基础设计计算(更新).ppt

第四节基础设计计算 一 选择桩基础的类型 考虑因素 1 荷载大小及性质 2 工程地质条件 3 施工条件 选择要求 1 桩型 2 施工工艺 3 工期要求 4 桩型特点的利用 根据本工程的地质勘探报告 由于地下水位较高 粘土的地基承载力较低 选预应力管桩作为本工程的基础形式 取砾砂层作为桩的持力层 桩径D 400mm Ra 1200KN 二 桩基承载力的确定1 桩基承载力特征值施工图设计时 单桩承载力要根据静载试验确定 Ra Quk K K 安全系数 常取2 单桩竖向承载力特征值R 建筑桩基础技术规范 JGJ94 2008 三 桩顶标准组合作用效应计算 1 轴心竖向力计算2 偏心竖向力计算 桩顶荷载计算简图 1 荷载效应基本组合轴心 偏心 2 地震作用效应组合轴心 偏心 四 桩基竖向承载力验算 1 估算桩的根数2 桩的间距桩的中心距3d 五 桩的根数和布置 柱下独立承台桩的平面布置 二桩布置 三桩布置 四桩布置 六桩布置 考虑因素 主要桩端持力层选择 同时考虑桩的材料及施工工艺 桩端持力层选择 较硬土层 桩端全截面进入持力层深度 粘性土 粉土 2d 砂土 1 5d 碎石土 1d 有软弱下卧层时桩基下持力层厚度 4d 嵌岩桩嵌入岩层深度 0 5m 六 桩的规格和承载力确定 1 桩长 七 承台设计 1 构造要求 见教材 2 承台结构承载力计算 1 受弯计算 2 受冲切计算柱 墙 下 柱下矩形独立承台受柱冲切 3 受剪切计算 4 局部受压计算 对于柱下桩基 当承台混凝土强度等级低于柱或桩的混凝土强度等级时 应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力 1 地梁的截面尺寸b 200mm 250mmh 1 10 1 15 L2 荷载计算梁自重 底层墙体中 无地下室 八 地梁设计 3 内力计算 按弹性法计算 4 配筋纵向钢筋上下相同 应满足构造要求 考虑基础不均匀沉降 适当加大配筋率 天然地基上浅基础的设计 包括下述各项内容 1 选择基础的材料 类型和平面布置 2 选择基础的埋置深度 3 确定地基承载力 4 确定基础尺寸 5 进行地基变形与稳定性验算 6 进行基础结构设计 7 绘制基础施工图 提出施工说明 九 一般浅基础设计 式中pk 相应于荷载效应标准组合时 基础底面处的平均压力值 fa 修正后的地基承载力特征值 1 当轴心荷载作用时 一 按地基持力层的承载力计算基底尺寸 式中fa 修正后的地基承载力特征值 fak 地基承载力特征值 b d 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数 基础底面以下土的重度 m 基础底面以上土的加权平均重度 地下水位以下取浮重度 d 基础埋置深度 m 一般自室外地面标高算起 b 基础底面宽度 m 当基宽小于3m按3m考虑 大于6m按6m考虑 承载力特征值的修正 d fa Fk A G g d fa Fk b G g 矩形 条形 Fk 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荷载 Gk 基础自重和基础上的土重 A Gk Fk pk A 基础底面面积 基础平均埋深 式中 2 对于偏心受压基础 需满足的条件 Pk fa Mk 相应于荷载效应标准组合时 作用于基础底面的力矩值 式中 由 得 若 2 柱下钢筋混凝土独立基础设计 几种常用浅基础的设计 当基础承受柱子传来的荷载时 如果柱子周边处基础的高度不够 就会发生如图所示的冲切破坏 即从柱子周边起 沿45o斜面拉裂 形成冲切角锥体 在基础变阶处也可能发生同样的破坏 产生破坏的原因是由于冲切破坏面上的主拉应力超过了基础混凝土的抗拉强度 因此 柱下钢筋混凝土独立基础的高度由抗冲切验算确定 几种常用浅基础的设计 基础底板在地基净反力作用下还会产生向上的弯曲 当弯曲应力超过基础抗弯强度时 基础底板将发生弯曲破坏 如图所示 因此 基础底板应配置足够的钢筋以抵抗基础的弯曲变形 地基静反力计算 轴心受压基础 偏心受压基础 几种常用浅基础的设计 基础底板高度验算 式中 受冲切承载力截面高度影响系数 当截面高度h不大于800mm时 取1 0 当截面高度大于或等于2000mm时 取0 9 其间按线性内插法取用 混凝土轴心抗拉强度设计值 kPa 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长 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 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面与基础底面的交线 冲切破坏锥体位于基础底面范围内时 冲切破坏锥体位于基础底面范围以外时 基础冲切破坏锥体的有效高度 几种常用浅基础的设计 相应于荷载效应基本组合时作用在上的地基土净反力合力设计值 轴心受压基础 偏心受压基础 冲切验算时取用的部分底面积 图a b中的阴影面积ABCDEF 图c中的阴影面积ABCD 当时 图a b 几种常用浅基础的设计 当时 图c 阶梯型基础 尚需验算变阶处的受冲切承载力 此时可将上阶底周边视为柱周边 用台阶的平面尺寸代替柱截面尺寸 验算方法与柱对基础的受冲切承载力相同 当基础底面在45O冲切破坏线以内时 可以不进行冲切验算 几种常用浅基础的设计 基础底板的配筋计算 柱下钢筋混凝土独立基础受基底反力的作用 产生双向弯曲 分析时可将基底按对角线分成4个区域 如图所示 沿柱边缘截面I I处的弯矩由阴影部分的地基净反力所产生 截面 的情况与此相似 一般取柱边缘及变阶处作为验算截面 几种常用浅基础的设计 对于轴心荷载作用或偏心荷载作用而偏心距小于或等于1 6的基础偏心方向边长的情况 当基础底板台阶的宽高比小于或等于2 5时 任意截面的弯矩可按下式计算 轴心荷载作用 I I截面 II II截面 偏心荷载作用 几种常用浅基础的设计 垂直于I I截面方向布置的钢筋面积为 垂直于II II截面方向布置的钢筋面积为 钢筋抗拉强度设计值 N mm2 2 偏心荷载作用基底面积计算 三 双柱联合基础 第五节减轻不均匀沉降的措施 见教材169页 一 建筑措施1 建筑物的体型应力求简单 2 控制建筑物的长宽比 3 设置沉降缝 4 合理安排建筑物之间的距离 5 调整建筑物各部分的标高 二 结构措施1 减轻建筑物的自重 2 采用不同的基础埋置深度 3 加大圈梁或基础梁的刚度 4 减小基底附加应力 5 采用整体刚度大的基础 三 施工措施和使用措施1 设置后浇带 先建高建筑 后建低建筑 2 控制施工期间加荷速率 掌握加载间隔时间 3 注意保护地基土的原状结构 避免扰动地基土 4 调整活荷载分布 5 对于活荷载较大的构筑物 如料仓 油罐等 使用前应控加荷速率 第六节梁板式基础 见教材