第三章 浅基础结构设计
第三章 浅基础设计
毛石浆砌基础
毛石基础采用的 材料为未加工或仅 稍作修整的未风化 的硬质岩石，其高 度一般不小于20cm。
例题3-1 刚性基础设计
某承重墙混凝土基 础的埋深为1.5m，上 部结构传来的轴向压 力N=200kN/m。持力 层为粉质粘土，承载 力特征fk＝150kPa，地 下水位在基础底面下， 试设计该基础。
γ=17.5kN/m3 e=0.843 IL=0.76
60
120 300 840 1400
例题3-1 刚性基础设计
地基承载力特征值的确定
ηb 0.3; ηd 1.6;
f a f ak d 0 (d 0.5) 178.0kPa
按地基承载力要求初步确定基础宽度
bmin
N 200 1.35m f G d (178 201.5)
H0 ≥200mm
pmax
pmin
pmax
pmin
b
b
•验算截面处弯矩值确定
b1 a
pmax
pmin
b
1 2 M ( 2 p j max p j )b1 6
5）墙下条形基础的构造要求
纵向分布钢筋的直径6~8mm， 间距250~300mm
≥C15
垫层厚度宜为100mm， 每边伸出50～100mm， 混凝土强度等级应为c40
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，当冲切破 坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时， 取柱宽加两倍基础有效高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上 阶宽加两倍该处的基础有效高度。 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土单位面积 净反力，对偏心受基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力； 冲切验算时取用的部分基底面积；
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第3章天然地基上浅基础设计教学提示：天然地基浅基础是最常见的基础形式，本章主要介绍天然地基上浅基础的设计原理和计算方法。
重点讲述浅基础的类型选择、基础埋置深度确定、基础底面尺寸确定、地基承载力和变形验算、扩展基础的设计计算、减轻不均匀沉降危害的措施。
介绍地基与基础的共同作用概念、柱下条形基础、十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础的简化计算方法。
教学要求：本章主要使学生了解天然地基上浅基础的设计原理与计算方法，掌握浅基础设计步骤和相应的内容，包括基础类型选择、基础埋置深度确定、基础底面尺寸确定、地基承载力和变形验算、扩展基础高度验算和结构设计等。
清楚设计过程，能够根据国家相关规范熟练进行浅基础的设计计算。
了解补偿性基础概念，掌握常见的减轻建筑物不均匀沉降的建筑、结构和施工措施。
了解地基与基础的共同作用概念和一般的地基计算，了解柱下条形基础、十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础的简化计算方法和文克尔地基上梁的计算方法。
3.1概述建(构)筑物的设计和施工中，地基和基础占有很重要的地位。
它对建(构)筑物的安全和正常使用有很大的影响。
地基基础设计必须根据建(构)筑物的用途和安全等级、建筑布置和上部结构类型，充分考虑建筑场地和地基的工程地质条件，结合施工条件和环境保护等要求，合理选择地基基础方案，因地制宜，精心设计，力求基础工程安全可靠、经济合理和施工方便，以确保建(构)筑物的安全和正常使用。
地基可分为天然地基与人工地基。
直接放置基础的天然土层称为天然地基。
若天然地基土质过于软弱或有不良的工程地质问题，需要经过人工加固或处理后才能修筑基础，称为人工地基。
天然地基上的基础，由于埋置深度不同，采用的施工方法、基础结构形式和设计计算方法也不相同，根据埋置深度可以分为浅基础和深基础两类。
当基础的埋置深度小于基础的最小宽度时，称为浅基础。
浅基础埋入地层深度较浅(一般小于5m),设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础的影响，基础结构形式和施工方法也较简单，造价也较低，是建(构)筑物最常用的基础类型。
基础工程课件第三章浅基础结构设计
