第5章 地基基础抗震设计
《建筑抗震设计规范》---文本资料
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)强制性条文内容《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，自2002年1月1日起施行，原《建筑抗震设计规范》GBJ11-89以及《工程建设国家标准局部修订公告》（第1号）于2002年12月31日废止。
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，其中有52条为强制性条文，必须严格执行。
现将该52条强制性条文摘录如下：一．第一章“总则”部分第 1.0.2 条：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。
第 1.0.4条：抗震设防烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件（图件）确定。
二．第三章“抗震设计的基本要求”部分第3.1.1条：建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲类、乙类、丁类以外的一般建筑；丁类建筑应属于抗震次要建筑。
第3.1.3条：各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：1：甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。
2：乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当抗震设防烈度为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。
另外，对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。
3：丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。
4：丁类建筑，一般情况下，地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但当抗震设防烈度为6度时不应降低。
地基和基础的抗震设计
地基和基础的抗震设计地基和基础的抗震设计是建筑中非常重要的部分。
地震是一种地球内部能量释放的自然灾害，其破坏性可能对建筑物造成严重影响。
因此，合理的地基和基础抗震设计是确保建筑物在地震中能够更好地承受震动并减轻损害的关键。
首先，地基和基础的抗震设计需要考虑土壤的特性。
不同类型的土壤对震动的的传递和衰减能力不同，因此需要对土壤进行调查和测试，了解其动态特性。
常见的土壤类型包括粘土、砂土和岩石等。
通过对土层分析，了解土层的性质、密度、强度和抗震能力等，以便于合理选择地基和基础的设计方案。
其次，地基和基础的抗震设计需要根据建筑物的重量和结构特点进行合理计算和选择。
建筑物的自重和活载荷需要完全考虑，确保地基和基础具有足够的稳定性和承载能力。
此外，考虑建筑物的结构形式、高度和地震力分布等因素也是抗震设计的重要内容。
通常，采用深基础如桩基、扩展基础等可以提高整体的稳定性和抗震能力。
另外，地基和基础的抗震设计需要根据地震的特点进行设计。
地震是一种横波和纵波同时传播的振动波，其频率、强度和方向都会对建筑物的抗震能力产生影响。
因此，需要充分考虑地震徐变、位移需求和震动频率等因素，合理设计地基和基础的尺寸、形状和材料等。
最后，地基和基础的抗震设计还要考虑地震期间的能量耗散和阻尼措施。
地震能量释放后，建筑物需要有足够的耗能机制来吸收和分散震动能量，减轻地震破坏的程度。
常见的措施包括加设适当的防震支撑和阻尼器，增加结构的抗震性能，减少地震对建筑物的冲击力。
综上所述，地基和基础的抗震设计是建筑物抵御地震灾害的关键环节。
通过合理选择土壤类型、考虑建筑物特点、结合地震特点和采取合适的耗能措施等，可以有效提高建筑物的抗震能力，保障人身安全和建筑物的完整性。
因此，在建筑设计过程中，必须充分重视和合理规划地基和基础的抗震设计。
抗震结构设计场地地基基础
抗震结构设计场地地基基础抗震结构设计对于场地地基基础的重视程度不言而喻。
场地地基基础的良好设计是确保建筑物能够抵御地震力量的关键因素之一、在进行抗震结构设计时，必须充分考虑场地地基基础的承载能力、地震动力学特性以及建筑物与地基之间的相互作用等因素。
首先，对于场地地基基础的承载能力，设计师需要了解场地的地质条件、土壤类型和地基的强度等参数。
这些信息对于确定基础的类型、尺寸和加固方式具有关键的指导作用。
一般来说，坚硬的岩石地层比软弱的土壤地基更适合承载建筑物的重量和地震力量。
因此，在地基条件较差的场地，可能需要采取一些加固措施，如地下钢板桩、灌注桩、地基加固梁等，以提高地基的承载能力。
