土木天然地基浅基础.ppt

第7章 天然地基浅基础,重点掌握,1.基础埋置深度确定2.无筋扩展基础设计计算3.钢筋混凝土扩展基础设计计算4.柱下钢筋混凝土条形基础设计计算,第一节 概述,一、地基基础的重要性和复杂性二、地基基础方案的类型（1）天然地基上的浅基础（2）人工地基上的浅基础（3）深基础（见下张图片）浅基础：基础的埋置深度小于基础底面最小宽度的基础。大多数建筑物基础的埋深不会很大(如不大于5米)。可以用普通开挖基坑和敞坑排水的方法修建,这类基础称为浅基础。它可分为刚性基础、扩展基础、柱下条形基础、筏板基础、箱形基础。,深基础,天然地基浅基础（fak120kPa),人工地基浅基础,基础类型和做法可根据实际情况加以选择。地基基础设计是建筑物结构设计的重要组成部分。基础的型式和布置，要合理的配合上部结构的设计，满足建筑物整体的要求，同时要做到便于施工、降低造价。天然地基上结构比较简单的浅基础最为经济，如能满足要求，宜优先选用。,三、浅基础的结构类型,1、扩展基础1）无筋扩展基础（刚性基础）刚性基础常用的材料有砖、毛石、灰土、三合土、素混凝土 等材料建造的基础。这些材料的抗拉强度远小于其抗压强度，所以刚性基础不能承受拉力，设计时要求基础的外伸宽度和基础高度的比值在一定的基础内，否则基础会产生破坏。刚性基础适用于6层和6层以下一般民用建筑和墙承重的厂房。,b,b0,bi,Hi,Hi,b,b0,bi,刚性基础类型,墙下刚性条形基础,柱下刚性独立基础,b1,h1=b1且=300且=20dd为柱中纵向钢筋直径,台阶的允许宽高比取决于基础所用的材料及基底压力，查表9-12,2)钢筋混凝土扩展基础（柔性基础）柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础柔性基础具有较好的抗弯和抗剪能力。当外荷载较大，且存在弯矩和水平荷载，地基承载力又较低的情况下采用。,钢筋混凝土独立基础,柱下独立基础,墙下独立基础,台阶形基础,锥形基础,杯口形基础,钢筋混凝土条形基础：长度远大于宽度的基础,墙下钢筋混凝土条形基础,柱下钢筋混凝土条形基础,肋梁,当地基承载力较低且柱下钢筋混凝土独立基础的底面积不能承受上部结构荷载的作用，常把若干柱子的基础连成一条构成柱下独立基础。柱下钢筋混凝土条形基础设置的目的：将承受的集中柱荷载较均匀地分布到扩展的条基基底面积上，减小地基反力，并通过形成的整体刚度来调整可能产生的不均匀沉降。柱下钢筋混凝土条形基础,单向条形基础（单列柱基连在一起）,十字交叉条形基础（纵横柱基础均连在一起）可承担10层以下的民用住宅。,.筏板基础(满堂基础）,当地基特别软弱,荷载较大,柱下十字交叉基础宽度较大而又相互接近时,或有地下室时,可将基础底板连成一片而成为筏板基础。筏板基础的整体性好,故能调整基础各部分的不均匀沉降。（多层、高层均适用）,柱荷载较大，柱下设墩基防冲剪,柱距较大，荷载相差较大，导致板内弯矩较大,箱形基础,.箱形基础,目前在高层建筑中多采用箱形基础,外墙,顶板,底板,内横墙,柱子,箱形基础具有比筏板基础更大的抗弯刚度，可视作绝对的刚性基础。箱形基础埋深较深，基础空腹，从而卸除了基底处原有地基的自重压力，因此就大大地减小了作用于基础底面的附加应力，减少建筑物的沉降，这种基础又称之为补偿性基础。四、浅基础的材料（自学）,香港国际机场,五、天然地基上浅基础的设计，包括下述各项内容,1、选择基础的材料、类型，进行基础平面布置。2、选择基础的埋置深度。3、确定地基承载力特征值。4、确定基础的底面尺寸。5、进行基础结构设计（按基础布置进行内力分析、截面计算和满足构造要求）。必要时进行地基变形与稳定性验算。6.绘制基础施工图，编制施工说明。,基础施工图应清楚表明基础的布置、各部分的平面尺寸和剖面。注明设计地面或基础底面的标高。如果基础的中线与建筑物的轴线不一致，应加以标明。如建筑物在地下有暖气沟等设施，也应标示清楚。