独立基础ppt课件

Al
b 2
hc 2
h0 l
25
3 基础受弯承载力计算 在基底净反力作用下，柱下单独基础可视为双向挑出并固定 于柱周边的悬臂板，为分析方便，将基础倒置，视底板为四 边悬挑的变截面悬臂板，按对角线，把基础底板分成四块梯 形面积，近似把每块面积上的合力视为作用在该悬臂方向的 荷载，当为阶形基础时，还应再取变阶截面为配筋控制截面 计算。
12.4 .1概述 12.4 .2平板式基础
六、构造要求
75 t
•材料
h2
混凝土：C20；
钢筋： d 8，s 200、100
50a1
•保护层厚度
50
有100厚素混凝土垫层时，为35；没有垫层时为70。
h1 a2 a1
200
•插入深度
h1 应满足
表12-10的要求（与柱截面形式和截面尺寸有关） 纵筋锚固要求 吊装时的稳定要求（5%柱长）
（2）按基础冲切承载力确定基础高度，以防止基础高度 不足，发生沿柱周边与基底连线约呈45°方向的冲 切面的拉开破坏；
（3）按基础受弯承载力确定底板上的双向受力钢筋，以 防止扩展式基础因底板双向悬挑受力，造成控制截 面的弯曲破坏；
（4）基础构造处理，以防止发生其他问题。
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单厂设计
12.1 组成与布置 12.2 结构分析 12.3 排架柱设计 12.4 基础设计
A 1.2
~ 1.4
fa
Nk
md
定出面积尺寸，然后验算是否满足两个条件公式， 若不满足，则按估计加大尺寸后再算，直到满足为止。
19
2.基础冲切承载力计算
计算是在按构造要求确定出初步的基础高度后进行的。
（1）基底净反力的概念
使基础构件产生冲切效果的基底应力称为基底净反力，
用Pj表示。
对于轴压基础：
21
冲切破坏面
22
Fl 0.7hp ft amh0
式中:
冲切荷载 Fl p j Al
计算长度:
am
at
ab 2
hp ―受冲切承载力截面高度影响系数
23
24
对于矩形柱下矩形基础，由图不难看出：
Al
b 2
hc 2
h0 l
l 2
bc 2
2
h0
当基底宽度小于四棱台底面宽度时，则：
pj
F A
对于偏压基础:
p j max
j m in
F A
M W
20
（2）基础冲切承载力计算 对最常见的矩形截面柱下的矩形基础，应分别验算 柱与基础交接处和基础变阶处的冲切承载力，见图。 为简便起见，验算时取一个最不利冲切破坏锥面即可， 只要该面不坏，则其他锥面也不会破坏。另外，对于 冲切破坏锥面大于基础底面积的情形，冲切破坏永远不 会发生，故不必验算。
12.4 .1概述 12.4 .2平板式基础
12.4.2 平板式独立基础设计
一、地基基础破坏类型
地基破坏
冲切破坏
二、设计内容：
地基承载力计算（确定底板尺寸） 抗冲切承载力计算（确定基础高度） 受弯承载力计算（确定底板配筋） 构造措施（根据工程经验、规范）
受弯破坏
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1.地基承载力计算—基底面积的确定 轴心受压基础
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单厂设计
12.1 组成与布置 12.2 结构分析 12.3 排架柱设计 12.4 基础设计
六、构造要求
12.4 .1概述 12.4 .2平板式基础
•杯底厚度a1 、杯壁厚度 t
见表12-11。
50a1
•杯壁配筋
75 t h2
50
h1 a2 a1
200
柱轴心或小偏心受压且t / h2 0.65 ，大偏心受压且 t / h2 0.75
4
基础与地基
5
基础的埋置深度及其影响因素
基础的埋置深度 由室外设计地面到基础底面的距离，称为基
础的埋置深度，简称基础的埋深（图示）。 一般情况下埋深大于等于5米，且采用了特殊
的结构形式和施工方法的为深基础；埋深小于5 米的为浅基础。
从经济角度考虑，基础的埋置深度愈小，工 程造价愈低。但基础埋深过小时，基础底面的土 层受到压力后会把基础四周的土挤出，使基础产 生滑移而失去稳定；同时接近地表的土层带有大 量植物根茎等易腐物质及灰渣、垃圾等杂填物， 又因地表面受雨雪、寒暑等外界因素影响较大， 故基础的埋深度一般不小于500mm。
时可不配筋；
柱轴心或小偏心受压且 0.5 t / h2 0.65 时可按构造配筋；
其它情况按计算配筋。
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12.4 柱下独立基础设计
12.4.1 概述
a)
独立基础形式：
•平板式基础（杯形基础） (a)、(b)、(c)
•板肋式基础（杯口、肋
板预制）(d)
d)
•壳体基础(e)
•倒圆台板式基础(f)
•桩基
b)
e)
肋 底板
c)
杯口 预制柱
杯底
f)
2
桩基础
3
地基与基础 基础是建筑物上部承重结构向下的延伸 和扩大，它承受建筑物的全部荷载，并把这 些荷载连同本身的重量一起传到地基上。而 地基不是建筑物的组成部分，它只是承受由 基础传来荷载的土层。其中，具有一定的地 耐力，直接承受建筑荷载，并需进行力学计 算的土层称为持力层，持力层以下的土层为 称为下卧层（图示）。 基础应满足强度、刚度、耐久性方面的要求； 地基应满足强度、变形及稳定性方面的要求
