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文档简介

1、1基础工程Foundation Engineering浙江省精品课程2一、绪论二、浅基础三、桩基工程四、地基处理五、基坑工程目 录3土木工程结构桥梁大坝隧道高层建筑土木工程结构都通过基础支承于岩土体上土木工程结构对基础应该有什么要求?4土木工程结构荷载传递方式以常见的房屋建筑为例,建筑物上部结构 基础 地基。 P基础(Foundation):支撑上部结构,并将上部结构荷载向地基传递的地下结构。(钢筋混凝土结构) 地基(Foundation Ground):受基础荷载影响的岩土体(附加应力影响范围内的岩土体)基础地基室外地面室内地面墙或柱(上部结构)0.00附加应力等值线问题:不同的岩土体(例如

2、软土和粘土),附加应力影响范围是否一样?5基础类型浅基础(Shallow Foundation):独立基础,条形基础,筏板基础深基础(Deep Foundation):桩基础,沉井,沉箱,地下连续墙6地基土的特性土:固体颗粒组成土骨架,土骨架之间的孔隙充满水和空气。 非饱和土:固体颗粒、水、气 饱和土:固体颗粒,水土的三大基本特性:压缩性,渗透性,碎散性粘土颗粒的双电层电镜下的粘土颗粒土的结构7地基土的压缩性压缩性:附加应力作用下,土孔隙逐渐减小,体积缩小。压缩系数a:压缩模量Es:压缩指数Cc:e-p曲线e-logp曲线基础沉降、侧向变形8地基土的渗透性渗透性:土中的自由水在压力梯度作用下在

3、土孔隙中流动的现象。达西定律:地基沉降随时间变化的过程渗透破坏:管涌、流砂粘土的v-i曲线9地基土的碎散性(抗剪强度)抗剪强度:土体抵抗由于荷载作用产生的土颗粒间相互滑动而导致土体破坏的极限能力,也就是指土体对于外荷载所产生的剪应力的抵抗能力。地基承载力,边坡稳定性,基坑开挖土压力,挡土墙土压力不固结不排水指标:固结不排水总应力指标:固结不排水有效应力指标:固结排水指标:10基础工程(Foundation Engineering)基础工程:解决地下结构与岩土体相互作用,共同承担上部结构所产生的各种变形和稳定问题。基础地基地面基础的内力(弯矩、剪力)基础变形(沉降、侧向变形)基础稳定(地基承载力

4、)11基础变形(Deformation)变形种类:竖向变形总沉降(total settlement) 不均匀沉降(differential settlement) 倾斜(inclination) 侧向变形(horizontal displacement)容许变形(tolerable deformation): (1)上部结构受力对基础变形的要求; (2)结构物正常使用对基础变形的要求。高耸结构的倾斜地面堆载引起的地基水平变形12基础变形(Deformation)高层建筑的倾斜13基础稳定性基础稳定性:地基承载力,边坡稳定性,基坑稳定性加拿大特朗斯康谷仓杭州地铁湘湖车站失稳破坏边坡失稳我国高速交

5、通发展迅速2010年:高速铁路0.7万公里2020年:高速铁路1.8万公里高速铁路高速交通对线路沉降要求十分严格高速公路一般路段沉降不能大于30cm,路桥过渡段沉降不能大于5cm高速铁路沉降不能大于15mm,路桥过渡段沉降不能大于5mm 2010年:高速铁路0.7万公里2020年:高速铁路1.8万公里在建的图高速铁路16高速铁路是车辆与周围环境(轨、网、空气、路基)高度耦合的动力系统。车-轨-路基耦合动力学是研究弓网耦合动力学、轮轨耦合动力学、车辆运行稳定性、乘客舒适性等的基础,处于是耦合大系统中的核心位置。轮轨耦合动力学弓网耦合输电弓车体转向架车轮轨道路基车-轨-路基耦合动力学电网高速列车耦