在地基净反力作用下，还使基础底板发生向上错动的趋势，在 根部将产生最大的剪力。如果基础底板高度不够，在剪力作用 下会使基础底板发生斜裂缝。
1、地基净反力计算 由于基础及其上的回填土自重产生的 均布压力与相应的地基反力相抵消，因此基础底板仅受到上 部结构传来的荷载引起的地基净反力作用。
地基净反力由下式计算
中心受压
pj
F b
偏心受压
p j max
F
p j min
=
b
M W
式中 F—相应于荷载效应基本组合时，上部结构传到基础顶 部的竖向力
∑M—对基底中心的总力矩和
2、基础内力计算
（1）剪力计算 基础验算截面的剪力设计值VI按下式计算1Βιβλιοθήκη VI2pjmax pj
s
b
pjI P jm inb bbI (pjm axpjm in)
【解】 （1）确定基础类型 采用墙下条形基础，因上部荷载较大，故采用三步灰土基础，
其上用砖放脚与墙体相连，砖放脚采用“二一间隔法”砌筑。 （2）根据承载力计算基底宽度
假设基础宽度b≤3m，查表得 d 1.0 则有
fafa k dm 1d0 .5
1 4 0 1 .01 7 .2 1 .0 1 .2 1 8 .50 .21 .20 .51 5 2 .1 8kp a
现浇柱锥形基础, 现浇柱台阶基础, 预制柱杯形基础
二、柱下钢筋混凝土独立基础
(一)、柱下钢筋混凝土独立基础的设计内容与步骤
（1）确定基础底部尺寸 （2）抗剪和抗冲切验算，确定基础高度 （3）基础内力计算，确定基础配筋 （4）地基强度和变形验算 （5）构造设计
二、柱下钢筋混凝土独立基础
(二)、柱下钢筋混凝土独立基础的构造
建筑工程浅基础设计
条形基础设计实例
总结词
适用于墙下条形基础，常用于多层建筑和高层建筑。
详细描述
条形基础是一种连续的基础形式，适用于墙下承载的情况。根据地质勘察报告和上部结构要求，确定条形基础底 面尺寸和埋深，以满足承载力和稳定性要求。同时，需要考虑沉降缝的设置，以减小不均匀沉降的影响。
筏形基础设计实例
总结词
适用于大面积、大荷载的建筑物，如高层建 筑、大型工业厂房等。
浅基础类型
独立基础
独立基础是一种常见的基础类型， 由一块较大的混凝土板构成，能 够承受建筑物上部结构的荷载。
条形基础
条形基础是一种连续的基础类型， 由多块较小的混凝土板构成，适用 于建筑物荷载较大、地质条件较差 的情况。
筏板基础
筏板基础是一种大面积的基础类型， 由一块较大的混凝土板构成，能够 承受建筑物上部结构的全部荷载。
根据建筑物荷载大小 和地质条件，确定基 础底面尺寸和埋深。
确保基础与周边环境 的协调性和安全性。
考虑地下水位的影响， 合理设置排水设施。
基础材料选择
01
根据工程要求和地质条件，选择 合适的基础材料，如混凝土、毛 石、碎石等。
02
考虑材料的强度、耐久性、经济 性和环保性等因素。
基础结构设计
根据建筑物的荷载分布和地质条 件，进行基础结构的详细设计。
基础材料与构造
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
材料选择
根据工程要求和地质条件，选择合适的 基础材料，如混凝土、毛石、砖等。
VS
基础构造
根据建筑物类型和荷载分布，设计合理的 基础构造，以满足承载力和变形要求。
03
浅基础设计步骤
基础选型
独立基础
条形基础
适用于建筑物荷载较小、地 基承载力较好的情况，具有 施工简便、造价低廉的优点。
基础工程设计原理3浅基础结构设计
4. 在最小宽度bmin与上限宽度bmax之间选定一个合适的值为 设计基础宽度。如出现情况 bmin> bmax, 则应调整基础高度重 新验算，直至满足要求为止。
5. 当无筋扩展基础由不同材料叠合而成时，若下部材料强度 小于上部材料，应对接触部分作抗压验算。 6. 对混凝土基础，当基础底面平均压力超过300kPa时，尚应 对台阶高度变化处的断面进行抗剪验算，验算公式如下：
算柱端作用力。 （1）完全柔性基础 完全柔性基础，对地基的变形无约束作用，因此，完全 柔性基础与地基变形一致，基底反力分布与作用在基 础上的荷载分布也完全一致。
（2）绝对刚性基础 为保证变形协调，绝对刚性基础对荷载的传递和地基的变 形要起调整与约束作用，基底反力的分布只与基础荷载合 力的大小和作用点有关， 而与荷载的分布情况无关。
实际基础为有限刚 性体， 反力分布 曲线的性状决定于 基础与地基的相对 刚度
三、考虑上部结构与基础共同作用分析方法
该法仅考虑上部结构与基础的变形协调，不考虑与地基 的共同作用，假设地基是变形体且基底反力线性分布。 （1）上部结构为绝对刚性结构 当基础为刚度较小的柱下条形或筏形基础时，上部结 构约束基础不能发生整体弯曲，基础犹如倒置的连续 梁或板，基础柱位处相当于不动铰支座，地基反力为 荷载。此时，基础仅在支座间发生局部弯曲。
