第七章浅基础设计课件.ppt
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1、基础工程授课对象:授课对象:结构工程、地下工程本科生结构工程、地下工程本科生 参考教材:参考教材:土力学与地基基础土力学与地基基础 (第二版)(赵明华主编)(第二版)(赵明华主编)学学 时:时:30学时学时课程性质:课程性质:必修必修制制 作:作:王敬林王敬林什么是基础工程?有关建筑物地基与基础方面的理论与技术本章要求:1.掌握浅基础的类型和基础埋深的选择。2.掌握地基承载力确定方法及按地基承载力确定基础底面尺寸。3.掌握扩展基础设计(条基和独立柱基)。4.了解地基变形验算及防止不均匀沉降损害的措施。第七章 浅基础设计本章线路:基础设计基础设计地基基础设计的基本原则地基基础设计的基本原则浅基础
2、的类型浅基础的类型基础埋置深度的选择基础埋置深度的选择如何确定地基承载力如何确定地基承载力3.设计原则设计原则:因地制宜、就地取材、保护环境因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源;根据岩土工程勘察资料,综和节约资源;根据岩土工程勘察资料,综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素,精心设计。因素,精心设计。第七章 浅基础设计7.1 地基基础设计的基本原则地基基础设计的基本原则7.1.1 概述概述基基本本概概念念1.地基地基:天然地基与人工地基。天然地基与人工地基。2.基础基础:浅基础与深基础。浅基础与深基础。浅基础浅基础指一般埋深小于指一般埋深小于5m,不需
3、要专门,不需要专门的施工机械施工,只考虑基础底面以下土的施工机械施工,只考虑基础底面以下土的承载力的基础。的承载力的基础。目前没有明确的定义目前没有明确的定义。4.设计规范设计规范:7.1 地基基础设计的基本原则地基基础设计的基本原则7.1.1 概述(续)概述(续)基本概念基本概念1)建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB 50007-20192)建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范 GB 5009-20193)混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范 GB 50010-20194)砌体结构设计规范砌体结构设计规范 GB 5003-2019第七章 浅基础设计5.基础上荷载基础上荷载基础上荷载基础
4、上荷载:7.1 地基基础设计的基本原则地基基础设计的基本原则7.1.1 概述(续)概述(续)基本概念基本概念 F F轴向力;轴向力;轴向力;轴向力;MM弯矩;弯矩;弯矩;弯矩;HH水平力水平力水平力水平力F M FF H F MH一般为前两种情况,横向力不大,只做校核一般为前两种情况,横向力不大,只做校核一般为前两种情况,横向力不大,只做校核一般为前两种情况,横向力不大,只做校核第七章 浅基础设计6、天、天然地基然地基上浅基上浅基础设计础设计的内容的内容及一般及一般步骤步骤地质条件、地勘资料、建筑物性质地质条件、地勘资料、建筑物性质确定各层地基土的承载力确定各层地基土的承载力地基承载力验算地基
5、承载力验算基础类型、地基持力层和基础埋深基础类型、地基持力层和基础埋深确定基础尺寸确定基础尺寸验算软弱下卧层承载力验算验算软弱下卧层承载力验算沉降验算沉降验算基础结构的设计:基础结构的设计:刚性基础:尺寸、材料;刚性基础:尺寸、材料;扩展基础:尺寸、混凝土强度等级、配筋、冲切等验算扩展基础:尺寸、混凝土强度等级、配筋、冲切等验算绘施工图绘施工图第七章 浅基础设计7.1.2 概率极限状态设计方法与极限状态概率极限状态设计方法与极限状态设计原则设计原则二个概念二个概念1.承载能力极限状态承载能力极限状态:对应于结构或构件达到最大承载能力或对应于结构或构件达到最大承载能力或 不适于继续承载大变形。如
6、整体剪切破坏。不适于继续承载大变形。如整体剪切破坏。2.正常使用极限状态正常使用极限状态:对应于结构或构件达到正常使用或耐久性对应于结构或构件达到正常使用或耐久性 能的某项规定限值。能的某项规定限值。如地基变形过大导致如地基变形过大导致上部结构的损坏。上部结构的损坏。第七章 浅基础设计7.1.3 地基基础设计基本规定地基基础设计基本规定1.地基基础设计等级地基基础设计等级1)建筑物的建筑物的设计等级设计等级(建筑物的安全等(建筑物的安全等级)。级)。2)地基基础设计等级:根据地基复杂程地基基础设计等级:根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造
7、成建筑物破坏或正常地基问题可能造成建筑物破坏或正常使用的程度,将地基基础设计分为三使用的程度,将地基基础设计分为三个设计等级。个设计等级。3)地基承载力地基承载力特征值特征值(地基承载力标准(地基承载力标准值)。值)。地基基础设计等级地基基础设计等级 表表71设计设计等级等级建筑和地基类型建筑和地基类型甲级甲级重要的工业和民用建筑物重要的工业和民用建筑物30层以上的高层建筑层以上的高层建筑体型复杂,层数相差超过体型复杂,层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物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
8、形有特殊要求的建筑物对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物(包括高边坡)复杂地质条件下的坡上建筑物(包括高边坡)对原有工程影响较大的新建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以上地下室的基坑工程位于复杂地质条件及软土地区的二层及以上地下室的基坑工程乙级乙级除甲、丙级以外除甲、丙级以外丙级丙级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;次要的轻型建筑物筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物第七章 浅基础设计7