6、合系统动力学系统传递体系高速铁路 线路沉降严重影响车辆运行稳定性及安全性高速铁路线路沉降模式高速列车运行控制指标 平稳性标准:车体垂向加速度小于1.3m/s2 安全性指标:轮轨接触力减载率小于0.6车-轨-路动力相互作用模型 高速交通密集的沿海地区广泛分布深厚软弱土地基软弱土处理费用高占土建造价1/31/4强度低一次性堆填3m会产生滑坡结构性强扰动引起工程性质弱化强度降低 90%固结系数降低 9095%抗液化强度降低 1/22/33m填土引起1m最终沉降压缩性高分布深厚难以全断面处理100m高速铁路日本Ariake粘土路基6年工后固结沉降45cm,运行后累积沉降50cm上海地铁1号线开通后累积

7、沉降4年内达14cm秦沈客运专线试验段运行2年,路基沉降速率1.06cm/年(638个观测点)日本Ariake粘土路基上海地铁1号线已建成的许多重要交通基础设施出现了显著沉降高速铁路20岩土工程问题解决方法 外荷载(应力、变形、水力场等)土工程特性土工构筑物试验土力学基本理论设计方法施工技术岩土工程问题解决方法:基本理论 + 试验 工程实践 (设计方法、施工技术)21多尺度认识土的特性微观结构 单元特性 宏观现象 22 岩土工程的多尺度试验23基础工程课程 基础工程特点:地下隐蔽工程,建筑物的根本。大量的例子表明,建筑物发生事故,很多与基础问题有关。基础一旦发生事故,很难补救。基础工程造价约占

8、工程总造价的百分之几到百分之几十之间,软弱土地基上基础工程造价可达到总造价的50%以上。 基础工程课程特点:属于岩土工程学科,建立在土力学基础之上,涉及工程地质学、弹性力学、材料力学、塑性力学、钢筋混凝土结构等学科,内容广泛,综合性强。 基础工程工作特点:(1)确定建筑物对基础功能的要求;(2)地质勘探,了解岩土层分布及工程性质等;(3)运用土力学原理,分析基础类型、沉降、承载力等;(4)提出基础方案及建造施工技术;(5)原位试验验证设计方案,或者进行原位观测,优化设计施工方案。 课程要求:(1)熟练掌握土力学基本原理;(2)学会分析基础与岩土体的相互作用规律及引起的变形和稳定性问题,并提出解

9、决措施。24基础工程课程 成绩组成,100%: 期末试卷成绩:60% 平时作业:20%,以是否全部按时完成作业为依据 桩基础设计:20% 桩基础设计: 6-7个同学一组共同完成作业,自由组合,自主分工 准备1份计算书及若干设计图纸25一、绪论二、浅基础三、桩基工程四、地基处理五、基坑工程目 录262.1 概述浅基础将上部结构荷载传递到地基浅层持力层,要求地基必须具有较高的地基承载力及较低的压缩性,以满足承载力和变形要求。浅基础特点:施工方便、工期短、造价低,在满足地基强度和变形要求情况下,优先选用。P持力层(硬土层)软弱土P持力层(硬土层)(a)无软弱下卧层(b)有软弱下卧层P持力层软弱土(c

10、)桩基础27上部结构-基础-地基共同作用上部结构-基础-地基共同作用:上部结构、基础、地基之间满足力和变形的协调KM1,Kz1,Kx1KM2,Kz2,Kx2KM3,Kz3,Kx3 P1, M1 P2, M2 P3, M3KM, Kz, Kx上部结构凝聚到基础顶面的抗弯,抗压和抗水平变形刚度P,M上部结构传递到基础顶面的轴力,弯矩等28柔性基础和刚性基础基底反力柔性基础基底反力分布:柔性基础抗弯刚度很小,不能抵抗弯矩,基础不能扩散应力。基础底面的反力分布与荷载分布完全一致。刚性基础基底反力分布:刚性基础抗弯刚度很大,基础不发生出平面变形(挠曲变形)。基础具有调节地基反力分布的能力,基础底面反力分

