浅基础上课学习.pptx

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1、刚性基础的台阶宽高比应要求：刚性基础的台阶宽高比应要求：2.6.1 2.6.1 无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计 无筋扩展基础无筋扩展基础系指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料系指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。组成的墙下条形基础或柱下独立基础。由于抗拉强度和抗剪强度较低，因此必须控制基由于抗拉强度和抗剪强度较低，因此必须控制基础内的拉应力和剪应力，设计时通过控制材料强度础内的拉应力和剪应力，设计时通过控制材料强度和台阶宽高比来确定基础截面尺寸。和台阶宽高比来确定基础截面尺寸。2第1页/共52页第2页/共52页无筋扩展基础的构

2、造要求无筋扩展基础的构造要求(1)砖基础细部构造砖基础细部构造 砖基础一般做成台阶式，俗称砖基础一般做成台阶式，俗称“大放脚大放脚”。其砌筑方式有两种，一。其砌筑方式有两种，一是是“二一间隔收二一间隔收”，如图，如图(a)，另一是所示，另一是所示“二皮一收二皮一收”，如图，如图(b)所示所示(b)二一间隔收砌法二一间隔收砌法 (a)二皮一二皮一收砌法收砌法 图图2-20 砖基础剖面图砖基础剖面图第3页/共52页(2)(2)毛石基础 毛石基础的每阶伸出宽度不宜大于200mm，每阶高度通常取400600mm，并由两层毛石错缝砌成。第4页/共52页(3)3)素混凝土基础 混凝土基础每阶高度不应小于2

3、00mm，毛石混凝土基础每阶高度不应小于300mm.第5页/共52页(4)(4)灰土基础 灰土基础施工时可每层虚铺灰土灰土基础施工时可每层虚铺灰土220250mm，夯实至，夯实至150mm，称为，称为“一步灰土一步灰土”。根据需要可设计成二步或。根据需要可设计成二步或三步灰土，即厚度为三步灰土，即厚度为300mm或或450mm，三合土基础厚度不应小于，三合土基础厚度不应小于300mm.第6页/共52页无筋扩展基础的设计步骤无筋扩展基础的设计步骤1.根据已知的d，进行地基承载力特征值的深度修正。2.按持力层承载力确定基底尺寸b。3.按台阶宽高比允许值初选基础高度H0。4.确定每一级台阶的宽度bi

4、，高度hi。注：为保证传力路线流畅，节省材料，施工方便，每一级台阶都宜符合宽高比要求。5.满足构造要求。如砖模等。第7页/共52页例题 灰土条形基础，承受砖墙传来的轴向压力为Fk130kNm(算至0.00标高)，基础埋深D1.6m，地基承载力设计值fa180kNm2，灰土基础的抗压强度f灰250kNm2，求此基础的尺寸。H H b b1 1b b0 0h h130130kN/kN/mm16001600b b第8页/共52页确定灰土基础高度确定灰土基础高度设灰土基础分两步夯设灰土基础分两步夯实，则实，则H H30cm30cm，灰土，灰土基础的砌筑深度基础的砌筑深度 h hd dH H 1.601

5、.600.30.31.3m1.3m灰土承载力验算灰土承载力验算砖脚宽度应满足灰土砖脚宽度应满足灰土承载力承载力H H b b1 1b b0 0h h130130kN/kN/mm16001600b b第9页/共52页确定砖放脚尺寸确定砖放脚尺寸取砖脚为二砖半宽取砖脚为二砖半宽b b0 0(225+12)cm(225+12)cm62cm62cm57cm57cm，符合要求，符合要求采用等高式采用等高式墙：一砖半墙：一砖半370mm370mm上台：两砖上台：两砖240224021010490mm490mm下台：两砖半下台：两砖半 24022402102102120120620mm620mmH H b

6、b1 1b b0 0h h1600160060606060120120120120b b130130kN/kN/mm第10页/共52页基础底面宽度基础底面宽度用灰土刚性角确定基础底用灰土刚性角确定基础底面宽度，因为面宽度，因为p pk kf fa a180kPa180kPa200kPa200kPa，所以查，所以查表得表得 b bH H 1:1.51:1.50.670.67b b0.670.67H H0.67 30cm0.67 30cm20cm20cm考虑灰土基础实际基底宽考虑灰土基础实际基底宽比计算宽度应增加比计算宽度应增加10cm10cm，所以，所以，b b1 1b b0 02 2b b10

