基础工程ppt课件第2章浅基础

第第2 2章章 浅基础浅基础第2章 浅基础1扩展基础破坏形式扩展基础破坏形式剪切冲切弯曲2.6扩展基础设计扩展基础设计扩展基础破坏形式剪切冲切弯曲2.6扩展基础设计2受力特点：脆性材料（抗拉、抗剪差）；必须控制基础内拉应力和剪应力；结构设计时通过控制材料强度等级和台阶高宽比来确定基础截面尺寸，不需要进行内力分析和强度计算。设计要求：按按持力层地基承载力特征值持力层地基承载力特征值确定基底尺寸面积基底尺寸面积，按满足刚性角刚性角（控制台阶宽高比）（控制台阶宽高比）确定基础高度基础高度2.6.1无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计受力特点：脆性材料（抗拉、抗剪差）；必须控制基础内拉应力和剪3计算公式:（一）无筋扩展基础的宽高比限值无筋扩展基础构造示意刚性角，大小取决于基础材料和pk (荷载效应标准组合时基底处的平均压力)：计算公式:（一）无筋扩展基础的宽高比限值无筋扩展基础构造示意4表表2-9 2-9 无筋扩展基础台阶宽高比的允许值无筋扩展基础台阶宽高比的允许值 表2-9 无筋扩展基础台阶宽高比的允许值 5砖基础砖基础俗称大放脚，其各部分的尺寸应符合砖的模数。砌筑俗称大放脚，其各部分的尺寸应符合砖的模数。砌筑方式有方式有两皮一收两皮一收和和二一间隔收二一间隔收（又称两皮一收与一皮一收相（又称两皮一收与一皮一收相间）两种（图间）两种（图2-232-23）。两皮一收是每砌两皮砖，即）。两皮一收是每砌两皮砖，即120mm120mm，收进收进1/41/4砖长，即砖长，即60mm60mm；二一间隔收是从底层开始，先砌两；二一间隔收是从底层开始，先砌两皮砖，收进皮砖，收进1/41/4砖长，再砌一皮砖，收进砖长，再砌一皮砖，收进1/41/4砖长，如此反复。砖长，如此反复。砖基础俗称大放脚，其各部分的尺寸应符合砖的模数。砌筑方式有两6毛石基础毛石基础的每阶伸出宽度不宜大于的每阶伸出宽度不宜大于200mm200mm，每阶高度通常取每阶高度通常取400400600mm600mm，并由两层毛石，并由两层毛石错缝砌成。错缝砌成。混凝土基础混凝土基础每阶高度不应小于每阶高度不应小于200mm200mm，毛，毛石混凝土基础每阶高度不应小于石混凝土基础每阶高度不应小于300mm300mm。灰土基础灰土基础施工时每层虚铺灰土施工时每层虚铺灰土220220250mm250mm，夯，夯实至实至150mm150mm，称为，称为“一步灰土一步灰土”。根据需要可。根据需要可设计成二步灰土或三步灰土，即厚度为设计成二步灰土或三步灰土，即厚度为300mm300mm或或450mm450mm，三合土基础厚度不应小于，三合土基础厚度不应小于300mm300mm。无筋扩展基础也可由无筋扩展基础也可由两种材料叠合组成两种材料叠合组成，例，例如，上层用砖砌体，下层用混凝土。如，上层用砖砌体，下层用混凝土。毛石基础的每阶伸出宽度不宜大于200mm，每阶高度通常取407(二)抗剪验算当混凝土基础的基础底面的平均压力值pk超过300kPa时，还应按下式验算墙（柱）边缘或变阶处的受剪承载力：(二)抗剪验算当混凝土基础的基础底面的平均压力值pk超过38例例某某承承重重墙墙厚厚240mm240mm，作作用用于于地地面面标标高高处处的的轴轴心心荷荷载载标标准准值值Fk=180kN/m，基基础础埋埋深深d=1m，地地基基承承载载力力特特征征值值fa=220kPa，要求：要求：(1)(1)确定墙下条形基础的底面宽度；确定墙下条形基础的底面宽度；(2)(2)按砖基础设计，并分别按两皮一收和二一间隔收（两皮按砖基础设计，并分别按两皮一收和二一间隔收（两皮 一收与一皮一收相间）砌法画出砖基础剖面示意图；一收与一皮一收相间）砌法画出砖基础剖面示意图；(3)(3)按毛石基础设计，并画出剖面示意图；按毛石基础设计，并画出剖面示意图；(4)(4)按混凝土基础设计，并画出剖面示意图。按混凝土基础设计，并画出剖面示意图。