位移
?,—結構i單元的加速度
Uhc-隧道中心處地層的水平相對位移最大值
U(z)-地震時深度z處地層的水平位移
U'(z)-深度z處相對于結構底部的自由地層相對位移
U(ZB)-結構底部深度ZB處的自由地層地震反應位移
%-巖土剪切波速
-地層等效剪切波速
%-計算深度范圍內第,?地層的剪切波速
VSD-表面地層的平均剪切波速
VWB-基巖的平均剪切波速
W-隧道橫向平均寬度或直徑
%-,地層單位地層厚度的層位影響權函數值
ZU-結構頂板埋深
ZB-結構底板埋深
?-地面坡度角
aM-彎矩系數
(i一調整系數;結構壁與豎直方向夾角
夕八夕2-內、外側產生最大推力時的破裂角
BT、阮-拉伸、壓縮軸力系數
y-圍巖重度
力-結構自重分項系數
-第,?層土的容重
人-靜力條件下浮力荷載分項系數
帆-上覆地層重量分項系數
ysf-側摩阻力分項系數
"-超靜孔壓引起上浮力荷載分項系數
yw-水的容重
yG-重力荷載分項系數
yEh-水平地震作用分項系數
7Ev—豎向地震作用分項系數
VRE-承載力抗震調整系數
-結構壁與土的摩擦角
Ae2i-內、外側土壓力增量
第-地基抗震承載力調整系數
〃軸向拉伸或壓縮范圍
-結構等效比重
e-土與結構的界面一點處的法向與水平向的夾角
仇-彈性層間位移角限值
%-彈塑性層間位移角限值
e,)-土柱兩側摩擦角
山、e2-地震時內、外側土柱摩擦角
九川-內、外側側壓力系數
Z??>,-輸入地震波在該地層中向上傳播的最小波長
4人天2內、外側地震時的側壓力系數
VD-地層的泊松比
蜃-結構影響因子
Pc一粘粒含量百分率
Pi-i地層密度
儂-豎向自重應力
d-豎向總應力值
-豎向有效應力的最小值
以~點A處的剪應力
IU一結構頂板單位面積上作用的剪力
TB~結構底板單位面積上作用的剪力
公-結構側壁單位面積上作用的剪力
V-計算點所在土層的有效應力強度指標
(p8-圍巖計算摩擦角
。八92-地震時內、外側圍巖計算摩擦角
n-峰值加速度調整系數
K-峰值位移調整系數
%-地震弱化修正系數
-基本地震作用標準值產生的結構層內最大的彈性層間位移
Aup-彈塑性層間位移
3抗震設計的基本要求
3.1抗震設計的設防分類和設防標準
3.1.1地下結構應劃分為特殊設防類、重點設防類、標準設防類三個抗震設防類別。
3.1.2抗震設防類別的劃分應符合下列規定:
1特殊設防類:指地震時可能發生嚴重次生災害等特別重大災害后果,需要進行特殊
設防的地下工程,包括綜合多種功能、人流密集的大型城市地下綜合體和在地下軌道交通網
絡中占關鍵地位、承擔交通量大的大型地下軌道交通車站的主體結構。簡稱甲類。
2重點設防類:除特殊設防類以外的地下變電站、地下軌道交通車站主體、交通區間
隧道、綜合管廊、地下綜合商業設施等。簡稱乙類。
3標準設防類:除上述兩類以外按標準要求進行設防的地下結構。簡稱丙類。
3.1.3地下結構的各抗震設防類別工程的抗震設防標準應符合下列規定:
1特殊設防類:應按高于本地區抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施。應按
國務院地震工作主管部門批準的建設工程的抗震設防要求且高于現行國家標準《中國地震動
參數區劃圖》GB18306規定的本地區抗震設防要求確定其地震作用。抗震設防烈度為9度
及超過9度時應進行專題論證。
2重點設防類:應按高于本地區抗震設防烈度一度的要求加強其抗震措施,同時應按
現行國家標準《中國地震動參數區劃圖》GB18306規定的本地區抗震設防烈度確定其地震
作用。抗震設防烈度為9度及超過9度時應進行抗震措施專題論證。地基抗震措施應符合有
關規定。
3標準設防類:應按本地區抗震設防烈度確定其抗震措施和地震作用,達到在遭遇高
于當地抗震設防烈度的預估罕遇地震影響時不致倒塌或發生危及生命安全的嚴重破壞的抗
震設防目標。
3.1.4對于以下地下結構應進行抗震設防專項論證:
1總建筑面積超過lOOOOn?的地下結構工程;
