扩展基础设计.ppt

扩展基础设计 扩展基础 无筋扩展基础 钢筋混凝土扩展基础 墙下钢筋混凝土条形基础 柱下钢筋混凝土独立基础 一 无筋扩展基础设计 基底面积 台阶宽高比允许值 见40页表2 9 砖墙 承重墙b 60 70cm b0为24 37 48cm非承重墙b 50cm 例 某住宅承重墙厚240 地基土表层土为杂填土 厚度为0 65m 重度17 5kn m3 其下层为粉土层 重度18 3kn m3 承载力特征值170kpa 孔隙比0 86 饱和度大于0 91 地下水位在地表下0 80m处 若已知上部墙体传来的竖向荷载标准值为190kn m 1 确定基础底面尺寸 2 设计该承重墙下的刚性条形基础 埋深范围内土的加权平均重度 解 1 确定条形基础底面宽度b 为了方便施工 基础宜建在地下水位以上 故选择粉土作为持力层 初步选择基础埋深d为0 8m 由e 0 86和sr 0 91 0 85 查表得 持力层土的承载力特征值 取该承重墙下条形基础宽度b 1 2m 地基承载力不需重新修正 2 选择基础材料 确定基础高度ho 阶 方案 采用mu10砖和m5水泥砂浆砌 二 一间隔收 砖基础 基础底下做100 厚c10素混凝土垫层 砖基础所需台阶数 收进尺寸 24墙 得 ho 720 ho 120 4 阶 60 4 阶 720 满足基坑的最小开挖深度dmmin 720 100 100 920 已深入地下水位以下 必然给施工带来困难 且此时实际基础埋深d已超过前面选择的d 0 8m 方案 不合理 相应的基础高度应满足 查表有 其中 bo 墙厚度ho 基础高度 有 tg 1 0 c15混凝土 在100 200kpa 所以混凝土垫层可以缩进300 混凝土垫层之上的砖基础所需台阶数为 方案 基础上层采用mu10砖和m5水泥砂浆砌 二 一间隔收 砖基础 下层为300 厚c10素混凝土垫层 混凝土垫层 作为基础结构层 设计 相应的基础高度ho 120 2 阶 60 1 阶 300 600 阶 计算得 ho 270 实际为300 满足要求 基础顶面至地面的距离取200 则埋深d 0 8m 对前面选择的d 0 8m完全吻合 方案 合理 3 绘制基础剖面图 如图所示 验算c10混凝土垫层之上的砖基础的高度是否满足 1 构造要求 二 墙下钢筋混凝土条形基础设计 在pn作用下 将在基础底板内产生弯距m和剪力v 其值在图中 截面 悬臂板跟部 最大 截面 至基础边缘的距离 m 对于墙下钢筋混凝土条形基础 其最大弯距 剪力的位置应符合规定 2 中心受荷 注 为了防止因m n作用而使基础底板发生弯曲破坏和剪切破坏 基础底板应有足够的厚度和配筋 基础底板厚度墙下钢筋混凝土条形基础底板属不配箍筋和弯起钢筋的受弯钢筋 应满足混凝土的抗剪切条件 混凝土轴心抗拉强度设计值 基础底板有效高度 即基础底板厚度减去钢筋保护层厚度 有垫层40 无垫层70 和1 2倍的钢筋直径 截面高度影响系数 当ho2000 时 取h0 2000 或 基础底板配筋 式中 as 每米长基础底板受力钢筋截面积 fy 钢筋抗拉强度设计值 注意 实际计算时 将各数值代入上式时的单位应统一 即m取n m ho取 fy取n 2 as为 2 m 公式 应符合混凝土结构设计规范正截面受弯承载力计算公式 也可按简化公式计算 按简化矩形截面单筋板 x h0 0 2 2 偏心荷载作用 计算基底净反力的偏心矩 基础边缘最大和最小净反力 悬臂根部1 1截面处的净反力 处理 1 pj按pj max取值 2 pj按1 2 pj max pj 1 取值 锥形基础和阶梯形基础构造要求的剖面尺寸在满足 一般要求 下 可按下图所示要求 三 现浇柱下钢筋混凝土独立基础设计 1 构造要求 现浇柱基础中应伸出插筋 插筋在柱内的纵向钢筋连接宜优先采用焊接或机械连接 插筋在基础内应符合下列要求 插筋的数量 直径 以及钢筋种类应与柱内的纵向钢筋相同 2 底板厚度和配筋计算 