11、布与荷载分布不一致。29不同荷载水平下刚性基础基底反力刚性基础基底反力分布的架越作用: 刚性基础能够跨越基底中部,将荷载相对集中地传至基底边缘的现象。砂土地基基础边缘的反力为何为零?有一定埋深时,砂土地基基础边缘反力为何不为零?粘土地基基础边缘的反力为何不为零?30基础相对刚度对基底反力分布影响 基础相对刚度越大,架越作用越明显(基础边缘反力大,中间反力小)。 相同基础刚度情况下,荷载水平越大,基础反力分布越接近线性;荷载水平越小,基础边缘反力与中心反力分布越不均匀。基底反力分布与基础刚度(包括上部结构刚度)、地基刚度(压缩性)、地基土种类(粘土,砂土)、埋深、荷载水平有关。31浅基础的常规设

12、计方法上部结构-基础-地基共同作用:上部结构、基础、地基之间满足力和变形的协调常规设计方法:将结构分离出上部结构、基础、地基,分别进行计算上部结构:假定上部结构柱(墙)脚为固接。采用结构力学、弹性力学方法计算上部结构内力,以及柱(墙)脚的反力(轴力、剪力、弯矩等)基础:假定基底反力线性分布(直线分布)。将柱(墙)脚的反力作为荷载作用于基础上,根据基础上的荷载与基底反力力的平衡条件(合力相同,作用力相同),获得基底反力分布。按照材料力学或者弹性力学方法计算基础的内力及变形。并进行基础的配筋设计。地基:假定基础为柔性。将基底反力作用于地基上(大小相等,方向相反),计算地基沉降,验算地基承载力。=+

13、上部结构基础地基柱荷载P,M基底反力 p上部结构荷载+32浅基础的常规设计方法常规设计方法:满足了上部结构、基础、地基三者之间力的平衡;不满足三者之间变形协调。所获得的上部结构、基础和地基的反力及变形与实际情况有差异。计算方法简单,可以采用手工计算。常规设计方法的适用条件:(1)沉降较小或者较均匀。如果地基不均匀沉降较大,就会在上部结构中引起很大附加内力,导致结构设计不安全。(2)基础刚度较大。基础刚度大,基础不均匀沉降小,对上部结构的影响小。(3)上部结构布置均匀,对沉降要求不敏感。33 在同一整体大面积基础上建有多栋高层和低层建筑,应该考虑上部结构、基础与地基的共同作用。建筑地基基础设计规

14、范上部结构-基础-地基共同作用杭州市民中心大底盘基础(6座高层建筑坐落在同一个筏板基础)34浅基础设计内容浅基础设计内容:(1)选择基础的材料、类型,进行基础平面布置;(2)确定地基持力层和基础埋置深度;(3)确定地基承载力;(4)确定基础的底面尺寸,必要时进行地基变形与稳定性验算;(5)进行基础结构设计(对基础进行内力分析、截面计算并满足构造要求);(6)绘制基础施工图,提出施工要求。P 持力层关键: 确定持力层(埋深) 地基承载力验算(底截面确定) 高度、配筋等(基础内力:弯矩和剪力)35地基基础设计原则1、地基的计算(1)地基承载力满足要求;(2)变形满足使用要求 结构使用要求 设备工艺

15、要求:电厂设备、油罐、化工储罐等 变形不应引起结构过大的附加内力(3)不应引起周边环境过大沉降和变形 2、荷载取值的规定(1)地基承载力验算:正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,相应的抗力为地基承载力特征值。(2)变形计算:正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不计入风及地震荷载。(3)基础内力验算:承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数。36 浅基础类型:无筋扩展基础,扩展基础,柱下条形基础,筏板基础,箱形基础等。 无筋扩展基础:由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。基础内不配钢筋。适用于多层民用建筑和轻型厂房。材料特性:抗