2水平向穿越巖石與土的分界面、處于可液化或產生明顯震陷、地質災害可能波及等
不利地層的地下結構工程;
3臨近活動斷裂帶的地下結構工程;
4臨近或穿越現行國家標準《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223中規定的特殊、
I
重點設防類建筑工程,且其破壞可能影響周邊建筑工程正常使用的地下結構工程。
5地震后可能發生嚴重次生災害的地下結構工程。
3.2抗震性能要求
3.2.1地下結構的抗震性能要求應劃分為以下三個等級:
1性能要求I:不受損壞或不需進行修理能保持其正常使用功能,附屬設施不損壞或
輕微損壞但可快速修復,結構處于線彈性工作階段。
2性能要求II:受輕微損傷但短期內經修復能恢復其正常使用功能,結構整體處于非
線性彈性工作階段。
3性能要求HI:主體結構不出現嚴重破損并可修復,結構處于彈塑性工作階段。
3.2.2地下結構的抗震設防應分為多遇地震動、基本地震動、罕遇地震動和極罕遇地震動四
個設防水準。設防水準與地震重現期的關系應符合表3.2.2的規定。設計地震動參數的取值
可按現行國家標準《中國地震動參數區劃圖》GB18306規定的地震動參數執行。
表3.2.2設防水準與地震重現期的關系
設防水準多遇基本罕遇極罕遇
地震重現期(年)50475247510000
3.2.3地下結構根據其重要性分類,應達到相應的設防目標。各類結構在不同地震動水準下
的抗震性能要求應符合表3.2.3的規定。
表3.2.3地下結構抗震設防水準與設防性能目標
地震動水準(重現期/年)
抗震設防
多遇基本罕遇極罕遇抗震措施
類別
(50年)(475年)(2475年)(10000年)
特殊設防IIIIIII抗震措施提高1度
重點設防IIIIII/抗震措施提高1度
標準設防IIIIII/
3.3地震動參數
3.3.1地下結構所在地區遭受的地震影響,應采用相應于抗震設防烈度的設計基本地震加速
度。
3.3.2抗震設防烈度和設計基本地震加速度取值的對應關系,應符合表332的規定。設計
基本地震加速度為0.15g和0.30g地區內的地下結構,除本規范另有規定外,應分別按抗震
2
設防烈度7度和8度的要求進行抗震設計。
表3.3.2設計基本地震加速度值與抗震設防烈度的對應關系
抗震設防烈度6789
設計基本地震加速度值0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g
注:g為重力加速度。
3.3.3我國主要城鎮中心地區的抗震設防烈度、設計基本地震加速度值和所屬的設計地震分
組,可按現行國家標準《中國地震動參數區劃圖》GB18306采用。
3.4場地
3.4.1選擇地下結構場地時,應根據工程需要,掌握地震活動情況、工程地質和地震地質的
有關資料?,對抗震有利、不利和危險地段做出綜合評價。對不利地段,應提出避開要求;當
無法避開時應采取有效的措施。對危險地段,嚴禁建造甲、乙類的地下結構,不應建造丙類
的地下結構。
3.4.2場地為I類時,甲、乙類地下結構可按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施;
丙類地下結構可按本地區抗震設防烈度降低一度的要求采取抗震構造措施,但抗震設防烈度
為6度時仍應按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。
3.4.3場地為HI、IV類時,對設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區,除本規范另
有規定外,宜分別按抗震設防烈度8度和9度時各抗震設防類別地下結構的要求采取抗震構
造措施。
3.4.4場地含有飽和砂土或粉土、軟弱黏性土土層時,應估計其不利影響,并采取相應措施。
3.4.5液化判定應采用本規范第4.5.2條的四步判別法。
3.4.6對于可能產生滑坡、塌陷、崩塌和采空區等的巖土體,應進行地震作用下土體穩定性