b0 = 240+2×5×60 = 840 mm
60
防潮层
60
1500
840 1400
实际宽高比为(bmin-b0)/2H=(1400－800)/2/300=0.9333
300
120
(4) 按台阶的宽高比要求验算基础的宽度 基础采用C10素混凝土砌筑，而基底的平均压力为
Fk + Gk 200 + 20 × 1.4 × 1.5 pk = = = 172.8 kPa A 1 .4 × 1 . 0
第3章 天然地基上的浅基础设计
5.基础结构设圈梁，控制建筑长高比，增强整体刚度；
6.基础梁下留有土层冻胀的空隙；
7.室外设施、结构与主体结构断开；
8.跨年度施工的建筑及设计采暖的建筑，入冬前采取防 护措施。
二、 地基承载力的确定
地基承载力是保证地基强度和稳定的条
件下，建筑物不产生过大沉降和不均匀沉降
的地基承受荷载的能力。
地基工程特性代表值有标准值、平均
4、毛石基础
未 风 化 的毛石，毛 石基础的宽 度及台阶高 度不得小于 40mm。
5、混凝土和毛石混凝土基础
混凝土基础的强度、耐久性、抗冻性都 较好。
上述基础，设计时必须保证其拉、 剪应力不超过相应材料强度设计值这 种保证是通过对基础构造的限制来实现 的。
6、钢筋混凝土基础
钢筋混凝土基础强度大，具有良好的抗
faz — 软弱下卧层顶面处经深度修正后 的地基承载力特征值。
关于 z 的简化计算：
Es1 3 条件： Es 2
“ 压力扩散角”概念：根据扩散前、 后各面积上的总压力不变条件，得：
矩形： z
lb( pk pc ) (l 2 ztg )(b 2 ztg )
b( pk pc ) 条基： z b 2 ztg
值及特征值。
确定地基承载力的方法：
1、按原位测试的方法确定地基的承载力；
2、根据地基土的强度理论确定承载力； 3、按经验方法确定地基的承载力。
1.原位载荷试验
地基变形的三个阶段： 1）.压密阶段 线变形阶段 2）.剪切阶段 塑性变形阶段 3）.破坏阶段 剪切破坏、产生连续滑动面
现场试验时，荷载是逐级施加的，并按时观
二、按构造分类
(一) 单独基础 1、柱下单独基础 柱基础主要类型。依材料， 常采用砖石、混凝土和钢筋混 凝土等。
基础工程设计原理3浅基础结构设计
基础工程设计原理3浅基础结构设计浅基础结构设计是建筑工程中最基本的一种基础结构类型，它适用于土质较好、地面承载能力高、荷载较小的情况。
浅基础结构设计的原理包括了基础尺寸的确定、基础材料的选择、基础的稳定性分析等方面。
首先，浅基础结构设计的第一步是确定基础尺寸。
基础设计需要结合建筑物的荷载要求、土质条件、地下水位等因素进行综合考虑。
一般来说，基础的宽度需要根据建筑物的重量和土壤的承载能力进行计算，以确保基础能够稳定地承载建筑物的荷载。
此外，基础的深度也需要根据地下水位的高低进行调整，以防止基础受潜水面浸湿而发生沉降。
其次，浅基础结构设计还需要选择合适的基础材料。
常见的浅基础材料包括混凝土和钢筋。
混凝土是一种常用的基础材料，因其强度高、耐久性好而被广泛应用于建筑工程中。
在基础设计中，需要根据建筑物的荷载要求和土壤的特性选择适当的混凝土强度等级。
同时，根据设计要求，可以在混凝土中添加化学掺合料、纤维等，以提高混凝土的抗裂性能和耐久性。
此外，钢筋也是常用的基础材料之一，它具有良好的抗拉性能，可以提高基础的受力性能。
最后，浅基础结构设计还需要进行基础的稳定性分析。
基础的稳定性分析主要包括基础的承载能力和变形性能。
承载能力指的是基础能够承受的最大荷载，需要根据基础的尺寸、材料和土壤的特性等因素计算。
变形性能指的是基础在受到荷载作用时产生的变形程度，需要根据建筑物的荷载要求和土壤的特性进行分析。
在进行稳定性分析时，还需要考虑基础的安全系数，以确保基础在使用过程中的安全性。
总之，浅基础结构设计是建筑工程中最基本的一种基础结构类型，其设计原理包括了基础尺寸的确定、基础材料的选择和基础的稳定性分析等方面。
在实际工程中，还需要根据不同的情况进行具体的设计，以确保基础的安全性和可靠性。
浅基础结构设计
60
2
及墙体放大脚基础总高度 H 120 2 601+350=650mm
（4）基础剖面图，如图所示
练习：
1.某承重砖墙混凝土基础的埋深为1.5m，上部结构传 来的轴向压力F=200KN/m。持力层为粉质粘土，其天 然容重γ=17.5KN/m3，孔隙比e=0.943，液性指数 IL=0.76，地基承载力特征值fak=150kpa，地下水位在 基础底面以下。拟设计基础采用C10素混凝土砌筑。
