地基基础工程课件.ppt

1、山东大学山东大学主讲教师主讲教师 王广月王广月第二章第二章 扩展基础扩展基础 抗拉、抗剪强度低，抗压性能相对高。抗拉、抗剪强度低，抗压性能相对高。倒置短悬臂梁弯拉破坏倒置短悬臂梁弯拉破坏b0b b1h1H0b211/2tanhb00/2tanHbb砖基础：砖基础：低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低抗低层建筑墙下基础。砌筑方便，强度低抗冻性差。砌法：二一间隔收（冻性差。砌法：二一间隔收（1/4砖）。砖）。MU10砖砖 M5砂浆砂浆大放脚大放脚毛石基础：毛石基础：砌筑较方便，抗冻性好，适于砌筑较方便，抗冻性好，适于6层及以下层及以下墙墙 承重结构。砌法：错缝搭接。承重结构。砌法：错缝搭接。MU20

2、毛石毛石 M5砂浆砂浆每阶每阶两皮两皮200 4001.选择持力层、确定埋深；选择持力层、确定埋深；2.确定基底尺寸；确定基底尺寸；3.选择材料类型；选择材料类型；4.首先按允许宽高比要求确定基础理论要求首先按允许宽高比要求确定基础理论要求的最小总高度；的最小总高度；5.按构造要求由基底向上逐级缩小尺寸，按构造要求由基底向上逐级缩小尺寸，确定每一级台阶的宽度与高度。确定每一级台阶的宽度与高度。（一般基础顶面应低于室外地面（一般基础顶面应低于室外地面0.1m，否则应，否则应修改尺寸或埋深，修改尺寸或埋深，允许情况下也可将基础上部允许情况下也可将基础上部做墙体处理做墙体处理。）。）【例】某综合楼【

3、例】某综合楼370承重外承重外墙，荷载与地基情况如图示，墙，荷载与地基情况如图示，试设计此墙基础。试设计此墙基础。【解】【解】确定基础类型：确定基础类型：根据上部结构形式、荷载根据上部结构形式、荷载 及及地基情况，初步拟设计为无地基情况，初步拟设计为无筋扩展毛石基础，材料质量筋扩展毛石基础，材料质量要求要求：粘土粘土=18.5kN/m3 fak=170kPa w=28%,wp=18%z0=1.6m（b=0.3、d=1.6）Fk=280kN/m 0.000.751700填土填土 =17 kN/m3 fak=130kPa370毛石毛石MU20 砂浆砂浆 M5 确定基础最小埋深，选择持力层。确定基础

4、最小埋深，选择持力层。根据地质资料，根据地质资料，wwp+9，属强冻账土，属强冻账土，影响系数：影响系数：zs=1.00(类别类别)，zw=0.85(冻胀性冻胀性)，za=1.00(环境环境)冻土允许残留深度：冻土允许残留深度：hmax=0.0m 设计冻深：设计冻深：zd=z0zszwza=1.35mmhzdd35.1maxminv设计要求最小埋深：设计要求最小埋深：v选择持力层、确定基础埋深：根据地质条件，选择持力层、确定基础埋深：根据地质条件，选黏土层为持力层，基础埋深选黏土层为持力层，基础埋深 d=1.70m 求修正后的地基承载力特征值：求修正后的地基承载力特征值：假定假定b3m，则：，

5、则：确定基底面宽度：取确定基底面宽度：取 l=1mkPadbffmdbaka6.202)5.07.1(176.1170)5.0()3(mdfFbGak73.1075.2206.202280设计取基底宽度：设计取基底宽度：b=1.8m确定基础允许宽高比：确定基础允许宽高比：pkFk Gk)/A=197.05kPa200kPa基础允许宽高比：基础允许宽高比：按允许宽高比及构造要求设计基础剖面尺寸：按允许宽高比及构造要求设计基础剖面尺寸：毛石基础需台阶数：毛石基础需台阶数：n=(bb)(2200)=3.575 基础剖面设计为四级台阶：基础剖面设计为四级台阶：验算：验算：200/400 1/1.5 满

6、足要求满足要求绘基础施工绘基础施工图图0.000.7518009009001851852.45特点：特点：一、扩展基础的一、扩展基础的 1005050200构造要求 四角四角插筋插筋5075杯壁杯壁杯底杯底b构造筋构造筋受力筋受力筋6060505050505050二、二、墙下钢筋砼条形基础墙下钢筋砼条形基础 的的底板厚度和配筋计算底板厚度和配筋计算（一）中心受压基础（一）中心受压基础q受力分析受力分析 1.倒置悬臂梁；倒置悬臂梁；2.受地基净反力作用；受地基净反力作用；3.危险截面：墙根部危险截面：墙根部-面弯矩与剪力最大。面弯矩与剪力最大。pj 上部结构荷载上部结构荷载设计值设计值F 在基底