16、压强度高,抗拉和抗剪强度低。要求基础必须满足一定的高宽比,控制基础内的拉力和剪力。因此基础埋深较深。2.2 浅基础的类型(a)砖基础,(b)毛石基础,(c)毛石或毛石混凝土基础,(d)灰土或三合土基础37控制因素基础内的拉应力和剪应力界面尺寸确定控制材料强度和台阶宽高比基础高度需满足:刚性基础高度无筋扩展基础 由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础获柱下独立基础。基础内不配钢筋。(材料抗压强度相对较高,抗拉和抗剪强度低):基础的刚性角,取决于材料的特性:基础底面宽度:柱或者墙的宽度无筋扩展基础台阶宽高比的允许值38常见无筋扩展基础形式砖基础毛石基础灰土基础无筋扩展

17、基础39 扩展基础:钢筋混凝土独立基础或者墙下钢筋混凝土条形基础。抗弯性能和抗剪性能良好,适用于多种类型的地基及上部结构荷载,与无筋扩展基础相比,埋置深度可以较浅。该类型基础应用广泛。扩展基础(钢筋混凝土基础)柱下钢筋混凝土独立基础(a)阶梯型基础,(b)锥形基础,(c)杯口基础40 柱下条形基础:当地基较为软弱、柱荷载较大或者分布不均匀,基础可能产生较大沉降时,将若干个柱下独立基础连成整体。抗弯性能和抗剪性能良好,具有较大调节不均匀沉降的能力。该类型基础应用广泛。柱下条形基础41 柱下交叉条形基础:两个方向均为条形基础,双向抗弯刚度均较大,抵抗双向不均匀沉降能力强。连梁式交叉条形基础:一个方

18、向为条形基础,另一个方向为联系梁,联系梁用于提高基础的整体刚度。柱下条形基础42 筏板基础:将建筑物的柱子和墙体下方做成满堂的基础。基础底面积大,刚度大,抵抗不均匀沉降能力强,整体性好。地下空间可以充分利用,功能布局容易。作为软弱地基上重要结构物的基础型式。根据基础刚度的要求,可以分为平板式筏板(等厚度)和梁板式筏板(下翻地梁)。造价相对较高。筏板基础烟囱的圆形变厚度筏板基础43 箱形基础:由钢筋混凝土底板、顶板、外墙和内隔墙组成的有一定高度的整体空间结构。基础整体刚度很大,抵抗不均匀沉降能力非常强,一般基础只会发生均匀沉降及倾斜变形。由于众多内墙存在,地下空间功能布局较困难。作为软弱地基上重

19、要结构物的基础型式。造价较高。箱形基础44基础的埋置深度(埋深):基础底面至天然地面的距离。基础应尽量置于良好的土层(持力层),以减小尺寸。在满足地基稳定和变形要求(保证安全可靠)的前提下,尽量浅埋。影响基础埋置深度的因素建筑物用途作用在地基上的荷载大小和性质工程地质和水文地质条件地基冻融条件相邻建筑物埋深2.3 基础的埋置深度埋置深度D天然地面0.00mP45建筑物的功能和使用要求:有无地下室、设备基础和地下设施,基础的型式和构造。高层建筑由于竖向荷载大,为满足稳定性要求,基础埋深应随建筑物高度适当增大,对于岩石上的高层建筑,基础埋深还应满足抗滑要求。与建筑物有关的条件箱形和筏形基础的埋深不

20、宜小于建筑物高度的1/15;桩箱和桩筏基础的埋深(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18-1/20HDD/H 1/15HDD/H 1/18-1/20抗震设防区(有效抵抗地震水平力)桩46a.土质对基础埋深影响不大,埋深由其他因素和最小埋深确定。b.考虑连续基础、人工基础或深基础方案。c.软土厚在2m以内时,基础宜埋置到下层的好土上。软弱土较厚时按情况(b)处理d.采用“宽基浅埋”方案,增大基础至软弱土层的距离(软弱地基下卧层承载力和沉降验算)。工程地质条件47基础应尽量埋置在地下水位以上,以避免地下水对基坑开挖、基础施工和使用期间的影响。地下水位以下时,要考虑基坑排水、坑壁围护以及可能出现的涌

