天然地基上的浅基础 PPT教案

天然天然(tinrn)地基上的浅基础地基上的浅基础 第一页，共30页。钢筋钢筋(gngjn)混凝土扩展基础系指柱下钢筋混凝土扩展基础系指柱下钢筋(gngjn)混凝土独立混凝土独立基础和墙下钢筋基础和墙下钢筋(gngjn)混凝土条形基础。混凝土条形基础。基础设计方面与刚性基础的联系与区别？基础设计方面与刚性基础的联系与区别？构造和受力特点？构造和受力特点？属于柔性基础，基础的抗弯和抗剪能力高，在构造上可以不属于柔性基础，基础的抗弯和抗剪能力高，在构造上可以不受刚性角的限制，基础剖面可做成扁平状，用较小的基础高受刚性角的限制，基础剖面可做成扁平状，用较小的基础高度把荷载传递到较大的基础底面上去。度把荷载传递到较大的基础底面上去。扩展基础埋置深度及基底平面尺寸的确定方法与刚性基础相同；扩展基础埋置深度及基底平面尺寸的确定方法与刚性基础相同；不同的是基础高度的确定，基础高度可以不满足刚性角要不同的是基础高度的确定，基础高度可以不满足刚性角要求，但基础本身需满足抗弯、抗剪和抗冲切破坏的要求。求，但基础本身需满足抗弯、抗剪和抗冲切破坏的要求。第1页/共30页第二页，共30页。 (1)纯剪切破坏纯剪切破坏(phui)2.7.1 2.7.1 基础的破坏基础的破坏(phui)(phui)形式形式纯剪切破坏是指沿墙或柱子边缘，以及基础变截面处纯剪切破坏是指沿墙或柱子边缘，以及基础变截面处(如图如图2.35(a)中的中的1-1或或2-2截面截面)，产生竖向剪切破坏。，产生竖向剪切破坏。图2.35 扩展基础破坏形式第2页/共30页第三页，共30页。当荷载当荷载(hzi)较大而跨度较小时，可能发生斜压破坏，较大而跨度较小时，可能发生斜压破坏，见图见图2.35b，为避免斜压破坏，要求截面剪力满足，为避免斜压破坏，要求截面剪力满足2.7.1 2.7.1 基础基础(jch(jch) )的破坏形式的破坏形式图2.35 扩展基础破坏形式第3页/共30页第四页，共30页。(2)斜截面斜截面(jimin)剪切破坏剪切破坏2.7.1 2.7.1 基础基础(jch(jch) )的破坏形式的破坏形式构件在弯、剪荷载共同作用下，先在弯剪区域出现斜裂缝，构件在弯、剪荷载共同作用下，先在弯剪区域出现斜裂缝，随荷载增加，裂缝向上扩展，未开裂部分的正应力和剪应随荷载增加，裂缝向上扩展，未开裂部分的正应力和剪应力迅速增加。当正应力和剪应力组合后的主应力出现拉应力迅速增加。当正应力和剪应力组合后的主应力出现拉应力，且大于混凝土的抗拉强度时，发生斜拉破坏，这种破力，且大于混凝土的抗拉强度时，发生斜拉破坏，这种破坏形式在扩展基础中也称为冲切破坏（图坏形式在扩展基础中也称为冲切破坏（图2.35c）。）。图2.35 扩展基础破坏形式第4页/共30页第五页，共30页。(2)斜截面斜截面(jimin)剪切破坏剪切破坏2.7.1 2.7.1 基础基础(jch(jch) )的破坏形式的破坏形式当组合后不出现拉应力或拉应力较小，而压应力过大，超过混凝当组合后不出现拉应力或拉应力较小，而压应力过大，超过混凝土的抗压强度时，混凝土被压碎破坏，称为剪压破坏。土的抗压强度时，混凝土被压碎破坏，称为剪压破坏。扩展基础采用无腹筋梁，不出现剪压破坏的条件可初步确定基础高度，扩展基础采用无腹筋梁，不出现剪压破坏的条件可初步确定基础高度，即即图2.35 扩展基础破坏形式第5页/共30页第六页，共30页。(3)弯曲弯曲(wnq)破坏破坏2.7.1 2.7.1 基础的破坏基础的破坏(phui)(phui)形式形式基底反力在基础截面产生弯矩，过大的弯矩将引起基础弯曲破基底反力在基础截面产生弯矩，过大的弯矩将引起基础弯曲破坏，这种破坏沿着墙边或柱边发生，裂缝平行于墙或柱边，见坏，这种破坏沿着墙边或柱边发生，裂缝平行于墙或柱边，见图图2.35d。图2.35 扩展基础破坏形式第6页/共30页第七页，共30页。对矩形截面柱的矩形基础，按照规范要求应验对矩形截面柱的矩形基础，按照规范要求应验(yngyn)算基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力。算基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力。2.7.2 2.7.2 柱下独立柱下独立(dl)(dl)基础的抗冲切验算基础的抗冲切验算图2.36 计算阶形基础的受冲切承载力截面位置 1冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面；2冲切破坏锥体的底面线第7页/共30页第八页，共30页。受冲切承载力应按下列公式受冲切承载力应按下列公式(gngsh)验算：验算：2.7.2 2.7.2 柱下独立柱下独立(dl)(dl)基础的抗冲切验算基础的抗冲切验算其中各符号的意义见其中各符号的意义见P48，要特别注意，要特别注意at、ab、am等的取值，等的取值，计算中不得混淆。计算中不得混淆。第8页/共30页第九页，共30页。2.7.32.7.3柱下独立基础柱下独立基础(jch(jch) )的抗冲切验算的抗冲切验算图图2.37 矩形基础底板的计算矩形基础底板的计算(j sun)示意示意注意其截面特征符号及其所代表的意义。第9页/共30页第十页，共30页。对于矩形对于矩形(jxng)基础，当台阶高宽比小于或等于基础，当台阶高宽比小于或等于2.5和偏心距和偏心距小于或等于小于或等于1/6基础宽度时，任意截面的弯矩可按下列公式计基础宽度时，任意截面的弯矩可按下列公式计算算(图图2.37)：2.7.32.7.3柱下独立柱下独立(dl)(dl)基础的抗冲切验算基础的抗冲切验算基础各截面的弯矩求得后，可用下式计算所需的钢筋面积：基础各截面的弯矩求得后，可用下式计算所需的钢筋面积：第10页/共30页第十一页，共30页。