【土木建筑】第二章 天然地基上的浅基础 第6节

基 础 工 程董董 云云 （Tel：13905236279 E-mail: QQ:944194836 Office Add:3119）淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 第二章 天然地基上的浅基础2.6 刚性基础设计刚性基础设计3董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.6 2.6 刚性基础设计刚性基础设计2.6.1概述概述刚性基础是指用砖、三合土、灰土、混凝土、毛石、毛刚性基础是指用砖、三合土、灰土、混凝土、毛石、毛石混凝土等材料建造的基础。石混凝土等材料建造的基础。作用在基础底面上的竖向荷载？作用在基础底面上的竖向荷载？受力特点？受力特点？抗压性能好，而抗拉、抗剪性能较差，具有非常大的抗抗压性能好，而抗拉、抗剪性能较差，具有非常大的抗弯刚度，受荷后基础不允许产生挠曲变形和开裂！弯刚度，受荷后基础不允许产生挠曲变形和开裂！上部结构的自重、屋面荷载、楼面荷载、基础自重（包上部结构的自重、屋面荷载、楼面荷载、基础自重（包括基础及其台阶上的填土）和活荷载。括基础及其台阶上的填土）和活荷载。计算荷载时应从建筑物顶部开始，按照传力系统从上而下累计计算荷载时应从建筑物顶部开始，按照传力系统从上而下累计到设计地面，当室内外地坪不同时，对于外墙或外柱可累计到到设计地面，当室内外地坪不同时，对于外墙或外柱可累计到室内外设计地面的平均高程。室内外设计地面的平均高程。4董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系计算作用在墙下条形基础上荷载是，计算段的选取：计算作用在墙下条形基础上荷载是，计算段的选取：2.6.1 2.6.1 概述概述通常，刚性基础的荷载有以下三种情况：一种中心荷载下通常，刚性基础的荷载有以下三种情况：一种中心荷载下的基础；二、三种偏心荷载下的基础。的基础；二、三种偏心荷载下的基础。5董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系设计计算的前提：设计计算的前提：确定了基础类型为刚性基础，确定了基础埋置深度，进而可以确定确定了基础类型为刚性基础，确定了基础埋置深度，进而可以确定地基的承载力，可以计算作用在基础上的荷载。地基的承载力，可以计算作用在基础上的荷载。2.6.2 2.6.2 中心荷载作用下的刚性基础设计中心荷载作用下的刚性基础设计对于中心荷载作用的基础，基础通常采用对称形式，使荷对于中心荷载作用的基础，基础通常采用对称形式，使荷载作用线通过基底形心。？避免产生偏心荷载。载作用线通过基底形心。？避免产生偏心荷载。设计步骤、计算内容：设计步骤、计算内容：通过承载力要求确定基础底面尺寸，计算内容包括持力层土的承载通过承载力要求确定基础底面尺寸，计算内容包括持力层土的承载力计算和软弱下卧层的验算；力计算和软弱下卧层的验算；对需要考虑地基变形的建筑物，验算建筑物的变形特征值，并据此对需要考虑地基变形的建筑物，验算建筑物的变形特征值，并据此调整基础底面尺寸。调整基础底面尺寸。6董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(1)确定基础底面积确定基础底面积A(矩形、条形或正方形矩形、条形或正方形)式中，式中，Fk为相应于荷载效应标准组合时上部结构传至地面标高处的荷为相应于荷载效应标准组合时上部结构传至地面标高处的荷载特征值载特征值;Gk为基础及其台阶上填土的自重为基础及其台阶上填土的自重,Gk=G GdA；G G为基础及回填土的平均容重，一般取为基础及回填土的平均容重，一般取20kN/m20kN/m3 3;d d为基础平均埋深为基础平均埋深2.6.2 2.6.2 中心荷载作用下的刚性基础设计中心荷载作用下的刚性基础设计按承载力条件按承载力条件,基底压力应小于地基允许承载力即基底压力应小于地基允许承载力即:AGFpkkkakfp 其中其中:整理后，得到中心荷载作用下的基础底面积整理后，得到中心荷载作用下的基础底面积A的计算公式：的计算公式：7董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系对于矩形单独基础，计算出对于矩形单独基础，计算出A后，先选定后，先选定b或或L，再计算另一边长，使再计算另一边长，使A=Lb，一般取，一般取L/b=1.02.0。对于正方形基础，底面积对于正方形基础，底面积A=bb，公式，公式(2.36)可改写为：可改写为：2.6.2 2.6.2 中心荷载作用下的刚性基础设计中心荷载作用下的刚性基础设计若荷载小而地基承载力较大，计算的基础宽度很小，但为若荷载小而地基承载力较大，计算的基础宽度很小，但为保证安全和便于施工，承重墙下的基础宽度不得小于保证安全和便于施工，承重墙下的基础宽度不得小于600700mm，非承重墙下的基础宽度不小于，非承重墙下的基础宽度不小于500mm。对于条形基础，取对于条形基础，取1m长计算，底面积长计算，底面积A=1b，原计算公式变为原计算公式变为8董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.6.2 2.6.2 中心荷载作用下的刚性基础设计中心荷载作用下的刚性基础设计(2)确定基础的高度9董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系确定基础高度确定基础高度10董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(1)按中心荷载作用下的公式按中心荷载作用下的公式(2.36)，计算基础底面积，计算基础底面积A0。