土力学与地基基础学习情境七--设计天然地基上的浅基础.pptx

目录目录1 1 1 1设计浅基础的程序设计浅基础的程序设计浅基础的程序设计浅基础的程序2 2 2 2确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度3 3 3 3确定基础的底面积确定基础的底面积确定基础的底面积确定基础的底面积目录目录4 4 4 4设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础5 5 5 5设计扩展基础设计扩展基础设计扩展基础设计扩展基础6 6 6 6设计柱下条形基础设计柱下条形基础设计柱下条形基础设计柱下条形基础学习单元学习单元学习单元学习单元1 1 1 1设计浅基础的程序设计浅基础的程序设计浅基础的程序设计浅基础的程序设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤（一）按材料分类 如按材料分类，浅基础可以分为砖基础、灰土基础、三合土基础、毛石基础、混凝土及毛石混凝土基础及钢筋混凝土基础等，见表7-1。1设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤（二）按构造分类1.独立基础 独立基础(也称“单独基础”)，是整个或局部结构物下的无筋或配筋的单个基础。通常情况下，柱基、烟囱、水塔、高炉、机器设备基础多采用独立基础，如图7-1所示。1设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤 现浇钢筋混凝土柱下常采用现浇钢筋混凝土独立基础，基础截面可做成阶梯形图7-1(a)或锥形图7-1(b)。预制柱下通常采用杯口基础，如图7-1(c)所示；砌体柱下常采用刚性基础，如图7-2所示。另外，烟囱、水塔、高炉等构筑物下常采用钢筋混凝土圆板或圆环基础及混凝土实体基础，如图7-3所示，有时也可以采用壳体基础。1设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤1图7-1 钢筋混凝土柱下独立基础(a)阶梯形；(b)锥形；(c)杯形设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤1图7-2 砌体柱下刚性基础(a)砖基础；(b)混凝土基础设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤1 图7-3 烟囱、水塔、高炉基础(a)、(b)圆板基础；(c)实体基础；(d)圆环基础设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤2.条形基础 条形基础是指基础长度远远大于其宽度的一种基础形式，按上部结构形式，可分为墙下条形基础和柱下条形基础。3.筏形基础 当地基软弱而荷载很大，采用十字交叉基础也不能满足地基基础设计要求时，可采用筏形基础(或称筏板基础)，即用钢筋混凝土做成连续整片基础，俗称“满堂红”。1设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤4.十字交叉条形基础 当荷载很大，采用柱下条形基础不能满足地基基础设计要求时，可采用双向的柱下钢筋混凝土条形基础形成的十字交叉条形基础(又称交叉梁基础)。5.箱形基础 高层建筑由于建筑功能与结构受力等要求，可以采用箱形基础。这种基础是由钢筋混凝土底板、顶板和足够数量的纵横交错的内外墙组成的空间结构。1设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤6.壳体基础 正圆锥形及其组合形式的壳体基础，用于一般工业与民用建筑柱基和筒形的构筑物(如烟囱、水塔、料仓、中小型高炉等)基础。这种基础使大部分径向内力转变为压应力。可比一般梁、板式的钢筋混凝土基础减少混凝土用量50左右，节约钢筋30以上，具有良好的经济效果。但壳体基础施工时，修筑土台的技术难度大，易受气候因素的影响，布置钢筋及浇捣混凝土施工困难，较难实行机械化施工。1基础设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础设计的浅基础设计的一般要求一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤 1)在长期荷载作用下，地基变形不致造成承重结构的损坏。2)在最不利荷载作用下，地基不出现失稳现象。3)各类建筑物的地基计算均应满足承载力计算的要求。4)设计等级为甲、乙级的建筑物均应按地基变形设计。5)对地下水埋藏较浅，地下室或地下构筑物存在上浮问题的，应进行抗浮验算。1设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基浅基础设计的基本原则本原则浅基础设计步骤1 浅基础的设计首先应保证建筑物的安全与正常使用，根据建筑物地基基础设计等级和长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应遵循以下原则：1)地基基础应具有足够的安全度，防止地基土体强度破坏及丧失稳定性。所有建筑物的地基均应进行地基承载力计算，如经常承受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等。对于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。