7、产生的反力。在基底产生的反力。ba(b-a)/2倒置悬臂梁倒置悬臂梁pjF1.基础底板厚度确定基础底板厚度确定 基础底板有足够厚度主要用于抵抗剪切破坏。基础底板有足够厚度主要用于抵抗剪切破坏。沿墙长取单位长度沿墙长取单位长度1m分析：分析：上部结构荷载上部结构荷载设计值为设计值为F(kN/m)，则：，则：基底净反力设计值：基底净反力设计值：pj=F/b-截面最大剪力：截面最大剪力：)(21abpVj(b-a)/2pj07.0lhfVths-截面抗剪要求：截面抗剪要求：h0基础底板有效高度；基础底板有效高度；h0hh0hft砼轴心抗拉强度设计值，砼轴心抗拉强度设计值，N/mm2；hs截面高度影响

8、系数。截面高度影响系数。h0h0410800hhsthslfVh7.00基础底板有效高度基础底板有效高度l基础底板计算长度，一般取基础底板计算长度，一般取l=1m；2.基础底板配筋计算基础底板配筋计算 基础底板基础底板配筋配筋主要用于抵抗弯拉破坏。主要用于抵抗弯拉破坏。-截面弯矩设计值：截面弯矩设计值：2)(81abpMj基础底板配筋面积基础底板配筋面积ysfhMA09.0Asmm2；fy（二）偏心受压基础（二）偏心受压基础基底压力分布为梯形。基底压力分布为梯形。偏心距：偏心距：e0=M/F基底最大、最小净反力基底最大、最小净反力bapjminFMpjmaxpj将将V、M代入代入 前式中即可。

9、前式中即可。选择确定基础材料选择确定基础材料【解】【解】=210钢筋：钢筋：HPB235 ；垫层：垫层：100厚素砼。厚素砼。50606050505050200014120141200.450.450.000.006 2006 200【例】试设计某教学楼例】试设计某教学楼370370承重外墙钢筋砼基础，荷载标准值承重外墙钢筋砼基础，荷载标准值埋深埋深1.3m1.3m，地基，地基 fa=155=155(修正值修正值)。确定基底面宽度：取确定基底面宽度：取 l=1mmdfFbGak93.153.120155240设计取基底宽度：设计取基底宽度：确定基础底板厚度确定基础底板厚度 kNabpVj123

10、)37.02(15021)(21mmlfVhths1601.110000.1101237.017.0130h h0+底板厚度：底板厚度：设计底板厚度取设计底板厚度取 h=250mm (剖面等厚剖面等厚)h0底板配筋计算底板配筋计算mmNmkNabpMj6221043.5043.50)37.02(15081)(8126012712102109.01043.509.0mmfhMAysq选选14 120(As=12831271 mm2)，q分布筋选分布筋选6 200（见上图）。（见上图）。三、柱下钢筋砼单独基础的三、柱下钢筋砼单独基础的 底板厚度和配筋计算底板厚度和配筋计算 受力与破坏形式分析受力与

11、破坏形式分析 1.倒置悬臂结构；倒置悬臂结构；2.受地基净反力作用。受地基净反力作用。弯曲破坏弯曲破坏 危险截面：柱根截面危险截面：柱根截面处处 抵抗：基础底板下部抵抗：基础底板下部配筋配筋抵抵 抗：抗：基础底板有足够厚度。基础底板有足够厚度。冲切破坏：冲切破坏：从柱根周边开始沿从柱根周边开始沿45斜面拉裂，斜面拉裂，形成冲切破坏角锥体；形成冲切破坏角锥体；冲切破坏冲切破坏锥体锥体（一）中心受压基础底板厚度（一）中心受压基础底板厚度冲切锥体外地基净反力产生的冲切力冲切锥体外地基净反力产生的冲切力Fl应小于应小于冲切面上的抗冲切冲切面上的抗冲切(砼的轴心抗拉砼的轴心抗拉)能力。即：能力。即：Fl

12、 hp ft AmFl pj Alpj F/(b l)hp截面高度影响系数；截面高度影响系数；hhphhpAl冲切力作用面积冲切力作用面积 Am冲切破坏面水平冲切破坏面水平 投影投影 面积面积(b)当当bb0h0时时(a)当当b b0h0时时(a)当当b b0h0时时(b)当当b b0h0时时20000()()2222llblbAh bh000()mAbh h00()22lllAhb200000()()22mbbAbh hh计算方法：试算法计算方法：试算法 即假定高度，验算；即假定高度，验算；有变阶时，将上阶有变阶时，将上阶 视为下阶的柱子。视为下阶的柱子。（二）中心受压基础底板配筋计算（二）

