2014年基础工程第6课(2.浅基础2)

哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院王滨生15846330955，1580498844，11#[e-mail]，[e-mail]基础工程浅基础(2)[e-mail]本次课的主要问题：•刚性基础和扩展基础的设计步骤学习要求、基本内容[e-mail]•地基土冻胀和融陷的影响季节性冻土是一年内冻融交替出现的土层。基础埋置的深度一般应大于冻结深度(冰冻线以下200mm)。土的冻结深度即冰冻线，可由当地气象部门得知。如哈尔滨为2m，沈阳为1.5m，北京为0.85m，郑州为0.20m，上海为0.1m。当冻土深度小于0.5m时，基础埋深即不受其影响。浅基础[e-mail]当建筑基础底面下允许有一定厚度的冻土层，可按下式计算基础的最小埋深minmaxddzh0dzszwzezz浅基础[e-mail]冻结深度：某一地区的土层经多年实测在天然低气温下呈冻结状态的最大深度。冻结深度=冻层厚度？因为自然地面是随冻涨量的加大而逐渐上抬的，所以设计基础埋深时的冻结深度=冻层厚度-冻涨量即确定冻深时是自冻前原自然地面算起。浅基础[e-mail]•地基承载力•按GB50007规定，建筑物的浅基础地基承载力应满足•轴心•偏心fa—修正后的地基承载力特征值pk—相应于荷载效应标准组合时的平均基底压力kapf,max1.2kapf浅基础[e-mail]•按GB50007确定地基承载力特征值(其他方法见土力学)当基础的宽度b小于等于3m以及基础的埋置深度d小于等于0.5m时，且当e≤0.033b，由抗剪强度指标确定地基承载力：fa—地基承载力特征值；Mb、Md、Mc—承载力系数(查表)；gm—基底以上土的加权重度，地下水位以下取浮重度；b—基础底面宽度，6m时取6m；对于砂土3m时取3m；ck—基底下一倍短边宽深度内粘聚力标准值。kcmdbacMdMbMfgg浅基础[e-mail]•修正后的地基承载力特征值当基础的宽度b大于3m或它的埋置深度d大于0.5m时，按下列公式修正：fa—修正后的地基承载力特征值fak—地基承载力特征值hb、hd—基础宽度和埋深的地基承载力修正系数g—基底以下土的重度gm—基底以上土的加权平均重度，水位以下取浮重度d—基础埋置深度，一般自室外地面标高算起b—基础底面宽度，当基宽3m取3m，6m取6m(3)(0.5)hghgaakbdmffbd浅基础kcmdbacMdMbMf[e-mail]•地基变形验算s—地基变形的某一特征变形值(不考虑风与地震作用，按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合计算)[s]—容许值[]ss浅基础[e-mail]下列情况应计算沉降差与倾斜•对框架及排架等结构应计算两相邻柱基的沉降差•对承受较大偏心荷载的独立基础、底面积较大的箱形基础和高耸建筑物(如水塔、烟囱等)应计算基础的整体倾斜•对砖石砌体结构应计算局部倾斜。浅基础[e-mail]—荷载效应标准组合时的平均基底压力(kPa)Fk—上部结构作用在地面上的荷载设计值(kN)Gk—基础及其台阶上所受到的重力(kN)fa—修正后的地基承载力特征值kkkaFGpfAkaGFAfdg•承载力验算(基础底面尺寸的确定)•轴心荷载作用浅基础kaGwwFAfdhgg[e-mail]方形基础：条形基础：独立基础：kaGFblfdgkaGFbfdgkaGFbfdg浅基础[e-mail]•偏心荷载作用：确定基底面积的步骤：•按中心受压求A0•考虑偏心将A0扩大10%~40%得A•验算,max,min66(1)kkkykxpFGeepAlb,max1.2kapf,min0kp,max,min2kkappf浅基础[e-mail]faz—软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力设计值(kPa)。•软弱下卧层验算(基础底面尺寸)浅基础[e-mail]条形基础：矩形基础：0()2tankzbpdbzg0()(2tan)(2tan)kzblpdbzlzg根据Es1/Es2、z/b查表2-9浅基础[e-mail]【例2-1】某粘性土重度gm=18.2kN/m3，孔隙比e=0.7，液性指数IL=0.75，地基承载力特征值fak=220kPa。现修建一外柱基础，作用在基础顶面的轴心荷载Fk=830kN，基础埋深d=1m，室外地面高出室外地面0.3m，试确定方形基础底面宽度。