具有多层地下室的深基坑开挖工程，应验算土体的整体稳定性。设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基浅基础设计的基本原则本原则浅基础设计步骤1 2)应进行必要的地基变形计算，使之不超过规定的地基变形允许值，以免引起基础和上部结构的损坏或影响建筑物的正常使用。3)基础的材料形式、构造和尺寸，除应能适应上部结构，符合使用要求，满足上述地基承载力、稳定性和变形要求外，还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤浅基础设计步骤（一）准备工作 首先，应充分掌握拟建场地的工程地质条件和地基勘察资料，并且进行相应的现场勘察和调查。例如，不良地质现象和发震断层的存在及其危害性、地基土层分布的均匀性和软弱下卧层的位置和厚度、各层土的类别及其工程特性指标。1设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤浅基础设计步骤（二）选择建筑材料和地基处理方法 了解当地的建筑经验、施工条件和就地取材的可能性，并结合实际考虑采用先进的施工技术和经济、可行的地基处理方法。（三）确定基础类型、持力层及基础埋置深度 在研究地基勘察资料的基础上，结合上部结构的类型，荷载的性质、大小和分布，建筑布置和使用要求以及拟建的基础对原有建筑或设施的影响，考虑选择基础类型和平面布置方案，并确定地基持力层和基础埋置深度。1设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤浅基础设计步骤（四）确定基础尺寸及地基验算 按地基承载力和作用在基础上的荷载，计算基础底面的初步尺寸，进行包括地基持力层和软弱下卧层(如果存在)的承载力验算以及按规定需要进行的变形验算。根据验算结果修改基础尺寸，以便使地基的承载力能得到充分保证，使地基的变形不致引起结构损坏、建筑物倾斜与开裂，或影响其使用和外观。1设计浅基础的程序设计浅基础的程序浅基础的分类浅基础设计的一般要求浅基础设计的基本原则浅基础设计步骤浅基础设计步骤（五）进行基础的结构和构造设计 以简化或考虑相互作用的计算方法进行基础结构的内力分析和截面设计，并满足相应设计规范的构造要求，以保证基础具有足够的强度、刚度和耐久性。（六）出设计施工图 以上步骤完成后应及时绘制基础的设计图和施工详图，并编制工程预算书和工程设计施工说明书。1学习单元学习单元学习单元学习单元2 2 2 2确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度基础埋置深度的基本概念的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的要求影响基础埋深的因素 基础埋置深度一般是指基础底面至地面（一般指设计地面）的距离。在建筑工程设计中，为了保证基础的安全，同时减小基础的尺寸，应尽量选择合适的地基持力层，即将基础放在合适的土层上。2确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度基础埋置深度的基本概念的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的要求影响基础埋深的因素如图7-4所示。2图7-4 基础的埋置深度基础确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度的基本概念基础埋置深度确基础埋置深度确定的原则及条件定的原则及条件基础埋置深度的要求影响基础埋深的因素 基础埋置的选择应在保证建筑物基础安全稳定、耐久适用的前提下，尽量浅埋，以节省投资、方便施工。2确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的基础埋置深度的要求要求影响基础埋深的因素2 1)在满足地基稳定和变形要求的前提下，当上层地基的承载力大于下层土时，宜利用上层土作持力层。除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5 m。2)高层建筑基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑稳定性要求。确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的基础埋置深度的要求要求影响基础埋深的因素2 3)在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形基础和筏形基础的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/18；桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)也不宜小于建筑物高度的1/18。4)基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施。当基础埋置在易风化的岩层上，施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的基础埋置深度的要求要求影响基础埋深的因素2 5)当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础。当埋深大于原有建筑基础时，两基础间应保持一定净距，其数值应根据建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定。