7、01006206202200+1002200+1001120mm1120mmH H b b1 1b b0 0h h1600160060606060120120120120b b130130kN/kN/mm第11页/共52页按地基承载力设计值验算按地基承载力设计值验算300300 200200 11201120620620160016006060606012012012012013001300最后取最后取b b1 11120mm1120mm130130kN/kN/mm第12页/共52页地基净反力地基净反力 的概念：的概念：2.6.2 2.6.2 墙下钢筋混凝土条形基础设计墙下钢筋混凝土条形基础设

8、计 墙下条形基础的截面设计包括：墙下条形基础的截面设计包括：基础高度基础高度和和基础底板配筋基础底板配筋。仅由基础顶面处的荷载所产生的的地基反力仅由基础顶面处的荷载所产生的的地基反力,即：即：基底压力：基底压力：第13页/共52页1 1、构造要求、构造要求 （1）梯形截面基础的边缘高度，不宜小于）梯形截面基础的边缘高度，不宜小于200mm；基础高度小于；基础高度小于250mm时，可做成等厚板。时，可做成等厚板。（2）垫层的厚度不宜小于）垫层的厚度不宜小于100mm，每边伸出基础，每边伸出基础50100mm，垫层，垫层混凝土强度等级应为混凝土强度等级应为C10第14页/共52页 （3）底板受力钢

9、筋的最小直径不宜小于）底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm；间距不宜大于；间距不宜大于200mm，也不，也不宜小于宜小于100mm。纵向分布钢筋的直径不小于纵向分布钢筋的直径不小于8mm；间距不大于；间距不大于300mm；每延米分布钢筋的面；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的积应不小于受力钢筋面积的1/10。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm；无垫层时不小于；无垫层时不小于70mm。第15页/共52页 （4）混凝土强度等级不应低于）混凝土强度等级不应低于C20。（5）当基础的宽度大于或等于）当基础的宽度大于或等于2.5m时，底板受时，底板受力钢筋

10、的长度可取宽度的力钢筋的长度可取宽度的0.9倍，并宜交错布置。倍，并宜交错布置。第16页/共52页（6）基础底板在）基础底板在T形及十字形交接处，底板形及十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向的横向受力钢筋可布置到主要置，另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度受力方向底板宽度1/4处处(图图b)。在拐角处底板。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置横向受力钢筋应沿两个方向布置(图图c)。第17页/共52页2 2、轴心荷载作用、轴心荷载作用 墙下条形基础的受力条件是平面应变，即破坏只发生在宽度方向，常常墙下条形基础

11、的受力条件是平面应变，即破坏只发生在宽度方向，常常由于底板产生斜裂缝而破坏，因此按抗剪强度验算底板的厚度，由下式确定：由于底板产生斜裂缝而破坏，因此按抗剪强度验算底板的厚度，由下式确定：沿墙长度方向取沿墙长度方向取1m作为计算单元作为计算单元V为剪力设计值，为剪力设计值，F相应于荷载效应相应于荷载效应基本组合基本组合时时上部结构传至基础顶面的竖向力上部结构传至基础顶面的竖向力ft混凝土轴心抗拉强度设计值；混凝土轴心抗拉强度设计值；h0基础有效高度基础有效高度b1基础悬臂部分的挑出长度；基础悬臂部分的挑出长度；（1 1）基础高度）基础高度第18页/共52页 悬臂根部的最大弯矩设计值悬臂根部的最大

12、弯矩设计值M为：为：则基础每米长的受力钢筋载面面积：则基础每米长的受力钢筋载面面积：式中：式中：A钢筋面积；钢筋面积；fy钢筋抗拉强度设计值；钢筋抗拉强度设计值；基础有效高度，基础有效高度，0.9 为截面内力臂的近似值。为截面内力臂的近似值。（2 2）基础底板配筋）基础底板配筋第19页/共52页3 3、偏心荷载作用、偏心荷载作用 基础边缘处的最大净反力设计值：基础边缘处的最大净反力设计值：高度和配筋仍按（高度和配筋仍按（1）和（）和（2）计算，但式中的悬臂根部的剪力和弯矩设计值按照下）计算，但式中的悬臂根部的剪力和弯矩设计值按照下式计算：式计算：或或基础的高度和配筋：基础的高度和配筋：（1）（