的評價。
3.4.7場地自由場分析時,宜根據場地地層情況按照表347選用分析方法.其中土層震動
弱化指數人定義為
N
=y(3.4.7)
式中:N1一標準貫入錘擊數的實測值;
Ncr—液化判別標準貫入錘擊數基準值,按本規范表4.5.4取值。
3
表3.4.7場地自由場分析方法
分析方法地層條件判斷指標
均質地層
剪切層法水平成層:水平成層分布,不同層的力學性質有
明顯差異,但不含飽和砂土、飽和粉土或軟土層
軟土/軟硬交錯層:含軟土層,但不含飽和砂土或7?,<0.75
粉土層
粘彈性動力時程分析
復雜成層:非水平層狀分布,不同層的力學性質
有明顯差異,但不含飽和砂土或粉土層
含飽和砂土或粉土層:層狀分布,且含飽和砂土
彈塑性動力時程分析或粉土層和地震時超靜孔壓上升使得有效抗剪AV>0.75
能力顯著降低的土層
3.5結構體系
3.5.1地下結構可以分為地下單體結構、地下復合結構、盾構隧道結構、暗挖隧道結構、明
挖隧道結構、下沉式擋土結構、復建式地下結構七類,各類地下結構的結構體系應根據地下
結構的抗震設防類別、抗震設防烈度、結構尺寸、場地條件、地基、結構材料和施工等因素,
經技術、經濟和使用條件綜合比較確定。
3.5.2結構體系應滿足下列要求:
1應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。
2應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或承載能力。
3應具備必要的抗震承載能力、良好的變形能力和消耗地震能量的能力。
4對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高其抗震能力。
5不能影響近旁既有建筑、構筑物或地下結構的抗震安全性。
3.5.3結構體系尚宜滿足下列各項要求:
1宜有多道抗震防線。
2宜具有合理的剛度和承載力分布,避免因局部削弱或突變形成薄弱部位,產生過大
的應力集中或塑性變形集中。
4
3.6地震反應計算
3.6.1地下結構地震反應計算方法可依據地層條件和地下結構幾何形體條件按下列要求選
取:
1地下結構通用計算方法可按表361采用。
表3.6.1地下結構抗震計算方法
維度抗震設計方法地層地下結構備注
場地位移分布呈半波形狀
反應位移法I均質地層
且給定地表最大位移
二維計算幾何形體場地位移分布由自由場地
反應位移法II水平/復雜成層
分析確定
(橫斷面)簡單
粘彈性時程分析法軟土/軟硬交錯層
彈塑性時程分析法含飽和砂土或粉土層
二維計算
反應位移法III均質或較均勻線長形
(縱斷面)
粘彈性時程分析法軟土/軟硬交錯層1、圓柱形地下沉井結構
幾何形體
三維計算復雜成層/含飽和砂土2、符合3.1.4條的情形應
彈塑性時程分析法復雜
或粉土層進行專項論證
注:時程分析法包括粘彈性時程分析法和彈塑性時程分析法。
2對于均質巖質地層中的兒何形體簡單的地下結構,可采用本規范附錄G中的修正靜
力法進行計算。
3對于均勻地層中的圓形截面盾構隧道,可采用本規范附錄H中的內力簡化計算公式
進行計算。
4對于處于7度區乙類及以下或者6度區且不處于本規范4.1.1條中規定的不利和危險
地段的復建式地下結構,可按現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011采用振型分解
反應譜法進行地震反應計算。
3.6.2采用時程分析法計算時,應按下述考慮:
1當采用粘彈性時程分析法進行二維計算時,應同時采用反應位移法II計算作為對比。
2當采用粘彈性時程分析法進行三維計算時,應同時采用反應位移法n對典型斷面進
行計算作為對比。
3對極罕遇地震作用情形應采用時程分析法計算。
5
3.6.3地下結構抗震計算應符合以下規定:
1簡化計算模型應反映結構在地震作用下的實際工作狀態,簡化結構體系與原工程結
構體系的傳力路徑相符,節點功能相同,構件受力相似,對于具體構件的簡化可參考附錄B?