至于所用材料及其强度等级等方面的要求和规定，应在施工说明中提出。,上述浅基础设计的各项内容是互相关联的。设计时可按上列顺序，首先选择基础材料、类型和埋深，然后逐步进行计算。如发现前面的选择不妥，则须修改设计，直至各项计算均符合要求且各数据前后一致为止。如果地基软弱，为了减轻不均匀沉降的危害，在进行基础设计的同时，尚需从整体上对建筑设计和结构设计采取相应的措施，并对施工提出具体要求。,第二节基础埋置深度的确定,基础埋置深度d（简称埋深）：一般是指室外天然地面标高至基础底面的距离。确定浅基础埋深的原则：凡能浅埋的尽量浅埋。影响基础埋置深度的主要因素有以下五个方面：,一、建筑物的用途类型及荷载大小性质,基础埋深的选择取决于建筑物的用途。高层建筑，为满足稳定性的要求，以利于减少建筑物的整体倾斜，防止倾覆及滑移，在抗震设防区箱形和筏形基础埋深不宜小于建筑物高度的5；桩筏或桩箱基础的埋深不宜小于建筑物高度的81/20。如果基础邻近有管道或沟、坑等设施时，基础底面一般应低于这些设施的底面。,二、工程地质和水文地质条件,1、工程地质条件根据工程地质条件选择合适的土层作为基础的持力层是确定基础埋深的重要因素。直接支承基础的土层称为持力层，在持力层下方的各土层称为下卧层。为了满足建筑物对地基承载力和地基允许变形值的要求，基础应尽可能埋置在良好的持力层上。除岩石地基外，基础最小埋深不宜小于.m。为了保护基础，基础顶面一般不露出地面，要求基础顶面低于地面至少.m。,2、水文地质条件对拟建场区的土层，可自上而下选择合适的地基持力层和基础埋深。在选择中，大致可遇到如下几种情况：1）.在建筑物影响范围内，自上而下都是良好土层，那么基础埋深按其它条件或最小埋深确定。2）.自上而下都是软弱土层，基础难以找到良好的持力层，这时宜考虑采用人工地基或深基础等方案。3）.上部为软弱土层而下部为良好土层。这时，持力层的选择取决于上部软弱土层的厚度。一般来说，软弱土层厚度小于2m者，应选取下部良好土层作为持力层；软弱土层厚度较大时，宜考虑采用人工地基或深基础等方案。,4）.上部为良好土层而下部为软弱土层。此时基础应尽量浅埋。例如，我国沿海地区，地表普遍存在一层厚度为2m3m的所谓“硬壳层”，硬壳层以下为较厚的软弱土层。对一般中小型建筑物来说，硬壳层属良好的持力层，应当充分利用。这时，最好采用钢筋混凝土基础，并尽量按基础最小埋深考虑，即采用“宽基浅埋”方案。同时在确定基础底面尺寸时，应对地基受力范围内的软弱下卧层进行验算。,5）.有地下水存在时，基础底面应尽量埋在地下水位以上，以免地下水对基坑开挖施工质量的影响。6）.如当基础埋在易风化的软质岩层上，施工时应在基坑挖好后立即铺筑垫层，以免岩层表面暴露后风化软化。如持力层下埋藏有承压含水层时，选择基础埋深，必须考虑承压水的作用，以免开挖基坑时，坑底土被承压水冲破，引起突涌或流沙现象。,水文地质条件与基础埋深关系,rh0rwh,三、相邻建筑物基础埋深的影响,靠近原有建筑物修建新基础时，为了不影响原有基础的安全，新基础最好不低于原有的基础。如必须超过时，则两基础间净距应不小于其底面高差的12倍。如不能满足这一要求，施工期间应采取措施。此外，在使用期间，还要注意新基础的荷载是否将引起原有建筑物产生不均匀沉降。,相邻建筑物间的基础埋深,季节性冻土是冬季冻结，天暖解冻的土层，在我国分布很广。细粒土(粉砂、粉土和粘性土)冻结前的含水量如果较高、而且冰结期间的地下水位低于冻结深度不足1.52.0m，则有可能发生冻胀。位于冻胀区内的基础受到的冻胀力如大于基底以上的荷重，基础就有被抬起的可能，土层解冻融陷，建筑物就随之下沉。地基土的冻胀与融陷一般是不均匀的，容易导致建筑物开裂损坏。,四、地基土冻胀和融陷的影响（自学）,对于埋置于可冻胀土中的基础，其最小埋深应由下式确定：式中(标准冻深)，(采暖对冻深的影响系数)和(基底下允许残留冻土层的厚度)可按建筑地基基础设计规范的有关规定确定。