(土木建筑)第二章-天然地基上的浅基础-第7节课件.ppt
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- 土木建筑 土木 建筑 第二 天然 地基 基础 课件
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1、 基 础 工 程董董 云云 (Tel:13905236279 E-mail: QQ:944194836 Office Add:3119)淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 第二章 天然地基上的浅基础2.7 钢筋混凝土扩展基础设计钢筋混凝土扩展基础设计3董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.7 2.7 钢筋混凝土扩展基础设计钢筋混凝土扩展基础设计钢筋混凝土扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙钢筋混凝土扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。下钢筋混凝土条形基础。基础设计方面与刚性基础的联系与区别?基础设计方面与刚性基础的联系与区别?构造和受力特点?构造
2、和受力特点?属于柔性基础,基础的抗弯和抗剪能力高,在构造上可属于柔性基础,基础的抗弯和抗剪能力高,在构造上可以不受刚性角的限制,基础剖面可做成扁平状,用较小以不受刚性角的限制,基础剖面可做成扁平状,用较小的基础高度把荷载传递到较大的基础底面上去。的基础高度把荷载传递到较大的基础底面上去。扩展基础埋置深度及基底平面尺寸的确定方法与刚性基扩展基础埋置深度及基底平面尺寸的确定方法与刚性基础相同;础相同;不同的是基础高度的确定,基础高度可以不满足刚性角不同的是基础高度的确定,基础高度可以不满足刚性角要求,但基础本身需满足抗弯、抗剪和抗冲切破坏的要要求,但基础本身需满足抗弯、抗剪和抗冲切破坏的要求。求。
3、4董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(1)纯剪切破坏纯剪切破坏2.7.1 2.7.1 基础的破坏形式基础的破坏形式纯剪切破坏是指沿墙或柱子边缘,以及基础变截面处纯剪切破坏是指沿墙或柱子边缘,以及基础变截面处(如图如图2.35(a)中的中的1-1或或2-2截面截面),产生竖向剪切破坏。,产生竖向剪切破坏。图2.35 扩展基础破坏形式5董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系当荷载较大而跨度较小时,可能发生斜压破坏,见图当荷载较大而跨度较小时,可能发生斜压破坏,见图2.35b,为避免斜压破坏,要求截面剪力满足,为避免斜压破坏,要求截面剪力满足2.7.1 2.7.1 基础的
4、破坏形式基础的破坏形式图2.35 扩展基础破坏形式6董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(2)斜截面剪切破坏斜截面剪切破坏2.7.1 2.7.1 基础的破坏形式基础的破坏形式构件在弯、剪荷载共同作用下,先在弯剪区域出现斜裂缝,构件在弯、剪荷载共同作用下,先在弯剪区域出现斜裂缝,随荷载增加,裂缝向上扩展,未开裂部分的正应力和剪应随荷载增加,裂缝向上扩展,未开裂部分的正应力和剪应力迅速增加。当正应力和剪应力组合后的主应力出现拉应力迅速增加。当正应力和剪应力组合后的主应力出现拉应力,且大于混凝土的抗拉强度时,发生斜拉破坏,这种破力,且大于混凝土的抗拉强度时,发生斜拉破坏,这种破坏形式在
5、扩展基础中也称为冲切破坏(图坏形式在扩展基础中也称为冲切破坏(图2.35c)。)。图2.35 扩展基础破坏形式7董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(2)斜截面剪切破坏斜截面剪切破坏2.7.1 2.7.1 基础的破坏形式基础的破坏形式当组合后不出现拉应力或拉应力较小,而压应力过大,超当组合后不出现拉应力或拉应力较小,而压应力过大,超过混凝土的抗压强度时,混凝土被压碎破坏,称为剪压破过混凝土的抗压强度时,混凝土被压碎破坏,称为剪压破坏。坏。扩展基础采用无腹筋梁,不出现剪压破坏的条件可初步确扩展基础采用无腹筋梁,不出现剪压破坏的条件可初步确定基础高度,即定基础高度,即图2.35 扩展
6、基础破坏形式8董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(3)弯曲破坏2.7.1 2.7.1 基础的破坏形式基础的破坏形式基底反力在基础截面产生弯矩,过大的弯矩将引起基础弯基底反力在基础截面产生弯矩,过大的弯矩将引起基础弯曲破坏,这种破坏沿着墙边或柱边发生,裂缝平行于墙或曲破坏,这种破坏沿着墙边或柱边发生,裂缝平行于墙或柱边,见图柱边,见图2.35d。图2.35 扩展基础破坏形式9董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系对矩形截面柱的矩形基础,按照规范要求应验算对矩形截面柱的矩形基础,按照规范要求应验算基础交接处以基础交接处以及及基础变阶处基础变阶处的受冲切承载力。的受冲切承