在柱中心荷载f kn 作用下 如果基础高度 或阶梯高度 不足 则将沿着柱周边 或阶梯高度变化处 产生冲切破坏 形成45o斜裂面的角锥体 因此 要求冲切破坏锥体以外的地基反力所产生的冲切力应小于冲切面处混凝土的抗冲切能力 1 中心荷载作用 基础底板厚度 对于矩形基础 柱短边一侧冲切破坏较长边一侧危险 一般只根据短边一侧冲切破坏条件确定底板厚度 即要求对矩形截面柱的矩形基础 应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力 公式 相应于荷载效应基本组合时作用在al上的地基净反力设计值 fl pnal 受冲切承载力截面高度影响系数 当h 800 时 hp取1 0 当h 2000 时 hp取0 9 其间按线性内插法取用 基础冲切破坏锥体最不利一侧计算长度 基础冲切破坏锥体最不利一侧截面的长边长 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 基础冲切破坏锥体最不利一侧斜面在基础底面积范围内的下边长 当冲切破坏锥体的底面积落在基础底面以内 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 a0 设计时阴影部分面积al及a0的计算 两种情况 当b b0 2h0 冲切角锥体的底面积落在基底面积范围以内式中 l 矩形基础的长边 m ac 矩形基础冲切破坏锥体斜截面长边的上边长度 柱截面的长边m b 矩形基础的宽度 m bc 矩形基础冲切破坏锥体斜截面短边的上边长度 柱截面的短边m h0 基础底板的有效高度 m 当b b0 2h0 时 冲切角锥体的底面积部分落在基底面积外 al s123456 s127856 s237 s458 2s237 a0 s3 9 10 4 1 2 bc bc 2h0 h0 bc h0 h0 al s1234 a0 s256783 s2 10 567893 s25 10 s389 1 2 bc bc 2h0 h0 2 1 2 bc 2h0 2 b 2 bc h0 h0 bc b 2 h0 基础底板配筋 由于单独基础底板在地基净反力作用下 在两个方向均发生弯曲 所以两个方向都要配受力钢筋 钢筋面积按两个方向的最大弯距分别计算 计算截面位置 柱边 变截面处 各种情况的最大弯距计算公式 柱边 截面 2 偏心荷载作用 偏心受压基础底板厚度和配筋计算与中心受压情况基本相同 计算基础底板厚度时 只需将公式中的pn换成偏心受压时基础边缘处最大净反力pn max代替即可 偏心受压基础底板配筋计算时 只需将弯距公式 柱与基础交接处 基础变阶处的弯距 即m m m m 其中pn改成 或 基础变阶处 柱与基础交接处 一 概述 1 基础是刚性的 2 基础的基底压力采用反力直线分布 当基础受中心荷载作用时反力呈直线均匀分布 3 地基主要受力层范围内土质均匀 4 计算中不考虑上部结构的刚度作用 第七节联合基础设计 墙下联合基础柱下联合基础 类型 设计假定 设计步骤 1 确定矩形联合基础底面形心 应尽可能与上部结构的荷载的合力作用线重合或接近 2 按地基土承载力确定基础底面尺寸 3 将基础看成支承在柱上的反梁 承受按直线分布假定计算的地基净反力 画出弯矩和剪力图 二 矩形联合基础 4 根据抗剪切和抗冲切验算基础高度h0 验算公式如下 抗剪切抗冲切式中 ft 混凝土轴心抗拉强度设计值kpa b 联合基础的宽度m h0 联合基础的有效高度m um 距柱边h0 2处冲切临界截面的周长 v1 剪切荷载设计值kn 验算剪切位置的剪力 v2 冲切荷载设计值kn 每一个柱验算 式中 f 基础顶面的柱荷载 kn pn 基底净反力 kpa a h 柱截面的宽度和高度 m 6 横向配筋计算 5 按控制截面计算正 负弯矩 进行纵向配筋 因为柱子附近很大 保守地把柱荷载分布在柱附近一个范围 如柱边以外各取0 75h0 然后