21、土、流砂问题。持力层下有承压水时要校核坑底土是否会因压力水的浮托作用而发生流土破坏。水文地质条件h承压水水头hw承压含水层隔水层48气候、生物活动等基础应埋置于地表以下,不应浅于0.5m。相邻建筑物如不能满足上述要求,应采取分段施工,临时加固支撑,打板桩,地下连续墙等施工措施,或加固原有建筑物地基。场地环境条件不同埋深的相邻基础原因?49 地基承载力是指地基承受荷载的能力。 地基承载力特征值(fa):载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形(允许值)所对应的压力值,其最大值为比例界限值。2.4 浅基础的地基承载力强度安全储备:地基变形不大于允许值地基承载力特征值是允许沉降sa的函

22、数,而不是一定值。PS允许沉降Sa越大,特征值fa越大SaPu/KfaPu050 根据土的抗剪强度指标确定(1)地基极限承载力理论公式 地基极限承载力K 安全系数,取值与地基基础设计等级、荷载性质、土的抗剪强度指标的可靠程度以及地基条件等因素有关,对长期承载力一般取K=2-3。地基承载力特征值的确定DPu51(2)规范推荐的理论公式(P21,表2-4)荷载偏心距e=l/30(l为偏心方向基础边长),采用建筑地基基础设计规范推荐的,参照p1/4的理论公式,计算地基承载力特征值 fa = Mb b + Md m d + Mcc k式中: Mb,Md ,Mc 承载力系数,与k 相关; 基底以下土的重

23、度,地下水位以下取有效重度。 b 基底宽度,大于6m时按6m取值,对于砂土,小于3m时按3m取; m 基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取有效重度。 d 基础埋置深度。 ck 、k 基底下一倍基宽深度范围内土的粘聚力 、内摩擦角标准值。地基承载力特征值的确定52地基承载力特征值的确定短期承载力计算:施工速度较快,地基持力层透水性及排水条件不良时地基土因未充分排水固结而破坏此时取 Mb=0,Md=1,Mc=3.14,公式可简化为:Cu为土的不排水抗剪强度天然淤泥质土地基上,进行堆载,地基不排水抗剪强度Cu=15kPa。一次性可以堆多少荷载?淤泥质土,Cu=15kPa H=? 53地基承载

24、力特征值的确定理论公式计算地基承载力,计算结果影响最大的是土的抗剪强度。强度指标如何选取?粘土,砂土地基承载力不仅与土的性质有关,还与基础的大小、性状、埋深以及荷载情况等有关。地基承载力随埋深d线性增加,但对实体基础,由于回填土重量的相应增加,使得这一效应不明显。 淤泥质土 r=17kN/m3Cu=15kPa,fu=0 车站基底压力 P=163 kPa埋深 H=16 mB=20 m水位 0.00 54按地基荷载试验确定荷载试验包括浅层平板试验、深层平板试验及螺旋板荷载试验。载荷试验影响深度可达1.5-2倍承压板宽度,能较好反映天然土体压缩性地基承载力特征值的确定55当基础宽度大于3m,或埋置深

25、度大于0.5m时,从载荷试验或其他原位测试等方法所确定的承载力特征值需作修正:f a( f )= f ak ( f k ) + b(b-3) + dm(d - 0.5) (2-14)b,d 基础宽度和埋深的承载力修正系数,按基底以下土的类型查表。地基承载力特征值的确定1、根据载荷板试验确定的承载力特征值为什么需要进行宽度和深度的修正?2、基础的一侧填土,一侧未填土,该如何计算承载力?3、土工格栅加筋路堤、油罐基础(柔性基础)承载力计算是否需要考虑宽度修正?4、基础下为分层地基,如何计算地基承载力?56地基承载力验算当基础只承受轴心荷载作用时,需满足: pk fa式中 fa修正后的地基承载力特征