13、2）第20页/共52页1、构造要求、构造要求2.6.3 2.6.3 柱下钢筋混凝土独立基础设计柱下钢筋混凝土独立基础设计除应满足墙下条形基础的要求外，还除应满足墙下条形基础的要求外，还应满足以下要求：应满足以下要求：(1)阶梯形基础的每阶高度，宜为阶梯形基础的每阶高度，宜为300-500mm；当基础高度大于；当基础高度大于600mm而而小于小于900mm时，阶梯形基础分为二级；时，阶梯形基础分为二级；当基础高度大于当基础高度大于900mm时，则分为三时，则分为三级；当采用锥形基础时，其边缘高度级；当采用锥形基础时，其边缘高度不宜小于不宜小于200mm，顶部每边应沿柱边，顶部每边应沿柱边放出放出

14、50mm.图图2-23 2-23 柱下钢筋混凝土独立柱下钢筋混凝土独立基础的构造基础的构造第21页/共52页（2）柱下钢筋混凝土基础的受力筋应双向布置。）柱下钢筋混凝土基础的受力筋应双向布置。（3）现浇柱的纵向钢筋可通过插筋锚入基础中。插筋的数量、直径以及钢筋种）现浇柱的纵向钢筋可通过插筋锚入基础中。插筋的数量、直径以及钢筋种类应与柱内纵向钢筋相同。插入基础的钢筋，上下至少应有两道箍筋固定。插筋类应与柱内纵向钢筋相同。插入基础的钢筋，上下至少应有两道箍筋固定。插筋与柱的纵向受力钢筋的连接方法，应按现行的与柱的纵向受力钢筋的连接方法，应按现行的混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范。（GB5001

15、02002）规定执行。插筋的下端宜做成直钩放在基础底板钢筋网上。）规定执行。插筋的下端宜做成直钩放在基础底板钢筋网上。当符合下列条件之一时，可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网上，其当符合下列条件之一时，可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网上，其余插筋伸入基础的长度按锚余插筋伸入基础的长度按锚固长度确定：固长度确定：1）柱为轴心受压或小偏心）柱为轴心受压或小偏心受压，基础高度大于等于受压，基础高度大于等于1200mm；2）柱为大偏心受压，）柱为大偏心受压，基础高度大于等于基础高度大于等于1400mm。第22页/共52页基础的高度由混凝土受冲切承载力确定。基础的高度由混凝土受冲切承载力确定。冲切破坏是指柱子

16、边缘或基础变截面处，产生竖向剪切破坏，形成冲切破坏是指柱子边缘或基础变截面处，产生竖向剪切破坏，形成450斜裂面斜裂面的角锥体。的角锥体。为保证基础不发生冲切破坏，必需使冲切锥体以外的地基净反力所产生的冲为保证基础不发生冲切破坏，必需使冲切锥体以外的地基净反力所产生的冲切力小于或等于冲切面处混凝土的抗冲切力能力。切力小于或等于冲切面处混凝土的抗冲切力能力。2、轴心荷载作用、轴心荷载作用（1）基础高度）基础高度第23页/共52页对于矩形基础对于矩形基础一般沿柱短边一侧先产生冲切破坏一般沿柱短边一侧先产生冲切破坏，所以只需根据短边一，所以只需根据短边一侧的冲切破坏条件确定基础高度。侧的冲切破坏条件

17、确定基础高度。基础高度影响系数，基础高度影响系数，h=800mm时，时，=1.0；h2000mm时，时，=0.9，其间按线性内插。，其间按线性内插。式中：式中：Fl冲切力；冲切力；对矩形截面柱的矩形基础应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承对矩形截面柱的矩形基础应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力载力,以确定基础高度是否满足要求。以确定基础高度是否满足要求。冲切破坏锥体斜裂面上、下边长冲切破坏锥体斜裂面上、下边长 bt、bb的平均值。的平均值。第24页/共52页bm冲切破坏锥体斜裂面上、下边长冲切破坏锥体斜裂面上、下边长bt、bb的平均值，如图示：的平均值，如图示：第25页/

