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1、第1章地基基础的设计原则概述地基基础设计原则地基类型基础类型地基、基础与上部结构共同工作§1-1概述基础工程设计的目的应根据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。建筑结构分三个安全等级:表1-1公路工程结构分三个安全等级:表1-2地基基础分分三个设计等级:表1-3抗震设防分四个类别:表1-4基坑支护结构分三个安全等级表1-5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即可按其预定目的使用:表1-6根据地基基础的设计等级和设计使用年
2、限分类,按三种状况进行设计:持久、短暂、偶然§1-1概述基础工程设计的任务基础结构效应分析根据拟定的基础截面进行基础结构抗力及其他性能分析具体任务:地基承载力计算地基变形计算地基基础稳定性计算按照2种极限承载力状态设计的分析§1-2地基基础设计原则概率极限设计法与极限状态设计原则从结构的可靠度指标(或失效概率)来度量结构的可靠度,并且建立结构可靠度与结构极限状态方程关系,这种以概率论为基础的极限状态设计法,简称为概率极限状态设计法极限状态:整个结构或结构构件超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一
3、功能要求,此特定状态为该功能的极限状态承载力极限状态正常使用极限状态地基基础设计所需资料建筑场地地形图岩土工程勘察成果报告建筑平面图、立面图,荷载,特殊结构布置与标高建筑场地环境、邻近建筑物基础类型与埋深地下管线埋深与分布工程总投资与当地建筑材料供应情况施工队伍技术力量与工期要求§1-2地基基础设计原则地基基础的设计内容与步骤初步设计基础的结构型式、材料与平面布置确定基础的埋置深度d计算地基承载力特征值根据作用在基础顶面荷载F和计算基础的底面积计算基础高度并确定剖面形状若地基持力层下存在软弱下卧层
4、,需验算其承载力根据建筑物地基基础设计等级进行地基变形计算必要时进行稳定性验算基础细部结构和构造设计,并绘制基础施工图§1-2地基基础设计原则地基基础设计基本规定根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度,地基基础设计应符合下列规定:所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定设计等级为甲级、乙级的建筑物,均应按地基变形设计除规范所列范围内设计等级丙级的建筑物可不作变形验算,有下列情况之一时,仍应作变形验算§1-2地基基础设计原则地基承载力特征值小于130KPa,且
5、体型复杂的建筑在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大,可能引起地基产生过大的不均匀沉降时软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时相邻建筑物距离过近,可能发生倾斜时地基内有厚度较大或厚薄不均的填土,其自重固结未完成时对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等,以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,尚应验算其稳定性当地下水埋藏较浅,建筑物地下室或地下构筑物存在上浮问题时,尚应进行抗浮验算§1-2地基基础设计原则荷载效应最不利组合与相应的抗力按地基承载力确定基础面积和埋深时,传至基础或承
6、台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值在确定基础高度、计算基础内力、配筋和验算材料强度时,上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力,应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时,应按正常使用极限状态荷载效应标准组合§1-2地基基础设计原则天然地基土质
7、地基岩石地基特殊土地基湿陷性黄土、膨胀土、冻土地基和红粘土地基人工地基置换、夯实、挤密、排水等处理复合地基§1-3地基类型浅基础独立基础条形基础十子交叉基础筏板基础箱形基础§1-4基础类型独立基础通常框架柱基、高炉、烟囱、水塔基础均为独立基础。有时墙下也采用独立基础:1)当上层土质松散,而在不深处有较好的土层时,为节约基础材料和减少开挖土方量而采用的一种基础形式2)膨胀土地基上的墙基础§1-4基础类型-浅基础条形基础当基础长度大于或等于10倍基础宽度时称为条形基础,通常砖混结构的墙基、挡土墙基础均
8、为条形基础。条形基础类型:1)墙下条形基础2)柱下条形基础:上部荷载大,地基承载力低,柱间独立基础互相靠近,为施工方便而采用§1-4基础类型-浅基础十字交叉基础荷载较大的基础,如土质较弱为了增强基础的整体刚度,减少不均匀沉降,可在柱网下纵横方向设置钢筋混凝土条形基础,形成十字交叉)基础(双向条形基础。§1-4基础类型-浅基础筏板基础如地基基础软弱而荷载又很大,采用十字形基础仍不能满足要求或相邻基槽距离很小时,可用钢筋混凝土做成整块的片筏基础。按构造分为平板式和梁板式两类。§1-4基
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