2計算軟件的技術條件應符合本規范以及國家現行有關標準規定。
3計算結果應經分析判斷確認其合理且有效后方可用于工程設計。
3.7抗震措施
3.7.1地下結構體系應針對鋼筋混凝土結構、鋼板-混凝土組合結構、裝配式結構或其他混
合結構的不同特點采用抗震措施。
3.7.2可考慮地連墻等臨時支護結構對提高主體結構抗震性能的影響。
3.7.3對地下結構開設洞口處應加強抗震措施。
3.7.4對地下結構斷面突變處應設置結構縫。
3.8減震隔震設計
3.8.1地下結構可采用消能減震和隔震設計。
3.8.2對采用消能減震和隔震設計的地下結構,其抗震設防性能目標不應低于本規范第
3.2.3條的規定。
3.9地震反應觀測
3.9.1抗震設防烈度為7、8、9度時,應設置地下結構的地震反應觀測系統,結構設計應留
有觀測設備的位置。
6
4場地與設計地震動
4.1場地分類與地層評價
4.1.1應按表4.1.1劃分對抗震有利、一般、不利和危險地段。
表4.1.1有利、一般、不利和危險地段的劃分
地段類別地質、地形、地貌
有利地段穩定基巖,堅硬土,開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等
一般地段不屬于有利、不利和危險的地段
液化土,軟弱土,黃土,沿地鐵線路上存在成因、巖性、狀態明顯不均勻的土層(如
不利地段故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基),地下采空區,非巖
質的陡坡,河岸和邊坡的邊緣等
地震時可能發生大范圍液化、側向流動、崩塌、地陷、地裂、泥石流、滑坡等及發震
危險地段
斷裂帶上可能發生地表土層位錯的部位
4.1.2地下結構所在地段的場地類別劃分,應以地層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度為準。
4.1.3地層剪切波速的測量,應滿足下列要求:
1在場地初步勘察階段,對大面積的同一地質單元,測試地層剪切波速的鉆孔數量不
宜少于3個。
2在場地詳細勘察階段,應按有關設計規范進行勘察,確定地層的剪切波速。無實測
剪切波速的丙類構筑物,可根據巖土名稱和性狀,按表4.1.3劃分土的類型,并結合當地經
驗,在表4.1.3的剪切波速范圍內對各地層的剪切波速進行估計插值。
表4.1.3土的類型劃分和剪切波速范圍
土的類型巖土名稱和性狀地層剪切波速范圍(m/s)
巖石堅硬、較硬且完整的巖石力》800
堅硬土或軟質巖石穩定巖石,密實的碎石土800>^>500
中密、稍密的碎石土,密實、中密的礫、粗、中砂,
中硬土500>^>250
加>200的黏性土和粉土,堅硬黃土
梢密的礫、粗、中砂,除松散外的細、粉砂,fa>E2()0
中軟土250初150
的黏性土和粉土,^>130的填土,可塑黃土
淤泥和淤泥質土,松散的砂,新近沉積的黏性土和
軟弱土i>5<150
粉土,fak<130的填土,流塑黃土
注:以為由載荷試驗等方法得到的地基承載力特征值(kPa);”為巖土剪切波速。
4.1.4場地覆蓋層厚度的確定,應滿足下列要求:
1一般情況下,應按地面至剪切波速大于500m/s的地層頂面的距離確定。
2當地面5m以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切波速2.5倍的地層,且其下臥巖土
7
的剪切波速均不小于400m/s時,可按地面至該地層頂面的距離確定。
3剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體,應視同周圍地層。
4地層中的火山巖硬夾層應視為剛體,其厚度應從覆蓋地層中扣除。
4.1.5地層的等效剪切波速應按下列公式計算:
Vse=do/t(4.1.5-1)
r=f(4/%)(4.1.5-2)
f=l