18、共52页A1冲切力的作用面积，如图示：冲切力的作用面积，如图示：当当时有：时有：当当时有：时有：第26页/共52页对于阶梯基础，应对基础变阶处进行冲切验算，对于阶梯基础，应对基础变阶处进行冲切验算，验算方法与柱边冲切验算相同，只是把：验算方法与柱边冲切验算相同，只是把：45以内时，成为刚性基础，无需进行冲切验算。第27页/共52页地基净反力对地基净反力对柱短边柱短边II截面截面产生的弯矩为：产生的弯矩为：（2）底板配筋）底板配筋在地基净反力作用下，基础沿柱的周边向上弯曲，故配筋计算时将基础看成四块固在地基净反力作用下，基础沿柱的周边向上弯曲，故配筋计算时将基础看成四块固定在柱边的梯形悬臂板，如

19、图示：定在柱边的梯形悬臂板，如图示：垂直于垂直于II截面截面的受力筋面积：的受力筋面积：第28页/共52页同理：地基净反力对同理：地基净反力对柱长边柱长边IIII截面截面产生的弯矩为：产生的弯矩为：垂直于垂直于IIII截面截面的受力筋面积：的受力筋面积：第29页/共52页同理：地基净反力对同理：地基净反力对基础变阶基础变阶IIIIII截面截面产生的弯矩为：产生的弯矩为：垂直于垂直于IIIIII截面截面的受力筋面积：的受力筋面积：第30页/共52页同理：地基净反力对同理：地基净反力对柱边柱边 截面截面产生的弯矩为：产生的弯矩为：垂直于垂直于 截面截面的受力筋面积：的受力筋面积：第31页/共52页

20、最后按最后按AsI和和AsIII中的大值配置平行于中的大值配置平行于L边边方向的钢筋，并放置在下层；方向的钢筋，并放置在下层；按按AsII和和AsIV中的大值配置平行于中的大值配置平行于b边方向边方向的钢筋，并放置在上排。的钢筋，并放置在上排。第32页/共52页3 3、偏心荷载作用、偏心荷载作用 若只在长边方向产生偏心，且若只在长边方向产生偏心，且e=L/6，则基础边缘处的最大净反力设，则基础边缘处的最大净反力设计值：计值：则基础高度：则基础高度：或或则基础弯矩为：则基础弯矩为：第33页/共52页2.72.7联合基础设计联合基础设计 典型的双柱联合基础可以分为三种类型：矩形联合基础、梯形联合基

21、础和连梁式联合基础设计假定：1）基础是刚性的，一般认为当基础高度小于柱距的1/6时，基础可视为刚性的。2）基底压力为线性分布 3）地基主要受力层范围内土质均匀 4）不考虑上部结构刚度的影响。2.7.12.7.1概概 述述第34页/共52页2.7.2 矩形联合基础 矩形联合基础为一等厚度矩形联合基础为一等厚度的平板，其在两柱间的受力方的平板，其在两柱间的受力方式如同一块单向板，而在靠近式如同一块单向板，而在靠近柱位的区段，基础的横向刚度柱位的区段，基础的横向刚度很大，因此，在计算时，认为很大，因此，在计算时，认为可在柱边以外各取等于可在柱边以外各取等于0.75 0.75 的宽度与柱宽合计作为的宽

22、度与柱宽合计作为“等效等效梁梁”宽度，各横向等效梁底面宽度，各横向等效梁底面的基底净反力以相应等效梁上的基底净反力以相应等效梁上的柱荷载计算。的柱荷载计算。第35页/共52页2.7.3 梯形联合基础 当荷载较大的柱一侧的空间受到约束的情况，则应采用梯形基础，这时基底的压力分由较为均匀，有利于基底形心与荷载重心重合。第36页/共52页2.7.4 连梁式联合基础 如果两柱间的距离如果两柱间的距离较大，这时可采作连梁式较大，这时可采作连梁式联合基础，同时由于连梁联合基础，同时由于连梁没有接触地面，基底反力没有接触地面，基底反力仅作用于两柱下的扩展基仅作用于两柱下的扩展基础，因而连梁中的弯矩较础，因而

23、连梁中的弯矩较小，连梁的作用在于把偏小，连梁的作用在于把偏心产生的弯矩传递给另一心产生的弯矩传递给另一侧的柱基础，从而使分开侧的柱基础，从而使分开的两基础都获得均匀的基的两基础都获得均匀的基底反力。底反力。第37页/共52页连梁设计时需要注意的问题：1）连梁必须为刚性，梁宽不应小于最小柱宽2）两基础的底面尺寸应满足地基承载力的要求，并避免不均匀沉降过大。3）连梁底面不应着地，以免造成计算的困难。连梁的自重在设计中通常可忽略不计。第38页/共52页不均匀沉降产生的原因（1）地基条件，土层极软或不均匀；（2）上部结构荷载不均匀；（3）相邻建筑物影响；（4）其它原因：如堆载、开挖深基坑等2.8 减轻