确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的基础埋置深度的要求要求影响基础埋深的因素2 6）季节性冻土地区基础埋置深度宜大于场地冻结深度。对于深厚季节冻土地区，当建筑基础底面土层为不冻胀、弱冻胀、冻胀土时，基础埋置深度可以小于场地冻结深度，基础底面下允许冻土层最大厚度应根据当地经验确定。当无地区经验时，可按建筑地基基础设计规范(GB 500072011)附录G查取。确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的要求影响基础埋深的因影响基础埋深的因素素1.工程地质和水文地质条件 一般情况下，基础应设置在坚实的土层上，而不能设置在淤泥等软弱土层上。基础最小埋置深度不宜小于500 mm。当表面软弱土层较厚时，可采用深基础或人工地基。一般基础宜埋在地下常年水位之上，因为地下水易使土的强度下降，也会使基础产生下沉，而且化学污染还会使基础受到侵蚀。2确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的要求影响基础埋深的因影响基础埋深的因素素 当必须埋在地下水位以下时，宜将基础埋置在最低地下水位以下不小于200 mm处，如图7-5所示。2图7-5 基础埋置深度和地下水位的关系确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的要求影响基础埋深的因影响基础埋深的因素素2.建筑物地基上荷载的大小和性质 荷载有恒荷载和活荷载之分。其中，恒荷载引起的沉降量最大，因此当恒荷载较大时，基础埋深应大一些。荷载按作用方向有竖向和水平方向两种。当基础要承受较大水平荷载时，为了保证结构的稳定性，也常将埋深加大。2确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的要求影响基础埋深的因影响基础埋深的因素素3.建筑物的用途 当建筑物设有地下室时，基础埋深受地下室地面标高的影响。一般可以在基础上设洞口，洞口顶面与管道间要留有足够的净空高度，以防止基础沉降，压裂管道。4.地基土冻胀和深度融陷的影响 气候条件对基础埋深有很大影响。土层冰冻的深度称为冰冻线。2确定基础埋置的深度确定基础埋置的深度基础埋置深度的基本概念基础埋置深度确定的原则及条件基础埋置深度的要求影响基础埋深的因影响基础埋深的因素素 当基础埋置深度在土层冰冻线以上时，如果基础底面以下的土层冻胀，会对基础产生向上的顶力，严重的会使基础上抬起拱；如果基础底面以下的土层解冻，顶力消失，则会使基础下沉。这样的过程会使建筑产生裂缝和损坏。2学习单元学习单元学习单元学习单元3 3 3 3确定基础的底面积确定基础的底面积确定基础的底面积确定基础的底面积确定基础的底面积确定基础的底面积轴心受压基础底面轴心受压基础底面尺寸的确定尺寸的确定偏心受压基础底面尺寸的确定软弱下卧层承载力验算 在轴心荷载作用下，基础一般是对称设计，作用在基底面上的平均压应力应小于或等于地基承载力设计值（图7-6），即3图7-6 轴心受压确定基础的底面积确定基础的底面积轴心受压基础底面轴心受压基础底面尺寸的确定尺寸的确定偏心受压基础底面尺寸的确定软弱下卧层承载力验算由此可得基础底面面积为 对于矩形基础面积A=bl，如长度以l=1 m计，则A=b，故条形基础宽度b为3确定基础的底面积确定基础的底面积轴心受压基础底面轴心受压基础底面尺寸的确定尺寸的确定偏心受压基础底面尺寸的确定软弱下卧层承载力验算 式中 F上部结构传来的轴向力设计值(kN)(当为柱下单独基础时，轴向力为基础顶上的全部荷载；当为条形基础时，取1m长度的轴向力(kN/m)，其值算至室内地面标高处)；f基底处地基承载力设计值(kN/m2)；G基础自重和基础上的覆土重(kN)，对于一般基础，近似取G=；3确定基础的底面积确定基础的底面积轴心受压基础底面轴心受压基础底面尺寸的确定尺寸的确定偏心受压基础底面尺寸的确定软弱下卧层承载力验算 基础及基础上的覆土平均重度，取=20 kN/m3，当有地下水时=2010=10（kN/m3）;计算土重G的平均高度(m)。3基础确定基础的底面积确定基础的底面积轴心受压基础底面尺寸的确定偏心受压基础底偏心受压基础底面尺寸的确定面尺寸的确定软弱下卧层承载力验算 当作用在基底形心处的荷载不仅有竖向荷载，而且有力矩或水平力存在时，为偏心受压基础(图7-7)。偏心荷载作用下基底压力分布仍假设为线性分布，则3图7-8 偏心受压基础基础确定基础的底面积确定基础的底面积轴心受压基础底面尺寸的确定偏心受压基础底偏心受压基础底面尺寸的确定面尺寸的确定软弱下卧层承载力验算 式中Mk相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的力矩值(kNm)；W基础截面抵抗矩(m3)；pkmax相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值(kPa)；pkmin相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最小压力值(kPa)；3基础确定基础的底面积确定基础的底面积轴心受压基础底面尺寸的确定偏心受压基础底偏心受压基础底面尺寸的确定面尺寸的确定软弱下卧层承载力验算 pk相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值(kPa)；fa修正后的地基承载力特征值(kPa)。