刚性基础与扩展基础.ppt

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12.4刚性基础与扩展基础的设计计算要点：地基承载力验算；软弱下卧层验算；地基与基础稳定性验算；钢筋混凝土扩展基础结构设计*；基础变形验算（沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜）。 22.4.1地基承载力验算—按地基承载力计算基底尺寸A中心受荷基础中心荷载作用下的基础要求： 3d=(1.0+1.3)/2=1.15m内墙、内柱外墙、外柱计算荷载时，应按传力系统，自建筑屋顶面开始，自上而下累计至设计地面。当室内外地坪不同时，对于外墙或外柱可累计至室内外设计地面的平均高程d。 42.4.1地基承载力验算方形基础矩形基础条形基础沿长度方向取lm计算，则：（需先选定b或l，一般取l/b＝1.0～2.0） 5计算步骤：1、先假定基础宽度b0，一般初步取b0<3m，这样不用进行基础宽度修正；2、求宽深修正后的地基承载力特征值fa。3、按下式计算宽度b方形基础矩形基础条形基础4、比较b与b0，如果二者一致，则b为所求。否则，以b代替b0。 6当荷载较小而地基承载力又比较大时，按上式计算可能基础宽度较小，为保证安全和便于施工，承重墙下的基础宽度不得小于600~700mm；非承重墙下的基础宽度不得小于500mm。 7偏心受荷基础2.4.1地基承载力验算Wx、Wy—基底对x和y轴的截面抵抗矩，m3ex、ey—荷载对y轴和x轴的偏心距，m要求：偏心荷载作用下的基础 8偏心荷载下逐次渐近试算法求A2.4.1地基承载力验算根据已选定的l和b验算偏心距和基底边缘最大压力；步骤：思路：先试算，后验算先按中心荷载作用下的公式预估基底面积A0或宽度b0；考虑偏心距的影响，根据偏心距大小将A0或b0增大10%~40%，作为首次试算尺寸A或b；根据A的大小初步选定矩形基础的底面边长l和b；调整l和b。 9如果基底压力出现负值，即产生拉应力，此时基底边缘最大压力pkmax的计算公式为a-偏心荷载作用点至最大压应力Pkmax作用边缘的距离，a=（l/2）-eb-垂直于力矩作用方向的基础底边边长。 10基底最大最小压力相差不宜过大，否则易引起基础倾斜。一般认为，在高、中压缩性土上的基础，或有吊车的厂房基础，ek不宜大于l/6；对低压缩性地基上的基础，当考虑短期作用的荷载时，ek可适当放宽，但应控制在l/4之内。否则，应调整基底尺寸，或做成梯形底面形状。注意： 112.4.1地基承载力验算【例2.1】柱截面300mm×400mm，作用在柱底的荷载标准值：中心垂直荷载700kN，力矩80kN·m，水平荷载13kN。其他参数见右图。试根据持力层地基承载力确定基础底面尺寸。例题题图 12 13①求地基承载力特征值根据粘性土e＝0.7，IL＝0.78,查规范表得：ηb=0.3，ηd=1.6。持力层承载力特征值fa(先不考虑对基础宽度进行修正)：【解】 14②初步选择基底尺寸A=l×b（取l/b=1.5）=2.4×1.6=3.84m2(≈3.88m2)，且b=1.6m<3m，不需再对fa进行修正。初步选择基底尺寸由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即计算基础和回填土重Gk时的基础埋深由公式：d=1/2(1.0+1.3)=1.15m 15偏心距（满足要求）基础和回填土重③验算持力层地基承载力（满足要求） 16基底最大压应力：最后，确定该柱基础底面长l=2.4m，宽b=1.6m。（满足要求） 17验算思路：传递到软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力，即：2.4.2软弱下卧层的验算pz—软弱下卧层顶面处的附加应力值pcz—软弱下卧层顶面处土的自重应力值faz—软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值 182.4.2软弱下卧层的验算Pz计算—压力扩散角法矩形基础：条形基础：θ—地基压力扩散角，查规范表确定 19如果软弱下卧层验算不满足，应考虑增大基础底面积，或改变基础埋深，甚至改用地基处理或深基础设计的基础方案。中间值进行插值估算注：1.Es1为上层土压缩模量；Es2为下层土压缩模量；2.z/b<0.25时取θ=0°，必要时，宜由试验确定；z/b>0.50时θ值不变。 20【作业】图中柱基础荷载标准值，Fk=1100kN，Mk=140kN·m，若基础底面寸，l×b=3.6m×2.6m。试根据图中资料验算基础底面是否满足地基承载力要求。 21IL= 22偏心受荷基础地基承载力验算要求：地基承载力的验算：持力层的验算：软弱下卧层的验算：1、持力层的验算 232、软弱下卧层的验算 24 25①求地基承载力特征值修正后的持力层承载力特征值fa：【解】 262.4.3基础与地基的稳定性验算地基抗水平滑动的稳定性验算地基整体滑动稳定验算基础倾覆稳定性验算 27轴心荷载下基础结构设计pj作用下，图中Ⅰ-Ⅰ截面弯矩与剪力（max）：2.4.4钢筋混凝土扩展基础结构设计*墙下钢筋混凝土条形基础(1)地基净反力pj仅由基顶荷载设计值所产生的地基反力，沿墙长取1m计算墙下钢筋混凝土条基受力M图V图 282.4.4钢筋混凝土扩展基础结构设计ft—砼轴心抗拉强度设计值（规范4.1.4）；βh—截面高度影响系数(混凝土规范）。(2)基础高度的验算由于基础内不配箍筋和弯筋，故基础有效高度由砼的抗剪切条件确定： 29fy—钢筋抗拉强度设计值；h0—基础有效高度,0.9h0为截面内力臂的近似值。(3)基础底板配筋每米墙长的受力钢筋截面面积：2.4.4钢筋混凝土扩展基础结构设计 30墙下钢筋混凝土条形基础的验算截面基础高度验算验算截面处的剪力：a—验算截面Ⅰ-Ⅰ距基础边缘距离确定剪力后，基础有效高度h0由混凝土抗剪条件确定。基础底板配筋由验算截面处的弯矩M决定pjⅠ—计算截面的地基净反力偏心荷载确定弯矩后，可计算基础长度方向每延米基础底板的配筋面积。 31冲切破坏示意图中心荷载作用：(1)基础底板厚度—由抗冲切验算定Fl—地基净反力设计值，Fl=PjAlam—冲切破坏锥体最不利一侧计算长度柱下钢筋混凝土独立基础（基础高度和底板配筋） 32（a）（b）（c）(a)(c)柱与基础交接处;(b)基础变阶处。1-冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面;2-冲切破坏锥体的底面线 33偏心荷载作用：偏心荷载作用时，将上式中的Pj换成Pjmax则可。Fl=PjmaxAl 34(2)基础底板配筋—由抗弯验算定矩形基础底板计算求出M后，由此可计算底板长、短边方向受力钢筋面积AsⅠ和AsⅡ。柱下钢筋混凝土独立基础台阶宽高比α≤2.5偏心距e≤l/6轴心或偏心荷载作用下，对矩形基础,当满足：