《基础工程》基础工程设计的原则与要求解析

3）设计基准期。为确定可变荷载代表值而选用 的时间参数。一般为50年
4）荷载效应。由荷载引起的结构或构件的反应，
如内力、变形和裂缝。
2-12
1、结构荷载的相关概念
5）标准值。荷载的基本代表值，为设计基准期 内最大荷载统计分布的特征值。
6）组合值。对可变荷载，使组合后的荷载效应 在设计基准期内的超越概率（类似失效概率），能与 该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值，或 使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。
cn——可变作用标准值 Qnk的组合值系数，按
GB50009-2012 《建筑结构荷载规范》的规定取值。
2-16
作用效应的准永久组合值 SK 用下式表示
Sk SGk S Q1 Q1k S Q2 Q2k QnSQnk
1、结构荷载的相关概念（参见《建筑结构荷载规
范》 ）
1）永久荷载。在结构使用期间，其值不随时间
变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。 例如，结构自重、土压力、预应力等
2）可变荷载。在结构使用期间，其值随时间变 化，或其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。
例如，建筑物楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪 荷载等
➢当Z=0即R=S时，结构处于极限状态
极限状态设计方法 ：①承载能力极限状态和②正常 使用极限状态
2-10
2、地基基础设计的两种极限状态
（1）承载能力极限状态，表示为
当轴心受压时 P≤fa 当偏心受压时 P平均≤fa
Pmax≤1.2 fa
（2）正常使用极限状态，表示为 S≤[S]
2-11
四、地基基础设计的作用效应组合
2-1
基础工程设计包括基础设计和地基设计： 基础设计——基础形式、基础埋深、基底尺寸（面 积）、基础内力、截面计算等。 地基设计——地基承载力、地基变形计算、地基稳定 性、地基处理。
应选择能适应上部结构、符合使用要求、满足地 基基础设计两项基本要求（强度、变形），以及技术 上合理的基础结构方案。
如有下列情况之一时，仍应作变形验算： 1）地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂
的建筑； 2）附近有堆载，相邻基础荷载差异较大； 3）软弱地基，偏心荷载； 4）相邻建筑距离过近； 5）填土，自重固结未完成；
2-8
（4）对经常受水平荷载作用的高层建筑物、高耸建筑 物以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物， 尚应验算其稳定性。
设计等级
建筑和地基类型
甲级
重要的工业与民用建筑；30 层以上的高层建筑； 体型复杂 ，层数相差超过10 层的高低层连体一体 建筑物；大面积的多层地下建筑物（如地下车库、 商场、运动场等）；
乙级
除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物及基坑工 程
丙级
场地和场基条件简单、荷载分布均匀的 7 层及 7
层以下民用建筑及一般工业建筑物 ， 次要的轻型
建筑物 ；
2-5
2、地基基础的设计原则
规范对地基计算作了具体的规定： （1）所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的 有关规定。 （2）设计等级为甲级、乙级的建筑物及表2-2所示 范围以外的丙级建筑物，除满足承载力要求外，尚 应验算变形，即按地基变形控制设计。
2-6
2-7
（3）表2-2所列范围内设计等级为丙级的建筑物，可不 作变形验算。
2-15
3、作用效应组合
地基基础设计时，作用组合的效应设计值应符合下 列规定：
1）在正常使用极限状态下， 标准组合的效应设 计值 SK用下式表示
Sk SGk SQ1k S c2 Q2k S cn Qnk
式中，SGK ——按永久作用标准值 GK 计算的作用效应值； SQnk——按可变作用标准值 Qnk 计算的作用效应值；
第 2 章 基础工程设计的原则与要求
一、概述 1、基础工程及其设计内容
基础工程（Foundation Engineering）泛指包括地 基及基础在内的所有下部结构工程 ，是工程体系中 最为重要的部分。其研究内容是与岩土体有关的建筑 工程的技术问题，即下部结构物与岩土相互作用共同 承担上部结构荷载所产生的各种强度、变形与稳定问 题。 基础工程设计包括基础设计与地基设计
②地基与基础的变形应满足建筑物正常使用的允 许要求
③地基与基础的整体稳定性应有足够保证
④基础本身应有足够的强度、刚度和耐久性
⑤地基基础的设计，还必须坚持因地制宜、就地 取材的原则
2-4
二、地基基础设计等级和设计原则
1、地基基础的设计等级
GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》，地基基 础设计分为甲级、乙级、丙级三个设计等级
2-2
2、基础工程的基本设计计算原则
（1）建筑结构功能要求
①安全性
②适用性 ③耐久性 ④稳定性
GB50068-2001 《建筑结构可靠度 设计统 一标准》
2-3
2、基础工程的基本设计计算原则
（2） 基本设计计算原则
上部结构-基础-地基相互作用的整体观点
①地基应具有足够的强度，满足地基承载力的要 求
11) 荷载设计值。荷载代表值与荷载分项系数的 乘积。荷载代表值为设计中用于验算极限状态所采用 的荷载量值。例如，标准值、组合值和准永久值。
2-14
2、作用在基础上的荷载
作用在建筑物基础上的荷载，根据轴力N、水平 力T和力矩M的组合情况分为四种情形：中心竖向荷 载、偏心竖向荷载、中心竖向荷载及水平荷载、偏心 竖向荷载及水平荷载，如图2-2 所示
（5）基坑工程应进行稳定性验算； （6）地下水位以下，进行抗浮验算。
2-9
三、地基基础设计中的两种极限状态
1、建筑结构可靠度和极限状态设计
结构的工作状态可以用荷载效应 S （指荷载在结 构或构件内引起的内力或位移等）和结构抗力 R（指 抵抗破坏或变形的能力）的关系描述
Z=R-S ➢当Z>0 或R>S 时，结构处于可靠状态； ➢当Z<0或R<S时，结构处于失效状态；
7）准永久值。对可变荷载，在设计基准期内， 其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。
2-13
1、结构荷载的相关概念
8) 基本组合。承载能力极限状态计算时，永久作 用与可变作用的组合。
9) 标准组合。正常使用极限状态计算时，采用标 准值或组合值为荷载代表值的组合。
10) 准永久组合。正常使用极限状态计算时，对 可变荷载采用准永久值为代表值的组合。