3确定基础的底面积确定基础的底面积轴心受压基础底面尺寸的确定偏心受压基础底面尺寸的确定软弱下卧层承载力软弱下卧层承载力验算验算3 当地基受力层范围内存在软弱下卧层(承载力显著低于持力层的高压缩性土层)时，除按持力层承载力确定基底尺寸外，还必须对软弱下卧层进行验算，要求作用在软弱下卧层顶面处的附加压力与自重压力之和不超过它的承载力特征值，即确定基础的底面积确定基础的底面积轴心受压基础底面尺寸的确定偏心受压基础底面尺寸的确定软弱下卧层承载力软弱下卧层承载力验算验算3 式中pz相应于作用的标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加压力值；pcz软弱下卧层顶面处土的自重压力值；faz软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值。学习学习学习学习单元单元单元单元4 4 4 4设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础无筋扩展基础的概无筋扩展基础的概念与特点念与特点无筋扩展基础设计的计算（一）无筋扩展基础的概念 无筋扩展基础通常称为刚性基础。这种基础通常由砖、毛石、灰土、混凝土等材料按台阶逐级向下扩展(大放脚)而形成。4设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础无筋扩展基础的概无筋扩展基础的概念与特点念与特点无筋扩展基础设计的计算（二）无筋扩展基础的特点 无筋扩展基础是最基本的形式，具有施工简单、便于就地取材的优点，适用于多层民用建筑和轻型厂房。无筋扩展基础常用脆性材料砌筑而成，其缺点是抗压强度高，抗拉、抗剪强度低，因此稍有扭曲变形，基础就容易产生裂缝，进而发生破坏。4设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础无筋扩展基础的概无筋扩展基础的概念与特点念与特点无筋扩展基础设计的计算 如图7-9(a)所示的地基反力作用下，扩展的基础底板如同倒置的短悬臂板；当设计的台阶根部高度过小时，就会弯曲拉裂或剪裂。因此，刚性基础的设计可以通过限制材料强度等级、台阶宽高比的要求来进行，无须内力分析和截面计算。4设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础无筋扩展基础的概无筋扩展基础的概念与特点念与特点无筋扩展基础设计的计算4 图7-9 刚性基础受力示意图(a)刚性基础示意图；(b)砖基础的“两皮一收”砌法基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础无筋扩展基础的概念与特点无筋扩展基础设无筋扩展基础设计的计算计的计算 如图 7-9b所示的砖基础，每次砌筑两皮砖，出挑60mm（1/4转）再砌筑两皮转，通常为等高式。砖的标号应MU10，砂浆标号应M5,并高于上部墙体的砂浆标号。无筋扩展基础高度应满足下式要求：4基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础无筋扩展基础的概念与特点无筋扩展基础设无筋扩展基础设计的计算计的计算式中 b基础底面宽度(m)；b0基础顶面的墙体宽度或柱脚宽度(m)；H0基础高度(m)；tan基础台阶宽高比b2H0，其允许值可按表7-2选用；b2基础台阶宽度(m)。4基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础无筋扩展基础的概念与特点无筋扩展基础设无筋扩展基础设计的计算计的计算4基础设计无筋扩展基础设计无筋扩展基础无筋扩展基础的概念与特点无筋扩展基础设无筋扩展基础设计的计算计的计算 采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱，其柱脚高度h不得小于b，并不应小于300 mm且不小于20d(d为柱中的纵向受力钢筋的最大直径)。当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚固长度不满足锚固要求时，可沿水平方向弯折，弯折后的水平锚固长度不应小于10d，也不应大于20d。4学习学习学习学习单元单元单元单元5 5 5 5设计扩展基础设计扩展基础设计扩展基础设计扩展基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及扩展基础的概念及结构形式结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计算（一）扩展基础的概念 扩展基础常指墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础，通常能在较小的埋深内，把基础底面扩大到所需的面积，因而是最常用的一种基础形式。为使扩展基础具有一定的刚度，要求基础台阶的宽高比不大于2.5。从基础受力特点分析，基础底板的厚度应满足抗冲切的要求，并按板的受力分析进行抗剪及抗剪强度计算。5设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及扩展基础的概念及结构形式结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计算（二）扩展基础的类型与结构形式扩展基础的类型与结构形式主要有以下两种：1)柱下钢筋混凝土独立基础按其截面形式的不同，分为阶梯形基础、锥形基础和杯口形基础。