2.6.32.6.3偏心荷载作用下刚性基础的设计偏心荷载作用下刚性基础的设计确定偏心荷载作用下的基础底面尺寸时确定偏心荷载作用下的基础底面尺寸时,通常按逐次渐近试通常按逐次渐近试算法进行算法进行,计算步骤为计算步骤为(3)计算基底的最大和最小的边缘压力计算基底的最大和最小的边缘压力pkmax、pkmin(2)考虑偏心荷载作用考虑偏心荷载作用,加大加大A0,第一次近似值取第一次近似值取A=(1.11.4)A0,对矩形底面的基础对矩形底面的基础,基础底面的长度和宽基础底面的长度和宽度一般取度一般取L/b=1.22.0。11董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.6.32.6.3偏心荷载作用下刚性基础的设计偏心荷载作用下刚性基础的设计对于矩形基础，对于矩形基础，W=lb2/6；对于条形基础，取；对于条形基础，取1m长计算，长计算，W=b2/6,再按照再按照，地基基础设计规范地基基础设计规范检查基底应力是否检查基底应力是否满足：满足：根据上式验算结果，调整基底尺寸直至得到满意结果。根据上式验算结果，调整基底尺寸直至得到满意结果。偏心荷载作用下刚性基础高度的确定方法与中偏心荷载作用下刚性基础高度的确定方法与中心荷载作用时相同，由各种材料的允许刚性角心荷载作用时相同，由各种材料的允许刚性角确定，此处不再赘述。确定，此处不再赘述。12董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.6.32.6.3偏心荷载作用下刚性基础的设计偏心荷载作用下刚性基础的设计对于混凝土基础，当基础底面处的平均压力超过对于混凝土基础，当基础底面处的平均压力超过300kPa时，时，13董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(1)砖基础细部构造砖基础细部构造2.6.4 2.6.4 刚性基础的构造刚性基础的构造(a)二一间收 (b)二皮一收14董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.6.4 2.6.4 刚性基础的构造刚性基础的构造15董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(2)(2)砌石基础砌石基础16董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(3)(3)素混凝土基础素混凝土基础17董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)(4)灰土基础灰土基础18董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系设计示例设计示例19董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系解解（1）按中心荷载作用初估基础底面积，由式）按中心荷载作用初估基础底面积，由式2.36得得（2）考虑偏心荷载作用，将基底面积扩大）考虑偏心荷载作用，将基底面积扩大1.3倍：倍：设计示例设计示例2065.4220212800mdfFAGak注意单位，注意单位，书上错了！书上错了！A=1.3A0=6.04m2初步拟定基础尺寸为初步拟定基础尺寸为3m2m。20董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系（3）计算基底边缘最大压力）计算基底边缘最大压力Pmax按公式按公式2.16计算基底边缘最大应力为：计算基底边缘最大应力为：设计示例设计示例kNGF1040240800kNkNdAGGk24032220mkNM320250220mlme5.0631.01040320总荷载的偏心距：总荷载的偏心距：基底总力矩：基底总力矩：基础的总垂直荷载：基础的总垂直荷载：基础及回填土自重：基础及回填土自重：22max/2807.1063.173233206231040mkNWMAGFPKKKkW的计算？21董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系（4）按基础埋深修正地基承载力：）按基础埋深修正地基承载力：设计示例设计示例)5.0()3(dbffmdbaka2/24.254)5.02(6.176.1212mkNfa（6）验算中心荷载作用下的基底应力的允许条件：）验算中心荷载作用下的基底应力的允许条件：（5）验算偏心荷载下基底反力的允许条件：）验算偏心荷载下基底反力的允许条件：查表查表2.10 得得 d d1.6,1.6,持力层以上土体容重持力层以上土体容重 m17.6 kN/m2：2max1040173.3/3 2KKkFGPkN mA2max2/280/09.30524.2542.12.1mkNPmkNfka22董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系（7）确定基础高度和构造尺寸：）确定基础高度和构造尺寸：设计示例设计示例mllh2.126.0320根据素混凝土基础构造要求，基础总高度大于根据素混凝土基础构造要求，基础总高度大于900mm时时做成三层台阶，每个台阶高度不大于做成三层台阶，每个台阶高度不大于500mm，基础构造，基础构造尺寸如图：尺寸如图：采用采用C10混凝土基础，查表混凝土基础，查表2.4,台阶高宽比允许值为台阶高宽比允许值为1:1.0,则基础高度则基础高度23董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系本章小结本章小结 刚性基础设计：刚性基础设计：中心荷载作用下刚性基础设计中心荷载作用下刚性基础设计 偏心荷载作用下刚性基础的设计偏心荷载作用下刚性基础的设计 刚性基础构造要求刚性基础构造要求 设计计算主要内容：基础底面尺寸、埋置深度和基础设计计算主要内容：基础底面尺寸、埋置深度和基础构造构造 作业作业：阅读教材及参考书，完成阅读教材及参考书，完成P123思考题与习题思考题与习题2.18 预习下一讲内容，预习下一讲内容，2.7 钢筋混凝土扩展基础设计钢筋混凝土扩展基础设计。