第一概述、二节无筋扩展基础

• 荷载规定:规范中黑体,强制性条文
永久荷载
荷载 可变荷载 分类
偶然荷载（特殊荷载）：爆炸力、撞击力
《建筑结构荷载规范》（GB50009） 基本组合
• 荷载的组合
标准组合 准永久组合
荷载分类:
永久(恒)荷载:(1)不随时间变化,(2)变化与均值比可以忽 略,(3)单调变化并趋于极值。 可变(活)荷载：变化与均值比不可以忽略 偶然(特殊)荷载：在结构使用期间不一定出现，一旦出现其值 很大，持续时间很短。
第三章 浅基础结构设计
第一节概述
主讲 翟聚云
第一节概述
无筋扩展基础，因其截面抗压强度高而抗拉、 抗剪强度低，在进行设计时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值。 钢筋混凝土材料建造的扩展基础，其截面的抗 拉、抗剪强度较高，基础的形状布置也比较灵活， 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。
• 结构抗力R:
是指整个结构或结构杆件抵抗作用效应 的能力或承受内力和变形的能力.
地基基础的极限状态
承载能力极限状态:基本组合
对应于地基达到最大承载能力， 发生失稳或不适于继续承载的变形；
在最不利荷载作用下，地基不出 现失稳现象。
正常使用极限状态:标准组合和准永久组合
对应于地基基础达到正常使用或耐久性 能的某项规定限值。
量较大，较多用于地下水位以下的基础或垫层。
第二节无筋扩展基础
素混凝土基础
刚性条形基础设计例1

已知某承重墙厚240mm，基础埋臵深度0.8m，pk<200kPa， 经计算基础底面宽度1.2m，要求基础顶面至少低于室外地 面0.1m。设计此条形基础。
解： （1）方案1
采用MU10砖和M10水泥砂浆砌“二、一间隔收”砖基 础，基底下做100mm厚C10素混凝土垫层。
第一节概述
设计计算方法 在目前工程设计中，通常把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，不考虑荷载作用下各墙、柱端部的相 对位移，并按此进行内力分析，这种分析与设计方 法称为常规设计法。 实际上地基、基础和上部结构之间是互相影响、互 相制约的，基础内力和地基变形除与基础刚度、地 基土性质等有关外，还与上部结构的荷载和刚度有 关。 而一般的工程中使用的还是常规设计法，故本章主 要介绍浅基础的常规设计法。 返回

第二节无筋扩展基础
无筋扩展基础通常由砖、石、素混凝土、灰土和三合土等 材料建成。这些材料都具有较好的抗压性能，但抗拉， 抗剪强度却不高，因此，设计时必须保证基础内的拉应 力和剪应力不超过材料强度的设计值。 台阶宽高比基础的外伸宽度与基础高度的比值，称为无筋 扩展基础台阶宽高比小于基础的台阶宽高比的允许值。
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第二节无筋扩展基础

例题3－1
返回
1:1.25
1:1.50
—
三合土基础
1:1.50
1:2.00
—
第二节无筋扩展基础
根据不同的材料无筋扩展基础有如下构造要求： 1.砖基础 砌基础所用砖强度等级不低于ΜU10， 砂浆不低于M5。在砌筑基础前，一般应先做100mm 厚的C10的素混凝土垫层。

4×60
6×60
120
100
垫层 50
砖基础构造形式
pk≤100
1:1.00 1:1.00 1:1.50 1:1.25
灰土基础
体积比为3:7或2:8的灰 土，其最小干密度：粉土 1.55t/ m3 粉质粘土1.50t/ m3 粘土1.45t/m3
体 积 比 为1:2:4~1:3:6 (石灰:砂:骨料)，每 层 约 虚铺 2 2 0㎜，夯 至 15 0 m m

第一节概述

地基反力分布
对墙下条形基础和柱下独立基础，地基反力通常采 用直线分布。 对柱下条形基础和筏板基础等，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，地基反力可认为符合直线分布， 基础梁的内力可按简化的直线分布法计算。 当不满足上述条件时，宜按弹性地基梁法计算。
基础所需台阶数
n b b0 1200 240 2 300 （阶） 3 2b1 2 60
300 60 6060 120 60 120 300 600 600
基础高度
H0 120 2 601 300 600mm
满足基础顶面至少低于室外地面 0.1m。
OK
刚性条形基础设计例2
由台阶宽高比的允许值确定的角度α称为刚性角。
b b0 H0 2[tan ]
3 设计要求:要求每个基础每个台阶
的宽高比都不得超过表3-1所列的宽高 比的允许值.
b1 F