式中:分,—地層等效剪切波速(m/s);
d0—計算深度(m),取覆蓋層厚度和20m二者的較小值;
I一剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間(s);
4——計算深度范圍內第i地層的厚度(m);
%——計算深度范圍內第i地層的剪切波速(m/s);
n——計算深度范圍內地層的分層數。
4.1.6場地類別,應根據地層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度按表4.1.6劃分為四類,其中
I類分為I。、L兩個亞類。當有可靠的剪切波速和覆蓋層厚度且其值處于表4.1.6所列場
地類別的分界線附近時,可按插值方法確定地震作用計算所用的設計特征周期。
表4.1.6各類場地的覆蓋層厚度(m)
等效剪切波場地類別
(m/s)IoI?IIIIIIV
5>8000
800海>5000
500沏“>250<5>5
250加Q150<33?50>50
山£150<33-1515?80>80
注:表中場為巖石的剪切波速。
4.1.7場地內存在發震斷裂時,應盡量避開主斷裂帶。其避讓距離不宜小于表4.1.7對發震
斷裂最小避讓距離的規定。如果不能避開主斷裂帶,則應對其影響進行專門研究并采取預留
足夠的抗變形措施。
表4.1.7發震斷裂的最小避讓距離(m)
抗震設防類別
烈度
甲乙丙
8專門研究300m200m
9專門研究500m300m
8
4.1.8對處于抗震不利和危險地段的各類場地的地下結構,需進行考慮結構與土體動力相互
作用的抗震驗算。如需要采用時程分析法進行場地地震反應分析,應根據設計要求提供地層
剖面、場地覆蓋層厚度和有關的動力參數。
4.1.9對下沉式擋土結構和復建式地下結構,需進行天然地基的抗震驗算時,應采用4.4節
規定的地震作用效應標準組合,且地基抗震承載力應取地基承載力特征值乘以地基抗震承載
力調整系數,按下式計算:
£E="(4.1.9)
式中:力E——調整后的地基抗震承載力(N);
《—地基抗震承載力調整系數,應按表4.1.9采用;
4——深寬修正后的地基承載力特征值應按現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》
GB50007-2011采用。
表4.1.9地基土抗震承載力調整系數
巖石名稱和性狀金
巖石,密實的碎石土,密實的礫、粗、中砂1.5
中密、稍密的碎石土,中密和稍密的礫、粗、中砂,密實和中密的細、粉砂,150Wf*
1.3
<300的黏性土和粉土,堅硬黃土
稍密的細、粉砂,150?fi1k<300的黏性土和粉土,可塑黃土1.1
淤泥,淤泥質土,松散的砂,雜填土,新近堆積黃土及流塑黃土1.0
4.1.10驗算天然地基地震作用下的豎向承載力時,按地震作用效應標準組合的基礎底面平
均壓力和邊緣最大壓力應滿足下列各式要求。
p於(4.1.10-1)
PmaxW1.2居E(4.1.10-2)
式中:p—地震作用效應標準組合的基礎底面平均壓力(Pa);
Pmax——地震作用效應標準組合的基礎邊緣的最大壓力(Pa)。
4.2地下結構設計地震動參數
4.2.1甲類地下結構抗震設計采用的地震動參數,應采用地震主管部門批準的地震安全性評
價或經專門研究審定后的文件確定。乙類或丙類地下結構抗震設計采用的地震動參數,應采
用經地震主管部門批準的工程場地地震安全性評價、地震動參數小區劃的結果或本節規定的
地震動參數。
4.2.2抗震設計采用的地震動參數應包括地表和基巖面水平向峰值加速度、豎向峰值加速度、
9
地表峰值位移以及峰值加速度與峰值位移沿深度的分布。
4.2.3場地的地表水平向設計地震動參數按下述方法取值:
1場地的地表水平向峰值加速度應根據現行國家標準《中國地震動參數區劃圖》GB