对于冻胀性地基上的建筑物，规范还指明所宜采取的防冻害措施。,b,a,五、坡顶处基础埋深位于稳定土坡坡顶上的建筑物,要保证地基有足够的稳定性，对于坡高H=2.5m,基础埋深d可按下式计算:,以上两式的应用条件是土坡自身是稳定的。,第三节 地基计算,一、基本规定1、安全等级,GB50007-2002将地基基础设计分为甲级、乙级和丙级三个设计等级（表76）,2、地基计算的规定（）各级建筑物均应进行地基承载力计算；（）对经常承受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构，以及建造在斜坡上的建筑物和构筑物，均应进行稳定性验算。（）设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；表76所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不做变形验算。下列情况之一，仍应做变形验算。（书236ae),3、荷载取值的规定在地基基础设计时，对不同的荷载应采用不同的代表值：1）确定基础底面积及埋深时，荷载效应采用标准值，相应的抗力采用地基承载力特征值。2）计算地基变形时，荷载效应采用准永久值，且不计入风荷载和地震作用，相应的限值应为地基变形允许值。3）确定基础高度和底板配筋，荷载效应采用基本组合4）由永久荷载效应控制的基本组合值可取标准组合值的1.35倍。,a、按静载荷试验方法确定；b、根据规范表格确定；c、根据土的强度理论计算确定；d、根据相邻条件相似的建筑物经验确定。,二、地基承载力特征值的确定,1、按地基载荷试验确定地基的承载力标准值,2、用查表法确定地基承载力标准值当根据室内物理、力学指标平均值确定地基承载力时，应查相应的表格所得的承载力基本值乘以回归修正系数，作为承载力标准值。(239表7-8）,f0承载力基本值；fk承载力标准值；回归修正系数。,3、根据土的强度理论，用承载力公式确定,式中fa由土的抗剪强度指标确定的地基承载力设计值kPa；Mb、Md、Mc承载力系数，按表确定；b基础底面宽度，b6m时按6m计，对于砂土b3m按3m计。,4、根据相邻条件相似的建筑物经验确定对于设计等级为丙级中的 次要、轻型建筑物可根据邻近建筑物的经验确定地基承载力特征值。,式中 fak地基承载力特征值；fa修正后的地基承载力特征值；b、d基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；查表79 基础底面以下土的重度 m基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取有效重度；d基础埋置深度（m）。b基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m考虑，大于 6m按6m考虑；,5、地基承载力特征值的修正,（75）,三、地基基础设计的技术要求,（1）地基土抵抗剪切破坏和防止丧失稳定，应具有足够的安全度，其设计通式为：,Pk-相应于荷载效应的标准组合，作用于地基土上的平均压力（指标准值）；fa-修正后的地基承载力特征值。,（2）基础的沉降量s应小于地基的允许变形值s:,（3）基础结构应有足够的强度、刚度及耐久性。,四、软弱下卧层的强度验算,软弱下卧层顶面处的附加应力标准值,软弱下卧层顶面处的自重应力标准值,faz-软弱下卧层顶面处经深度修正后的承载力特征值,（77）,附加压力简化计算图,矩形基础,条形基础,（79）,（78）,注意：Pk基底平均压力标准值；基础平均埋深；软弱下卧层顶面处的附加应力标准值。,五、地基稳定验算,第四节 基础底面尺寸确定一、轴心荷载作用，基础底面尺寸的确定,（713）,矩形基础,条形基础,（715）,对于条形基础，可沿基础长方向取单位长度1m进行计算，荷载也同样按单位长度计算。,（711）,在利用式（7-13）和式（7-15）计算时，由于基础底面尺寸还没有确定，可先按埋深对地基承载力特征值进行修正。