地基承载力特征值与基础底面尺寸确定修改.ppt
《地基承载力特征值与基础底面尺寸确定修改.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地基承载力特征值与基础底面尺寸确定修改.ppt(90页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、基础设计的典型步骤:,确定基础埋 深,求 得持力层承载力,选 择基础底面尺寸,验算持力层承载力是否满足pf,验算软弱下卧层,验算地基变形,调整基础尺寸,结束,否,是,否,否,是,Terzaghi(1943)极限承载力公式,在整体剪切破坏情况下(密实砂土和坚硬粘土地基),对条形基础:,对直径为b的圆形基础:,对边长为b 方形基础:,对于宽为b,长为l的矩形基础,按b/l值在条形基础(b/l 0)及方形基础(b/l=1)的承载力之间插值而得。,Terzaghi(1943)极限承载力公式,在局部剪切破坏的情况下(软粘土或松散砂地基上),建议用调整抗剪强度指标,即用:,相应于局部剪切破坏的承载力因素,
2、由 查下图中的虚线或由 查图中的实线。,代替,极限承载力采用下式:,魏锡克(Vesic)极限承载力公式,中心荷载作用下条形基础的地基极限承载力基本公式与Terzaghi公式相同,但其承载力系数不同。,式中:,承载力因素,分别由下式确定或查表,承载力因素,魏锡克(Vesic)极限承载力公式,须指出的是:许多地基承载力公式都可写成Terzaghi公式的形式,且这些公式中的Nc、Nq相同,但Nr差别较大。由Vesic公式算得结果与实际分析结果误差不大,且偏于安全。Vesic根据影响承载力的各种因素对公式进行修正。例如:基础底面的形状、偏心和倾斜荷载、基础两侧覆盖层的抗剪强度、基底和地面倾斜h和土的压
3、缩性等其它因素的影响等,到目前是为止,考虑得最多,最全面。,基础形状的影响:,对方形或圆形基础,采用半经验的基础形状因素加以修正,修正后的极限承载力公式为:Sc、Sq、Sr-基础形状因素,按以下公式确定:矩形基础:,式中:b为基础宽度,l为基础长度,偏心和倾斜荷载的影响:,分析表明,偏心和倾斜荷载作用下,极限承载力将有所降低。对于偏心荷载,如为条形基础,用有效宽度bb-2e(e为偏心距)来代替原来的宽度b;如为矩形基础,则用有效面积Abl代替原来面积A,其中bb-2eb,l=l-2el,eb、el分别为荷载在短边和长边方向的偏心距。当荷载偏心和倾斜同时存在时:,式中:ic、iq、ir荷载倾斜因
4、素,其他影响因素,当为有利于传递较大水平荷载将基底做成倾斜式或当地面倾斜时,承载力公式中须引入倾斜系数。在某些条件下尚须考虑下列影响:(1)土压缩性的影响;(2)基底尺寸大小的影响;(3)基础底面粗糙度的影响;(4)基础竖向剖面形状的影响;(5)相邻基础相互作用的影响;(6)地下水位的影响;(7)地基土分层的影响;(8)加荷速率的影响等。,国家标准建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002),当荷载偏心矩eb/30(b为偏心方向基底边长)时,根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算,并应满足变形要求:fa=Mbrb+Mdrmd+Mcck式中:Mb、Md、Mc 承载力系数(表)
5、b基础底面宽度,大于6m时按6m取值,对于砂土小于3m时按3m取值;k、ck基底下一倍短边宽深度内土的内摩擦角、粘聚力(UU)和重度的标准值,地下水位以下土的重度取有效重度;r基底面以下土的重度,地下水位以下取有效重度;rm基底以上土的加权平均重度,地下水位以下取有效重度。,承载力因素Mr、Mq、Mc,注:k基底下一倍短边宽深度内土的内摩擦角标准值。,承载力系数NB、Nh、Nc,粉土承载力基本值(kPa),注:1.括号内数字仅供内插值用;2.第二指标的折算系数为0;3.在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粉土,其工程性质一般较差,应根据当地实践经验取值。,粘性土承载力基本值(kPa),注:1
6、.括号内数字仅供内插值用;2.第二指标的折算系数为0.1;3.在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粘性土,其工程性能一般较差;第四纪晚更新世(Q3)及其以前沉积的老粘性土,其工程性能通常较好。这些土均应根据当地实践经验取值。,沿海地区淤泥和淤泥质土承载力基本值(kPa),注:1.本表仅适用于定义范围内的红粘土;2.第二指标的折算系数为0.4。,注:对于内陆淤泥和淤泥质土,可参考使用。,红粘土承载力基本值(kPa),素填土承载力基本值(kPa),注:1.本表仅适用于堆填时间超过十年的粘性土,以及超过五年的粉土;2.压实填土的地基承载力,可按规范第条采用;3.E s1-2为与压缩系数a1-2相应
7、的压缩模量。,砂类土承载力标准值(kPa),注:本表仅适用于粘性土和粉土组成的素填土。,粘性土承载力标准值(kPa),粘性土承载力标准值(kPa),砂类土承载力标准值(kPa),地基承载力标准值fk(kPa)(相当于特征值fak):,承载力标准值:,式中:回归修正系数:,变异系数:,平均值:,标准差:,地基承载力设计值fd(kPa)(相当于修正后的fa):,规范表格都是针对基础宽度b3m,埋置深度d0.5m的情况作出,设计时应换算为地基承载力设计值fd。当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,当计算所得设计值fd1.1fk时,可取fd=1.1fk;,当不满足上式计算的条件时,可按fd=1.
