浅基础10410课件复习课程

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1、 1 ,Shallow Foundation,浅基础,第一部分第19节,上, 2 ,内 容,1.16 补偿性基础概要,1.1 概 述,1.2 地基基础与上部结构共同作用概念,1.3 浅基础分类,1.4 基础埋深的选择,1.5 地基计算,1.6 基础底面尺寸设计,1.7 无筋扩展基础设计,1.8 扩展基础,1.9 二柱联合基础,1.10 减轻建筑物不均匀 沉降危害的措施,1.11 地基计算模型,1.12 文克勒地基上梁的计算,1.13 柱下条形基础,1.14 筏形基础,1.17 动力基础设计,1.15箱形基础, 3 ,1.1 概 述,Introduction,浅基础设计内容 基础设计方法 对地基

2、计算的要求 关于荷载取值的规定,返 回, 4 ,(1) 基础类型、材料，基础平面分布 (2) 选择埋深( d ) (3) 确定地基承载力特征值( fak ) (4) 确定基础的底面尺寸( b 、 l ) (5) 必要时，变形与稳定性验算 (6) 基础结构设计(内力分析、截面计算（基础尺寸与砼强度）、配筋) (7) 绘制基础施工图,1.1.1 浅基础设计内容, 6 ,即，在这种相互作用下，三者间原来相互连接、接触的部位，在荷载、位移和刚度的综合影响下，仍然保持这种连接与接触，并满足变形协调（即墙桩底的位移，基础的变形和地基表面的变形一致） 在这一过程中，地基、基础和上部结构都是互相影响、互相制约

3、的, 即:地基基础上部结构的相互作用。 考虑上述分析设计方法称合理设计。但目前尚处于研究发展阶段。, 7 ,为了简化，工程设计中常把三者分离开考虑： 把上部结构底端看成固定支座或固定铰支座，不考虑荷载作用下各墙、柱端的相对位移，并按此进行内力分析； 对基础与地基，则假定地基反力与基底压力呈直线分布，分别计算基础的内力与地基沉降。 这种方法称为常规设计方法。对于良好均质地基、刚度大的基础，和作用荷载布置均匀对称,且大小相近的上部结构来说是可行的，差别不大，可满足结构设计要求。,二、常规设计法, 8 ,地基基础设计等级：甲级、乙级、丙级。 依据是：根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基

4、问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度来划分。,1.1.3 对地基计算的要求, 9 ,丙级,甲级,乙级,重要的工业与民用建筑物 30层以上的高层建筑 体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物 大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等） 对地基变形有特殊要求的建筑物 对原有工程影响较大的新建建筑物 场地和地基条件复杂的一般建筑物 位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程,除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物,场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑 及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物, 10 ,地基基础设计应符合下列规定： 1、所有建筑物的

5、地基计算均应满足承载力计算的有关规定； 2、设计等级为甲、乙级的建筑物，均应按地基变形设计； 3 、下 表1-2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算；如有下列情况之一时，仍应作变形验算： 1) 地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑； 2) 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； 3) 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 4) 相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； 5) 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。,地基承载力 地基变形量, 11 ,地基主要受力层：指条形基础底面下深度为3b，独立基础下为1.5b，且

6、厚度均不小于5m的范围。,结构, 12 ,4 、 对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及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； 5 、基坑工程应进行稳定性验算； 6 、当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。, 13 ,地基基础设计前应进行岩土工程勘察（或了解场地工程地质条件），应符合：,1 岩土工程勘察报告应提供： 1）有无影响建筑场地稳定性的不良地质条件及其危害程度； 2）建筑物范围内的地层结构及其均匀性，以及各岩土层的物理力学性质； 3）地下水埋藏情况、类型和水位变幅及规律，以及对建筑材料的腐蚀性； 4）在抗震设防区

7、应划分场地土类型和场地类别，并对饱和砂土及粉土进行液化判别；, 14 ,5）对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析，提出经济合理的设计建议；提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数，并对设计与施工应注意的问题提出建议； 6）当工程需要时，尚应提供： （1）深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响； （2）基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议； （3）提供用于计算地下水浮力的设计水位(抗浮水位)。, 15 ,2 地基评价宜采用钻探取样、室内土工试验、触探、并结合其它原位测试方法进行。 设计等级为甲级的建筑物应提供载荷试验指标、

8、抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料； 设计等级为乙级的建筑物应提供抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料； 设计等级为丙级的建筑物应提供触探及必要的钻探和土工试验资料。 3 建筑物地基均应进行验槽。如地基条件与原勘察报告不符时，应进行施工勘察。, 16 ,极限状态,正常使用极限状态：对应于基础变形不致于影响正常使用所规定的地基变形限值或未能满足对基础耐久性要求的某项限值。 承载能力极限状态：对应于基础受荷达到最大承载能力或发生不适于继续承载的变形。,几个名词概念, 17 ,结构上的荷载，可分为下三类： 永久荷载permanent load 在结构使用期间,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比