解解(1)(1)基础宽度基础宽度 例某承重墙厚240mm，作用于地面标高处的轴心荷载标准值9(2)(2)按砖基础设计按砖基础设计取基底宽度取基底宽度b=0.9m，则砖基础所需的台阶数为：，则砖基础所需的台阶数为：(2)按砖基础设计10(3)(3)按毛石基础设计按毛石基础设计基底宽度取基底宽度取0.9m，基础分二阶砌筑，每阶高度为，基础分二阶砌筑，每阶高度为400mm，每阶伸出宽度均小于每阶伸出宽度均小于200mm。(3)按毛石基础设计11(4)(4)按混凝土基础设计按混凝土基础设计混凝土强度等级采用混凝土强度等级采用C15，基底宽度取，基底宽度取0.9m，基础分二阶，基础分二阶，第一阶高度第一阶高度250mm，伸出宽度，伸出宽度180mm，台阶宽度比为，台阶宽度比为180:250=1:1.39；第二阶高度；第二阶高度200mm，伸出宽度，伸出宽度150mm，台，台阶宽高比为阶宽高比为150:200=1:1.33。由。由p=fa=220kPa查表得台阶宽高查表得台阶宽高比的允许值为比的允许值为1:1.25，符合要求。，符合要求。(4)按混凝土基础设计12补充作业：某砖墙厚240mm，基础埋深1.3m（自室外地面算起），拟采用砖基础，室内比室外高0.6m，地基土为砂土，=20kN/m3，fak=202kPa，b=2.0，d=3.0；上部荷载为：竖向荷载Fk=160kN/m，基础底面形心处Mk=7kNm/m，无地下水。试确定基础底面满足以上条件的最小宽度，若采用二一间隔法或二皮一收法来修建，试分别求出两种方法所对应的基础高度。补充作业：132.6.2扩展基础设计一、设计荷载取值：一、设计荷载取值：确定基础配筋和验算材料强度，上部结构传来的荷载效应组合应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合；相应的基底反力为净反力净反力（不包括基础自重和基础台阶上回填土重不包括基础自重和基础台阶上回填土重所引起的反力所引起的反力）。仅由基础顶面的荷载所产生的地基反力，称为仅由基础顶面的荷载所产生的地基反力，称为地基净反力地基净反力，并以并以pj表示。表示。对条形基础：对条形基础：pj=F/b对矩形基础：对矩形基础：pj=F/bl F为为基本组合基本组合的上部结构传来的荷载设计值的上部结构传来的荷载设计值2.6.2扩展基础设计一、设计荷载取值：仅由基础顶面的荷载所14二、墙下钢筋混凝土条形基础的结构计算二、墙下钢筋混凝土条形基础的结构计算1.中心荷载：基底的净反力 一般沿墙长度方向取1m作为计算单元基础进行分析 在基础底板内产生弯矩M和剪力V。-截面为结构控制截面，此截面上的弯矩M和剪力V为结构的控制内力。基础高度高度由混凝土受剪承载力受剪承载力确定二、墙下钢筋混凝土条形基础的结构计算1.中心荷载：一般沿墙长15计算截面位置：计算截面位置：b1基础悬臂部分计算截面的挑出基础悬臂部分计算截面的挑出 长度，如图长度，如图2-222-22：当墙体材料为混凝当墙体材料为混凝土时，土时，b1为基础为基础边缘至墙脚的距离；边缘至墙脚的距离；当为砖墙且放脚不大于当为砖墙且放脚不大于1/41/4砖长时，砖长时，b1为基础边缘至墙脚距离加上为基础边缘至墙脚距离加上0.06m0.06m。计算截面位置：b1基础悬臂部分计算截面的挑出 长度，162.偏心荷载计算基底净反力的偏心距 基础边缘处的最大和最小净反力为：2.偏心荷载计算基底净反力的偏心距 基础边缘处的最大和最小净172.6.3 2.6.3 柱下钢筋混凝土独立基础设计柱下钢筋混凝土独立基础设计 1.构造要求构造要求 阶梯形基础每阶高度一般为阶梯形基础每阶高度一般为300300500mm 500mm，当基础高度大，当基础高度大于等于于等于600mm600mm而小于而小于900mm900mm时，阶梯形基础分二级；当基础高时，阶梯形基础分二级；当基础高度大于等于度大于等于900mm900mm时，则分三级。当采用锥形基础时，其边时，则分三级。当采用锥形基础时，其边缘高度不宜小于缘高度不宜小于200mm200mm，顶部每边应沿柱边放出，顶部每边应沿柱边放出50mm 50mm。