二、偏心荷载作用，基础底面尺寸的确定（1）按轴心荷载作用条件，利用式（713）初步估算所需的基础底面积A；（2）根据偏心矩的大小，将基础底面积A（10%40%），并以适当比例（l/b=2)选定基础长度l和宽度b；（3）按（717）或（719）计算基底最大压力和最小压力，并使其满足（711）和式（716）的要求。,（711）（716）,当偏心荷载作用时，e=b/6,当偏心荷载作用时，eb/6,建筑措施,结构措施,施工措施,三、减轻不均匀沉降危害的措施,一、建筑措施,（一）建筑体型力求简单建筑物的体型指的是其平面形状和立面高差（包括荷载差）当高度差异（或荷载差异）较大时，可将两者隔一定距离，两者间用能自由沉降的连接体或简支、悬挑结构相连接来减轻建筑物的不均匀沉降的危害。（二）增强结构的主整体刚度1.控制长高比长高比是衡量建筑物结构刚度的一个指标。长高比越大，整体刚度就越差，抵抗弯曲和调整不均匀沉降的能力就越差。根据软土地基的经验，砖石承重的混合结构建筑物，长高比控制在2.5以内，一般可以避免不均匀沉降引起的裂缝。2.合理布置纵、横墙软弱地基上建造砖混结构房屋，纵墙尽量贯通，横墙间距尽量缩小。,（三）,注：沉降缝要求建筑物从基础一直断到檐口,（四）,二、结构措施,5.加强基础的刚度,三、施工措施,第五节 无筋扩展基础,（一）刚性基础,刚性基础台阶宽高比的允许值查表7,基础的刚性角,b0,（722）,刚性基础受力破坏简图,台阶宽高比的允许值(tan),基础材料,质量要求,PK100,100 PK200,200PK300,混凝土基础,C15混凝土,1:1.00,1:1.00,1:1.25,毛石混凝土基础,C15混凝土,1:1.00,1:1.25,1:1.50,毛石基础,砂浆不低于M5,1:1.25,1:1.50,问题：台阶宽高比的影响因素,毛石混凝土基础:基础体积较大，为了节约混凝土用量，可掺入少于基础体积30%的毛石做成混凝土基础。掺入的毛石尺寸不得大于300mm,使用前需冲洗干净。,毛石混凝土基础剖面图,刚性基础,a,(a)不安全,设计时要求d=h+0.5,若不满足，可选用刚性角大的材料做基础，仍不满足，则采用柔性基础。,b,b,b,第六节独立基础结构设计,阶梯形（不够经济，便于施工）,锥形（不便施工，节省混凝土）,柱下独立基础,柱下独立基础设计的主要内容：确定基础埋置深度；确定地基承载力设计值；按地基承载力确定基础底面尺寸；按受冲切承载力确定基础高度和变阶处高度；按基础受弯承载力计算底板钢筋；构造处理及绘制施工图（平面图、详图）,Fk 上部结构传至基础顶面的轴力标准值，即框架内力组合中，柱底截面轴力的标准组合。Gk 基础自重及基础上方土重的标准值。Pk相应于荷载效应标准组合时，基底压力值；f地基承载力设计值。,1.轴心受压柱下基础,一、确定基础底面尺寸,A基础底面面积。,（矩形）,基础平均埋深,l/b,（l=1m,Fk为1m的竖向力）,（条形）,对于安全等级为一级的建筑物及特殊情况下的二级建筑物，基础底面尺寸除根据上述地基承载力确定外，还须经地基变形验算后最终确定。,建筑地基规范第3.0.4条:地基基础设计时,所采用的荷载最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定,1.按地基承载力确定基础底面积及埋深,传至基础底面的荷载效应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设计值。2.计算地基变形时,传至基础底面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,不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。,3.在确定基础高度和配筋时，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。