天然地基浅基础设计2.ppt

浅基础设计一般步骤内容分析掌握拟建场地工程和水文地质条件合理选择地基持力层 埋深 基础类型及平面布置修正地基承载力fak得fa按地基承载力fa确定基础底面尺寸进行地基稳定性和变形验算 基础结构的内力分析和截面细部构造设计绘制施工图 无筋扩展基础 墙下条形或柱下独立 扩展基础 墙下条形或柱下独立 钢筋混凝土材料 其他 柱下条形基础 片筏基础 箱形基础等 钢筋混凝土材料 防止不均匀沉降措施 构造 基础外伸台阶的宽度b 和高度h之比不超过所用材料要求容许值 刚性角的正切值 tan 一 无筋扩展基础设计 墙下条形 柱下独立 结构特点 优点 稳定性好 施工简便 能承受较大竖向荷载缺点 自重大 由于抗拉 剪力强度不高 基础底面向外扩展的尺寸受限 不适合承载力低的地基 同时 基底面积 宽度或基底压力p满足地基承载力fa的要求 p fa 砌筑材料 满足强度要求的 砖 毛石 素砼 片石砼 灰土 受力特点 抗压性能好 抗拉抗剪强度不高 钢筋混凝土柱 当不满足要求时 基础会破坏 承重墙 b 刚性材料基础传力扩散角度 它控制着安全条件下 刚性材料基础的宽高比 不安全 正确 不经济 基础材料要求和适用范围 1 砖基础 强度不低于MU10 砂浆不低于M5 砌筑符合模数要求 有两种砌筑方法 两皮一收 二一间隔收 台阶数n bo bo 垫层 垫层 标准砖的模数尺寸 240 115 53mm 两皮一收 二一间隔收 满足刚性角要求 二一间隔收能减小基础高度 基础宽度为砖尺寸的倍数 10mm灰缝 垫层 垫层 保证砖基础的砌筑质量材料 灰土 三合土或素混凝土尺寸 100 50 混凝土 砖 200mm b d 不作为施工垫层看待 2 三合土基础 石灰 砂 骨料体积比为1 2 4或1 3 6 虚铺220mm厚 夯至150mm 高度是150mm的整数倍 3 毛石基础 未经加工的凿平的石材 每一台阶宜砌三皮以上 伸出宽度不大于200mm 4 灰土基础 石灰 土料3 7或2 8 虚铺与压实厚度同三合土基础 5 毛石混凝土C15基础 掺入不超过30 的毛石 粒径不大于300mm 虚铺220mm厚 夯至150mm 宽高比容许值tan C15混凝土 C15 不低于MU10 砂浆不低于M5 台阶宽高比允许值tan 表 砂浆不低于M5 表7 7 无筋扩展基础构造 根据 b2 b b0 2 H 基础高度 H混凝土 200mmH三合土 150mm的整数倍 H砖符合模数要求 b H 所需台阶数n综合考虑满足构造要求 承载力要求 例题7 5设计承重墙下条形基础 1 持力层埋深 初步1 0 2 fa 3 基础底面尺寸 4 基础材料混凝土 砖 350mm 混凝土基础宽高比1 1 5 基础剖面尺寸宽度 高度 台阶数 350 承载力修正计算中的d 天然地面 基础重量计算 d取平均埋深 台阶数n 基础高度h0 二一间隔收 混凝土 砖 基础顶面应底于设计外地面0 1m以上 二 扩展基础设计 指墙下钢筋混凝土条形基础 柱下钢筋混凝土独立基础 尺寸特点 底面外伸尺寸 图中b1 大于基础厚度 图中h h b1 比较 钢筋混凝土扩展基础b1 h 1 而无筋扩展基础b1 h 1 钢筋混凝土扩展基础的特点和分类 特点 抗弯 抗剪性能好 形式分类 1 墙下钢筋混凝土条形基础 分有肋的 无肋的 2 柱下钢筋混凝土独立基础 按其剖面形态分阶形 锥形 杯口形 按柱与基础的施工方法分 现浇的 非现浇的 增加基础整体性 肋部配置纵向钢筋和箍筋 钢筋混凝土扩展基础设计基底面积 同前 构造上要求 基础高度 抵抗冲切破坏验算配筋计算 例题7 6 一般构造要求1 锥形基础的边缘高度不宜小于200mm 阶形基础的每阶高度宜为300 500mm 2 垫层的厚度不宜小于70mm垫层混凝土强度等级应不小于C103 基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm 间距不宜大于200mm 也不宜小于100mm 基础宽度 2 5m时 钢筋长度可减短10 并交错布筋 钢筋保护层 有垫层不小于40mm 无垫层不小于70mm4 钢筋混凝土强度等级不应小于C20 锥形 阶梯形 200 C10 70 垫层 垫层 5 在T形及十字形交接处 底板的横向受力筋仅沿一个主要受力方向布置 另一方向受力筋可布置到主要受力方向底板宽度1 4处 拐角处横向受力筋沿两个方向布置 基础底板厚度 基础底板高度 h及配筋As计算 F 1 基础底板的高度或厚度h 在柱荷载作用下 如果基础的高度 h 或ho或阶梯高度 不足 基础就没有足够的抵抗柱边冲切力的能力 则将沿着柱边产生冲切破坏 形成45度斜裂面角锥体 h h0基底钢筋的混凝土保护层 h0基础有效高度 基础满足抵抗冲切力的条件 矩形基础 基础的抗冲切能力 不小于柱边冲切力F1 即 地基净反力强度kPa 冲切破坏锥体外侧地基净反力作用面积 截面高度影响系数 