墙下钢筋混凝土条形基础
图3-7 墙下钢筋混凝土条形基础
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；在拐角处底 板横向受力钢筋应沿两个方向 布置。
3.2.2墙下钢筋砼条形基础设计
a
b2 t an
h0
b≤b0+2H0tanα
基础设计高度：
H0
h1 b1 2 tan
H0 (b b0 ) 2 tan
α b0
b2 h1
b
b1
3.2 扩展基础设计
钢筋混凝土扩展基础类型： 1、柱下独立基础 2、墙下条形基础
由于不受刚性角限制，设计上可以做到宽基
浅埋，充分利用浅层好土层作为持力层。与刚性
【例】某中学教学楼承重墙厚240mm，地基第一层土为0.8m厚的杂填 土，重度17kN/m3;第二层为粉质粘土层，厚5.4m,重度18kN/m3， η外b高=差0.为3,η0.4d=5m1.6，。试已设知计上该部承墙重体墙传下来条的形竖基向础荷。载值FK=210KN/m,室内
【解】（1）计算经修正后的地基承载力
【解】
《浅基础结构设计》课件
3
基础尺寸的初步估算
根据荷载和土壤条件初步确定基础的尺寸和形状。
基础类型的选择
根据建筑物类型、土壤条件和荷载要求，选择适合的基础类型，如浅基础、深基础或增强基础。
承载力计算方法
使用不同的计算方法，如极限平衡法或有限元法，来评估基础的承载力并确 保结构的安全性。
基础稳定性分析
通过分析基础的稳定性，包括倾覆、滑移和沉降，评不同类型的土壤，并理解它们的工程特性和行为。
2 土壤参数
确定土壤强度、压缩性和液性指标，以便进行准确的基础设计。
3 土壤压缩和沉降
了解土壤在加载后的体积变化和时间效应，从而预测建筑物的沉降行为。
基础设计流程
1
确定工程要求
分析建筑物的类型、荷载要求和土壤条件等因素。
2
荷载计算和选取
计算和确定各种荷载类型（例如静载荷、动载荷）对基础的影响。
必要的基础改进
在设计中，根据土壤条件和工程要求，采取必要的措施来增强基础的稳定性 和承载力。
内外力的分布
了解建筑物荷载和土壤力的分布，以分析基础结构受力情况。
《浅基础结构设计》PPT 课件
这份课件将介绍浅基础结构设计的重要性和基本概念，帮助你理解土壤力学、 基础设计流程以及各种计算和分析方法。让我们一起开始探索吧！
什么是浅基础结构设计？
浅基础结构设计是建筑工程中处理建筑物和土壤交互作用的关键步骤。它涉 及土壤力学、荷载计算和基础尺寸的选择。
土壤力学基础知识
高洪梅《基础工程学》基础工程学-第3章浅基础设计
按材料分：
砖基础
灰土基础
三合土基础
砌石基础
混凝土基础或毛石混凝土基础
钢筋混凝土基础等
整理课件
9
浅基础的类型和基础材料
无筋扩展基础
刚性
有无钢筋
钢筋混凝土扩展基础 柔性
按基础构造和 结构形式分：
扩展基础
基础构造
墙下条形基础 柱下独立基础
连续基础
柱下条形基础 十字交叉条形基础
筏板和箱形基础
整理课件
10
浅基础的类型和基础材料
整理课件
17
2、工程地质和水文地质条件 直接支承基础的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层。为了保证
建筑物的安全必须根据荷载的大小和性质给基础选择可靠的持力层。上层土的 承载力大于下层土时，尽可能取上层土作为持力层，以减少基础的埋深。
当上层土的承载力低于下层土时，如果取下层土为持力层，所需的基础底 面积较小、但基础埋深较大，若取上层土为持力层，情况则相反。哪一种方案 较好，要从施工难易、材料用量等方面作方案比较后才能肯定。当基础存在软 弱下卧层时，基础宜尽量浅埋，以便加大基底至软弱层的距离。
2.石料 料石(经过加工，形状规则的石块)、毛石和大漂石有相当高 的强度和抗冻性，是基础的良好材料。
3.混凝土 混凝土的耐久性、抗冻性和强度都比砖好，且便于机械化 施工和预制，可建造比砖和砌石有较大的刚性角的基础。因此，同样的 基础宽度，用混凝土时，基础的高度可以小一些。但是混凝土基础造价 稍高，耗水泥量较大，较多用于地下水位以下的基础及垫层。标号一般 采用C7.5-C10。为节约水泥用量，可以在混凝上中掺入20％-30％毛 石，称为毛石混凝土。
整理课件
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浅基础的类型和基础材料
基础工程课件——第3章浅基础结构设计
4、计算公式
1）确定基础底面尺寸