其次，地震动力学特性是抗震结构设计过程中不可忽视的因素。
地震力量的大小和频率对于建筑物的抗震性能有着直接影响。
因此，设计师需要对于场地的地震烈度进行评估，并结合建筑物的重量、高度和刚度等参数，确定建筑物所需的地震设计水平。
一般来说，地震力作用下的建筑物应能够保持垂直和水平的稳定，且在地震发生后能够迅速恢复正常状态，以确保人员的安全。
最后，建筑物与地基之间的相互作用也是场地地基基础设计中需要考虑的重要因素。
建筑物与地基之间的相互作用可能导致地震力传递到建筑物，并对其产生破坏性影响。
因此，在设计中，需要充分考虑建筑物的结构类型和布置方式，合理设置剪力墙、抗震支撑等措施，以降低地震力的作用，并确保建筑物的整体稳定性。
综上所述，场地地基基础的设计在抗震结构设计中具有不可忽视的重要性。
只有充分考虑场地地基的承载能力、地震动力学特性和建筑物与地基之间的相互作用，才能够设计出具有良好抗震性能的建筑物。
因此，在抗震结构设计中，对场地地基基础的充分调研、分析和设计是十分必要的。
建筑结构抗震总复习第五章-地震作用和结构抗震设计要点
6度时建造于IV类场地上较高的高层建筑（高于40米的钢筋混 凝土框架，高于60米的其他钢筋混凝土民用房屋和类似的工业 厂房，以及高层钢结构房屋），7度和7度以上的建筑结构（生 土房屋和木结构房屋等除外），应进行多遇地震作用下的截面 抗震验算。
FEk——结构总水平地震作用标准值； a1 ——相应于结构基本自振周期的水平地震影响
系数值，多层砌体房屋、底部框架和多层
内框架砖房，宜取水平地震影响系数最大
Hale Waihona Puke 值；第五章 地震作用和结构抗震设计要点
Geq——结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代 表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%；
Fi ——质点 i 的水平地震作用标准值 Gi ,Gj ——分别为集中于质点i 、j 的重力荷载代表值； Hi ,Hj ——分别为质点 i 、j 的计算高度；
改变了地基运动的频谱组成，使接近结构自振频率的分量获 得加强； 改变了地基振动加速度峰值，使其小于邻近自由场地的加速 度幅值； 由于地基的柔性，使结构的基本周期延长； 由于地基的柔性，有相当一部分振动能量将通过地基土的滞 回作用和波的辐射作用逸散至地基，使得结构振动衰减，地 基愈柔，衰减愈大；
第五章 地震作用和结构抗震设计要点
第五章 地震作用和结构抗震设计要点
1. 建筑的分类与抗震设防 1.1 建筑抗震设防类别：
（1） 特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共 安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特 别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑。简称甲类。 （2）重点设防类：指地震时使用功能不能中断或需尽快恢 复的生命线相关建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡 等重大灾害后果，需要提高设防标准的建筑。简称乙类。 （3）标准设防类：指大量的除1、2、4款以外按标准要求 进行设防的建筑。简称丙类。 （4）适度设防类：指使用上人员稀少且震损不致产生次生 灾害，允许在一定条件下适度降低要求的建筑。简称丁类。
场地地基和基础抗震设计
场地地基和基础抗震设计场地地基和基础抗震设计是建筑工程中非常重要的一环。
地基和基础是建筑物的重要组成部分，其稳定性直接关系到整个建筑物的安全性和稳定性。
在地震频发的地区尤其重要，因为抗震设计是保障建筑物在地震中不倒塌甚至不受损的关键。
场地地基的选择对基础的设计起着至关重要的作用。
在进行地基选择时，需要考虑多个因素，如场地的地质条件、土壤性质、地下水位、地震活动频率等。
合理的地基选择可以为基础的稳定性和抗震设计提供有力的支撑。
在地震设计中，一般采用的方法是按照设定的地震作用力进行计算和设计。
抗震设计需要考虑到建筑物的地震响应特性，并采取相应的设计措施来减少地震对建筑物的影响。
针对建筑物的形式、高度、用途等特点，抗震设计要根据建筑物的受力机理和承载力原理，选择适当的结构形式和支撑系统来提高建筑物的抗震能力。
基础抗震设计的主要目标是控制地震作用下地基的位移和扭转，从而减小地震对建筑物的破坏和损坏。
常见的基础抗震设计包括基础的型式、尺寸和布置、基础的配筋和钢筋的粘结等。
其中，基础的大小和配筋的均匀性是基础抗震设计的核心内容。
合理的基础抗震设计可以避免和减小地震作用对建筑物的影响，提高建筑物的抗震性能。
在实际工程中，基础抗震设计还需要制定相应的施工方案和施工方法。