8、1fk设计。,教材P.50(2-35)式,例题1:某场地地层结构图如下:,问题:,查表确定各层土的承载力基本值或标准值(特征值);底面尺寸为2.5m3.5m的的柱下扩展基础,拟置于层(粉土)顶面,设层土的回归修正系数f=0.953,试确定持力层的承载力设计值(修正后的特征值);底面为8.5m23m的箱形基础的埋深d=4.0m,设持力层的回归修正系数f=0.898,试确定持力层的承载力设计值(修正后的特征值)。,解:问题 问题 问题,双向线形内插法确定:,层粘土,e=0.66,e=0.7时:,则 e=0.66,e=0.6时:,查GBJ 7-89规范表,解:问题,已知:f0=169kPa 则:fa
9、k=0.953169=161kPa b=2.5m3m,按3m考虑;d=1.8m 持力层为粉土 c=13%10%,查表2-15(教材P50),得b=0.3,d=1.5=18.9kN/m3,0=17.8kN/m3承载力设计值(修正后的特征值)为:fa=161+0.3 18.9(3-3)+1.5 17.8(1.5-0.5)=161+0+26.7=187.7kPa(1.1 fk=177kPa),解:问题,已知:b=8.5m 6m,按6m考虑;d=4.0m f0=167kPa 则:fk=0.898167=150kPa 持力层为粉土 c=13%10%,查表2-15,得b=0.3,d=1.5 基底位于地下水
10、位以下:取有效重度,解:问题,基底以上由三种不同重度的土层(图),则 0=(17.8 1.8+18.9 1.0+9.26 1.2)/4.0=15.5kN/m3地基持力层的承载力设计值(修正后的特征值)为:fd=150+0.3 9.4(6-3)+1.5 15.5(4.0-0.5)=150+8.46+81.375=239.835kPa(1.1 fk=165kPa),例题2:下图为承受中心荷载的柱下扩展基础,地基持力层为粉土,试根据所给指标确定其承载力。,解:(例题2),地基持力层为粉土,根据土的抗剪强度指标按理论计算法确定。,地下水位以下土的有效重度:=sat-w=18.1-9.8=8.3kN/m
11、3基础底面以上土的加权平均重度0:0=(17.81.0+8.30.5)/1.5=14.6kN/m3 b=1.5m,d=1.5m,ck=1.0kPa,解:(例题2),按规范推荐的理论公式计算:以k=22查规范表得:M=0.61 Mq=3.44 Mc=6.04 fv=8.31.50.61+14.61.53.44+16.04=89 kPa按Vesic 公式计算 以k=22查表得:N=7.13 Nq=7.82 Nc=16.88 此外:i=iq=ic=1,A=A,如取安全系数K=3则折减系数为:c=A/KA=1/3。形状系数为:,解:(例题2),s=10.4b/l=10.41.5/2.5=0.76 sq
12、=1+btank/l=1+1.5tan22/2.5=1.24 sc=1+bNq/l/Nc=1+1.57.82/2.5/16.88=1.28则,作业之二:,某六层砌体承重结构住宅底层240mm厚的承重墙,在荷载效应的标准组合下,传至0.00标高(室内地面)的竖向轴心荷载Fk=187kN/m。地面下厚度为4.5m的粘土层的物理指标:=18.5kN/m3,=32.9%,ds=2.70,L=46.1%,P=25.0%(承载力回归修正系数 f=0.898)。其下为淤泥质粘土,=55%,f=0.947。地下水位在地面以下2m处。问题(1)试设计承重墙基础(用MU10砖和M5砂浆),取埋深d=1.0m;(2
13、)验算软弱下卧层(Es1/Es2=3);(3)如粘土层的厚度为3.5m,原方案是否适宜?,按地基持力层的承载力计算基底尺寸:,浅基础设计时,一般先确定埋深d并初步选择底面尺寸,求得基底以下持力层的承载力特征值 f,再按下列条件:pkfa 验算并调整尺寸直至满足设计要求为止。式中: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,基础底面处的平均压力值;对轴心荷载作用时 pk=(Fk+Gk)/A Fk:相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值;Gk:基础自重和基础上的土重,一般Gk=GAdG 可取20kN/m3估算。但地下水水位以下应扣去浮托力。,按地基持力层的承载