设计时，先选定埋深d并初步选择基底尺寸， 对于中心受压基础，Pk≤ fa
pk
A》
= Fk + Gk Gk = g
Fk fa -
A
（矩形）
g
G
d
b
》
G Ad = 20 Ad
Fk
fa-
g
d
G
（条形）
Gk——基础自重和基础上的土重。
Pk——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处 的平均压力值。
第3章 浅基础结构设计
3.1无筋扩展基础设计
1、概念 无筋扩展基础是基础的一种做法，指由砖、毛 石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材 料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。无筋 扩展基础适用于多层民用建筑和轻型厂房，又 称为 刚性基础。
2、受力特点：脆性材料（抗拉、抗剪差） 必须控制基础内拉应力和剪应力；结构设计时通过 控制材料强度等级和台阶高宽比来确定基础截面尺 寸，不需要进行内力分析和强度计算。 3、设计内容： 1）确定基础底面尺寸，设计时按地基持力层地基承 载力特征值确定。 2） 确定基础高度，设计时按满足刚性角（控制台阶 宽高比）确定。
V = p j a1
M
=
1 2
pj
a12
V ≤0.7 fth0
As
=
M 0.9h0
fy
基础高度由混凝土受剪承载力确定
V h0 0.7 ft
计算截面位置：
b1——基础悬臂部分计算截面的挑出 长度，如图2-22：当墙体材料为混凝 土时，b1为基础边缘至墙脚的距离； 当为砖墙且放脚不大于1/4砖长时， b1为基础边缘至墙脚距离加上0.06m。
阶梯形基础每阶高度一般为300~500mm ，当基础高度 大于等于600mm而小于900mm时，阶梯形基础分二级；当基 础高度大于等于900mm时，则分三级。当采用锥形基础时， 其边缘高度不宜小于200mm，顶部每边应沿柱边放出50mm 。
第三章浅基础结构设计
第三章浅基础结构设计3.1引言在土木工程中，基础设计是一个非常重要的环节，它直接影响到建筑物的整体稳定性和安全性。
而浅基础结构作为基础设计的一部分，主要适用于较小的建筑物或非承重墙体等结构。
本章将会详细讨论浅基础结构设计的基本原理、设计方法和注意事项。
3.2基本原理浅基础结构是指基础底部的直接接触土壤体，并将建筑物或结构物的荷载通过基础传递到土壤中。
基本原理是根据结构的荷载特点、土壤的力学特性以及基础形式的选择来确定基础的尺寸和布置。
3.2.1荷载特点在浅基础结构设计中，需要首先确定建筑物或结构物的荷载特点，包括垂直荷载、水平荷载和倾覆力矩等。
垂直荷载可以根据建筑物或结构物的重量以及附加荷载来计算，水平荷载可以根据风荷载、地震荷载等来估算。
而倾覆力矩则是通过对结构物的形状和重心位置进行分析得出。
3.2.2土壤力学特性土壤的力学特性对基础结构的设计具有重要影响。
常用的土壤参数包括土壤的重度、内摩擦角、剪切强度和沉降特性等。
这些参数可以通过现场勘察和实验室试验来确定，进而用于基础结构的计算和分析。
3.2.3基础形式的选择基础形式的选择与土壤的力学特性有关。
常见的基础形式包括浅基础中的连续墩基础、独立墩基础和板基础等。
在选择基础形式时，需要考虑土壤的承载能力、基础尺寸和建筑物的布置等因素。
3.3设计方法浅基础结构的设计方法主要包括极限平衡法和弹性方法。
3.3.1极限平衡法极限平衡法是基于土壤的承载能力进行设计的一种方法。
常见的极限平衡法包括平面内的杆件法和平面内力法。
杆件法主要用于计算水平荷载，而平面内力法则适用于计算倾覆力矩。
3.3.2弹性方法弹性方法是基于弹性理论进行设计的一种方法。
它通过考虑结构和基础之间的相互作用，计算基础的应力和变形。
常用的弹性方法包括弹簧模型法、有限元法和模拟模型法等。
3.4注意事项在进行浅基础结构设计时，需要注意以下几个方面：3.4.1基础尺寸的合理选择。
基础尺寸的选择要根据结构荷载和土壤承载力来确定，以保证基础的稳定性和安全性。
第三章 浅基础结构设计
共同作用设计
考虑上部结构与地基基础相互影响并满足变 形协调条件的设计方法。
第三章 浅基础结构设计
共同作用设计
上部结构与基础共同作用 基础与地基共同作用 上部结构与地基基础共同作用
基础混凝土强度等级不应低于C20。
受力钢筋： 最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。
保护层厚度： 有垫层时，不小于400mm； 无垫层时，不小于700mm.
