无筋及扩展基础设计

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无筋及扩展基础设计 3.1 无筋扩展基础(刚性基础)
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(4)确定基础构造
书中配置
350
优化配置
1650 2300
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无筋及扩展基础设计 3.1 无筋扩展基础(刚性基础)
选用混凝土基础时的构造配置
• 根据表2-8，可以确定台阶宽高比允许值为1:1，再根据构 造要求部分的规定(p67或相关规范)，确定台阶级数及每级 台阶的宽度。 • 柱脚高度h1>b1，且h1 ≥300mm，且h1 ≥20倍钢筋直径 • 基础台阶高度宜≤ 500mm 第1级台阶 • 控制要点：基底面积满足要求 第2级台阶
基底位于地层互层处时,计算 γm取基础所在地层的重度。
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无筋及扩展基础设计 3.1 无筋扩展基础(刚性基础)
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地基承载力修正系数
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无筋及扩展基础设计 3.2 扩展基础设计
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弯曲破坏
基底反力在基础截面产生弯矩， 过大弯矩将引起基础弯曲破坏。 这种破坏沿着墙边、柱边或台阶 边发生，裂缝平行于墙或柱边。 为防止这种破坏，要求基础各竖 直截面上由于基底反力产生的弯 矩M小于或等于该截面的抗弯强度 Mu，设计时据此确定基础的配筋。
取b1 300mm, h1 350mm, 则柱脚长度 600 2 300 1200mm， 柱脚宽度 400 2 300 1000mm
分析：按基底长度要求，仍需扩展的长度＝3000－ 1200＝1800mm，考虑宽高比取1:1时，在高度方 向上需要900mm，可分为两级台阶，每阶高 450mm。但宽高比按1:1计算时，则基底宽度变 为1000+2*900=2800mm。因设计基底宽度为2300 mm，故每级宽度扩展只需(2300-1000)/2=650mm
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无筋及扩展基础设计
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3.1 中心荷载下的无筋扩展基础
无筋扩展基础适用条件：6层及以下的 民用建筑和轻型厂房，且地基条件均 匀良好。 缺点：基础自重大。 F
h0
bt
设计步骤：
《基础工程》 2009
第3讲
无筋及扩展基础设计
Ma Xiaochun, Feb. 23,2009
中国地质大学(北京)工程技术学院勘查教研室
目录
3.1无筋扩展基础设计
–中心荷载 偏心荷载
3.2(有筋)扩展基础设计
–单独基础 墙下条形基础 例题 思考题
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无筋及扩展基础设计 3.1 无筋扩展基础(刚性基础)
偏心荷载下的无筋扩展基础
不考虑偏心求基底面积
根据偏心量，扩大基底面积
pmax
min
A1
F fa Gd
A (1.1 ~ 1.4) A1
p 1 pmax pmin f a , pmax 1.2 f a 2
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(3)验算基底压力
验算基底压力均值
p F G 1076 156kPa f a 212.2kPa, 满足要求 A 6.9
验算基底压力最大值
pmax 248.8kN / m2 1.2 f a 1.2 212.2 254.6kPa, 满足要求
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破坏形式：冲切破坏、弯曲破坏
提示： 在无筋扩展基础设计时，根据地基承载力确定基础底面积 以及选用基础台阶的宽高比时使用荷载的标准组合。 在扩展基础设计时采用荷载的基本组合。基本组合=1.35 ×标准组合
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无筋及扩展基础设计 3.2 扩展基础设计
（基础类型） （基础埋深） 基底面积
A F fa Gd
基础高度
bt tan h0
基础构造 砌筑规范 P66-68
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无筋及扩展基础设计 3.1 无筋扩展基础(刚性基础)
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(4)确定基础构造
选择基础材料 • 因p=156kPa,从表2-8可以看出，可以选择混凝土基础、砖 基础、灰土基础等。选用混凝土时使用C15混凝土。
F G M A W
验算基底边缘处的压力
有软弱下卧层时验算其承载力 基础高度
b tan t h0
pz pcz f a (软层)
pz — 软弱下卧层顶面处的附加应力值 pcz — 软弱下卧层顶面处土的自重应力值)
基础构造
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砌筑规范P66-68