14、力计算基底尺寸:,由于上式中的pk、fa 均与基底尺寸有关,所以只有预选尺寸并通过反复试算并修改尺寸才能取得满意的结果。对中心荷载:,对条形基础:Fk为每延米荷载(kN/m),则,按地基持力层的承载力计算基底尺寸:,对偏心荷载,分二种情况:由Vesic或Hansen等一类理论公式和规范条规定的公式计算的地基承载力特征值f a,已考虑偏心影响,只须满足,由静载荷试验等规范规定的其他方法确定的f a,应同时满足,(a),式中:pkmax:相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最大压力值;,按地基持力层的承载力计算基底尺寸:,式中:Mk:相应于荷载效应标准组合时,作用于基础底面的力矩值;W:基础底
15、面的抵抗矩;pkmin:相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最小压力值;当偏心矩eb/6时(如图),应按下式计算:,式中:l:垂直于力矩作用方向的基础底面边长;a:合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。,偏心荷载(eb/6)下基底压力计算示意,b:力矩作用方向的基础底面边长,按地基持力层的承载力计算基底尺寸:,常用的矩形或条形基础:,通常要求:(防止过分倾斜),Mk为基础所有荷载对基础形心的合力矩,一般:中高压缩性土的基础:,低压缩性土的基础:,(b),按地基持力层的承载力计算基底尺寸:,规范规定设计时应同时满足上述(a)、(b)两个条件。实际计算时,按荷载偏心的大小,对 fa 进行折减
16、,折减系数 即满足要求:,例题3:试确定下图设有吊车的厂房柱下矩形基础的底面尺寸,粉质粘土:=18.0kN/m3,e=0.85 fak=205kPa,0.62m,1.2m,1.8m,0=,F1=220kN,F2=1800kN,M=950kNm,FH=180kN,按中心荷载初步估算所需的底面积A0按式(2-17),预估地基承载力特征值时,先不考虑宽度修正,查表2-3,对e=0.85的粉质粘土,取d=1.0,由式(2-15)得:fa=205+1.018(1.80.5)=228.4kPa 考虑荷载偏心,将f a乘以折减系数=0.8,代入式(2-15)得:,取基底边长比b/l=2(b为荷载偏心方向边长
17、),故,验算荷载偏心距e,基底处的总竖向力:,基底处的总力矩:,偏心距:,验算基底边缘最大压力pmax按式(2-20b),因短边长小于3m,故仍取f a=228.4kPa(无需修正),调整底面尺寸再验算,取b=2.7m,l=5.4m(修正后的地基承载力特征值不变),实际的折减系数值,例题4:试验算下图带壁柱的墙基础的底面尺寸是否合适。,取图中长度等于壁柱间距(3m)的T形基底面积为计算单元(对有门、窗洞的墙,可取门、窗间的墙长以内的面积)。在荷载效应标准组合下,作用于基底形心c的总竖向荷载Fk+Gk=370kN,向墙垛一侧方向作用的总力矩为M=22kNm;持力层的修正后的承载力特征值fak=1
18、30kPa。,解例题4:以材料力学偏心受压公式验算基底压力是否满足地基持力层承载力的要求。,底面积,偏心受压:,惯性矩:,矩形:,平行移轴公式:,形心公式:,图,解例题4:,形心轴线至基础外缘的距离a1和a2分别计算如下(图),解例题4:,以上验算说明基底尺寸合适。,图,I-I剖面,例题5:下图柱下联合基础的A端,因受相邻建筑限制,不能伸出柱边之外。,设修正后的地基承载力特征值fak=190kPa,试确定基础的长度和宽度,并以静定分析法计算柱间基础截面的最大负弯矩。,解例题5:求基础的长度和宽度(图),设其作用点c与边柱中点o的距离为x,以o为矩心,有,总竖向外荷载:,如要求F通过矩形基底中心



- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 地基承载力 特征值 基础 底面 尺寸 确定 修改

链接地址:https://www.31ppt.com/p-6107089.html