底板纵向分布钢筋 直径不小于8mm，间距不大于300mm
第三章 浅基础结构设计
第四节 柱下独立基础
一、柱下独立基础的设计计算步骤 1、基础截面的抗冲切验算与基础高度的确定
小于12mm。间距100~200mm。 分布钢筋直径取8mm，间距200~300mm。
分配结果：
Nx
4bx Sx 4bx Sx by Sy
N
Ny
by Sy 4bx Sx by Sy
N
边柱有外悬臂时：
Nx
bx Sx bx Sx by Sy
N
Ny
by Sy
bx Sx by Sy
N
第三章 浅基础结构设计
（2）内柱节点 基本思路：两根均为无限长梁
Nx
bx Sx bx Sx by Sy
50mm。
2、毛石浆砌基础 毛石高度不应小于20cm(当毛石形状不规则时，高度
不应小于15cm）。 3、灰石三合土基础 三合土（石灰、砂和骨料）的配合比（体积比）： 1：2：4或1：3：6 每层铺设22cm,夯实至15cm。
浅基础结构设计
例题1： （见书104页）
汇报结束 谢谢大家!
请各位批评指正
42
浅基础结构设计
1
9.2 钢筋混凝土扩展式基础
例题1：
例题2：
例题3：
9.3 柱下钢筋混凝土条形基础
三、柱下条形基础构造要求
例题1：
9.4 交叉条形基础与联梁式条形基础
9.5 联合基础 一、墙下钢筋混凝土联合基础
地基土的净反力：
pj b1 2b2)] 2
弯矩的计算为：
Q2 Pj(B2 2b2) 2
MA MB Pj (B B1)2 8
MAB Pj (2BB1 B2) 8
二、双柱联合基础
主要指同列相邻二柱公共的钢筋混凝土基础。
为使联合基础的基底压力分布较为均匀，除应使基础底 面形心尽可能接近柱主要荷载合力作用点外，基础还宜具有 较大刚度，基底压力按线性规律分布。
3浅基础设计--建筑基础
第二章 天然地基上的浅基础
2.1 概述 2.2 基础设计
一、埋深的确定 二、基础尺寸的确定 三、基础的结构设计
2.3 减轻不均匀沉降危害的措施 2.4 地基基础可靠性分析 2.5 基础的设计算例
二 基础设计－尺寸确定
1、基础上荷载计算
e 或 IL 均小于 0.85 的粘性土；
0.3 1.6
粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密 状态)
2.0
3.0
中砂、粗砂、砾砂和碎石土
3.0 4.4
(2)理论公式
•通过公式计算
fv=Mb b+Md 0d+Mcck fvP1/4
当荷载偏心距（为偏心方向基础边长）时， 可以采用《建筑地基基础设计规范》推荐的、 以地基临界荷载为基础的理论公式来计算地 基承载力特征值
黑龙江地区：冻胀引起的房屋开裂
2 发生冻胀的条件
（1） 土的条件 一般是细颗粒土。
砂土的毛细高度小，发生冰冻体积膨胀，孔隙水 排走，骨架不变。太细的土，水分供应不及时， 冻胀也不明显。
（2） 温度条件 低于冻结温度 （3） 水力条件
含水量，具有开放性条件，如粉土冻胀最严重
3 按冻胀的地基分类（四类）
主要受力层
一。地基分类
一、天然地基与人工地基 天然地基: 未处理的天然状态的地基。 人工地基: 人工处理过的地基
二。基础分类
浅基础: 埋深小于5m，或者埋深大于5m，但是小
于基础宽度。采用基坑法施工
深基础: 埋深大于5m，且一般采用特殊方法施工。 桩基础：桩＋承台
两侧（四周）的 摩阻力忽略不计。 所以不是简单的
(I)一级建筑物,高、重、重要（20层）
8-1 浅基础结构设计原则
学习内容浅基础结构设计原则*无筋扩展基础设计*墙下条形基础设计*柱下单独基础设计*柱下条形基础内力计算与设计十字交叉条形基础计算筏板基础计算重要知识点地基净反力；基础宽高比；基础高度；底板配筋；基础构造；抗冲切验算；抗弯验算；抗剪验算；弹性地基梁法学习目的浅基础剖面（高度）设计基础配筋计算第三章浅基础结构设计第一节浅基础结构设计原则无筋扩展基础(刚性基础)：采用控制基础宽高比的方法使基础主要承受压应力，并保证基础内产生的拉应力和剪应力都不超过材料强度的设计值。
2. 浅基础结构设计内容浅基础结构设计内容与建造材料及基础类型有关：钢筋混凝土扩展基础：截面设计验算的内容主要包括基础底面尺寸、截面高度和截面配筋等。
