基础工程课件——第3章浅基础结构设计

(4)按混凝土基础设计 混凝土强度等级采用C15，基底宽度取0.9m，基础分二阶， 第一阶高度250mm，伸出宽度180mm，台阶宽度，伸出宽度150mm，台 阶宽高比为150:200=1:1.33。由p=fa=220kPa查表得台阶宽高 比的允许值为1:1.25，符合要求。
(
)
(
)
2.6.3 柱下钢筋混凝土独立基础设计 1.构造要求
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 。
四块固定在柱边的悬臂板
(b-b0)/2 b0 (b-b0)/2 (- 0)/2
I
b
0
(- 0)/2
II
(2)底板配筋
配筋计算时，将基础板看成四块固 定在柱边的梯形悬臂板（图2-27）。 当基础台阶宽高比tan≤2.5时， 底板弯矩设计值可按下述方法计算。 1 2 M = p j l - ac 2b + bc (2 - 59) 24
M=
V ≤0.7 ft h0
M As = 0.9h0 f y
1 p j a12 2
基础高度由混凝土受剪承载力确定
V h0 0.7 f t
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。
a+2h0 > l
Fl ≤ 0.7βhp f t bm h0 Fl = Pj*A1
当b≥bc+2h0时 ，要求
b b l a p j ( - c - h0 )b - ( - c - h0 ) 2 0.7 hp f t bc + h0 (2 - 57) 2 2 2 2
2.6扩展基础设计 扩展基础破坏形式
弯曲
剪切
冲切
M As = (2 - 60) 0.9 f y h0
1 2 M = p j b - bc 2l + ac 24
As
M = 0.9 f y h0
3.偏心荷载作用
如果只在矩形基础长边方向产生偏心，则当荷载偏心 距e≤ l/6时，基底净反力设计值的最大和最小值为：
p j max F 6e0 = (1 ) (2 - 63) p j min lb l
3.2扩展基础设计
一、设计荷载取值：
确定基础配筋和验算材料强度，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（不包括基础自重和基础台阶上回填土重 所引起的反力）。 仅由基础顶面的荷载所产生的地基反力，称为地基净反力， 并以pj表示。 对条形基础： 对矩形基础： pj=F/b pj=F/bl
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：
或
p j max F 6 M = 2 (2 - 64) p j min lb bl
e0为净偏心距， e0 =M/F
返回
(1)基础高度
可按式（2-57）或（2-58）计算，但应以pjmax代替式中的pj 。 (2)底板配筋
仍可按式（2-60）和（2-62）计算钢筋面积，但式（2-60）
中的MⅠ应按下式计算：
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。 fa——修正后的地基承载力特征值。 A——基础底面面积。 注意： d为基础平均埋深