1
2.76 1 0.26 9.81 1 0.777 19.2
IL
w wp wL wp

26 21 0.455 32 21
查表，得d 1.6
假设基础宽度小于3m，则修正后地基承载力特征值为
f a f ak d m d 0.5 170 1.6 17.6 2 0.5 212.2kPa
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柱脚
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基础台阶宽高比的允许值
表2-8,p40,《基础工程》（第2版）周景星等，清华大学出版社 基础名称 混凝土基础 毛石砼基础 砖基础 质量要求 C15混凝土 C15混凝土 砖不低于MU10,砂浆不 低于M5 台阶宽高比的允许值 pk≤100 1:1.00 1:1.00 1:1.50 100<pk≤200 1:1.00 1:1.25 1:1.50 200<pk≤300 1:1.25 1:1.50 1:1.50
1 1 W ba 2 2.3 32 3.45m3 6 6
力矩相关于垂直荷载的偏心距 e 故可用(2-40,2-41)计算边缘压力
pmax
F G M 总 1076 320 156 92.8 248.8kN / m 2 A W 6.9 3.45
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3.2（有筋）扩展基础设计
扩展基础指：
–墙下钢混条形基础 –柱下钢混独立基础
基础第1级台阶
高 450mm，长 1200 2 450 2100mm, 宽 1000 650 1650mm
基础第2级台阶
高 450mm，长 2100 2 450 3000mm, 宽 1650 650 2300mm
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毛石基础
灰土基础
砂浆不低于M5
石灰:土=3:7 (体积),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：石灰/砂/碎砖 =1/2/4，每层虚铺220mm, 夯至150mm
1:1.25
1:1.25
1:1.50
1:1.50
-----
三合土基础
1:1.50
1:2.00
---
pk-基础底面处的平均压力 (kpa)
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(4)确定基础构造
柱脚尺寸
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冲切破坏
产生条件：基底面积大，基础厚 度薄。 构件先在弯剪区域出现斜裂缝， 随着荷载增加，裂缝向上扩展， 未开裂部分的正应力和剪应力迅 速增加。当正应力和剪应力组合 后的主应力出现拉应力，且大于 混凝土的抗拉强度时，斜裂缝被 拉断，即斜拉破坏，也称冲切破 坏。 预防：增加扩展基础的高度
验算公式
p
1 pmax pmin f a , pmax 1.2 f a 2
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(4)确定基础构造
讨论： 从基脚顶面至基础底面的总高度＝1200mm （或修正值1250mm），是否与题中条件埋 置深度=2m相矛盾？如何处理？
试着用其它材料作基础材料，重新计算并 配置构造。
(3)验算基底压力
基础及回填土重 G G dA 20 2 6.9 276kN 基础总垂直荷载 基底总力矩
F G 800 276 1076kN
M 总 M Hd 220 50 2 320kN m
M总 320 a 3 0.3m 0.5m F G 1076 6 6
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03源自文库
例2-5：p68
某厂房柱子断面600mm ×400mm,基础埋置深度2.0m，试 设计柱下刚性基础。
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无筋及扩展基础设计 3.1 无筋扩展基础(刚性基础)
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(1)地基承载力修正值
粘性土查地基承载力修正系数前须知孔隙比(e)及液性指数(IL)
e Gs 1 w w
（γG取 20 kN/m3）
考虑偏心作用，将基底面积扩大1.4倍
A 1.4 A1 1.4 4.65 6.51m2
取长a=3m，宽b=2.3m，则A=3×2.3=6.9m2
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(2)按中心荷载初估基底面积
A1 F 800 4.65m 2 f a G d 212.2 20 2