特别是在复杂地质环境和特殊地质条件下，需要采取一些特殊的措施来加强地基和基础的抗震性能。
例如，在软土地基中可以采用加固方法，如振动加固、地下室压实、灌浆固结等。
在高盐碱土地区，则需要采取排水和土壤改良措施来提高地基和基础的稳定性和抗震性能。
总之，场地地基和基础抗震设计是建筑工程中非常重要的环节。
合理的地基选择和基础抗震设计可以有效提高建筑物的抗震能力，保障建筑物在地震中的安全性和稳定性。
因此，在进行建筑设计和施工时，必须充分考虑场地地基和基础的抗震性能，从而确保建筑物能够经受住地震的考验。
建筑结构抗震设计与实例第5章
3) 质量和刚度明显不对称的结构，应考虑双向水平 地震作用下的扭转影响。其他情况，可以采用调 整地震作用效应的方法计入扭转影响；
4) 不同方向抗侧力结构的共同构件，应考虑双向水 平地震作用的影响。
5) 8度和9度的大跨度结构、长悬臂结构及9度时的 高层建筑，应考虑竖向地震作用。
8度Ⅲ、Ⅳ场地
＞80
9度
＞60
表5.2 地震9度
多遇地震
18
35
70
（55） （110） 140
罕遇地震
—
220 400 （310） （510） 620
三、重力荷载代表值的计算
❖ 进行结构抗震设计时考虑的重力荷载称为重力荷载 代表值。重力荷载包括恒载和活载。由于地震发生 时，活载往往达不到其标准值，因此，在计算质点 的重力荷载可对活载进行折减按P98表5.3采用。
输入加速度调整
当结构采用三维空间模型等需要双向（2个水平 方向）或3向（2个水平方向和1个竖向）地震波输入 时，其加速度最大值通常按下列比例调整： 1（水平1）：0.85（水平2）：0.65（竖向）
表5.1 采用时程分析的房屋高度范围
烈度、场地类型 房屋高度范围（米）
7度及8度Ⅰ、Ⅱ类场地
＞100
2. 乙类建筑：地震作用应符合本地区抗震设防烈度
要求。一般情况6~8度时，提高1度进行抗震设防， 9度时应比9度设防更高的要求。
3. 丙类建筑：地震作用和抗震措施均应符合本地区
抗震设防烈度要求。
4. 丁类建筑：一般情况下（具体规定除外），地震
作用应符合本地区抗震设防烈度要求，抗震措施可 适当降低，但6度抗震时不降低。 5. 抗震设防烈度为6度时，除特殊要求外，一般情况 下对乙类、丙类和丁类建筑可不进行地震作用计算。
建筑结构抗地震倒塌设计修改稿(20200107)-李国强意见
《建筑结构抗倒塌设计规范》第五章建筑结构抗地震倒塌设计修改稿202001075 建筑结构抗地震倒塌设计5.1 一般规定5.1.1极罕遇地震抗倒塌设计、地震倒塌风险分析和其它必要情况下，可按本章进行抗地震倒塌设计。
【5.1.1】按国家现行有关标准进行抗震设计的建筑结构，应能达到罕遇地震作用下不发生倒塌的抗震设防目标。
第五代地震区划图给出了极罕遇地震相关规定，本章的规定是对国家现行标准的补充。
5.1.2抗震设防的建筑结构应按国家现行有关标准进行抗震设计，并建议采用下列设计原则：1 避开发震主断裂带；2 避开地质灾害影响区域；3 采取有效的抗震、隔震措施；4 采用消能减震装置；5 减小结构自重及非结构构件的重量。
【5.1.2】地震及地震引发的地质灾害是不可避免的自然灾害，建筑选址避开发震主断裂带及地质灾害影响区域，可以有效避免地震引起的建筑倒塌。
隔震可以减小主体结构的地震作用，消能减震可以减小地震作用输入到结构构件上的能量。
减小结构自重及非结构构件的重量，可以减小结构的地震作用，减轻非结构构件的破坏。
5.1.3 抗震设防的建筑结构在地震作用下其结构构件应有合理的屈服次序。
【5.1.3】地震作用下结构构件合理的屈服次序对于结构抗地震倒塌十分重要，所谓“合理的屈服次序”是指先屈服的构件应为消能构件，比其他构件具有更大的弹塑性变形能力和消能能力，且重要性程度相对较低的构件，该类构件屈服不致引起结构倒塌。
一般而言，首先屈服的构件应为弯曲破坏的水平构件及消能构件，然后是支撑杆件、普通竖向构件，最后才是关键竖向构件。
5.1.4 非结构构件的布置及其与主体结构之间的连接构造，不应影响地震作用下主体结构预期的屈服耗能机制。
【5.1.4】如钢筋混凝土框架结构的窗间墙采用砌体墙，且砌体墙与主体结构连接不当时，框架柱在窗高范围内易发生极短柱的剪切破坏，不能形成预期的弯曲屈服耗能机制；装配式混凝土建筑中部分非结构构件与主体结构均采用普通钢筋混凝土预制，且连接未采用合理的构造措施，会改变主体结构屈服耗能机制。
场地地基和基础抗震设计
场地地基和基础抗震设计4.1 场地4.1.1选择建筑场地时，应按表4.1.1划分对建筑抗震有利、不利和危险的地段。
4.1.2建筑场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。
4.1.3土层剪切波速的测量，应符合下列要求：1 在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单，测量土层剪切波速的钻孔数量，应为控制性钻孔数量的1/3～1/5，山间河谷地区可适量减少，但不宜少于3个。