9、.1.3 地基基础设计基本规定地基基础设计基本规定2.设计计算规定设计计算规定:1)基础本身(强度、刚度、)基础本身(强度、刚度、耐久性、抗裂耐久性、抗裂)。)。2)地基承载力)地基承载力3)地基变形(平均沉降量,)地基变形(平均沉降量,局部倾斜,沉降差,整局部倾斜,沉降差,整体倾斜体倾斜4)稳定性验算)稳定性验算受水平力受水平力作用、坡顶建筑物等。作用、坡顶建筑物等。GdF地基地基主要主要受力受力层情层情况况fak(kPa)608080-100100-130130-160160-200200-300土层坡度土层坡度 5 5 10 10 10 10建筑建筑类型类型砌体、框砌体、框架层数架层数
10、5 5 5 6 6 7可不作地基变形计算设计等级为可不作地基变形计算设计等级为丙级丙级的的建筑物范围(部分)建筑物范围(部分)主要受力层概念主要受力层概念主要受力层概念主要受力层概念 (表表表表7-2)7-2):条形基础:条形基础:h 3b;独立基础:独立基础:h 1.5b且且h 5m(二层以下民用建筑物除外)。(二层以下民用建筑物除外)。第七章 浅基础设计7.1.3 地基基础设计基本规定地基基础设计基本规定(续续)3.荷载规定荷载规定(规范(规范(规范(规范3.0.43.0.4)1)按地基承载力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确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时桩数
11、时,传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用,传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的极限状态下荷载效应的标准组合标准组合。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准永久组合,不应计入风荷载和用极限状态下荷载效应的准永久组合,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。地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。3)计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时,荷载计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时,荷载效应按承载能力极限状态下荷载效应的效应按承载能力极限状态下荷载效
12、应的基本组合基本组合,但其,但其分分项系数均为项系数均为1.0。4)在在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构的内力、确定配筋和验算材料强度时结构的内力、确定配筋和验算材料强度时,上部结构传来,上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力,应按的荷载效应组合和相应的基底反力,应按承载能力极限状承载能力极限状态下态下荷载效应的荷载效应的基本组合基本组合,采用相应的分项系数。当需要,采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时,应按验算基础裂缝宽度时,应按正常使用极限状态下正常使用极限状态下荷载效应荷载效应的的标准组合标准组合。民用建筑楼
13、面均布活荷载的各种代表值民用建筑楼面均布活荷载的各种代表值类别类别标准值标准值(kN/m2)组合值系组合值系数数 c频遇值系频遇值系数数 f准永久值准永久值系数系数 q住宅、宿舍、办公楼住宅、宿舍、办公楼教室、实验室、会议室教室、实验室、会议室2.00.70.50.60.40.5食堂、餐厅食堂、餐厅2.50.70.60.5礼堂、剧场、影院礼堂、剧场、影院3.00.70.50.5商店、车站、机场大厅商店、车站、机场大厅3.50.70.60.3健身房、舞厅健身房、舞厅4.00.70.60.5书库、档案库书库、档案库5.00.90.90.87.2 浅基础的类型浅基础的类型7.2.1 7.2.1 无筋
14、扩展基础无筋扩展基础无筋扩展基础无筋扩展基础 (也叫刚性基础)(也叫刚性基础)(也叫刚性基础)(也叫刚性基础)F btb0h0第七章 浅基础设计1、定义:由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、定义: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且灰土和三合土等材料组成的且不需配置钢筋不需配置钢筋的的墙下条形基础或柱下独立基础。墙下条形基础或柱下独立基础。2、特点特点:抗压性能较好,:抗压性能较好,而抗拉和抗剪性能较差。而抗拉和抗剪性能较差。7.2 浅基础的类型浅基础的类型7.2.2 7.2.2 扩展基础扩展基础扩展基础扩展基础 (也叫柔性基础或弹性基础)(也叫柔性基础或弹性基础)(也叫柔性
15、基础或弹性基础)(也叫柔性基础或弹性基础)F第七章 浅基础设计1、定义:指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下、定义:指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。钢筋混凝土条形基础。2、特点特点:抗弯(拉)和抗:抗弯(拉)和抗剪性能均较好。剪性能均较好。7.2 浅基础的类型浅基础的类型第七章 浅基础设计独立基础独立基础:也叫单:也叫单独基础,指局部或独基础,指局部或整个结构物下的无整个结构物下的无筋或配筋的单个基筋或配筋的单个基础。础。条形基础条形基础:指基:指基础长度远远大于础长度远远大于其宽度的一种基其宽度的一种基础形式。础形式。Strip foundation7.2 浅基础的类型浅基础的类
16、型7.2.3 7.2.3 柱下条形基础柱下条形基础柱下条形基础柱下条形基础 第七章 浅基础设计当地基软弱或上部结构传下来的荷载较大时采用。是当地基软弱或上部结构传下来的荷载较大时采用。是柱下单独基础的推广。柱下单独基础的推广。柱下条形基础柱下条形基础柱下交梁基础柱下交梁基础7.2 浅基础的类型浅基础的类型7.2.4 7.2.4 筏形基础筏形基础筏形基础筏形基础 第七章 浅基础设计当上部结构传下来的荷载很大而且地基软弱,当采当上部结构传下来的荷载很大而且地基软弱,当采用柱下交梁基础也不能满足需要时。是柱下交梁基用柱下交梁基础也不能满足需要时。是柱下交梁基础的推广。础的推广。底板底板筏筏(板板)形
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