思考题 • 1.牛腿的基本类型？ • 2.短牛腿在竖向荷载作用下的主要破坏形态
有哪些？进行设计时是如何保证牛腿在正常 设计荷载作用下不发生这些破坏的？ • 3.牛腿的根部尺寸、端部尺寸、底面尺寸分 别如何确定？ • 4.牛腿上的水平受拉钢筋、水平箍筋、弯起 钢筋分别如何确定？需要满足哪些基本要求？
1
h
Nbk Gk
p k m in
b
M bk —作用于基础底面形心处力矩设计值，Mbk Mk Nwkew Vkh；
W —与对应的基础底面的抵抗矩，
取 W l b2 6 e Mbk Nbk Gk
pk ,max pk ,min
Nbk Gk bl
1
6e b
代入上式，则:
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计算可知： 当e＜b/6时，pmin＞0， 说明此时基底土反力呈梯形分布； 当e=b/6时， pmin =0， 此时，基底土反力呈全三角形分布； 当e＞b/6时， pmin ＜0， 这说明此时基底面积与地基土部分脱离， 土反力呈部分三角形分布，此时pmax计算 如下：设土反力分布长度为3a，则合力 作用点距基础最近边缘为a，且
6
基础的埋深
7
影响基础埋深的因素 （1）土层构造情况 （2）地下水位的影响
基础埋深和地下水位的关系
8
（3）冰冻深度的影响
基础埋深 和冰冻线的关系 （4）相邻建筑物基础的影响 （5）其他因素的影响
9
当建筑物上部结构为框架、排架时， 基础常采用独立基础。 独立基础是柱下基础的基本形式。 当柱为预制构件时，基础浇筑成杯 形，然后将柱子插入，并用细石混 凝土嵌固，称为杯形基础。 独立基础常用的断面形式有阶梯形、 锥形、杯形等,（图示）。
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一种近似的计算办法是：
沿长边取弯矩控制截面Ⅰ-Ⅰ，利用： 控制弯矩=合力×合力作用点到控制截面的距离，可得：
M
1 24
p j b
hc 2 2l
bc
M
1 hc
27
式中：b—矩形基础长边； L—矩形基础短边； hc—柱截面或变阶截面长边； bc—柱截面或变阶截面短边；
求得基底面积后，只要选定基底的一
A Nk
fa md
个边长，则可求知另一边长。
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单厂设计
12.1 组成与布置 12.2 结构分析 12.3 排架柱设计 12.4 基础设计
12.4 .1概述 12.4 .2平板式基础
地基承载力计算
•假定 基础是绝对刚性的；
基底某点反力与该点的地基沉降成正比。
•轴心受压基础
设基底面积为A、反力为P，则设计应满足公式：
f p Fk Gk ≤ A
a
fa
—修正后的地基承载力特征值值，按《建筑地基基础 设计规范》的相应规定计算采用；
Gk
—基础自重和基础上土重的重力标准值； 设基础埋深d，近似取基础及上覆土重力密度平均值，
m 20 kN m3
Gk mdA
则，代入上式可得：
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独立基础 （a) 阶梯形 （b) 锥形 （c) 杯形
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独立基础分类 独立基础的主要受力取自柱在基顶的截面（Ⅲ—Ⅲ）的不利内 力组。如图所示，若基底土反力均布，则称为轴压基础，否则 称为偏压基础。
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柱下独立基础设计的主要内容有四项：
（1）按地基承载力确定基础底面面积，以防止基础底板 面积过小，基底应力超过地基承载力造成地基破坏；
a b e 2
Nbk
Gk
pmax 3al 2
所以:
pk ,max
2(Nbk Gk )
3
b 2
e
l
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偏压基础基底面积的应满足的设计条件公式为：
pk
pk ,max 2
pk ,min
fa
pk ,max 1.2 fa
考虑到Pk,max仅发生在基础边缘，为节省，式中将地基承载力的 设计值提高20%是可行的。 工程设计时一般采用试算法，即先按轴压基础确定基底面积：
对于偏压基础：
pj
p j max 2
p j
偏压方向时
pj
p j max p j min 2
垂直偏压方向时
28
M
1 12
a12
2l
a
pmax
p
2G A
pm
ax
pl
M
1 l a2 2b b
48
pmax
p m in
2G A
4.基础构造规定 详见教材相关内容.
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单厂设计
12.1 组成与布置 12.2 结构分析 12.3 排架柱设计 12.4 基础设计
pk
Fk
Gk A
fa
取 Gk m Ad
p
A Fk
fa md
Fk
Gk
d
对于甲级、乙级和部分丙级建筑，还需进行变形验算。 16
Nk
偏心受压基础
基础边缘的最大和最小反力为：
Mk
Vk
pk ,max pk ,min
Nbk Gk Mbk
A
W
Mbk M k Nwkew Vk hGk Vk
pk max