4.对由永久荷载效应控制的基本组合,也可采用简化规则,荷载效应基本组合的设计值S按下列确定:,2.对于偏心受压基础,需满足的条件：,Pk f,计算偏心荷载作用下的基础底面尺寸的步骤：,1.先按中心荷载作用计算A0。,2.A=(1.11.4)A0,矩形基础一般:l/b=(1.22.0),3.按(7-2)、(7-)验算。,(7-2),(7-16),W=bl2/6,Mk相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的弯 矩值。,当el/6时,Fck,Vck,Mck,Fk+Gk,Mk,由：,得：,若：,上式表示在基础长边方向偏心,a=l/2e,e=MK/(FK+GK),二、确定基础高度,试验结果表明，当基础高度（或变阶处高度）不够时，柱传给基础的荷载将使基础沿柱边发生450的冲切破坏。短边一侧比长边一侧更容易破坏。为防止基础发生冲切破坏，必须使冲切面外的地基反力所产生的冲切力Fl小于等于冲切面处混凝土的受冲切承载力。即,Fl相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基净反力设计值（kN）；hp受冲切承载力截面高度影响系数，当h800mm时，hp取1.0；当h2000mm时，h取0.9，其间按线性内插法取用；ft混凝土轴心抗拉强度设计值（kPa）；h0基础冲切破坏锥体的有效高度；bt冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长；bb冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长。,Al冲切力的作用面积；Pj-扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基净反力，当为偏心荷载时可取为最大地基净反力设计值。,45,F,M,PJ,bc,h0,h0,ac,Al,Am,l,b,设计时，一般是根据构造要求先假定基础高度，然后按式（7-33）验算。如不满足，则将基础高度加大后再重新验算直至满足。当基础底面落在450线（即冲切破坏锥体）以内时，则成为刚性基础，可不进行受冲切验算。,三、计算底板受力钢筋,基础底板在地基净反力作用下，在两个方向都将产生向上的弯曲，因此需在底板两个方向都配置受力钢筋。配筋计算的控制截面一般取在柱与基础交接处或变阶处（对阶形基础），计算弯矩时，把基础视作在柱周边变阶处的四面挑出的悬臂板，两个方向的弯矩分别计算。,.,l,b,ac,bc,独立基础钢筋的放置：应该是弯矩大的钢筋放在下边。,单向偏心荷载作用下,l,F,M,Pjmax,Pjmin,I,I,ac,基础受单向偏心荷载作用，所以在基础短边方向的基底反力按均匀分布计算。,双向偏心荷载作用下,l,b,x,y,My,Mx,AsI、As 分别为平行于l、b方向的受力钢筋面积（m2）；MI、M 分别为任意截面I-I、-处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值（kNm）；l、b分别为基础底面的长边和短边（m）；fy钢筋抗拉强度设计值（N/mm2）；Pjmax、Pjmin 相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大和最小地基净反力设计值（kPa）；PjI、Pj 任意截面I-I、II-II处相应于荷载效应基本组合时的基础底面地基净反力设计值（kPa）；ac、bc分别为平行于基础长边和短边的柱边长（m）；,l,F,M,Pjmax,Pjmin,I,I,ac,注意：（1）P为控制截面处的基底压力设计值,如图的P1-1（2）a1为控制截面至基底边缘最大反力处的距离（3）b,和a,的取值，锥形截面b,=bc a,=ac,a1,基础底板的受力钢筋截面面积,混凝土结构设计规范条规定，基础配筋率不应小于0.15%，因此纵向受力钢筋构造配筋的面积为：As,min=与受力钢筋相垂直的基底边长乘以基础有效高度乘以基础配筋率。