基础底面尺寸的确定

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,天然地基上浅基础设计原理,第五节基础底面尺寸的确定,第二章,主讲 翟聚云,一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸,设计时，先选定埋深d并初步选择基底尺寸，求得持力层承载力设计值f,a,，在按下列条件验算并调整尺寸直至满足设计要求。,P,k,f,a,1、对于中心受压基础：,P,k,相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值。,f,a,修正后的地基承载力特征值。,第五节基础底面积的确定,d,f,a,F,k,A,G,g,-,d,f,a,F,k,b,G,g,-,（矩形）,（条形）,F,k,相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值。,G,k,基础自重和基础上的土重。,A,G,k,F,k,p,k,+,=,A,基础底面面积。,注意：d为基础平均埋深。,算法：,涉及到,fa,的宽度修正。,1、先假定B3m，不做宽度修正。,2、如果B3m，则再考虑宽度修正。,第五节基础底面积的确定,2、对于偏心受压基础：,同时满足：,P,k,f,a,M,k,相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的力矩值。,由上式得：,a,f,W,2,.,1,M,K,+,k,p,max,=,A,G,k,F,k,+,即：,第五节基础底面积的确定,k,p,max,=,3la,G,k,),2,(,F,k,+,算法：,1、按中心受压计算，求出,A,0。,2、令,A,=（1.11.4）,A,0。,3、验证,P,kmax1.2,f,a,或：,验证,P,kmax1.2,f,a,若不满足，适当调整，再验算，直到适合为止。,二、软弱下卧层验算,当地基受力层范围内存在软弱下卧层时，还必须对下卧层进行验算。,基底压力标准值；,基底处自重压力值；,应力扩散角,p,c,p,cz,p,z,第五节基础底面积的确定,E,s1,/,E,s2,z/,b,0.25,0.5,3,5,10,6,o,10,o,20,o,23,o,25,o,30,o,地基附加应力扩散角值,第五节基础底面积的确定,三、地基变形的控制,在常规设计中，一般都针对各类建筑物的结构特点、整体刚度和使用要求的不同，计算地基变形的某一特征值,，验算其是否小于变形允许值,，即要求满足下列条件：,特征变形值，为预估值，对应于荷载准永久组合值，按土力学的相关公式计算,。,地基 主要受力 层情 况,地基承载力特征值,f,ak,(kPa),60,f,ak,80,80,f,ak,100,100,f,ak,130,130,f,ak,160,160,f,ak,200,200,f,ak,300,各土层坡度(%),5,5,10,10,10,10,建筑,类型,砌体承重结构、框架结构(层数),5,5,5,6,6,7,单层排架结构(6m柱距),单跨,吊车额定起重量(t),510,1015,1520,2030,3050,50100,厂房跨度(m),12,18,24,30,30,30,多跨,吊车额定起重量(t),35,510,1015,1520,2030,3075,厂房跨度(m),12,18,24,30,30,30,烟囱,高度(m),30,40,50,75,100,水塔,高度(m),15,20,30,30,30,容积(m,3,),50,50100,100200,200300,300500,5001000,可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围,第五节基础底面积的确定,1.要求验算地基特征变形的建筑物范围,（1）设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；,（2）表2.7所列范围外，设计等级为丙级的建筑物,（3）表2.7所列范围内，设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：,第五节基础底面积的确定,1)地基承载力特征值小于130kPa，且休型复杂的建筑；,2)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；,3)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；,4)相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；,5)地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结尚未完成时。,地基变形特征,地基土类别,中低压缩性土,高压缩性土,砌体承重结构基础的局部倾斜,0.002,0.003,工业与民用建筑相邻柱基沉降差,框架结构,砌体墙填充的边排柱,当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构,0.002,L,0.0007,L,0.005,L,0.003,L,0.001,L,0.005,L,单层排架结构(柱距为6m)柱基的沉降量(mm),(120),200,桥式吊车轨面的倾斜(按不调整轨道考虑),纵向,横向,0.004,0.003,多层和高层建筑的整体倾斜,H,g,24,24,H,g,60,60,H,g,100,H,g,100,0.004,0.003,0.0025,0.002,体形简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm),200,高耸结构基础的倾斜,H,g,20,20,H,g,50,50,H,g,100,100,H,g,150,150,H,g,200,200,H,g,250,0.008,0.006,0.005,0.004,0.003,0.002,高耸结构基础的沉降量(mm),H,g,100,100,H,g,200,200,H,g,250,400,300,200,建筑物的地基变形允许值,第五节基础底面积的确定,（一）地基变形特征一般分为：,1、沉降量：基础某点的沉降值；,2、沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差；,3、倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；,4、局部倾斜：砌体结构沿纵向610m内基础两点的沉降差与其距离的比值。,第五节基础底面积的确定,砌体承重结构房屋的长高比不太大，以局部倾斜为主，应以局部倾斜作为地基的主要特征变形。,砌体承重结构不均匀沉降,第五节基础底面积的确定,对于框架结构和砌体墙填充的边排柱，主要是由于相邻柱基的沉降差使构件受剪扭曲而损坏，所以设计计算应由沉降差来控制。,第五节基础底面积的确定,以屋架、柱和基础为主体的木结构和排架结构，在低压缩性地基上一般不因沉降而损坏，但在中、高压缩性地基上就应限制单层排架结构柱基的沉降量，尤其是多跨排架中受荷较大的中排柱基的下沉，以免支撑于其上的相邻屋架发生对倾而使端部相碰。,相邻柱基的沉降差所形成的桥式吊车轨面沿纵向或横向的倾斜，会导致吊车滑行或卡轨。,第五节基础底面积的确定,对于高耸结构以及长高比很小的高层建筑，应控制基础的倾斜,。,第五节基础底面积的确定,高层高耸结构物倾斜主要取决于人们视觉的敏感程度，倾斜值达到明显可见的程度大致为1/250，结构破坏则大致在倾斜值达到1/150时开始。为了使基础倾斜控制在合适的范围内，以减小结构物附加弯距，通过分析倾斜允许值确定。,第五节基础底面积的确定,四、地基稳定验算,可能发生地基稳定性破坏情况：,(1)承受很大的水平力或倾覆力矩的建(构)筑物。,(2)位于斜坡顶上的建(构)筑物。,(3)地基中存在软弱土(或夹)层；土层下面有倾斜的岩层面；隐伏的破碎或断裂带；地下水渗流的影响等。,第五节基础底面积的确定,地基失稳的形式有两种：一种是沿基底产生表层滑动；,另一种是地基深层整体滑动破坏。,第五节基础底面积的确定,表层滑动稳定安全系数K,S,用基础底面与土之间的摩阻力的合力与作用于基底的水平力的合力之比来表示，即：,K,S,(1.21.4),其中,F,i,作用于基底的竖向力kN；,H,i,作用于基底的水平力kN；,v,、,h,基础与土的摩擦系数,。,第五节基础底面积的确定,地基深层整体滑动稳定问题可用圆弧滑动法进行验算。稳定安全系数指作用于最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩的比值。即,K,s,1.2,当滑动面为平面时，稳定安全系数应提高到1.3。,返回,