基础工程的设计原则new

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1、第1章基础工程的设计原则§1-1概述基础工程是连接上部结构与地基之间的过渡结构。它的作用是将上部结构承受的各种荷载安全传递至地基，并使地基在建筑物允许的沉降变形值内正常工作，从而保证建筑物的正常使用。因此，基础工程的设计必须根据上部结构传力体系的特点，建筑物对地下空间使用功能的要求；地基土质的物理力学性质，结合施工设备能力，考虑经济造价等各方面要求，合理选择，比较基础工程设计方案，具体问题具体分析。进行基础工程设计时，应将地基、基础视为一个整体，在基础底面处满足变形协调条件及静力平衡条件（基础底面的压力之和与地基反力之和

2、大小相等，方向相反）。作为支撑建筑物的地基如为天然状态则为天然地基，若经过人工处理则为人工地基。基础一般按埋置深度，施工方法分为浅基础与深基础。荷载相对传至浅部受力层，采用普通基坑开挖，敞坑排水的基础称为浅基础，如砖混结构的墙下条形基础，柱下单独基础；柱下条形基础，十字交叉基础，片筏基础，高层结构的箱形基础等。采用较复杂的施工方法将基础埋置于深层地基中的基础称为深基础。如桩基础、沉井、地下连续墙等。本章只讨论土木工程中常见的地基类型、基础类型与基础工程设计的基本原则。1-1-1基础工程设计的目的土木工程结构设计时，应根据

3、结构破坏可能产生的后果（危及人的生命，造成经济损失，产生社会影响等）的严重性，采用不同的安全等级，我国现行的《建筑地基基础设计规范》将地基基础设计分三个设计等级（表1.1.1）。同时，在设计规定的期限内，结构或结构构件只需进行正常的维护便可按其预定的目的使用，而不需进行修理加固。此为结构的设计工作寿命（表1.1.2）。根据具体的基础安全等级，设计工作寿命分类，首先应对结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列三种设计状况：1.持久状况。在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况。持续期一般与设计工作寿命为同一数量级。

4、2.短暂状况。在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计工作寿命相比，持续期很短的状况，如施工和维修等。3.偶然状况。在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况，如火灾，爆炸、撞击等。表1-3地基基础设计等级设计等级建筑和地基类型甲级重要的工业与民用建筑；30层以上的高层建筑；体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物；大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）；对地基变形有特殊要求的建筑物；复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）；对原有工程影响较大的新建建筑物；场地和地基条件复杂的一般建筑物

5、；位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程乙级除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑；次要的轻型建筑物表1-6设计使用年限分类类别设计工作寿命（年）举例11-5临时性结构225易于替换的结构构件350普通房屋和一般建筑物4100及以上纪念性建筑及其它特殊重要建筑结构1-1-2基础工程设计的任务对于不同的设计状况，可采用不同的结构体系，并对该体系进行结构分析。结构效应分析是基础工程设计的主要任务。其一为基础结构作用效应分析，确定由于地基

6、反力上部结构荷载作用在基础结构上的作用效应。既基础结构内力：弯矩、剪力、轴力等。其二根据拟定的基础截面进行基础结构抗力及其它性能的分析，确定基础结构截面的承受能力及其性能。当按承载能力极限状态设计时，根据材料和基础结构对作用的反应，可采用线性、非线性或塑性理论计算。当按正常使用极限状态设计时，可采用线性理论计算；必要时，可采用非线性理论计算。其计算的结果均应小于基础材料的抵抗能力。例如轴压基础，基础内部的压应力应小于基础材料的轴心抗压强度。§1-2地基基础设计原则1-2-1概率极限设计法与极限状态设计原则（略）1-2-2

7、基础工程设计基本资料1.荷载资料图1-1地基、基础、上部结构的常规分析简图一般建筑物结构设计时，将上部结构、基础与地基三者分开独立进行。以平面框架柱下条形基础的结构分析为例：分析时首先求解荷载作用下框架柱底部的内力，将该内力作为基础结构承受的外荷载施加于基础顶面，根据静力平衡条件求解基底反力；此时以柱脚内力，基底反力作为基础结构承受的荷载求解基础内力。进行地基计算时，则将基底反力反向施加于地基，作为外荷载根据不同的地基模型求解地基的内力与变形，从而验算地基承载力和基础沉降（图1-1）。桥梁结构将连续梁桥面与墩台作为上部结

8、构，求解墩台底面的内力，该内力作为基础荷载施加于墩台基础顶面，其余分析同上（图1-2）。因此基础工程设计的第一份资料是按相关规范计算的传至基础顶面的荷载（包括轴力、剪力和弯矩）。地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定：⑴按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传于基础