2 在场地详细勘察阶段，对单幢建筑，测量土层剪切波速的钻孔数量不宜少于2个,数据变化较大，时可适量增加；对小区中处于同一地质单元的密集高层建筑群，测量土层剪切波速的钻孔数量可适量减少，但每幢高层建筑下不得少于一个。
3 对丁类建筑及层数不超过10层且高度不超过30m的丙类建筑，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状，按表 4.1.3划分土的类型，再利用当地经验在表4.1.3的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。
注：fak为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa)：υs为岩土剪切波速。
4.1.4建筑场地覆盖层厚度的确定应，符合下列要求：1 一般情况下，应按地面至剪切波速大于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相邻上层土剪切波速2.5倍的土层，且其下卧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4.1.5土层的等效剪切波速应按下列公式计算：式中υse-土层等效剪切波速(m/s)；d0-计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；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)；υsi-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。
4.1.6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按表 4.1.6划分为四类。
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（c）北川中学新校区被滑坡体掩埋
5 地基基础抗震设计
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建筑结构抗震设计
5.2.1 天然地基的震害特点（续）
地裂：构造性地裂和非构造性地裂
（a）构造性地裂，百花小学教学楼后（b）非构造性地裂，河岸，汉旺镇
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5.2.1 天然地基的震害特点（续）
液化：饱和松散的沙土或粉土，地震时呈悬浮状态。 地面喷水冒砂，地面下陷，地基发生不均匀沉降
（a）唐山地震时的液化现象
5 地基基础抗震设计
（b）台湾集集地震中的液化喷砂
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5.2.1 天然地基的震害特点（续）
震陷 ：地面沉陷 多发于软土、松散砂类土、不均匀地基及人工填土中
（a）道路震陷
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建筑结构抗震设计
5.1 地基基础抗震设计原则及要求
地基及基础的概念设计要求：
1）选择对抗震有利的建筑场地
地段类别 有利地段 一般地段 不利地段
危险地段
表 5-1 有利、不利和危险地段的划分
地质、地形、地貌 稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等 不属于有利、不利和危险的地段 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、暗埋的塘滨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 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地 表位错的部位
（1）同一结构单元基础不宜落在性质不同的地基土； （2）同一结构单元基础不宜采用不同基础型式； （3）存在不利地基土时，应考虑不均匀沉降、倾覆、滑移等 不利影响，并采取加强整体性和刚度措施。
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5.2 地基抗震验算
1. 地基－－建筑物基础以下受力层范围内的岩/土层。
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5.1 地基基础抗震设计原则及要求（续）
2）加强基础与上部结构的整体性
（1）钢筋混凝土结构、钢结构：
一般无需特殊的整体性措施
（2）砌体结构
油毡防潮层，砂浆防潮层？
增设封闭基础圈梁加强基础同上部结构的整体性