h 0 9 1 0 砼的抗拉强度设计值 冲切破坏锥体的水平投影面积 由此推出h0满足 7 25 F 不计基础自重 A1 具体设计时可根据构造要求初步选定一个基础高度值h 取ho h 基础底面钢筋的混凝土保护层厚度 进行验算 当基础剖面为阶梯状时 应验算变阶处台阶的有效高度ho1 满足上式要求 此时将bt at换为b1 a1即可 h0满足 7 31 沿柱子周边产生冲切破坏 柱短边一侧更危险 从变阶处产生冲切破坏验算有效高度h01方法同 偏心荷载 基底净反力以pjmax代替pj a1 b1 7 25 2 基础底板配筋面积As 计算任意截面弯矩 矩形基础台阶宽高比 2 5 偏心距 1 6基础宽 a1 p 钢筋抗拉强度设计值 基础底板受力钢筋面积 最大弯矩截面的位置 配筋面积As确定后如何计算所用的钢筋根数n和间距 一根钢筋的横截面积A 钢筋的直径 所用的钢筋根数n As A 1米长内n根钢筋的间距 1000 n 例题7 6设计钢筋混凝土柱基础 1 基底面积 按正方形 2 基础有效高度 3 基础设计尺寸 4 基础底板配筋 300 300 3 8m 650 650 1200 650 650 已修正 双向配筋 筏形基础及箱形基础设计要点 底面积较大或使用要求抗弯刚度大 整体性好 常用于高层建筑基础 筏形基础 箱形基础 构造要求 1 力求减少偏心 尽量使平面形心与永久载荷重心重合 2 砼的强度等级 C30 3 墙体厚度 内墙厚 200mm 外墙厚 250mm 墙内钢筋直径不小于12mm 间距不大于300mm 4 板厚 平板式不小于200mm 可按50mm乘以层数设定 梁板式不小于板跨的1 20 一般200 400mm 由冲切和受剪承受力验算确定 12层以上 不应小于400mm 5 柱或墙与基础梁的连接 在连接处柱或墙至梁边缘的距离 50mm 6 高层与群房之间 设置沉降缝和后浇带 7 墙外回填土 地下室施工完毕后 及时进行基坑回填8 配筋 当筏板厚度大于200mm时 设筋直径不小于12mm 间距不大于300mm 筏板配筋率一般在0 5 1 0 为宜 当板厚小于等于250mm时 可选取8 250 当板厚大于250mm时 可选取10 200 柱下条形基础 适用范围 1 地基软弱 承载力低 单柱荷载较大 2 荷载分布不均匀 有可能不均匀沉降 影响使用功能 为加强结构整体性构造要求计算 基础高度 抗冲切和抗剪强度验算 底板横向配筋 翼板弯曲纵向受力钢筋 纵向弯矩分布 十字交叉基础 计算较复杂 一般简化 把柱荷载分配到纵横两个方向的基础上 分别按单向条形基础进行内力计算 减轻不均匀沉降的措施 不均匀沉降的危害 墙体裂缝 梁板拉裂 构件损坏 影响正常使用 一 建筑措施 1 建筑体型应力求简单 2 控制建筑物长高比及合理布置纵横墙 3 合理设置沉降缝 4 控制相邻建筑基础间的净距 5 调整建筑标高 二 结构措施 1 减轻建筑物的自重以减小基底压力 如采用轻型材料和轻型结构2 设圈梁 地梁及构造柱以增强建筑物的整体刚度和强度 3 减小或调整基底附加压力如 1 设地下室 半地下室 2 增大基底尺寸4 采用非敏感性结构如上部结构采用静定结构 三 施工措施 1 按先重后轻 先高层后低层 先主楼后群楼顺序进行施工 2 在已建成的轻型建筑物及在建工程四周 勿堆放大量建筑材料或弃土 3 在正式修建基础前 常在基坑底留有200mm厚的原状土保护层 人工挖 防扰动 小结 浅基础的设计 浅基础的设计内容 步骤 1 分析掌握拟建场地的工程地质条件和水文地质条件 2 根据上部结构的类型 荷载的性质 大小 建筑布置和使用要求以及施工条件 材料供应等条件 选择基础类型和平面布置方案 3 确定地基持力层和基础埋置深度 4 确定修正的地基承载力特征值 5 按地基承载力 包括持力层和软弱下卧层 确定基础底面尺寸 6 进行必要的地基稳定性和特征变形验算 7 进行基础的结构设计和构造设计 剖面形式 宽高比 有效厚度 配筋等 8 绘制基础施工图 并提出工程设计技术说明 基础埋深d确定及影响因素 原则 1 在保证建筑物安全 稳定 耐久使用的前提下 应尽量浅埋 以便节省投资 方便施工 2 除基岩地基外 最小埋深不小于0 5米 另外 基础顶面应底于设计外地面0 1m以上 以避免基础外露 因素 1 建筑物的用途 结构形式和荷载的性质与大小 2 工程地质条件及水文地质条件 3 相邻建筑物的基础埋深 4 地基冻融条件 地基承载力特征值的确定 修正 1 确定方法 静载荷试验法fak 理论公式计算法fa 经验法等 2 修正 基础底面尺寸的确定 1 中心荷载下 条基 其中地基承载力先取 2 偏心荷载下 先求 取 验算满足 另设计的A或b满足软弱下卧层的要求 无筋扩展基础设计要求 1 材料满足一定强度 2 台阶宽高比不超过允许值 扩展基础设计要求 1 满足构造要求 2 设计的底板厚度h有效厚度ho满足抗上部结构荷载冲剪力VI的要求