9、可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载. 可变荷载vaiable load 在结构使用期间,其值随时间变化,且其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载. 偶然荷载accidental load 在结构使用期间不一定出现,一旦出现,其值很大且持续时间很短的荷载, 18 ,荷载设计值design value of a load 荷载代表值与荷载分项系数的乘积.荷载效应load effect 由荷载引起结构或结构构件的反应,例如内力,变形和裂缝等. 荷载组合load combination 按极限状态设计时,为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载设计值的规定.如下：, 19 ,基本组合fun

10、damental combination 承载能力极限状态计算时,永久作用和可变作用的组 合. 偶然组合accidental combination 承载能力极限状态计算时,永久作用,可变作用和一个 偶然作用的组合 标准组合characteristic/nominal combination 正常使用极限状态计算时,采用标准值或组合值为荷 载代表值的组合 频遇组合frequnt combinations 正常使用极限状态计算时,对可变荷载采用频遇值或 永久值为荷载代表值的组合. 准永久组合quasi-permanent combinations 正常使用极限状态计算时,对可变荷载采用准永久值

11、为荷载代表值的组合., 20 ,地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力和限值应按下列规定： 1. 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。 2. 计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。,1.1.4 关于荷载取值的规定, 21 ,3. 计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系

12、数均为1.0。 4. 在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力，确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按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。 当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合。 5. 基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数0不应小于1.0。, 22 ,正常使用极限状态下，荷载效应标准组合设计值 S,按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值,按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值,可变荷载Qi的组合值系数，查相应规范确定,S = SGk+ SQ1

13、k+ni=2ci SQik, 23 ,Gk-永久荷载的标准值; Qk-可变荷载的标准值; GGk-永久荷载效应的标准值; SQk-可变荷载效应的标准值; S-荷载效应组合设计值; R-结构构件抗力的设计值; 0-结构重要性系数;G-永久荷载的分项系数;Q-可变荷载的分项系数;c-可变荷载的组合值系数;f-可变荷载的频遇值系数;q-可变荷载的准永久值系数;, 24 ,承载能力极限状态下，由可变荷载效应控制的基本组合设计值 S,第i个可变荷载的分项系数,永久荷载的分项系数,按建筑结构荷载规范GB50009确定,S =G SGk+Q1 SQ1k+ni=2Qici SQik, 25 ,思考题,1 地基

14、基础设计分为哪几个等级？不同的等级对地基计算有何具体的要求？ 2 目前常采用什么样的地基基础设计方法？ 3 如何理解正常使用极限状态和承载能力极限状态？, 26 ,1.2 地基基础与上部结构共同作用的概念（将在刚性基础后介绍）,地基、基础与上部结构的关系 基础刚度的影响 上部结构刚度的影响,Concept of Interaction among Subsoil, Footing and Superstructure,返 回, 27 ,1.2.1 地基基础与上部结构关系,常规设计方法 设计中三者分开考虑，视彼此为相互独立的结构单元进行静力平衡分析计算； 不考虑上部结构的刚度，只计算作用在基础顶

15、面上的荷载； 也不考虑基础的刚度，基底反力简化为直线分布，并反向施加于地基，当作柔性荷载验算地基承载力和进行地基沉降计算。,上部结构,基础,地基, 28 ,实际情况： 三者相互连接整体,共同承担荷载而产生相应的变形 三者都按各自的刚度对相互的变形产生相应的制约作用 三者之间同时满足静力平衡和变形协调两个条件,应能正确反映结构刚度影响，合理反映土的变形特性,合理的分析计算方法：,需研究合理反映土的变形特性的地基计算模型与参数。, 29 ,1.2.2 基础刚度的影响,柔性基础,可随地基的变形而任意弯曲 基底反力分布与作用荷载分布相同 均布荷载下沉降中部大，边缘小。 无力调整基底不均匀沉降,要使沉降

16、均匀，应使边缘荷载增大, 30 ,柔性基础, 31 ,刚性基础,具有抗弯刚度, 在荷载作用下不产生挠曲 基础在中心荷载作用下沉降均匀，基底的沉降处处相等，基底保持水平, 32 ,当中心荷载不大时，基底反力呈马鞍形分布； 随上部荷载增大，邻近基底边缘塑性区逐渐扩大，基底应力重分布， 变成抛物线形, 33 ,刚性基础基底反力分布与荷载分布情况无关，仅与荷载合力大小与作用点位置相关。 中心受荷下的基底反力的分布边缘大、中部小 荷载合力偏心很大时，离合力作用点近的基底边缘反力很大，而远离的基底边缘反力为零，甚至基底可能与地基脱开,具有刚度的基础，在调整基底沉降使之趋于均匀的同时，也使基底压力发生由中部向边缘转移的过程。 把刚性基础能跨越基底中部，将所承担的荷载相对集中地传至基底边缘的现象称作基础的“架越作用”。, 34 ,1 软土地基 淤泥或淤泥质土地基中，当基础相对刚度较大时，相对为刚性基础，基底反力分布可按直线分布计算:,地基