26、值。 pk 相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值,按下式计算: pk = (Fk + Gk) /A 式中: A 基础底面面积; Fk 相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面竖向力的设计值; Gk 基础自重和基础上的土重。(考虑水位的影响)当基础承受偏心荷载作用时,需满足 pkmax 1.2faD 0.00 mFkGk57位于持力层以下且承载力明显低于持力层的土层,称为软弱下卧层。如果软弱下卧层埋藏不够深,扩散到下卧层的应力大于下卧层的承载力时,地基仍然有失效可能,因此需要进行软弱下卧层承载力验算。地基软弱下卧层承载力验算软弱土P持力层作用在下卧层顶面的应力(包括自重应力和附

27、加应力)不应超过它的承载力: z + c z f az (2-16)式中: z 荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面的附加应力值 c z 软弱下卧层顶面处的自重应力值;f az 软弱下卧层顶面处的地基承载力特征值。(只要进行深度修正,不要进行宽度修正)58假定基底附加压力以某一角度向下向外扩散基底总的附加压力与扩散面上总的附加压力相等条形基础矩形基础地基软弱下卧层承载力验算:基底附加应力:基底压力:基底位置自重应力59例题在某柱基础,作用在设计地面处的柱荷载设计值,基础尺寸,埋深及地基条件如图所示,验算持力层承载力。解答:(1)地基承载力特征值计算:因b=3m,d=2.3m,e=0.800.85

28、,IL=0.740.85,查表2-5可得b=0.3,d=1.6。基底以上土的平均容重:地基承载力的深宽修正:60解答:(2)基底平均压力:基底最大压力:所以,持力层地基承载力满足要求。61总结:本算例中容易出现的错误:(1)基础自重设计值G计算错误,如采用 (2)上部荷载合力计算错误,如未计算水平力的作用;(3) 6263柱下矩形基础底面尺寸为5.4m*2.7m,试根据图中各项资料验算持力层和软弱下卧层的承载力是否满足要求。例题2-564(1)持力层承载力验算先对持力层承载力特征值fak进行修正。查表2-5,得 ,由式(2-15),得基底处的总竖向力:基底处的总力矩:基底平均压力: (可以)偏

29、心距: (可以)基底最大压力: (可以)例题2-565(2)软弱下卧层承载力验算 由 ,查表2-7,得 下卧层顶面处的附加应力:下卧层顶面处的自重应力:下卧层承载力特征值: (可以)验算: (可以)经验算,基础地面尺寸及埋深满足要求。 例题2-566墙下钢筋混凝土条形基础设计截面设计内容:确定基础高度、基础底板配筋设计中不考虑基础及其上土重力仅考虑地基顶面荷载所产生的地基净反力pj (基底反力-基础自重 = 基底净反力)墙下钢筋混凝土条形基础施工67构造要求:1) 梯形截面基础的边缘高度不宜小于200mm,基础高度小于等于250mm时,可做成等厚度板。2)垫层混凝土等级应为C10,厚度一般为1

30、00mm,每边伸出基础50-100mm。3)底板受力钢筋直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm。纵向分布钢筋直径不小于8mm,间距不大于300 mm,每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的1/10。4) 基础混凝土的等级不应低于C20;5)基础宽度大于或等于2.5m时,底板受力钢筋的长度可取基础宽度0.9倍并交错布置;6)地基软弱时,基础截面可采用带肋的板7)基础底板在T形及十字交接处,底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向布置,另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向方向底板宽度的1/4。拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置。墙下钢筋混凝土条形基础设计68轴

