地基是基础下面承受建筑物全部荷载的土体或岩体,地基不属于建筑的组成部分,是地球的一部分。凡建筑物的自振周期与地基固有周期相等或接近时,会产生共振作用,建筑物的震害出现加重的趋势。为避免这种震害的发生,在建筑抗震设计中,应使建筑物的自振周期避开地基固有周期。
求解地基固有周期的方法主要有直接测定法(如地脉动法)和理论计算法(如剪切层法、集中质量法、有限单元法)。①剪切层法,是把实际土层(从基岩到地表)视为由一系列无限薄层所组成,其间由剪切弹簧和阻尼器连接,承受地震引起的水平剪切振动的一维体系。把该体系的固有周期定义为地基固有周期。②集中质量法,是把受剪切振动的土层质量集中在若干个点上,然后按照多质点体系进行动力分析。③有限单元法,将地基看成有限多个单元组成的体系,采用结构动力学的方法求解。
地基土层越厚,地基的自振周期越大。①软弱地基,固有周期长,振幅大,持续时间长,柔性结构(长周期结构)震害严重,刚性结构(短周期结构)震害较弱。②坚硬地基,固有周期短,振幅小,持续时间短,其上建造的刚性结构(短周期结构)震害严重,柔性结构(长周期结构)震害较弱。