2）确定基础高度
无筋扩展基础的宽高比限值
b - b0 tan 2H 0
H0
tan α ——基础台阶宽高比 b 2 / H 0
45o
2.轴心荷载作用
(1)基础高度
基础高度由混凝土受冲切承载力确定。设计时一般先按经 验假定基础高度，得出h0，再代入式（2-55）进行验算 。
Fl ≤ 0.7βhp f t bm h0
Fl = Pj*A1
（2-55）
（2-56）
冲切力作用面积Al的计算
a+2h0 < l
柱与基础交接处
基础变阶处
2.偏心荷载
M 计算基底净反力的偏心距 e0 = F
基础边缘处的最大和最小净反力为：
F 6en ,0 p j ,max = 1 bl b j , min
1 V = Pj max + PjI × b1 2 1 M = 2 Pj max + PjI × b12 6 PjI = ???
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。
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
F G + k k Gk = g Ad = 20Ad pk = G A F F k k 》 （矩形） b 》 A （条形） fa - gG d fa- g Gd
柱下钢筋混凝土基础的受力筋应双向配置。现浇柱的纵向钢 筋可通过插筋锚入基础中。插筋的数量、直径以及钢筋种类 应与柱内纵向钢筋相同。插入基础的钢筋，上下至少应有两 道箍筋固定。插筋与柱的纵向受力钢筋的连接方法，应按现 行的《混凝土结构设计规范》规定执行。插筋的下端宜做成 直钩放在基础底板钢筋网上。
单独基础冲切破坏验算——确定基础高度
作业： 某砖墙厚240mm，基础埋深1.3m（自室外地面算 起），拟采用砖基础，室内比室外高0.6m，地基土 为砂土，γ=20kN/m3，fak =202kPa，ηb=2.0，ηd=3.0； 上部荷载为：竖向荷载Fk=160kN/m，无地下水。试 确定基础底面满足以上条件的最小宽度，若采用二 一间隔法或二皮一收法来修建，试分别求出两种方 法所对应的基础高度。
阶的冲切验算。验算方法与上面柱边
冲切验算相同，只是在使用式（2-57） 和（ 2-58 ）时， ac 、 bc 分别换为上阶 的长边 l1 和短边 b1 ， h0 换为下阶的有 效高度h01便可。 当基础底面全部落在45°冲切破坏锥体底边以内时，则 成为刚性基础，无需进行冲切验算。
2、单独基础弯矩计算—基 础底板配筋
当b<bc+2h0时 ，要求
bc b 2 l ac p j - - h0 b 0.7 hp f t (bc + h0 )h0 - ( + h0 - ) (2 - 58) 2 2 2 2
返回
对于阶梯形基础，例如分成二级
的阶梯形，除了对柱边进行冲切验算 外，还应对上一阶底边变阶处进行下
Fk 180 b= = = 0.9m f a - g G d 220 - 20 1
(2)按砖基础设计 取基底宽度b=0.9m，则砖基础所需的台阶数为：
n 900 - 240 = 5.5 2 60 n=6 h 900 - 240 1.5 = 495 mm 2
(3)按毛石基础设计 基底宽度取0.9m，基础分二阶砌筑，每阶高度为400mm， 每阶伸出宽度均小于200mm 。
1 2 MⅠ ＝ p j max + p j 2b + bc + p j max - p j b l - ac (2 - 65) 48


式中pjⅠ为Ⅰ-Ⅰ截面的净反力设计值，按下式计算：
p j = p j min
l + ac + ( p j max - p j min ) 2l
F为基本组合的上部结构传来的荷载设计值
二、墙下钢筋混凝土条形基础的结构计算
1.中心荷载：
基底的净反力
一般沿墙长度方向取1m作为计算单元基础进行分析
F F pj = = b l b
在基础底板内产生弯矩M和剪力V。Ⅰ-Ⅰ截 面为结构控制截面，此截面上的弯矩M和剪 力V为结构的控制内力。
V = p j a1
收进1/4砖长，即60mm；二一间隔收是从底层开始，先砌两 皮砖，收进1/4砖长，再砌一皮砖，收进1/4砖长，如此反复。
毛石基础的每阶伸出宽度不宜大于200mm，
每阶高度通常取400~600mm，并由两层毛石 错缝砌成。 混凝土基础每阶高度不应小于200mm。
〔例〕某承重墙厚 240mm ，作用于地面标高处的轴心荷载标
b - b0 2 tan
——刚性角，大小取决于基础材料和pk
：
(荷载效应标准组合时基底处的平均压力)
无筋扩展基础构造示意
表3-1无筋扩展基础台阶宽高比的允许值
5、构造要求
砖基础俗称大放脚，其各部分的尺寸应符合砖的模数。砌筑
方式有两皮一收和二一间隔收（又称两皮一收与一皮一收相
间）两种（图2-23）。两皮一收是每砌两皮砖，即120mm，
准 值 Fk=180kN/m ， 基 础 埋 深 d=1m ， 地 基 承 载 力 特 征 值 fa=220kPa，要求：
(1) 确定墙下条形基础的底面宽度；
(2)按砖基础设计，并分别按两皮一收和二一间隔收（两皮 一收与一皮一收相间）砌法画出砖基础剖面示意图； (3)按毛石基础设计，并画出剖面示意图； (4)按混凝土基础设计，并画出剖面示意图。 〔解〕(1)基础宽度