18306中規定的地震動峰值加速度分區按表423-1取值并乘以調整系數乙。憶應根據場地
類別和場地峰值加速度按表4.23-2采用。
表4.2.3-1D類場地地表水平向峰值加速度flmax
地震動峰值加速度分區0.05g0.10g(0.15g)0.20g(0.30g)0.40g
設防烈度6度7度8度9度
多遇地震0.02g0.04g(0.05g)0.07g(0.10g)0.14g
基本地震0.05g0.10g(0.15g)0.20g(0.30g)0.40g
罕遇地震0.11g0.21g(0.32g)0.38g(0.57g)0.64g
極罕遇地震0.15g0.30g(0.45g)0.58g(0.87g)1.08g
注:括號中數值分別用于設計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區。
表4.232峰值加速度調整系數匕,
n類場地地震動峰值加速度。()
場地類別g
0.050.10(0.15)0.20(0.30)>0.40
I0.800.82(0.83)0.85(0.95)1.00
II1.001.00(1.00)1.00(1.00)1.00
III1.301.25(1.15)1.00(1.00)1.00
IV1.251.20(1.10)1.00(0.95)0.90
2場地地表水平向峰值位移應按表423-4取值并乘以調整系數幾,h應根據場地類別
和場地峰值加速度按表423-5采用,適用于表3.6.1中的反應位移法I計算。對極罕遇地震
作用情形應采用時程分析法計算。
表4.2.3-4II類場地地表水平向峰值位移?(m)
地震動峰值
0.05g0.10g(0.15g)0.20g(0.30g)0.40g
加速度分區
設防烈度6度7度8度9度
多遇地震0.020.04(0.05)0.07(0.10)0.14
設計地震0.030.07(0.10)0.13(0.20)0.27
罕遇地震0.080.15(0.21)0.27(0.35)0.41
表423-5峰值位移調整系數匕,
n類場地地震動峰值加速度(g)
場地類別
0.050.10(0.15)0.20(0.30)>0.40
I0.750.80(0.85)0.90(1.00)1.00
10
111.001.00(1.00)1.00(1.00)1.00
III1.201.25(1.40)1.40(1.40)1.40
N1.451.55(1.70)1.70(1.70)1.70
4.2.4當需要考慮豎向地震動時,場地的地表豎向峰值加速度取值不應小于水平向峰值加速
度的0.65倍。豎向地震動峰值加速度與水平向峰值加速度的比值可按照表4.2.4確定。在活
動斷裂附近,豎向峰值加速度宜采用水平向峰值加速度值。
表4.2.4豎向地震動峰值加速度與水平向峰值加速度比值Kv
水平向峰值
0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g
加速度
Kv0.650.700.700.750.851.00
4.2.5地震動參數沿深度的變化按下述考慮:
1使用反應位移法I和反應位移法HI進行計算時,地表以下一定深度的峰值加速度
應隨地下深度的增加比地面相應減少。基巖處的地震作用可取地面的一半,地面至基巖的不
同深度處可按插值法確定。
2使用反應位移法II或時程分析法進行計算時,地表以下一定深度的峰值加速度應根
據地表峰值加速度進行反演。
4.3設計地震動加速度時程
4.3.1設計地震動加速度時程可人工生成,其加速度反應譜曲線與設計地震動加速度反應譜
曲線的誤差應小于5%。
4.3.2宜利用地震和場地環境相近的實際強震記錄作為初始時間過程,合成適合工程場地的
設計地震動時間過程。
4.3.3當采用時程分析法進行結構動力分析時,應采用不少于3組設計地震動時程。
4.4設計地震作用及組合