24、不均匀沉降损害的措施第39页/共52页中、小建筑物破坏的一般规律1、砌体承重结构：主要是墙体开裂 斜裂缝、八字形裂缝、倒八字形裂缝2、框架等超静定结构：沉降差引起构件附加内力，梁、板等产生裂缝、柱倾斜第40页/共52页 如何解决不均匀沉降的问题？1)选用条形基础、筏形基础、箱形基础2)采用桩基础或其它深基础；3)地基处理方法（采用人工地基）；4)从地基、基础和上部结构共同工作的观点为出发，在建筑、结构和施工方面采取某些措施。建筑物开裂、倾斜、甚至破坏 均匀沉降影响建筑物的功能和正常使用不均匀沉降增强上部结构对不均匀沉降的适应能力减少沉降 解决途径具体措施：第41页/共52页2.8.1 建筑措施

25、建筑措施1.1.建筑物的体型应力求简单建筑物的体型应力求简单第42页/共52页2.2.控制建筑物的长高比及合理布置墙体控制建筑物的长高比及合理布置墙体第43页/共52页第44页/共52页3.3.设置沉降缝设置沉降缝第45页/共52页4.4.相邻建筑物基础间应有一定的净距相邻建筑物基础间应有一定的净距第46页/共52页5 5、调整建筑物各部分的标高、调整建筑物各部分的标高原理：根据可能产生的不均匀沉降，将预估沉降量大的部分标高提高，待其沉降后达到预定的标高，与沉降小的部分协调一致。（1）室内地坪和地下设施的标高，应根据预估沉降量予以提高；（2）建筑物各部分（或设备之间）有联系时，可将沉降较大者标

26、高提高；（3）建筑物与设备之间，应留有足够的净空；（4）当有管道穿过建筑物时，应预留足够尺寸的孔洞，或采用柔性的管道接头。第47页/共52页2.8.2 减轻不均匀沉降的结构措施1、减轻建筑物自重减轻墙重量：采用多孔砖，轻质墙等。选用轻型结构：采用预应力钢筋混凝土结构、轻钢结构及各种轻型空间结构。减少基础和回填土重量：如采用空心基础、壳体基础、以及加空地板代替厚填土等。2、设置圈梁；平面内形成闭合的网状系统。钢筋混凝土圈梁 钢筋砖圈梁（或钢筋砖带）增强建筑物的抗弯刚度 第48页/共52页4、减小或调整基底附加压力减小基底附加压力：减轻建筑物自重设置地下室（或半地下室、架空层）改变基底尺寸：5、采

27、用非敏感性结构采用非敏感性结构排架、三铰拱等铰接结构选择和调整基础底面尺寸调整基底压力减少沉降差3、设置基础梁（地圈梁）第49页/共52页2.8.3 减轻不均匀沉降的施工措施1、合理安排施工程序先重后轻（先建重的部分）先高后低（先建高的部分）先主体后附属(先建主体的部分)2、基础周围不宜堆载、防止施工的不利影响 打桩，强夯，井点降水、深基坑开挖3、保护基底的地基土 土的结构性 保持地基土的原状结构 开挖基槽时，保留约200mm；防水第50页/共52页 本章小结1、地基基础设计首先要满足安全和正常使用的要求；按承载力极限状态设计是为保证建筑物的安全，而正常使用的要求是由正常使用极限状态验算来保证；地基基础按以上两个状态设计。2、基础埋深受很多因素的影响，在满足安全可靠的前提下尽可能浅埋，可便于施工和降低造价。3、无筋扩展基础设计要求满足刚性角和材料模数；扩展基础可设计成多种形式，其截面尺寸和配筋需计算确定。4、基底尺寸首先由上部荷载和地基承载力确定，然后经过必要的验算加以修正，以满足两种极限状态的要求。5、地基、基础和上部结构共同工作的原理是减轻不均匀沉降危害的依据，在此基础上，从工程实践中，总结出建筑、结构、施工方面不少行之有效的措施。第51页/共52页感谢您的观看。第52页/共52页