,基础梁的设计,基础梁的底面一般置于基础表面（或略高些）。基础梁的截面高度可取柱距的1/14-1/8，上下均匀通长配筋，每侧配筋率为0.4%-1.0%。在计算基础中梁的配筋时，考虑两种受力情况 1.上部有墙体荷载时，按两端简支计算，取跨中钢筋面积，梁支座钢筋也取跨中钢筋面积。2.按梁两侧柱的最大轴力的1/10，按轴心受拉计算梁纵向受力钢筋面积，均匀配置在梁的上下两侧。当梁上部有墙荷时，即梁为基础梁，取上述两方案的配筋较大值；当无上部荷载时，即梁为拉梁，按第二种受力情况取钢筋面积。,墙体荷载按均布荷载作用，均布面荷载看作是材料的容重乘以墙体厚度加上墙体粉刷及装饰（0.68），框架结构的外墙填充墙如为实心砖：240mm墙体的面荷载取5.24kN/m2，作用在基础梁上的均布荷载就等于5.24乘以墙高h.19*0.24+0.02*17*2=5.24kN/m2,1,2,轴心受拉构件正截面承载力计算公式：,N轴向拉力设计值；fy 受拉钢筋的抗拉强度设计值；AS 受拉钢筋的截面面积,N,扩展基础的构造，应符合下列要求,1.锥形基础的边缘高度，不宜小于200mm，i900时：三阶。基础的混凝土强度等级不应低于C20；2.垫层的厚度不宜小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10；3.扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm；间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。4.墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不小于8mm；间距不大于300mm；每延米分布钢筋的面积应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小于40mm；无垫层时不小70mm；,5.当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于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。,6.钢筋混凝土条形基础底板在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(图b)。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置(图c)。,7.现浇柱的基础，其插筋的数量，直径以及钢筋种类应与柱内纵向受力钢筋相同。插筋的锚固长度应满足第8.2.3条的要求，插筋与柱的纵向受力钢筋的连接方法，应符合现行混凝土结构设计规范的规定。第8.2.3条 钢筋混凝土柱和剪力墙纵向受力钢筋在基础内的锚固长度la 应根据钢筋在基础内的最小保护层厚度按现行有关规定确定：8.有抗震设防要求时，纵向受力钢筋的最小锚固长度laE应按下式计算：一、二级抗震等级laE=1.15la 三级抗震等级laE=1.05la 四级抗震等级laE=la9.插筋平直段长度取laE-h0,150max,10.插筋的下端宜作成直钩放在基础底板钢筋网上。当符合下列条件之一时，可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网上，其余插筋锚固在基础顶面下la或laE(有抗震设防要求时)处(如图)。（实际中这中做法少）1.柱为轴心受压或小偏心受压，基础高度大于等于1200mm；2.柱为大偏心受压，基础高度大于等于1400mm。3.基础中插筋至少需分别在基础顶面下100mm和插筋下端设置箍筋,且间距不大于800mm,基础中箍筋直径与柱中同。