第二章 浅基础4

V p j b1
如同倒置的悬臂梁，其内力计算取最危 险截面——即墙边截面Ⅰ—Ⅰ。
26
墙下条形扩展式基础，在净反力作用下， 如同倒置的悬臂梁，其内力计算取最危 险截面——即墙边截面Ⅰ—Ⅰ。
图
Pjbl
1 2 P jb l 2
27
图
（4）基础底板厚度 基础内不配箍筋和弯起钢筋，基础高度由 受剪承载力确定。 V 0.7 f t bh0 混凝土结构设计规范
M 1 p j b12 0.5 126 .7 0.63 2 25.1kN m 2
M 25.110 6 As 521mm 2 0.9 f y h0 0.9 210 255
配钢筋 Φ12@200,As=565mm2
纵向分布钢筋Φ8@250,
垫层采用C10混凝土。
—
1:1.50
1:2.00
—
7
二、无筋扩展式基础的构造要求 （1）砖基础的构造要求
为了保证砌筑质量,砖基础底面下设垫层.垫层材料可 选用灰土,三和土或素混凝土.垫层每边伸出基础底面50mm, 厚度不宜小于100mm,混凝土等级一般为C10.设计时垫层不 做为基础结构部分考虑,因此垫层的高度和宽度都不计入基 础的埋深d和宽度b之内.
基础所需台阶数
b b0 1320 240 2 300 n （阶） 4 2b1 2 60
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。
14
二一间隔法，砖基础 台阶共收了9次
地基净反力 基础边缘至砖墙计 算截面的距离： 基础有效高度： j b1 0.7 ft hs
126.7 0.63 0.104m 104mm 0.7 1100
33
取基础高度h＝300mm，h0＝300-40-5＝255mm>104mm
基底做150ｍｍ灰土垫层。砌筑方式采用二一间隔收.
H 0 120 5 60 4） （ =840mm
d min 100 840 150 =1090mm （ ）
此时基础埋深在水位下。
基础方案>>>
13
（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。
FK=220kN
240 ｄ
16
本小节结束
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2.6.2墙下钢筋混凝土条形基础设计
墙下钢筋混凝土条形基础 扩展式基础可分为 柱下钢筋混凝土单独基础 一、扩展式基础破坏形式 1.弯曲破坏
弯曲破坏是由于基础底 板配筋不足造成.
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2 冲切破坏
450 450
注意：冲切破坏对于柱下 单独基础。而对于墙下条 形基础，是剪切破坏。
而无需进行内力分析和截面强度计算.
5
2.6.1 无筋扩展基础设计
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2-9所列的宽高 比的允许值.
b1 F
h1
h0


bi b tan hi h
b2 h2
b0
b1
b1 tg h0
6
表2-9
基础名称 混凝土基础 毛石混凝土 基础 砖基础 毛石基础
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
11
刚性条形基础设计例2
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 f a 160 kPa,不考虑冻胀影响，试设计此基础。
砖不低于MU10、砂浆不低 于M5 砂浆不低于M5
体积比为3:7或2:8的灰土， 其最小干密度： 灰土基础 粉土1.55t/m3 粉质粘土1.50t/m3 粘土1.45t/m3 体积比1:2:4～1:3:6（石灰: 三合土基础 砂:骨料），每层约虚铺 220mm,夯至150mm
1:1.25
1:1.50
思考：1.持 力层是否验 算？ 2.软弱下卧 层是否验算？
重新对 fa 作基础宽度修正之 后再作①②③步骤
2
偏心受压基础底面积面积设计思路
①按埋深修正承 载力特征值 ②按中心受荷公式 初求基底面积A1
思考：1.持 力层是否验 算？ 2.软弱下卧 层是否验算？
f a f ak d m (d 0.5)
3.轴心荷载作用：
（1）地基净反力
F pj b
b1
F
（2）内力设计值 任意 1 M p js2 截面 2
内力 设计 值
s
h h0
b
V pjs
25
（3）控制截面
F
当墙体为混凝土时，b1为 基础边缘至墙角的距离， b1 当为砖墙且放脚不大于1/4 s 砖长时， b1为基础边缘至 h h 0 墙角的距离加上0.06m。 1 2 b M p j b1 2 墙下条形扩展式基础，在净反力作用下，

