住宅建筑设计

深基础 当浅层土质不良，无法满足建筑物对地基变形和强度方面的要求时，可以利用下部坚实土层或岩层作为持力层，采取有效的施工方法建造深基础。1．桩基础。由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若柱身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛，其特点为：（1）桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载（包括偏心荷载）。（2）桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。（3）凭借巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。（4）桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等，其适用条件和要求在《建筑桩基技术规范》中均有规定。2．沉井基础。沉井是用混凝土（或钢筋混凝土）等建筑材料制成的井筒结构物。施工时，先就地制作第一节井筒，然后用适当的方法在井筒内挖土，使沉井在自重作用下克服阻力而下沉。随着沉井的下沉，逐步加高井筒，沉到设计标高后，在其下端浇筑混凝土封底，如沉井作为地下结构物使用，则在其上端再接筑上部结构；如只作为建筑物基础使用的沉井，常用素混凝土或砂石填充井筒。3，地下连续墙。按顺序在土中钻、挖、冲孔成槽，安放钢筋网（笼），浇灌混凝土而逐步形成的墙称为地下连续墙，这种施工工艺开始用作为截水止漏的防渗墙，逐渐演变为新的地下墙体和基础类型。它承担侧壁的土压力和水压力，又起着把上部结构的荷载传递至地基持力层的作用。既可用于高层建筑的多层地下室，又可用于船坞工程和各种地下结构中。

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地震及震源和震中 地壳是由各种岩层组成的。由于地球在其运动和发展过程中内部存在大量的能量，地壳中的岩层在这些能量所产生的巨力作用下，使原来成水平状态的岩层发生形变，出现褶皱；随着地应力的逐渐加剧，岩层构造变动也逐渐加剧，当岩层薄弱部位的岩石强度承受不了强大力作用时（或者说其应变已超过了岩石所能容忍的应变时），岩层发生了突然的断裂和猛烈的错动，此时，岩层在构造变动过程中累积起来的应变能突然得到释放，并以弹性波的形式传到地面，产生强烈的地面运动，此即为构造地震。因其在各种地震中占绝大多数，且影响最大，故一般把构造地震简称为地震。除构造地震外，还有由于火山爆发、溶洞塌陷、水库蓄水、核爆炸等原因引起的地震，这些地震和构造地震相比，其影响小、频度低。地壳岩层发生断裂产生剧烈的相对运动的地方叫震源。震源正上方向的地面位置叫震中。由震中到观测点的距离叫震中距。一般把震源距地面的深度小于60km的地震称为浅源地震，深度为60～300km的地震称为中源地震，深度大于300km的地震称为深源地震。我国除黑龙江省和吉林省的个别地区有深度为400～600km的深源地震外，绝大部分属于浅源地震。一般说对于同样大小的地震，浅源地震波及面小而破坏程度大，深源地震则相反。多数破坏性地震发生于较浅的地方，深度大于100km的地震在地面上不致引起灾害。由于我国地震2／3发生在大陆地区，而且绝大多数是震源深度为20～30km的浅源地震，故对地面建筑物和工程设施的破坏较重，给人民生命财产和国民经济造成十分严重的损失。 字串1

震级 是反映一次地震大小的级别。震级M的原始定义是的1935年里希特给出的： 字串6

M＝logA

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A是标准地震仪（周期为0．8秒、阻尼系数为0．8、放大倍数为2800倍的地震仪）在距震中100km 处记录的以μm（10↑（－3）mm）为单位的最大水平地动位移。例如，在上述条件下测得的A值为10000μm，取其对数等于4，这次地震即定义为4级。震级直接与震源释放出来的能量大小有关。不同震级M与所释放出来的能量E（尔格，1尔格：10↑（－7）焦耳）有如下关系：

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log10E＝11．8+1．5M 字串4

按此式推算，震级每增加一级，地震波能量增加32倍。2级以下地震称为微震，人们感觉不到；2～4级地震称为有感地震；5级以上地震统称为破坏性地震；7级以上的称为强烈地震；8级以上的称为特大地震。至今已发生的最大震级为8．9级。

基本烈度、众值烈度及罕遇烈度 基本烈度指某一地区今后一定时期内在一般场地条件下可能遭受的较大烈度。其实质是某地区今后一定时间内的震害预报，同时也是抗震设防设计的依据。基本烈度的确定是地震主管部门以我国的地震危险区为基础，考虑了地震烈度随震中距增加而衰减的统计分析，结合历史地震调查，制定了我国的地震烈度区划图，烈度区划图中划定的烈度即为基本烈度。一个地区发生的地震是随机事件，而地震烈度更是随机变量。随机变量只能用概率分布规律来描述。我国地震烈度区划图上标定的基本烈度，其概率上的定义为50年设计基准期内具有超越概率为10％的保证率。众值烈度又称常遇烈度或多遇烈度，是该地区出现频度最高的烈度，相当于概率密度曲线上峰值时的烈度，故称众值烈度。具有超越概率为63％的保证率。多遇烈度（众值烈度）比基本烈度低1．5度（严格地说低1．55度）。罕遇烈度：在设计基准期内，遭遇大于基本烈度的大烈度震害的小概率事件还是可能发生的。随着基本烈度的提高，大震烈度增加的幅度有所减少，不同基本烈度对应的大震烈度的定量标准也不应相同。通过对43个城市地震危险性的分析，并结合我国经济实况，可粗略地将50年超越概率2％～3％的烈度作为罕遇地震的概率水平：当基本烈度为6度时为7度强，7度时为8度强，8度时为9度弱，9度时为9度强。 字串9

近震和远震 在相同烈度和相同场地条件下的某一地区，当处在中等地震（例如震级M：5．5）的震中区和处在大地震（例如震级M：7．5）距震中较远处（例如震中距为50km），其所受到的破坏作用很不相同。这是因为长周期地震波比短周期地震波随距离增加衰减得轻，刚性结构在震中的破坏大于震中距远的地方，而高柔结构则相反。此外，同一烈度而地震持续时间不同，震害也不同。例如震级为8级，震中距远的8度区，地震持续时间常达40s以上，而震级为6级，震中区附近的8度区，地震持续时间仅几秒，两者震害很不相同。相同烈度下这种不同地震破坏作用，实质上反映了频谱特性或反应谱的差异。故有必要区分在相同烈度条件下震级或震中距不同时的反应谱差异。经统计，不同震级M时，地震烈度I与震中距D（以km计）的关系为：