31、心荷载作用基础高度h0由混凝土的受剪承载力确定 (2-45)V 为验算截面的剪力设计值 (2-46) (2-47) 式中 pj = F / b,基底的净反力;b 1 基础悬挑部分的长度;ft 混凝土轴心抗拉强度设计值墙下钢筋混凝土条形基础设计bb1自然地面69基础底板配筋由底板的弯矩确定配筋应符合抗弯的要求,条基的最大弯矩 M 发生在悬臂的根部,等于: (2-49) 每沿米底板受力钢筋截面面积As(mm2/m)为 (2-50) 式中:fy为钢筋抗拉强度设计值。 墙下钢筋混凝土条形基础设计70偏心荷载作用基础边缘的最大和最小净反力分别为:式中:M 相应于荷载效应基本组合时作用于基础底面的力矩值。

32、 e0荷载的偏心距基础高度和配筋按式2-47和2-50计算,但剪力和弯矩设计值按下式计算 (2-53) (2-54)墙下钢筋混凝土条形基础设计自然地面基础计算截面处的净反力设计值71轴心荷载作用基础高度由冲切承载力确定 Fl 0.7hp ft bm ho (2-55) F l = A 1 p j (2-56)pj 相应于荷载效应基本组合的地基净反力A1 冲切力作用面积hp受冲切承载力截面高度影响系数: 当h 800mm时,hp = 1; 当h 2000mm时,取hp= 0.9 其间按线性内插法取用。ft 混凝土轴心抗拉强度设计值bm 冲切破坏锥体斜裂面上、下(顶、底)边长bt和bb的平均值。h

33、0 基础有效高度。柱下钢筋混凝土独立基础设计72柱下钢筋混凝土独立基础设计A1 冲切力作用面积73在基础为中心受压时,基底净反力对-断面引起的弯矩为:式中A1234为梯形1234的面积L0为梯形A1234的形心O到柱边的距离柱下钢筋混凝土独立基础设计74在基础为中心受压时,基底净反力反力对-截面引起的弯矩为:(2-59) (2-60)同理得净反力对-断面产生的弯矩: (2-61) (2-62)柱下钢筋混凝土独立基础设计75偏心荷载作用当基础受偏心荷载作用,并只在矩形基础长边方向产生偏心,则当荷载偏心距e=l/6时(2-63)(2-65)柱下钢筋混凝土独立基础设计76地基变形按其特征可分为四种:

34、沉降量独立基础中心点的沉降量或整幢建筑物基础的平均沉降量;沉降差相邻两个柱基的沉降量之差;倾斜基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值;局部倾斜砌体承重结构沿纵向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。 地基变形验算要求: 为地基变形计算值,为地基变形允许值。地基变形验算77地基变形验算沉降量/沉降差/倾斜L DS782-8 减轻不均匀沉降危害的措施地基软弱和不均匀,上部结构荷载悬殊,邻近建筑物的新建等,都会使建筑物产生不均匀沉降,对框架结构,不均匀沉降会在附件中产生附加应力,降低了结构及构件的承载力 解决途径增强上部结构对不均匀沉降的适应能力设法减少不均匀沉降或总沉降量79建筑物体型应力

35、求简单平面形状复杂的建筑物在纵横交接处,基础密集,地基中附加应力叠加,其沉降往往就大于其他部位,引起建筑物挠曲、倾斜,墙体开裂。建筑物高低变化太大,不同部位的地基所受到的荷载大小就不同,在高低相邻处将产生较大的沉降差,使较低的建筑物产生裂缝,裂缝向上倾向较高的部位。应尽量采用平面形状简单的“一”字形、等高度建筑物,这种体型简单的建筑物能够有效减少和调整地基的不均匀沉降。建筑措施图2-33 建筑物高差太大而开裂图2-32 “L”型建筑物一翼墙身开裂形态80控制建筑物的长高比及合理布置墙体建筑物的长高比是决定结构整体刚度的主要因素。长高比大的建筑物,整体刚度差,调整不均匀沉降的能力差,产生的挠曲就大,容易因挠曲过度而开裂。图2-34 建筑物因长高比过大而开裂建筑措施81设置沉降缝用沉降缝可以将建筑物分割成若

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