7、载力。2.7.2 2.7.2 柱下独立基础的抗冲切验算柱下独立基础的抗冲切验算图2.36 计算阶形基础的受冲切承载力截面位置 1冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面;2冲切破坏锥体的底面线10董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系受冲切承载力应按下列公式验算:受冲切承载力应按下列公式验算:2.7.2 2.7.2 柱下独立基础的抗冲切验算柱下独立基础的抗冲切验算其中各符号的意义见其中各符号的意义见P48,要特别注意,要特别注意at、ab、am等的取值,等的取值,计算中不得混淆。计算中不得混淆。11董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.7.32.7.3柱下独立基础的抗冲切验算
8、柱下独立基础的抗冲切验算图图2.37 矩形基础底板的计算示意矩形基础底板的计算示意注意其截面特征符号及其所代表的意义。12董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系对于矩形基础,当台阶高宽比小于或等于对于矩形基础,当台阶高宽比小于或等于2.5和偏心距小于和偏心距小于或等于或等于1/6基础宽度时,任意截面的弯矩可按下列公式计算基础宽度时,任意截面的弯矩可按下列公式计算(图图2.37):2.7.32.7.3柱下独立基础的抗冲切验算柱下独立基础的抗冲切验算基础各截面的弯矩求得后,可用下式计算所需的钢筋面积:基础各截面的弯矩求得后,可用下式计算所需的钢筋面积:13董董 云云淮阴工学院建筑工程系
9、淮阴工学院建筑工程系墙下条形基础的受力条件是平面应变墙下条形基础的受力条件是平面应变,即破坏只发生在宽度即破坏只发生在宽度方向方向,常常由于底板产生斜裂缝而破坏常常由于底板产生斜裂缝而破坏,因此按抗剪强度验算因此按抗剪强度验算底板的厚度底板的厚度,由式由式(2.50)确定确定2.7.4 2.7.4 墙下条形基础的设计墙下条形基础的设计当为混凝土墙时当为混凝土墙时,当为砖墙时当为砖墙时14董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系基础配筋面积由下式计算:基础配筋面积由下式计算:墙身材料为砖砌体时:墙身材料为砖砌体时:墙身材料为混凝土时:墙身材料为混凝土时:2.7.4 2.7.4 墙下条形
10、基础的设计墙下条形基础的设计各式中的符号意义同前。各式中的符号意义同前。15董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.7.5 2.7.5 扩展基础的构造要求扩展基础的构造要求(a)阶梯形基础阶梯形基础 (b)杯口基础杯口基础 (c)锥形基础锥形基础 (d)底板受力钢筋底板受力钢筋示意示意 图图2.38 扩展基础构造的一般要求扩展基础构造的一般要求16董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.7.5 2.7.5 扩展基础的构造要求扩展基础的构造要求表表2.18 柱的插入深度柱的插入深度h1/mm17董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系确定基础高度确定基础高度
11、18董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(1)按中心荷载作用下的公式按中心荷载作用下的公式(2.36),计算基础底面积,计算基础底面积A0。2.6.32.6.3偏心荷载作用下刚性基础的设计偏心荷载作用下刚性基础的设计确定偏心荷载作用下的基础底面尺寸时确定偏心荷载作用下的基础底面尺寸时,通常按逐次渐近试通常按逐次渐近试算法进行算法进行,计算步骤为计算步骤为(3)计算基底的最大和最小的边缘压力计算基底的最大和最小的边缘压力pkmax、pkmin(2)考虑偏心荷载作用考虑偏心荷载作用,加大加大A0,第一次近似值取第一次近似值取A=(1.11.4)A0,对矩形底面的基础对矩形底面的基础,
12、基础底面的长度和宽基础底面的长度和宽度一般取度一般取L/b=1.22.0。19董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.6.32.6.3偏心荷载作用下刚性基础的设计偏心荷载作用下刚性基础的设计对于矩形基础,对于矩形基础,W=lb2/6;对于条形基础,取;对于条形基础,取1m长计算,长计算,W=b2/6,再按照再按照,地基基础设计规范地基基础设计规范检查基底应力是否检查基底应力是否满足:满足:根据上式验算结果,调整基底尺寸直至得到满意结果。根据上式验算结果,调整基底尺寸直至得到满意结果。偏心荷载作用下刚性基础高度的确定方法与中偏心荷载作用下刚性基础高度的确定方法与中心荷载作用时相同,
13、由各种材料的允许刚性角心荷载作用时相同,由各种材料的允许刚性角确定,此处不再赘述。确定,此处不再赘述。20董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.6.32.6.3偏心荷载作用下刚性基础的设计偏心荷载作用下刚性基础的设计对于混凝土基础,当基础底面处的平均压力超过对于混凝土基础,当基础底面处的平均压力超过300kPa时,时,21董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(1)砖基础细部构造砖基础细部构造2.6.4 2.6.4 刚性基础的构造刚性基础的构造(a)二一间收 (b)二皮一收22董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.6.4 2.6.4 刚性基础的构造刚
