章 地基基础的设计原则（梁恒昌）.pdf

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1、第2章天然地基上浅基础的设计一、地基基础设计理论二、设计等级三、设计规定四、设计资料五、基础类型六、基础方案七、设计步骤本章要求•了解荷载规定及其选用原则；•熟悉地基基础设计的各种极限状态及其适用条件；•掌握各种极限状态的设计方法•浅基础方案选用与比较•了解各类浅基础的传力特性、结构特点和适用条件；•掌握浅基础方案选用和方案比较的方法§2.1地基基础的设计原则地基基础设计和计算应满足以下设计原则：各级建筑物均应进行地基承载力计算，防止地承基土体剪切破坏，对于经常受水平荷载作用的载高层建筑，高耸结构和挡土墙以及建造在斜坡力上的建筑物，尚应验算稳定性。变形应根据

2、规定进行必要的地基变形验算，控制地基变形值不超过建筑物的地基变形特征允许值，以免影响建筑物的正常使用。基础基础结构的尺寸，构造和材料应满足建筑物长本身期荷载作用下的强度、刚度和耐久性要求。§2.1地基基础的设计理论1）允许承载力设计法作用在基础上的总荷载SSA[]R地基抗力R§2.1地基基础的设计理论2）极限状态设计法工程结构的极限状态整个结构或一部分超过某一特定承载能力极限状态状态不能满足设计规定的某一功能要求，这一特定状态称为该功能的极限状态。正常使用极限状态§2.1地基基础的设计理论•（1）承载能力极限状态达到最大承载力或不适于继续承载的变形整个结构或结构一部分作

3、为刚体失去平衡结构构件或连接因超过材料强度而破坏结构或结构构件丧失稳定地基丧失承载力而破坏SpupAFs§2.1地基基础的设计理论•（2）正常使用极限状态达到正常使用或耐久性能的某项规定限值影响正常使用或外观的地基变形影响正常使用或耐久性能的局部破坏影响正常使用的振动影响正常使用的其它特定状态。ss[]3）可靠度设计方法（概论极限状态设计法）–定义：以概率理论为基础，以极限状态为分析方法，以可靠指标为安全标准的设计方法。•安全系数与失效概率–以概率表示系统的安全程度–安全度与安全系数关系•极限状态–区分工程状态的标志•可靠指标–可靠度、可靠指标3）可靠度设计方法（续上）

4、–可靠度设计的原理•结构工作状态的表达式：ZRS–Z——表征结构工作状态的功能函数;R–R——结构抗力(多为正态分布随机变量);Z>0–S——结构荷载效应(多正态分布随机变量)。Z<0SZ=R-S2014/5/15《地基与基础工程》第9页3）可靠度设计方法（续上）•功能函数Z的概率密度函数为f(Z)，11zzm2f(Z)exp[()]22zz–结构可靠度：结构在规定时间、条件下完成预定功能的概率.–失效概率：Pf（Z<0），按下式计算——困难！2f(Z)(ZZm)010122Zpff(Z)dZedZ2ZPfZ2014/5/15《地基与

5、基础工程》0第10页3）可靠度设计方法（续上）•转换成标准正态分布：ZZm0,1ZZmZZZ0ZmZZf(Z)ZmpZf(Z)dZf(Z)dZ()f•可靠指标：»表征失效概率；Pfp[p][]ff0ZZmZ»越大，失效概率βPfZ越低，可靠度越高。2014/5/15《地基与基础工程》第11页§2.1地基基础的设计理论fZ()3）可靠度设计法（总结）ZRSZ11ZZm2fZ()exp[()]22zzpfZRSmmm0ZmZRS22zSR可靠指标

6、§2.1地基基础的设计理论4）我国现行做法目前规范中，荷载效应组合确定后，满足承载力极限状态的表达式结永控可可结材几构久制变变构料何重荷可荷荷抗性参要载变载载力能数性标荷标组分标标系准载准合项准准数值标值值系值值效准效系数应值应数分效分项应项系分系数项数系数§2.1地基基础的设计理论（总结）1、容许承载力理论承载力：塑性区开展范围：P1/4,，s/b=0.01-0.02（载荷试验）荷载：采用标准值（组合）2、极限承载力理论—安全系数法承载力：极限承载力公式、载荷试验的极限值/安全系数（2－3）荷载：采用标准值（组合）3、极限承载力理论－分项系数承载力：采用标准值除以承载力分项

7、系数荷载：荷载效应组合的代表值×分项系数－设计值S（基本组合）§2.2地基基础设计等级地基复杂程度甲级建筑物规模和功能乙级地基问题造成建筑物破坏和影响正常使用的程度丙级§2.3地基基础设计的基本规定承载力验算：所有建筑物的地基变形验算：甲、乙级建筑物、部分丙级建筑物稳定性验算：经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构挡土墙建造在斜坡上或边坡附近建筑物基坑工程抗浮验算：地下水埋藏较浅,地下室存在上浮问题–地基基础设计重要规定——此部分内容参阅GB50007-2002之3.0.1~3.0.5。