bi b tan hi h
h1
b2 h2
h0
b1
b0
b1 tg h0
第二节无筋扩展基础
某五层房屋承重墙墙厚240ｍｍ，墙下设条形基础，相应于荷载效应标准组 合时，由上部结构传至基础顶面的的轴向力FK=190kN, 假定地下水位在 -0.8ｍ处，修正后的地基承载力特征值为 kPa,不考虑冻胀影响， 试设计此基础。
f a 160
FK=190kN
240 ｄBaidu Nhomakorabea
【解】第一步：设计埋深ｄ， 计算基础底面宽度
基础的相对高度都比较大，几乎不发生挠曲变形， 所以此类基础常称为刚性基础或刚性扩展(大)基础。 基础形式有墙下条形基础和柱下独立基础。
承重墙 b2 h 钢筋混凝土柱 b1
b2
α
b0 b (a)
α
H0
H0
α
h1
b0 b (b)
α
h1≥b 1 且≥300mm 且≥20d
无筋扩展基础构造示意图
无筋扩展基础台阶宽高比的允许值
基础高度
H 0 120 2 60 2 300 660mm
d min 100 660 760mm
基底在地下水位以上，砖砌筑量小，显然此方 案较好。
二一间隔法，砖基础 基础方案图 台阶共收了9次
方案二，混合基础
方案一，砖基础
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混凝土厚垫层作为基础一 部分。
基础所需台阶数
b b0 1200 240 n （阶） 8 2b1 2 60
基础高度
H 0 120 4 60 4 720mm
不满足基础顶面至少低于室外地面0.1m。 不合理
（2）方案2
基底下层采用300mm厚C15素混凝土，其上采用 “二、一间隔收”砖基础。 混凝土基础台阶宽高比的允许值为1：1， 所以混凝土层收进300mm。
第二节无筋扩展基础

4.三合土基础 石灰、砂和骨料(炉渣、碎砖或 碎石)加水混合而成。施工时石灰、砂、骨料按体 积配合比1:2:4和1:3:6拌和均匀再分层夯实。
5.混凝土基础 不设钢筋的混凝土基础常称为 素混凝土基础。混凝土的耐久性，抗冻性都比较好， 强度较高，因此，同样的基础宽度，用混凝土时， 基础高度可以小一些。但混凝土造价稍高，耗水泥
埋深ｄ应使基础底面在水位之上， 故埋深ｄ＝0.8ｍ； 基底宽度为：
第二步：基础剖面设计
Fk 190 b =1.32m f a G d 160 20 0.8
（1）方案1：采用ＭＵ10砖和Ｍ5砂浆砌筑砖基础，
基底做150ｍｍ灰土垫层。砌筑方式采用二一间隔收.
H0 （ 120 5 60 4） =840mm
荷载组合: 基本组合：承载能力极限状态设计时，永久作用与可变
作用的组合（分项系数） 标准组合：正常使用极限状态设计时，采用标准值（或 组合值）为荷载代表的组合 准永久组合：正常使用极限状态设计时，对于可变荷载 采用准永久值为荷载代表的组合
荷载效应S小于等于结构抗力R
• 荷载效应S:
是泛指结构上的荷载使结构产生的各种内 力或变形.例如弯矩,剪力等.
=1090mm d min （ 100 840 150 ）
此时基础埋深在水位下。
基础方案>>>
（2）方案2
基底下层采用300mm厚C15素混凝土，其上采用 “二、一间隔收”砖基础。 混凝土基础台阶宽高比的允许值为1：1， 所以混凝土层收进300mm。
基础所需台阶数
b b0 1320 240 2 300 n （阶） 4 2b1 2 60
在长期荷载作用下，地基变形不致造成承重结 构的损坏。
第一节概述
荷载取值： 在确定基础底面尺寸，应考虑设计地面以下基础及 其上覆土重力的作用，取荷载效应标准值计算； 计算基础沉降时，取荷载效应准永久组合值； 在进行基础截面设计时，取荷载效应基本组合值， 并不计基础与上覆土重力作用，计算地基净反力。
120 60
第二节无筋扩展基础

2.石料基础 料石(经过加工，形状规定的石块)， 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。石块的厚度不宜小于15cm。石料基础一 般不宜用于地下水位以下。
毛石基础 砖基础
第二节无筋扩展基础

3.灰土基础 灰土是用石灰和土料配制而成的， 在我国已有一千多年的使用历史。石灰以块状为宜， 经熟化1~2天后用5~10mm筛子过筛立即使用。
台阶宽高比的允许值 基础材料 混凝土基础 毛 石 混 凝 土 基 础 砖基础 毛石基础 质量要求 C15混凝土 C15混凝土 砖 不 低 于 M U10、砂 浆 不 低 于M5 砂浆不低于M5 10 0 ＜pk≤ 2 0 0 1:1.00 1:1.25 1:1.50 1:1.50 200＜ pk≤300 1:1.25 1:1.50 1:1.50 —