2
h 50
29
（5）基础底板配筋
基础每m长的的受力钢筋面积： M As 0.9 f y h0
式中： A ——钢筋面积； s
fy ——钢筋抗拉强度设计值；（N/mm2） h0——基础有效高度，0.9 h0 截面内力臂近似 值。
30
4 偏心荷载作用
M b （1）地基净反力偏心矩e0 e0 F 6
F M
（2）地基净反力
pmax
pmin
6e0 F (1 ) b b
h h0
b1 s
（3）最大内力设计值 (2 p j max p j1 ) 2 M b1 6
b
pjmax
pj1
pjmin
1 V ( p j max p j1 )b1 2
31
例2-7(见教材)：
已知某砖墙厚240mm，相应于荷载效应标准 组合及基本组合时作用在基础顶面的轴心荷 载为144 kN/m和190 kN/m ，已知基础埋置深 度d＝0.5m，地基承载力特征值fak＝106kPa 。 要求：试设计此基础。
≥c20
c10
受力筋，沿 宽度方向布 置。
h
当有垫层时，钢筋保护层厚度 c≥40mm，无垫层时c≥70mm。 有效高度h0=h-c-d/2
当b≥2.5m时，可交错配筋。钢 筋长度可缩短10％。
21
0.9b
T形及十字形交接处钢筋构造
1 4
1 4
1 4
)
<<<返回
)
22
墙下扩展式条形基础
墙下扩展式条形基础破坏类型及原因:
无筋扩展基础台阶宽高比的允许值
质量要求 C15混凝土 C15混凝土 台阶宽高比的允许值 100<pk≤100 200<ｐk≤300 ｐｋ≤100 1:1.00 1:1.00 1:1.50 1:1.25 1:1.00 1:1.25 1:1.50 1:1.50 1:1.25 1:1.50 1:1.50 —
32
解：因基础埋深为0.5m，故采用钢筋混凝土条形基 2
础。混凝土强度等级采用C20，ft＝1.10N/mm , 钢筋用HPB235级，fy＝210N/mm2。
（1）初步确定基础底面尺寸
b Fk 144 1.5m f a G d 106 20 0.5)
pj F 190 126 .7 kPa b 1.5
20
2.6.2墙下条形扩展式基础的剖面设计
一）构造要求(见教材)： （1）垫层 ：素混凝土垫层，垫层厚度≥100mm；垫层每边伸 h≥b/8 出基础50mm ；垫层的混凝土强度等级应为C10。 且大于 300mm （2）底板： 分布筋，在受力筋之上, ≥ф8
i≤1:3
无纵肋板式 有纵肋板式 ≥200
200 100
200 300 Φ12@200
Φ8@250
1500
34
工程设计计算例题1
已知某砖墙厚240mm，中心受荷,相应于荷载 效应标准组合为200 kN/m，已知基础埋置深 度d＝1m，地基承载力特征值fa＝100kPa 。 要求：试设计此基础。
两皮一收
二一间隔法
8
（2）毛石基础构造要求
b1≤200 h1≥400 不允许发生该情 况！
（3）混凝土基础的构造要求 （4）毛石混凝土基础的构造要求 （5）灰土和三合土基础的构造要求 见教材
<<<返回
9
刚性条形基础设计例1
• 已知某承重墙厚240mm，基础埋置深度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。
2软弱下卧层地基承载力验算
p z pcz f az
4
ξ2-6 扩展基础的设计
2.6.1 无筋扩展基础设计
1材料:砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰 土和三和土等材料组成.无需配置钢筋. 2特点:抗压性能好，但其抗拉、抗剪强度却不高。 设计时必须保证发生在基础内的拉应力和剪应力不 超过相应的材料强度值.这种保证可以通过控制材 料强度等级和台阶宽高比来确定基础的截面尺寸,
冲切破坏是由于基础高度不足造成. 基础底面位于冲切锥体内，不能发 生冲切破坏。
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二、扩展式基础设计步骤
1.确定基底尺寸及形状； 2.验算地基承载力及变形。（如不满足，需要调整基 底尺寸） 3.按构造要求初设剖面形状及尺寸。 4.验算基础高度。（如不满足，需重新调整基础底面 尺寸） 5.计算基础底板内力并配置钢筋。 6.画施工图。
基础方案图
方案二，混合基础
方案一，砖基础
<<<<返回方案1
混凝土厚垫层作为基础一 部分。
15
<<<返回
<<<<返回方案2`
课堂练习
某五层房屋承重砖墙厚b0=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=220kN,d=1.3m .地基土为很厚的细砂,天然重度为19kN/m, 地基承载力特征值为140kPa, 基础材料用Mu10砖和M5砂浆砌 筑.试设计此基础。
③考虑偏心受压 计算基底面积A
A1
Fk ≥ f d a G
b≤3m b≥3m ④地基验算
A (1.1 ~ 1.4) A1
重新对 fa 作基础宽度修 正之后再作①②③④步 骤
3
地基验算
1持力层地基承载力验算 中心荷载作用: 偏心荷载作用:
Fk Gk pk fa A
pkmax 1.2 f a
FK=190kN
240 ｄ
12
【解】第一步：设计埋深ｄ， 计算基础底面宽度
埋深ｄ应使基础底面在水位之上， 故埋深ｄ＝0.8ｍ； Fk 基底宽度为： 190 b =1.32m f a G d 160 20 0.8
第二步：基础剖面设计
（1）方案1：采用ＭＵ10砖和Ｍ5砂浆砌筑砖基础，
上节内容复习:基础底面尺寸的确定
确定原则
轴心荷载作用
偏心荷载作用 地基验算内容
1
中心受荷基础基底面积设计思路:
①按埋深修正承 载力特征值 ②按中心受荷公式 初求基底面积A b
f a f ak d m (d 0.5)
A
≥
Fk fa Gd
③地基验算
b≤3m b b≥3m
重复①②③步骤
1剪切破坏:
是由于基础高度不足造成.
2弯曲破坏:
是由于基础底板配筋不足造成.
23
二）、剖面设计计算内容
1.计算内容： 1.计算基础高度h（抗剪验算） 2.计算基础底板的配筋（抗弯计算） 2.地基净反力的概念：由基础顶面设计荷载产生的地 基反力pj,不包括G产生的反力;净反力能使基础产生内 力。
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（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
n b b0 1200 240 2 300 （阶） 3 2b1 2 60
300 60 6060 120 60 120 300 600 600
式中： b ——条形基础长边方向，取1m； h0 ——基础底板有效高度，mm；
ft ——混凝土轴心抗拉强度；（N/mm2）
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h0
无垫层时， 有垫层时，
≥
V 0.7 f t

2 h 80
为防止基础底板发生 剪切破坏,基础底板应 有足够厚度.
h0 h 70
h0 h 40
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。
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
10
不满足基础顶面至少低于室外地面0.1m。 不合理