2.6.3 柱下钢筋混凝土独立基础设计 1.构造要求 18柱柱下下钢钢筋筋混混凝凝土土基基础础的的受受力力筋筋应应双双向向配配置置。现现浇浇柱柱的的纵纵向向钢钢筋筋可可通通过过插插筋筋锚锚入入基基础础中中。插插筋筋的的数数量量、直直径径以以及及钢钢筋筋种种类类应应与与柱柱内内纵纵向向钢钢筋筋相相同同。插插入入基基础础的的钢钢筋筋，上上下下至至少少应应有有两两道道箍箍筋筋固固定定。插插筋筋与与柱柱的的纵纵向向受受力力钢钢筋筋的的连连接接方方法法，应应按按现现行行的的混混凝凝土土结结构构设设计计规规范范规规定定执执行行。插插筋筋的的下下端端宜宜做做成成直钩放在基础底板钢筋网上。直钩放在基础底板钢筋网上。柱下钢筋混凝土基础的受力筋应双向配置。现浇柱的纵向钢筋可通过19单独基础冲切破坏验算单独基础冲切破坏验算确定基础高度确定基础高度45o单独基础冲切破坏验算确定基础高度45o202.轴心荷载作用轴心荷载作用(1)基础高度基础高度基础高度由混凝土受冲切承载力确定。设计时一般先按经基础高度由混凝土受冲切承载力确定。设计时一般先按经验假定基础高度，验假定基础高度，得出得出h0，再代入式（，再代入式（2-55）进行验算）进行验算。Fl 0.7hp f t bm h0 （2-55）Fl=Pj*A1 （2-562-56）2.轴心荷载作用基础高度由混凝土受冲切承载力确定。设计时一般21冲切力作用面积冲切力作用面积A Al的计算的计算 a+2h0 l la+2h0 l23当当bbc+2h0时时，要求，要求当当bbc+2h0时时，要求，要求返回Fl 0.7hp f t bm h0 Fl=Pj*A1 当bbc+2h0时，要求当bbc+2h0时，要求返回24 对对于于阶阶梯梯形形基基础础，例例如如分分成成二二级级的的阶阶梯梯形形，除除了了对对柱柱边边进进行行冲冲切切验验算算外外，还还应应对对上上一一阶阶底底边边变变阶阶处处进进行行下下阶阶的的冲冲切切验验算算。验验算算方方法法与与上上面面柱柱边边冲冲切切验验算算相相同同，只只是是在在使使用用式式（2-2-5757）和和（2-582-58）时时，ac、bc分分别别换换为为上上阶阶的的长长边边l1和和短短边边b1，h0换换为为下下阶阶的的有效高度有效高度h01便可。便可。当当基基础础底底面面全全部部落落在在4545冲冲切切破破坏坏锥锥体体底底边边以以内内时时，则则成为刚性基础，无需进行冲切验算。成为刚性基础，无需进行冲切验算。对于阶梯形基础，例如分成二级的阶梯形，除了252、单独基础弯矩计算、单独基础弯矩计算基基础底板配筋础底板配筋b0(b-b0)/2b(b-b0)/2(-0)/2 0(-0)/2III四块固定在柱边的悬臂板四块固定在柱边的悬臂板2、单独基础弯矩计算基础底板配筋b0(b-b0)/2b(b26(2)底板配筋底板配筋 配筋计算时，将基础板看成四块固配筋计算时，将基础板看成四块固定在柱边的梯形悬臂板（图定在柱边的梯形悬臂板（图2-272-27）。）。当基础台阶宽高比当基础台阶宽高比tana a2.52.5时，时，底板弯矩设计值可按下述方法计算。底板弯矩设计值可按下述方法计算。(2)底板配筋 配筋计算时，将基础板看成四块固 当基273.偏心荷载作用偏心荷载作用 如果只在矩形基础长边方向产生偏心，则当荷载偏心如果只在矩形基础长边方向产生偏心，则当荷载偏心距距e l/6 6时，基底净反力设计值的最大和最小值为：时，基底净反力设计值的最大和最小值为：或或e0为净偏心距，为净偏心距，e0=M/F返回3.偏心荷载作用 如果只在矩形基础长边方向产生偏心，则28(1)基础高度基础高度 可可按按式式（2-57）或或（2-58）计计算算，但但应应以以pjmax代代替替式式中中的的pj。(2)底板配筋底板配筋 仍可按式（仍可按式（2-60）和（）和（2-62）计算钢筋面积，但式（）计算钢筋面积，但式（2-60）中的中的M应按下式计算：应按下式计算：式中式中pj为为-截面的净反力设计值，按下式计算：截面的净反力设计值，按下式计算：(1)基础高度29