基底面积: 由地基承载力、沉降及不均匀沉降要求确定；基础高度：由混凝土的抗剪切、抗冲切条件确定；受力钢筋：配筋量由基础验算截面抗弯能力确定。
1. 浅基础结构受力浅基础受力=上部结构荷载+地基反力两种荷载的共同作用基础截面内力(弯矩、剪力等)3.作用取值与地基反力确定作用（荷载）、地基反力对应于不同的计算目的，取值有区别： 基础底面尺寸确定时，应考虑设计地面以下基础及其上覆土重—采用平均总压力及p max 验算，其中F 、G 为正常使用极限状态下作用的标准组合地基沉降计算时，考虑基础及其上覆土重并扣除原有土重—采用附加压力计算，其中F 、G 为正常使用极限状态下作用的准永久组合基础结构的截面设计(基础高度或板厚确定、配筋计算)，采用不计基础与上覆土重力作用时的地基净反力计算—采用净反力计算，其中F 为承载力极限状态下作用的基本组合F G p A +=0c F G p Aσ+=-F p A =4. 地基反力分布假定基底反力分布假设是基础内力计算的前提，应根据基础形式和地基条件等合理确定：墙下条形基础和柱下单独基础，地基反力宜采用直线分布 柱下条形基础和筏板基础，当地基持力层土质均匀，上部结构刚度较好，各柱距相差不大，柱荷载分布较均匀时，地基反力可认为符合直线分布，基础梁内力可按直线分布法计算 当不满足上述条件时，宜按弹性地基梁法计算5. 设计计算方法简介常规设计法：上部结构与地基基础分离计算的设计方法，一般工程中常用的设计方法。
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第三章 浅基础结构设计
第二节 无筋扩展基础 一、无筋扩展基础结构设计原则 无筋扩展基础材料：
砖、块石、毛石、素混凝土、三合土、灰土
材料特征：
抗压强度高，抗拉、抗剪强度低。
设计思路：
使基础承受压应力，并保证基础内产生的拉 应力和剪应力都不超过材料强度的设计值。
第三章 浅基础结构设计
二、 无筋扩展基础的设计计算步骤 （1）初步确定基础高度H
第三章 浅基础结构设计
二、基础截面的设计计算步骤
1、计算地基净反力
地基净反力由作用在基础顶面的荷载设 计值所产生，包括轴力N，弯矩（包括水平 力Q在基础底面产生的弯矩）：
N 6M
p jmac
j min
b
b2
式中，荷载N（kN/m）和M（kN.m/m）为 单位长度数值。
第三章 浅基础结构设计
2、确定基础高度h 计算截面的剪力计算
（5）对混凝土基础，当基础底面平均压力超 过300lPa时，尚应对台阶高度变化处的断面 进行抗剪验算。
第三章 浅基础结构设计
三、无筋扩展基础的构造要求 1、砖基础
砖强度等级：不低于MU10 砌筑砂浆：水泥砂浆（地下水位以下和潮湿环境条件下） 基础下需作垫层（灰土、三合土或混凝土）：厚度100mm，外伸
冲切力≤抗冲切力 冲切力和抗冲切力的计算思路
第三章 浅基础结构设计
二、基础内力计算和配筋 计算截面的弯矩计算
第三章 浅基础结构设计
三、柱下独立基础的设计构造要求 矩形独立基础的长边与短边的比值:1~1.5 阶梯形基础每阶台阶的高度:300~500mm
H≤500mm,一阶; H≤900mm,二阶; H＞900mm,三阶。
（3）根据基础台阶宽高比的允许值确定基础的上 限宽度：
bmax b0 2H tan bmax b0 2H tan
第三章 浅基础结构设计
（4）在最小宽度与上限宽度之间选定一个合 适的值作为设计基础宽度。
如出现最小宽度大于上限宽度时，则应调整 基础高度。
（5）如基础由不同材料叠合时，需验算接触 部分抗压验算。
纵横两个方向均产生弯曲变形。两个方 向的截面内均存在剪力和弯矩。 横向：同墙下条形基础 纵向：地基上的基础梁
第三章 浅基础结构设计
地基上的梁计算 两种思路 1、假定基础梁纵向地基反力分布是线性的 2、采用地基上的梁板理论
第三章 浅基础结构设计
二、基础梁的纵向内力计算 （一）直线分布法 1、静定分析法 适用条件：
基础混凝土强度等级不应低于C20。
受力钢筋： 最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。
保护层厚度： 有垫层时，不小于400mm； 无垫层时，不小于700mm.