,墙下钢筋混凝土条形基础的设计,墙下钢筋混凝土条形基础的设计包括 基础宽度计算 基础高度验算（先取h=b/8）基础底板配筋计算一、轴心荷载作用1.条形基础宽度的确定2.墙下钢筋混凝土条形基础的受力情况如同一受作用的倒置悬臂梁Pj=F/b,b,F,Pj,I,I,b1,4.在Pj作用下，将在基础底板内产生弯矩M和剪力V，其值在图中1-1截面（悬臂板根部）最大,3.基础底板厚度h底板厚度先按h=b/8的经验值确定，然后按抗剪切验算,（726a),（726b),（727a),5.基础每米长的受力钢筋截面面积6.验算配筋率,注意：这里的b取1m,二.偏心荷载作用,（729),（730),仅由基础顶面的荷载设计值所产生的地基反力，称为净反力。沿墙长度方向取1m作为计算单元。在确定基础底面宽度中，上部结构传来的荷载效应组合应按承载能力极限状态下荷载效应的标准组合，相应的结构抗力取设计值。在基础高度计算及基础底板配筋计算中，上部结构传来的荷载效应组合应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，相应的基底反力为净反力。,墙下无纵肋条形基础高度h应按剪切计算确定。一般要求：1.h300（b/8,b为基础宽度）当b1500mm时，基础高度可做成等厚度；当b 1500mm时，可做成变厚度，且板的边缘厚度不应小于200mm坡度i 1：3纵向分布钢筋的直径不小于8mm；间距不大于300mm；每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的1/10。,墙下钢筋混凝土条形基础的构造要求,例题：,某建筑的承重墙采用钢筋混凝土条形基础，墙体厚度370mm，基础顶面荷载F=172kN/m，基础底面宽度b=2.2m，地基土承载力满足荷载要求。设基础混凝土强度等级为C20，ft=1.1N/mm2，采用级钢筋，fy=210N/mm2，基底铺设垫层，试确定该条形基础的高度及配筋。,1,1,b,a1,170,8250,解：求基底净反力设计值Pj Pj=F/b=172/2.2=78.2(kPa)求控制截面剪力V 基础底板控制截面外侧悬挑段宽度a1=(2.2-0.37)/2=0.915(m)V=pja1=78.20.915=71.6(kN/m),求基础底板控制截面处有效高度h0及底板厚度h：底板厚先按h=b/8的经验值确定 h=2.2/8=0.275(m)，为便于施工，取h=0.30m，则h0=0.3-0.035=0.265(m)。h0V/(0.07ft)=71.6103/0.0710001.1=92.0(mm)按经验取值h0=265mm大于计算值92.0mm，满足要求，所以底板中部厚度取h=300mm，边缘厚度为200mm。,计算基础底板弯矩，配置底板受力筋及分布筋：M=Pja12/2=78.20.9152/2=32.74(kNm)求受力筋截面总面积 As=M/(0.9h0fy)=32.74106/(0.9265210=653.69(mm2)即条形基础纵向每延米布设横向受力筋12170 分布筋选用8250。受力筋及分布筋间距均满足构造要求。,第七节 柱下条形基础的设计,1.适用范围柱下条形基础是常用于软弱地基上框架或排架结构的一种基础类型。它具有刚度较大，调整不均匀沉降能力较强的优点，但造价较高。因此在一般情况下，柱下应优先考虑设置独立基础。如遇下述特殊情况时可以考虑采用柱下条形基础（1）当地基较软弱，承载力较低，而荷载较大时，或地基压缩性不均匀时；（2）当荷载分布不均匀，有可能导致不均匀沉降时；（3）当上部结构对基础沉降较敏感，有可能产生较大的次应力或影响使用功能时。,2.构造要求柱下条形基础一般采用倒T形截面，由肋梁和翼板组成。为了具有较大的抗弯刚度以便调整不均匀沉降，肋梁高不可过小，一般宜为柱距的1/81/4，通常可取1m2m，并满足受剪承载力计算要求。