墙下条形基础的受力条件是平面应变墙下条形基础的受力条件是平面应变,即破坏只发生在宽度方向即破坏只发生在宽度方向,常常常常由于底板产生斜裂缝而破坏由于底板产生斜裂缝而破坏,因此按抗剪强度因此按抗剪强度(qingd)验算底板的厚验算底板的厚度度,由式由式(2.50)确定确定2.7.4 2.7.4 墙下条形墙下条形(tio xn(tio xn) )基础的设计基础的设计当为混凝土墙时当为混凝土墙时,当为砖墙时当为砖墙时第11页/共30页第十二页，共30页。基础基础(jch)配筋面积由下式计算：配筋面积由下式计算： 墙身材料墙身材料(cilio)为砖砌体时：为砖砌体时：墙身材料为混凝土时：墙身材料为混凝土时：2.7.4 2.7.4 墙下条形基础的设计墙下条形基础的设计各式中的符号意义同前。各式中的符号意义同前。第12页/共30页第十三页，共30页。2.7.5 2.7.5 扩展基础的构造扩展基础的构造(guzo)(guzo)要求要求(a)阶梯形基础阶梯形基础 (b)杯口基础杯口基础 (c)锥形基础锥形基础 (d)底板受力钢筋示意底板受力钢筋示意 图图2.38 扩展基础构造扩展基础构造(guzo)的一般要求的一般要求第13页/共30页第十四页，共30页。2.7.5 2.7.5 扩展基础扩展基础(jch(jch) )的构造要求的构造要求表表2.18 柱的插入柱的插入(ch r)深度深度h1/mm第14页/共30页第十五页，共30页。确定基础确定基础(jch(jch) )高度高度第15页/共30页第十六页，共30页。(1)按中心荷载作用按中心荷载作用(zuyng)下的公式下的公式(2.36)，计算基础底，计算基础底面积面积A0。2.6.32.6.3偏心荷载作用下刚性基础偏心荷载作用下刚性基础(jch(jch) )的设计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,通常按逐次渐近试算法通常按逐次渐近试算法进行进行,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度一般取基础底面的长度和宽度一般取L/b=1.22.0。第16页/共30页第十七页，共30页。2.6.32.6.3偏心荷载作用下刚性偏心荷载作用下刚性( (nn xn xn) )基础的设计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，地基基础设计规范检查基底应力是否再按照，地基基础设计规范检查基底应力是否(sh fu)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。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确定，此处不再赘述。第17页/共30页第十八页，共30页。2.6.32.6.3偏心荷载作用下刚性基础偏心荷载作用下刚性基础(jch(jch) )的设计的设计对于混凝土基础对于混凝土基础(jch)，当基础，当基础(jch)底面处的平均压力超过底面处的平均压力超过300kPa时，时，第18页/共30页第十九页，共30页。(1) 砖基础砖基础(jch)细部构造细部构造(a)二一间收 (b)二皮一收第19页/共30页第二十页，共30页。第20页/共30页第二十一页，共30页。第21页/共30页第二十二页，共30页。第22页/共30页第二十三页，共30页。第23页/共30页第二十四页，共30页。第24页/共30页第二十五页，共30页。解（解（1）按中心荷载）按中心荷载(hzi)作用初估基础底面积，由式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）考虑偏心荷载作用，将基底面积(min j)扩大扩大1.3倍：倍：2065. 4220212800mdfFAGak注意单位，书注意单位，书上错了！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。第25页/共30页第二十六页，共30页。（3）计算基底）计算基底(j d)边缘最大压力边缘最大压力Pmax按公式按公式2.16计算基底计算基底(j d)边缘最大应力为：边缘最大应力为：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？第26页/共30页第二十七页，共30页。（4）按基础）按基础(jch)埋深修正地基承载力：埋深修正地基承载力：)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 . 1mkNPmkNfka第27页/共30页第二十八页，共30页。（7）确定）确定(qudng)基础高度和构造尺寸：基础高度和构造尺寸：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，基础构造尺，基础构造尺寸如图：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第28页/共30页第二十九页，共30页。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 。第29页/共30页第三十页，共30页。