2)墙下钢筋混凝土条形基础一般做成无肋的板，有时也做成有肋的板。5基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算（一）一般构造要求扩展基础的构造，应符合下列规定：1)锥形基础的边缘高度不宜小于200 mm，且两个方向的坡度不宜大于13；阶梯形基础的每阶高度，宜为300500 mm。2)垫层的厚度不宜小于70 mm，垫层混凝土强度等级不宜低于C10。5基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算 3)扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15，底板受力钢筋的最小直径不应小于10 mm，间距不应大于200 mm且不应小于100 mm。4)混凝土强度等级不应低于C20。5)当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5 m时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍，并宜交错布置(图7-10)。5基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算5图7-10 柱下独立基础底板受力钢筋布置基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算 6)墙下钢筋混凝土条形基础底板在T形及十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置；另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处(图7-11)。在拐角处，底板横向受力钢筋应沿两个方向布置(图7-11)。5基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算5图7-11 墙下条形基础交叉处底板受力钢筋布置基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算（二）受力钢筋的锚固长度 钢筋混凝土柱和剪力墙纵向受力钢筋在基础内的锚固长度应符合下列规定：1)钢筋混凝土柱和剪力墙纵向受力钢筋在基础内的锚固长度应根据现行国家标准混凝土结构设计规范(GB 500102010)规定确定。5基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算 2)抗震设防烈度为6度、7度、8度和9度地区的建筑工程，纵向受力钢筋的抗震锚固长度laE应按下列几种情况计算：（1）对于一、二级抗震等级：laE=1.5la （2）对于三级抗震等级：laE=1.05la5基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算（3）对于四级抗震等级：laE=la式中 la纵向受拉钢筋的锚固长度(m)。3）当基础高度小于la(或laE)时，纵向受力钢筋的锚固总长度除符合上述要求外，其最小直锚段的长度不应小于20d，弯折段的长度不应小于150 mm。5基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算（三）现浇柱基础钢筋 现浇柱的基础，其插筋的数量、直径及钢筋种类应与柱内纵向受力钢筋相同。插筋的锚固长度应满足相关规范规定，插筋与柱的纵向受力钢筋的连接方法，应符合现行国家标准混凝土结构设计规范(GB 500102010)的有关规定。插筋的下端宜做成直钩，放在基础底板钢筋网上。当符合下列条件之一时，可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网上，其余插筋锚固在基础顶面下la(或laE)处(图7-12)：5基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算 1)柱为轴心受压或小偏心受压，基础高度大于或等于1 200 mm；2)柱为大偏心受压，基础高度大于或等于1 400 mm。5图7-12 现浇柱的基础中插筋构造示意图基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造扩展基础的构造要求要求扩展基础设计的计算（四）预制钢筋混凝土柱与杯口基础的连接 预制钢筋混凝土柱与杯口基础的连接(图7-13)应符合下列规定：5图7-13 预制钢筋混凝土柱与杯口基础的连接示意图 a2a1；1焊接网设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5（一）柱下钢筋混凝土独立基础 单层工业厂房柱下独立基础通常采用阶形基础或锥形基础两种。厂房柱下基础设计的内容包括基础底面尺寸的确定、基础高度的确定及其底板配筋的计算等。1.基础底面尺寸的确定 轴心受压、偏心受压基础底面积及其尺寸的确定，按本学习情境第四节相关内容确定。设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算52.基础高度的确定 确定基础高度h时，应满足冲切承载力、抗剪承载力及相关的构造规定。通常基础高度h由冲切承载力控制，如图7-14所示。