底板纵向分布钢筋 直径不小于8mm，间距不大于300mm
第三章 浅基础结构设计
第四节 柱下独立基础
一、柱下独立基础的设计计算步骤 1、基础截面的抗冲切验算与基础高度的确定
将上部结构与地基基础分离开来进行计算， 即视上部结构底端为固定支座或固定铰支座， 不考虑荷载作用下的各墙柱端部的相对位移， 并按此进行内力分析。
共同作用设计
考虑上部结构与地基基础相互影响并满足变 形协调条件的设计方法。
第三章 浅基础结构设计
共同作用设计
上部结构与基础共同作用 基础与地基共同作用 上部结构与地基基础共同作用
第三章 浅基础结构设计
作用在基础上的荷载包括：
上部结构传递过来的荷载 地基反力 土压力
地基反力，按计算内容可分为：
基底总压力：用于承载力计算 基底附加压力：用于沉降计算 基底净反力：用于结构内力计算
第三章 浅基础结构设计
基底反力的的计算是基础内力计算的前提，根据基础形 式和地基条件等作出合理和合适的假设和计算。
抗剪强度验算
VI 0.7hs ft h0
3、基础底板配筋 计算截面弯矩设计值计算
抗弯强度验算
As
Mt 0.9 f y h0
第三章 浅基础结构设计
三、墙下条形基础构造要求 截面形式：一般采用梯形截面
边缘最小高度：不宜小于20mm，坡度≤1：3。 基础高度小于250mm时，可做成等厚板。
基底下宜设C10素混凝土垫层，垫层厚度一般为100mm。
混凝土基础：不宜小于20cm 三合土、灰土基础：15cm的倍数 砖基础：符合砖尺寸模数
标准砖：240mmx110mmx53mm 八五砖：220mmx105mmx43mm
第三章 浅基础结构设计
（2）根据地基承载力条件确定基础所需最小宽度：
基础面积：
A Fk
fa Gd
条形基础宽度
b Fk
fa Gd
基础边缘高度：不宜小于200mm，也不宜大 于500mm。
顶部每边沿柱边放出50mm。
第三章 浅基础结构设计
柱下钢筋混凝土单独基础的受力钢筋应 双向配置。
当基础宽度大于2.5m时，基础底板受力 钢筋长度可取基础边长或宽度的0.9倍，并 宜交错布置。
第三章 浅基础结构设计
第五节 柱下条形基础 一、柱下条形码基础的受力特点
50mm。
2、毛石浆砌基础 毛石高度不应小于20cm(当毛石形状不规则时，高度
不应小于15cm）。 3、灰石三合土基础 三合土（石灰、砂和骨料）的配合比（体积比）： 1：2：4或1：3：6 每层铺设22cm,、灰土基础 灰土（熟石灰和黏土的混合物）配合比：
3：7（或2：8） 铺设22~25cm，夯实至15cm。 最小干密度： 粉土：1.5.5kN/m3，粉质黏土：15.0kN/m3,黏土：
在常规设计中，通常认为： 墙下条形基础和柱下独立基础，地基反力计算采用线性
分布假设。 柱下条形基础和阀板基础等，当地基持力层土质均匀，
上部结构刚度较好，各柱距相差不大，柱荷载分布较均匀时， 地基反力可认为接近线性。当不满足上述条件时，基底反力 按弹性地基梁（板）计算确定。
第三章 浅基础结构设计
常规设计：
14.5kN/m3 5、混凝土基础 C15以上混凝土 毛石混凝土基础中（毛石25%~30%）中外加的毛石
直径不宜大于30cm
第三章 浅基础结构设计
第三节 墙下条形基础 一、墙下条形基础结构的设计原则 （1）内力计算一般可简化为平面问题，长度方
向取单位长度计算； （2）基础宽度按地基承载力要求确定； （3）基础高度由混凝土抗剪强度确定； （4）基础底板受力钢筋按截面抗弯能力确定。