浅基础[e-mail]浅基础4.51.5m,3.0m2Ablnbn[e-mail]浅基础,min6933.560.224(1)(1)105.8kPa01.63.23.2kkxkFGepAl,max,min301.6105.8203.7kPa235kPa22kkappf[e-mail]浅基础[e-mail]浅基础[e-mail]浅基础,max2kkkkkkGFGMFMpdaAWAIg[e-mail]浅基础[e-mail]浅基础[e-mail]浅基础0bh[e-mail]•扩展基础设计扩展基础是指柱下钢砼独立基础和墙下钢砼条形基础。——《GB50007》•适用范围扩展基础适用于上部结构荷载较大，偏心荷载或承受弯矩和水平荷载的建筑物。“宽基浅埋”。浅基础[e-mail]•构造要求——《GB50007》•锥形基础边缘高度，不宜200mm；阶梯形基础的每阶高度，宜为300～500mm。•垫层的厚度不宜70mm；垫层砼强度等级应为C10。浅基础[e-mail]•底板受力钢筋的最小直径不宜10mm；间距不宜200mm，也不宜100mm。墙下钢砼条形基础纵向分布钢筋的直径不8mm；间距不300mm；每延长米分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的1/10。当有垫层时钢筋保护层的厚度不40mm；无垫层时不70mm。•砼强度等级不应低于C20。•当地基软弱时，为了减少不均匀沉降的影响，基础截面可采用带肋的板，肋的纵向钢筋按经验公式确定。浅基础[e-mail]•当柱下钢砼独立基础的边长和墙下钢砼条形基础的宽度2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍，并宜交错布置。浅基础[e-mail]•钢砼条形基础底板在T形及十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处，在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置。浅基础[e-mail]规范8.2.7条规定，扩展基础的计算，应符合：•在墙下条形基础相交处，不应重复计算基础面积•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•基础底板的配筋应按抗弯计算确定•当扩展基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时尚应验算柱下扩展基础顶面的局部受压承载力浅基础[e-mail]•墙下钢砼条形基础•基础底板厚度和配筋的确定•轴心荷载作用基础土的净反力计算截面设计剪力为1nFFpbb00.7htVfh1/40800()hhnVap0800~2000ha浅基础[e-mail]悬臂根部最大弯矩配筋计算•偏心受压基础偏心受压基础底板厚度和配筋计算与轴心受压基础基本相同，但上式中pn由pmax和I-I截面(根部)的净反力pnI的平均值代换。00.9syMAfh212nMpa,max1()2nnnIpppII浅基础[e-mail]•柱下钢砼独立基础•构造要求除满足墙下条形基础的要求外，还应满足•阶梯形基础每阶高度一般为300～500mm，当基础高度600mm而900mm时，阶梯形基础分二级；当基础高度900mm时，分三级。每级伸出长度不应2.5倍。•采用锥形基础时，其边缘高度不宜200mm，顶部每边应沿柱边放出50mm。浅基础[e-mail]•受力筋应双向配置。现浇柱的纵向钢筋可通过插筋锚入基础中。插筋的数量、直径、种类应与柱内纵向钢筋相同。插入基础的钢筋，上下至少应有两道箍筋固定。插筋的下端宜作成直钩放在基础底板钢筋网上。当柱为轴心受压或小偏心受压，h1200mm或柱为大偏心受压，h1400mm，可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网上，其余按锚固长度确定。浅基础[e-mail]•基础高度的确定(轴心受压作用)基础高度由砼抗冲切强度确定。为了保证基础不发生冲切破坏，在基础冲切角锥体以外，由地基净反力产生的冲切荷载Fl应小于基础冲切面上的抗冲切强度。00.7lhptmFfbhlnlFpA浅基础[e-mail]02cbbh200()()2222cclablbAhbh02cbbh0()22clalAhb浅基础[e-mail]说明：•对于阶梯形基础，除进行柱边抗冲切验算外，还应进行变阶处抗冲切验算。•如果基础底面全部落在45º冲切破坏锥体的底边以内，则称为刚性基础，不会产生冲切破坏，不必作冲切验算。浅基础[e-mail]小结公共信箱：[e-mail]密码：045182519201