设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5 图7-14 独立基础冲切破坏验算(a)柱与基础交接处；(b)基础变阶处；(c)柱与基础交接处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设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5 式中hp受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800 mm时，hp取1.0；当h大于或等于2 000 mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取用；设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5 ft混凝土轴心抗拉强度设计值(kPa);h0基础冲切破坏锥体的有效高度(m)；am冲切破坏锥体最不利一侧计算长度(m)；at冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长(m)，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5 ab冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长(m)，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度；pj扣除基础自重及其上土重后相应于作用的基本组合时的地基土单位面积净反力(kPa)，对偏心受压基础设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5 Al冲切验算时取用的部分基底面积(图7-22中的阴影面积ABCDEF)；Fl相应于作用的基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值(kPa)。设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算53.基础底板配筋的计算 基础底板在作用的基本组合时的净反力作用下，如固定于台阶根部或柱边的倒置悬臂板，基础沿柱的周边向上弯曲。一般矩形基础的长宽比小于2，属于双向受弯构件，弯矩控制截面在柱边缘处或变阶处，其破坏特征是裂缝沿柱角至基础角将基础底面分裂成四块梯形面积。设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5基础弯矩计算示意图如图7-15所示。图7-15 基础弯矩计算示意图设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5 在轴心荷载或单向偏心荷载作用下，当矩形基础台阶的宽高比小于或等于2.5且偏心距小于或等于1/6基础宽度时，任意截面的底板弯矩可按下列简化方法进行计算：设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5 式中 任意截面-、-处相应于作用的基本组合时的弯矩设计值（kNm）；l、b基础底面的边长（m）；pmax、pmin相应于作用的基本组合时的基础底面边缘最大和最小地基反力设计值（kPa）；p相应于作用的基本组合时在任意截面处基础底面地基反力设计值（kPa）；设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5 G考虑作用分项系数的基础自重及其上的土自重（kN），当组合值由永久作用控制时，作用分项系数可取1.35。设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5垂直于-截面的受力钢筋面积可按下式计算：垂直于-截面的受力钢筋面积可按下式计算：设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5式中d-垂直于-截面基础底板所配钢筋直径。（二）墙下条形基础 如图7-16所示，墙下条形基础的受弯计算和配筋应符合下列规定：1)任意截面每延米宽度的弯矩可按下式进行计算：设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算52)其最大弯矩截面的位置应符合下列规定：（1）当墙体材料为混凝土时，取a1=b1；（2）如为砖墙且放脚不大于1/4砖长时，取a1=b1+1/4砖长。3)墙下条形基础底板每延米宽度的配筋除满足计算和最小配筋率要求外，尚应符合构造要求。设计扩展基础设计扩展基础扩展基础的概念及结构形式扩展基础的构造要求扩展基础设计的计扩展基础设计的计算算5图7-16 墙下条形基础计算示意图 1砖墙；2混凝土学习学习学习学习单元单元单元单元6 6 6 6设计柱下条形基础设计柱下条形基础设计柱下条形基础设计柱下条形基础设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基柱下条形基础的基本概念本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计算 柱下条形基础是梁板式基础之一，梁板式基础又称为连续基础，包括柱下条形基础、交梁基础、筏形基础和箱形基础等。柱下条形基础是常用于软弱地基土上框架或排架结构的一种基础类型。它具有刚度较大、调整不均匀沉降能力较强的优势，但造价较高。