一般肋梁沿纵向取等截面，每侧比柱至少宽出50mm。当柱垂直于肋梁轴线方向的截面边长大于400mm时，可仅在柱位处将肋部加宽。翼板厚度不宜小于200mm。当翼板厚度为200mm250mm时，宜用等厚度翼板；当翼板厚度大于250mm时，宜用变厚度翼板，其坡度小于或等于1:3。,柱位处肋部加宽,50,50,条形基础端部应沿纵向从两端边柱外伸，以增大基础底面，并调整底面形心位置，使基底反力分布更为合理。外伸长度不宜过大，一般为边跨跨距的0.250.30倍。基础肋梁按内力计算配置纵向受力钢筋，纵筋通常双层配置，梁底纵向受拉钢筋通常配置24根，且其面积不应少于纵向钢筋总面积的1/3，弯起筋和箍筋按弯矩图和剪力图配置。当肋梁高度大于700mm时，在梁两侧沿高度每隔300400mm应各设置一根不小于10的构造筋。混凝土强度等级一般取C20，素混凝土垫层一般取C10，厚度不小于75mm。其它按钢筋混凝土T形连续梁处理。,3.内力的简化计算柱下条形基础可视为作用有若干集中荷载并置于地基上的梁，同时受到地基反力的作用。在柱下条形基础结构设计中，除按抗冲切和抗剪强度验算以确定基础高度，并按翼板弯曲确定基础底板横向配筋外，还需计算基础纵向受力，以配置纵向受力钢筋。所以必须计算柱下条形基础的纵向弯矩分布。柱下条形基础纵向弯矩计算的常用简化方法有以下两种：,（1）静定分析法当柱荷载比较均匀，柱距相差不大，基础与地基相对刚度较大，以致可忽略柱下不均匀沉降时，可进行满足静力平衡条件下梁的内力计算。地基反力以线性分布作用于梁底，用材料力学的截面法求解梁的内力，称为静定分析法。静定分析法不考虑与上部结构的共同作用，因而在荷载和直线分布的地基反力作用下产生整体弯曲。此法算得的基础最不利截面上的弯矩绝对值往往偏大。此法只宜用于柔性上部结构，且自身刚度较大的条形基础。,（2）倒梁法倒梁法是将柱下条形基础假设为以柱脚为固定铰支座的倒置连续梁，以线性分布的基底净反力作为荷载，用弯矩分配法或查表法求解倒置连续梁的内力。由于倒梁法在假设中忽略了基础梁的挠度和各柱脚的竖向位移差，且认为基底净反力为线性分布，柱间距不宜过大，并应尽量等间距。若地基比较均匀，基础或上部结构刚度较大，且条形基础的高度大于1/6柱距，则倒梁法计算得到的内力比较接近实际。,倒梁法计算步骤如下：1.根据初步选定的柱下条形基础尺寸和作用荷载，确定计算简图。2.计算基底净反力，按线性分布进行计算。3.根据计算简图用弯矩分配法或查表法计算弯矩、剪力和支座反力。4.调整不平衡力。5.继续用弯矩分配法或查表法计算内力和支座反力，并重复第4步，直至不平衡力在计算容许精度范围内。一般与荷载的误差不超过20%。6.将逐次计算结果叠加，得到最终内力计算结果。,1.根据初步选定的柱下条形基础尺寸和作用荷载，确定计算简图。（1）确定基底面积基础两端挑出：l0=l1/4基底宽度：,l1,li,l0,l0,li-1,P1,Pi-1,Pi,Pi+1,Pmax,Pmin,Pjmax,Pjmin,RA,RB,RC,RD,计算简图,2.计算基底净反力，按线性分布进行计算。,3.根据计算简图用弯矩分配法或查表法计算弯矩、剪力和支座反力。,P1,Pi-1,Pi,Pi+1,R0A,R0B,R0C,R0D,由于上述假定不能使支座反力等于柱子传来的反力，因此应通过逐次调整消除不平衡力。各柱脚不平衡力为：,把各支座不平衡力均匀分布在相邻两跨的各1/3跨度范围内。对边跨支座,对中间支座,-不平衡均布力，kN/m；,-边跨长度，m；,-支座左、右跨长度，m。,R1A,R1B,R1C,R1D,仍然用力矩分配法求内力和支座反力两次计算结果叠加：,RA=R0A+R1A与柱荷载相比较，误差小于2%，故不需再作调整。梁内弯矩和剪力也为上述两次计算结果的叠加,弯矩图,剪力图,梁翼板部分计算翼板外挑长度为基底宽减去肋梁宽再减去保护层厚即b0=b-b1-2*50斜截面抗剪强度验算：翼板受力筋计算,b0,b1,