24董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系肚松衯宸&愮鐝D)?$?d悡!餯怉 扈鋹A 嘬貑 d?噡1/2001骞寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/imgr_logo.gif 冣杁9/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/logo.gif冟?A/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-CRM鍦敤.files/logo_compute.gif 冡?疘1/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/9/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/0830.gif 冧塖阇8/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/4-2.gif 冨篰飁/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/imgr_logo.gif 冨杁9/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/logo.gif 冦旿?A/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/logo_compute.gif 冧?疘4/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/0830.gif 冪阇?/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/biaoshi.gif 冭賏?;/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/cio.gif 冩?=/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/email.gif 冩?A/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/imgr_logo.gif 冭聖杁/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/logo.gif 冩碝?D/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/logo_compute.gif 冭?疘:/ERP鏂噡1/2001骞寸17鏈?-鏂版湇鍔粡娴庢诞鐜?files/F/ERP鏂噡1/2001骞寸17鏈?-鏂版湇鍔粡娴庢诞鐜?files/astd_oct.gif 冮烜?E/ERP鏂噡1/2001骞寸17鏈?-鏂版湇鍔粡娴庢诞鐜?files/biaoshi.gif 凅?C/ERP鏂噡1/2001骞寸17鏈?-鏂版湇鍔粡娴庢诞鐜?files/email.gif冮?G/ERP鏂噡1/2001骞寸17鏈?-潕25董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系肚松衯?雎挥=?牓2d?h糖=M 痞?(瘣滸?(h?棧哐锒$*?z 3蓚W 傯=%u旄冏?塧?腦?U ZYY h?鹁?镁+x脲燴哠K?q 梽桃 羀徬?w?錭X?C?e?gei鎃+,nit噈鲃 c?u锳 9 硄 轻儍L8踇縎;W岐?u rH?Wx鵛 8 吷y兞 恋W 六 堲?-猴w兂.+嬼?墎 娮?嗠鸊GiJ倭r J?侜!?u?唻蕛?凓|?縖鸹嬔r 責|A伾 鼐*?%磣嬓冴 苻 高 Hv霼?m|兪 T?4撠?聝?飌Z0?t蕞筍 讧?3 髀続c?p?t 壉鄪Mr+?p;8齚 p 蕞驱_嬝3?%?佝較#?u 嬻芺婩*?莀X _?萄阯K詴qM?x拱曃?鳡?+腰+?艃?U?葭?橗?岶%媗祆?呿祴?峙%Ms?叫 篂?X?$?F笂 斚汶弸邏s?苾铏p荫渌?呉坡Y询生蓯籀 塡塠=?鬋 昆?SZ?|?匡?(別?鲩Z0 l 慶琶 5艭危?內?g?a?J?$孅?0lH 効譱蘑?R?;N?囏a杸)G?t$撈-0?c+僿?v胐顑o 2?刻 N稍嶀?寃?泲?a碍鹄YZF猏虓贋用 拷T,V3 B励=桽=?ST傄u烶輤 腙鲳0_儖?絅=计裌 巹4飪秞?塀墕銒t隿+废 榰N 82)撅?uG?儅導鴣 鮁 e 5?O轴C冾:_)5隠瑾.觠0峗E?王?謷呻 u?蓌 X0?艣专?u?V=Zt望?v;3蒛h8#?d?z痣W兠 兯凔?黄T?彄貖?ty?嗥 肻Bu SU?x墊侓?嬎茆=D彎塎 偗aN?婻 鞽咢0v箅 _溹?J)橆1e?c?r?萤G;烹2C?c?炩?婾 U蔙T宆 Q?啪)u 铿竗?莙 0 釆U$_饎囕 雒 u?w?鍳x?)S tE媭E 鄫P 鲉 S现性?5?E/?H鬢砺啊l鴭?=鄒,?6 蜢?X?逫秼雎G7?t C?7?嬊儀 鴣b_ G?雨?X?8 y隵蘆挺?k吜W 娫Q Y 簮?嫋g&樱匵补?銋i罕凂*pl蘘孠嚈鱺獭礻訋?桇挵tzS?N藫弆籽D啶?2禚艳?g!凲瘬