13、中心受压基础底板配筋计算双向配筋，危险截双向配筋，危险截面在柱边处；面在柱边处；简化计算：基础底简化计算：基础底 板视为嵌固在柱子板视为嵌固在柱子 周边的四块梯形悬周边的四块梯形悬 臂板组成。臂板组成。有变阶时，将上阶有变阶时，将上阶 视为下阶的柱子，视为下阶的柱子，计算变阶处的弯矩计算变阶处的弯矩 与配筋量。与配筋量。45l0l、截面弯矩设计值：截面弯矩设计值：200()(2)24jpMllbbysfhMA09.0、截面配筋面积：截面配筋面积：200()(2)24jpMbbllysfhMA09.0（三）偏心受压基础高度与配筋计算（三）偏心受压基础高度与配筋计算pjmaxpjminlpjl04

14、5 基底最大、最小净基底最大、最小净反力反力偏心距：偏心距：e0=M/F上述公式中以上述公式中以pjmaxpj代-截面：截面：将公式中的将公式中的pj用用pjmax与与pj平均值代。平均值代。截面：截面：将公式中的将公式中的pj用用pjmax与与pjmin平均值代。平均值代。2max001()()(2)48jjMppllbb2maxmin001()()(2)48jjMppb bll【例【例7-4】某柱下单】某柱下单独基础，荷载与地独基础，荷载与地基情况如图示，试基情况如图示，试设计此基础。设计此基础。Fk=800kN GkVk=15kN 0.000.380013003500Mk=200kNm

15、填土填土=16 Es=2.5Mpa粘土粘土=18.5kN/m3 Es=10MPa fak=175kPa（b=0.3、d=1.6）淤泥质土淤泥质土w=45%Es=2.0Mpa fak=85kPa （b=0、d=1.0）【解】【解】选择持力层，选择持力层，如图示。如图示。求修正后的地基求修正后的地基 承载力特征值：承载力特征值：假定假定b3m，则，则kPadbffmdbaka48.195)5.03.1(166.1175)5.0()3(初步估算基底面积初步估算基底面积 首先按轴心受压估算首先按轴心受压估算 A0208.445.12048.195800mdfFAGakA=1.15 A0=1.184.8

16、=5.6 m2，取取l/b=2.0得得b=1.7m，l=3.4m。考虑偏心影响，将考虑偏心影响，将A0增大增大18%，则，则验算地基承载力验算地基承载力kNdAGGk62.16745.14.37.120Mk=200+150.8=212kNmmFMe22.062.167800212kPakPaleAGFkpkpkk4.2325.102)61(maxminpkmax=232.4kPa1.2fa=234.6kPapk=(pkmax+pkmin)/2=167.5kPa fa=195.48kPa满足要求，故基底尺寸满足要求，故基底尺寸b=1.7m，l=3.4m合适。合适。确定基础高度确定基础高度e0=M

17、/F=212/1000=0.212m选择确定基础材料选择确定基础材料；垫层：垫层：100厚素砼厚素砼；钢筋：钢筋：HPB235，=210。F=1000kNV=15kN0.0000.300M=200kNm6003400初步选定基础高度：初步选定基础高度：h=800mm，h0=h-40=760mm，=600mm，b0=400mm。boh0=400+1520=1920mm b 200002()()22221.0759llblbAhbhm20008816.0)(mhhbAmFl pj Al=237.71.0795=256.6kNFl hp ft Am=678.8kN满足要求满足要求0l基础底板配筋计算

18、基础底板配筋计算0minmaxmin()2184.4jjjjllpppplkPa-截面：截面：2max001()()(2)48181.67jjMppllbbkN m208.12649.0mmfhMAys截面：截面：2maxmin001()()(2)4845.1jjMppbbllkN m205.3189.0mmfhMAysq-截面选截面选14 120(As=12831265 mm2)；q截面选截面选8 150(As=335318 mm2)；q基础配筋见上图。基础配筋见上图。实际配筋实际配筋b0b b1h1H0b2tan2)(00bbHtan211bh 按允许宽高比及构造按允许宽高比及构造 要求设计剖面尺寸。要求设计剖面尺寸。按冲切破坏确定基础底板厚度：按冲切破坏确定基础底板厚度：Fl hp ft Am按弯拉破坏确定基础底板配筋：按弯拉破坏确定基础底板配筋：)2()(242ccjbbalpMysfhMA09.0