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c. 不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙 房屋；
d. 基础荷载与c相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。
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2） 地基土抗震承载力
1 地基土抗震承载力faE：
faE a fa
式中：fa——深宽修正后的地基承载力特征值，见GB50007-。 ζa——地基土抗震承载力调整系数。 地基土抗震承载力调整系数ζ a
地震时会全部或部分丧失承载力，或产生不均匀沉陷； 无法用加宽基础，加强上部结构等措施克服其失效； 可用措施：地基处理（置换、加密、强夯等）或采用桩基。
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5.2.1 天然地基的震害特点（续）
地基震害包括滑坡、地裂、液化及震陷等。 滑坡：
（a）北川县城两侧山体大面积滑坡 （b）汶川县城山体大面积滑坡
5 地基基础抗震设计
（b）汶川县漩口镇某建筑地面震陷
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5.2.2 地基抗震验算 注：地基主要受力层系指条形 基 础 底 面 下 深 度 为 3b （ b 为 基
1） 不需验算建筑：一般天然土质上地基础底极面少宽度在）地，震独立作基用础下下为失效。 1.5b，且厚度均不小于5m的范
地基与基础
2. 基础－－位于建筑底部，承担上部结构荷载并将其 传递到地基的结构部件。
5 地基基础抗震设计
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建筑结构抗震设计5.2.1 然地基的震害特点因地基失效造成的基础或上部结构震害，称为地基震害。
1. 一般土层地基－－在地震时很少发生问题。
2. 松软土和不均匀地基－－造成上部建筑物静力破坏。（重点 关注）
淤泥、淤泥质土，松散的砂，杂填土，新近堆积黄土及流塑黄土
1.0
5 地基基础抗震设计
2016年10月28日
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地基抗震承载力为何可提高？
1）静载下地基土产生弹性变形和永久变形，地震作用下只考 虑弹性变形，变形较小；
2) 多数土在有限次的动载下，强度较静载下稍高；
3）地震是偶发事件，地基抗震承载力安全系数可比静载时降 低。
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5 地基基础抗震设计
5.1 地基基础抗震设计原则及要求
5.2 地基抗震验算
5.2.1 天然地基的震害特点 5.2.2 地基抗震验算
5.3 不良地基抗震设计及其防治
5.3.1 液化土地基 5.3.2 其他不良地基
5.4 基础抗震验算
5.4.1 天然浅基础的抗震验算 5.4.2 桩基的抗震验算
地基土
ζa
岩石，密实的碎石土，密实的砾、粗、中砂，fak≥300kPa的粘性土和粉土
1.5
中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂，
150kPa≤fak＜300kPa的粘性土和粉土，坚硬黄土
1.3
稍密的细、粉砂，100kPa≤fak＜150kPa的粘性土和粉土，可塑黄土
1.1
规范规定下列建筑可不进行天然地基抗震承载围力（验二算层：以下一般的民用建筑 1) 规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑除; 外）。
2) 地基主要受力层范围不存在软弱粘性土层的下列建筑：
a. 一般单层厂房或单层空旷房屋； b. 砌体房屋；
软弱粘性土层指7、8、9度 时 fa<80 、 100 、 120kPa 的 土 层 。
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5.2.2 地基抗震验算
1 按静力设计要求确定基础尺寸， 验算地基强度和沉降量。
2 地基抗震强度验算。 1）将各类荷载效应和地震作用效应加以组合
5.1 地基基础抗震设计原则及要求（续）
3）加强地基基础的抗震性能
（1）合理加大基础的埋置深度 （2）选择合理的基础类型 桩基础
箱形基础、筏板基础、带地下室基础
钢筋混凝土柱下独立基础
砖石条形基础
5 地基基础抗震设计
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建筑结构抗震设计
5.1 地基基础抗震设计原则及要求（续）
抗震规范关于地基、基础的设计原则：