4.4.1地下結構抗震設計應考慮以下設計地震作用及組合:
1基本作用:包括恒載、活荷載、有效預應力、土壓力、水壓力、浮力;
2地震作用:包括地震慣性力、地震引起地層變形、地震引起地層液化流動、地震土壓
力和地震動水壓力等。
4.4.2各種作用效應應按式4-7進行組合。
5=%"+“5/‘+“,"+”5屋'+“5」3工」+”與"+“4(4-7)
式中:“+”——表示“效應組合”;
Seq一地震慣性作用;
11
sper—永久荷載作用;
Sslr—損失發生后的預應力作用;
sliv一活荷載作用;
ser1一靜土壓力作用;
SH,,一靜水壓力作用;
Ssl——地層變形效應;
%——地層液化流動效應。
地震作用不與溫度、收縮徐變、支座沉降、斷層產生的殘留位移產生的效應進行組合,
但分層橡膠支座的減震效應考慮。組合方式應包括各種作用效應的最不利組合。地震時可能
產生液化的地層,設計時應考慮液化和不液化兩種條件下的不利工況。
4.4.3除本規范另有規定外,基本作用效應分項系數按表4.4.3取值。
表4.4.3各種基本作用效應分項系數
作用效應類型分項系數
永久荷載1.2
活荷載1.4
有效預應力1.0
靜土壓力1.2
靜水壓力1.2
4.4.4水平向和豎向地震作用的效應,分別用水平地震作用標準值和豎向地震作用標準值的
效應,乘以相應的地震作用分項系數,分項系數應按照表444選取。
表4.4.4地震作用分項系數
地震作用水平分項系數豎向分項系數
水平地震為主1.30.5
豎向地震為主0.51.3
4.4.5當地下結構最大尺寸超過600m,采用時程分析法時應考慮地震動輸入的非一致性進
行專門論證。
4.5地層地震液化的判別及其影響
4.5.1當抗震設防地震動分檔為0.05g時,對標準設防類地下結構可不進行場地地震液化判
別和處理;對特殊設防類、重點設防類地下結構可按抗震設防地震動分檔為0.10g的要求進
行場地地震液化判別和處理。當抗震設防地震動分檔為0.10g及以上時,重點設防類、標準
設防類地下結構可按本地區的抗震設防地震動分檔的要求或采用經主管部門批準的工程場
地地震安全評價的結果進行場地地震液化判別;特殊設防類地下結構應進行專門的場地液化
12
和處理措施研究。對特殊設防類、重點設防類地下結構,宜對遭遇罕遇或極罕遇地震作用時
的場地液化效應進行評價。
4.5.2存在地下結構的土層地震液化判別應采用四步判別法:
1先依據土性按照453進行宏觀的初步判別;
2當初步判別認為有液化可能時,再按照454的經驗方法進行復判;
3當結構物底部10m范圍內存在飽和砂土或粉土時,按附錄D的方法進行詳判;
4當詳判認為有液化可能時,應對含結構物的土層進行動力時程分析。
4.5.3當飽和砂土或粉土土層符合下列條件之一時,可初步判別為可不考慮液化影響:
1地質年代為第四紀晚更新世及其以前時,地震烈度為7、8度時可判為不液化。
2粉土的粘粒含量百分率當地震烈度為7、8和9度分別不小于10、13和16時,可判
為不液化土。
注:用于液化判別的粘粒含量系采用六偏磷酸鈉作為分散劑測定,采用其他方法時應按
有關規定換算。
3當上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時,可不考慮液化影響:
du>d0+db-2(4.5.3-1)
d”>do+d13(4.53-2)
"d;1.54+24-45(453-3)
式中:dw——地下水位深度(m),宜按設計基準期內年平均最高水位采用,也可按近期內
年最高水位采用;
4——上覆非液化地層厚度(m),計算時宜將淤泥和淤泥質土層扣除;
4——結構埋置深度(m),不超過2m時應采用2m;
d0——液化土特征深度(m),可按表453采用。
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