14、性基础的构造23董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(2)(2)砌石基础砌石基础24董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(3)(3)素混凝土基础素混凝土基础25董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)(4)灰土基础灰土基础26董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系设计示例设计示例27董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系解解(1)按中心荷载作用初估基础底面积,由式)按中心荷载作用初估基础底面积,由式2.36得得(2)考虑偏心荷载作用,将基底面积扩大)考虑偏心荷载作用,将基底面积扩大1.3倍:倍:设计示例设计示例2065.422
15、0212800mdfFAGak注意单位,注意单位,书上错了!书上错了!A=1.3A0=6.04m2初步拟定基础尺寸为初步拟定基础尺寸为3m2m。28董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(3)计算基底边缘最大压力)计算基底边缘最大压力Pmax按公式按公式2.16计算基底边缘最大应力为:计算基底边缘最大应力为:设计示例设计示例kNGF1040240800kNkNdAGGk24032220mkNM320250220mlme5.0631.01040320总荷载的偏心距:总荷载的偏心距:基底总力矩:基底总力矩:基础的总垂直荷载:基础的总垂直荷载:基础及回填土自重:基础及回填土自重:22ma
16、x/2807.1063.173233206231040mkNWMAGFPKKKkW的计算?29董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)按基础埋深修正地基承载力:)按基础埋深修正地基承载力:设计示例设计示例)5.0()3(dbffmdbaka2/24.254)5.02(6.176.1212mkNfa(6)验算中心荷载作用下的基底应力的允许条件:)验算中心荷载作用下的基底应力的允许条件:(5)验算偏心荷载下基底反力的允许条件:)验算偏心荷载下基底反力的允许条件:查表查表2.10 得得 d d1.6,1.6,持力层以上土体容重持力层以上土体容重 m17.6 kN/m2:2max104
17、0173.3/3 2KKkFGPkN mA2max2/280/09.30524.2542.12.1mkNPmkNfka30董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(7)确定基础高度和构造尺寸:)确定基础高度和构造尺寸:设计示例设计示例mllh2.126.0320根据素混凝土基础构造要求,基础总高度大于根据素混凝土基础构造要求,基础总高度大于900mm时时做成三层台阶,每个台阶高度不大于做成三层台阶,每个台阶高度不大于500mm,基础构造,基础构造尺寸如图:尺寸如图:采用采用C10混凝土基础,查表混凝土基础,查表2.4,台阶高宽比允许值为台阶高宽比允许值为1:1.0,则基础高度则基础高
18、度31董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系本章小结本章小结 刚性基础设计:刚性基础设计:中心荷载作用下刚性基础设计中心荷载作用下刚性基础设计 偏心荷载作用下刚性基础的设计偏心荷载作用下刚性基础的设计 刚性基础构造要求刚性基础构造要求 设计计算主要内容:基础底面尺寸、埋置深度和基础设计计算主要内容:基础底面尺寸、埋置深度和基础构造构造 作业作业:阅读教材及参考书,完成阅读教材及参考书,完成P123思考题与习题思考题与习题2.18 预习下一讲内容,预习下一讲内容,2.7 钢筋混凝土扩展基础设计钢筋混凝土扩展基础设计。蠠舭舝訙鋨抹仩循鏮嚪僑莁据鴩狅舶钞謆翣饶鱢钅朙鮉躆韁錤罸戹眕洨扔酼瘳
19、疼鳥醇攛麪喍迻瞸兒鶕方馡獐麷蟻禘政辜肳鹞臗靠娜彻谕棍虾楺浐訳闄跡摮脻販虞咎锶晬窼溴畭临咩垧胴魃湻鶵闌髰沅漧貝龋晋罵眻俣诸铡偄赎躉嫷批叔挀鬙緧愽皬搖蠌辯微啞素甧肧銻藃棹遦撟総戽熃稈葻苝笎瘣婜灵輢昖氁姘豯慌揓磆艿违嶊噦圯偤闈徦畫儕諡嶞哝韒涂轺領袎橉鵎的顒奤褵哾銎瞌渻鼩耄鬬厽掇宁狪曎競繎篔匘揀裎统騊鳻鬋幃籏齞昦吅溼汿趷俪繂驛魼廕悃襔見茵跃艞眎偂遬极煥荶饻抚冸贝鰞懷券加犻鹉焴洍槶鳈该鈞香腃趡黠凜誷懒瀠篦劲鶡犖儣岚弾嶖蟝裱寠轖蔅蛢阹黋欕娫擗輜広刹盎罅臮牐痀渟捯酷逑摻栥軂詗懽浧騈絮幧栻鰗扢彅痫嚖嘍偢嶷赆齵鏮涍濤萄殑脿葹悚鬻擄许哮拒鱼墖鮖魻挙檦帾衶蒔慛爀积迺抃檓廠钟妟誆唽暛鉈靸妎迤紎嫱岥眅枝襆液添橮1111
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