6基础设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的柱下条形基础的构造要求构造要求柱下条形基础的计算 柱下条形基础的构造，除应符合扩展基础的一般构造要求外，尚应符合下列规定：1)柱下条形基础梁的高度宜为柱距的1/81/4。翼板厚度不应小于200 mm。当翼板厚度大于250 mm时，宜采用变厚度翼板，其顶面坡度宜小于或等于13。2)条形基础的端部宜向外伸出，其长度宜为第一跨距的0.25倍。6基础设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的柱下条形基础的构造要求构造要求柱下条形基础的计算 3)现浇柱与条形基础梁的交接处。基础梁的平面尺寸应大于柱的平面尺寸，且柱的边缘至基础梁边缘的距离不得小于50 mm(图7-17)。4)条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除应满足计算要求外，顶部钢筋应按计算配筋全部贯通，底部通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的1/3。5)柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于C20。6基础设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的柱下条形基础的构造要求构造要求柱下条形基础的计算6图7-17 现浇柱与条形基础梁交接处平面尺寸 1基础梁；2柱设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计柱下条形基础的计算算6（一）柱下条形基础的计算原则 柱下条形基础的计算除应符合“基础底面积的确定”有关规定外，还应遵循以下原则：1)在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时，边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数。设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计柱下条形基础的计算算6 2)当不满足(1)的要求时，宜按弹性地基梁计算。3)对交叉条形基础，交点上的柱荷载可按静力平衡条件及变形协调条件进行分配，其内力可按(1)、(2)规定分别进行计算。4)应验算柱边缘处基础梁的受剪承载力。5)当存在扭矩时，尚应做抗扭计算。6)当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计柱下条形基础的计算算6（二）底面尺寸的确定 在计算条形基础内力、最终确定截面尺寸并配筋之前，应先按常规方法选定基础底面的长度l和宽度b。将条形基础视为一狭长的矩形基础，长度l(伸出边柱的长度)由构造要求决定，然后根据地基的承载力计算所需的宽度b，如果荷载的合力是偏心的，则可像对待偏心荷载下的矩形基础那样，先初步选定宽度，再用边缘最大压力验算地基。设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计柱下条形基础的计算算6（三）内力分析 实践中常用下列两种简化方法计算条形基础的内力：1.静定分析法 首先，按偏心受压公式根据柱子传至梁上的荷载，利用静力平衡条件，求得梁下地基反力的分布，如图7-18所示。设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计柱下条形基础的计算算6图7-18 按直线分布关系求基础梁地基反力设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计柱下条形基础的计算算6式中Fi上部建筑物作用在基础梁上的各垂直荷载(包括均布荷载q在内)总和(kN)；Mi各外荷载对基础梁中点的力矩代数和(kNm)；b基础梁的宽度(m)；l基础梁的长度(m)；pjmax基础梁边缘处最大地基反力(kPa)；设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计柱下条形基础的计算算6 pjmin基础梁边缘处最小地基反力(kPa)。当pjmax与pjmin相差不大时，可近似地取其平均值作为梁下均布的地基反力，这样计算时将更为方便。设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计柱下条形基础的计算算6 因为基础(包括覆土)的自重不引起内力，故可根据基底的净反力来作内力分析。式（7-19）中的Fi不包括自重，所得的结果即为净反力。求出净反力分布后，基础上所有的作用力都已确定，便可按静力平衡条件计算出任一i截面上的弯矩Mi和剪力Vi，如图7-30所示，选取若干截面进行计算，然后绘制出弯矩图、剪力图。设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计柱下条形基础的计算算6图7-19 按静力平衡条件计算条形基础的内力设计柱下条形基础设计柱下条形基础柱下条形基础的基本概念柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的计柱下条形基础的计算算62.倒梁法 这种方法将地基反力视为作用在基础梁上的荷载，将柱子视为基础梁的支座，这样就可将基础梁作为一倒置的连续梁进行计算，故称为倒梁法，如图7-20所示。图7-20 倒梁法计算简图(a)按直线分布的基底反力；(b)倒置的梁；(c)调整的荷载谢谢 谢谢