基礎(chǔ)設(shè)計(jì)市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

7.7基礎(chǔ)設(shè)計(jì)按基礎(chǔ)材料、受力性能劃分?jǐn)U展基礎(chǔ)(柔性基礎(chǔ)):能承受一定彎曲變形基礎(chǔ)，通常指抗彎性能很好鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)(剛性基礎(chǔ)):指由混凝土、毛石、磚、灰土、三合土等材料組成柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)（滿足剛性角要求）。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要承受壓應(yīng)力，抗壓性能好，而抗彎、抗剪強(qiáng)度較差?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第1頁依據(jù)：可經(jīng)過限制基礎(chǔ)外伸寬度b′與基礎(chǔ)高度h比值來確定。剛性角：規(guī)范允許bˊ/h值相對(duì)應(yīng)角度。一、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1、基礎(chǔ)高度確定基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第2頁適用條件:可用于6層及6層以下民用建筑和磚墻承重輕型廠房；不過灰土、三合土地基不宜用于超出4層民用建筑。滿足臺(tái)階寬高比要求基礎(chǔ)，各臺(tái)階內(nèi)緣應(yīng)落在與墻邊或柱邊鉛垂線成角斜線上?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第3頁基礎(chǔ)材料質(zhì)量要求臺(tái)階寬高比允許值pk≤100100<Pk≤200200<Pk≤300混凝土基礎(chǔ)C15混凝土1:1.001:1.001:1.25毛石混凝土基礎(chǔ)C15混凝土1:1.001:1.251:1.50磚基礎(chǔ)磚不低于MU10,砂漿不低于M51:1.501:1.501:1.50毛石基礎(chǔ)砂漿不低于M51:1.251:1.50-灰土基礎(chǔ)體積比為3:7或2:8灰土,其最小干密度:

粉土1.55t/m3

粉質(zhì)粘土1.50t/m3

粘土1.45t/m31:1.251:1.50-三合土基礎(chǔ)體積比1:2:4-1:3:6(石灰:砂:骨料),每層約虛鋪220mm,夯至150mm1:1.501:2.00-注：1.pk為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合基礎(chǔ)底面處平均壓力值(kPa);

2.階梯形毛石基礎(chǔ)每階伸出寬度,不宜大于200mm;

3.當(dāng)基礎(chǔ)由不一樣材料疊合組成時(shí),應(yīng)對(duì)接觸部分作抗壓驗(yàn)算;

4.基礎(chǔ)底面處平均壓力值超出300kPa混凝土基礎(chǔ),尚應(yīng)進(jìn)行抗剪驗(yàn)算;無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比允許值(表7.3)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第4頁無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)寬度確定以后，可按臺(tái)階寬高比要求（剛性角要求）確定基礎(chǔ)高度，基礎(chǔ)高度應(yīng)符合下式要求：b0－基礎(chǔ)頂面砌體寬度，m；h－基礎(chǔ)高度，m；tanα－基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比允許值，可按表7.3選取基礎(chǔ)高度h基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第5頁基礎(chǔ)高度h通常小于基礎(chǔ)埋深d，這是為了預(yù)防基礎(chǔ)露出地面，遭受外界環(huán)境影響，需要在基礎(chǔ)頂面覆蓋一層保護(hù)基礎(chǔ)土層，此保護(hù)層厚度d0，通常d0≥0.1m。所以，基礎(chǔ)高度h≤d-0.1m

?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第6頁2、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)要求1）鋼筋混凝土柱采取無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)鋼筋混凝土柱，其柱腳高度h1，不得小于柱腳外伸寬度b1，如圖所表示，并不應(yīng)小于300mm，且大于20d。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第7頁2）磚基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)施工簡(jiǎn)單。其剖面普通做成階梯形（又稱大放腳）。大放腳從墊層上開始砌筑，為確保大放腳強(qiáng)度，應(yīng)采取”兩皮一收”或“二、一間隔收”砌法（基底必須確保兩皮）。一皮即一層磚，標(biāo)注尺寸為60mm，每收一次兩邊各收1/4磚長。為了得到一個(gè)平整基槽底，確保磚基礎(chǔ)砌筑質(zhì)量，磚基礎(chǔ)以下設(shè)墊層?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第8頁3）毛石基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)是用等級(jí)不低于MU20號(hào)毛石以砂漿砌成，因?yàn)槊叽绮町愝^大，為了便于砌筑合確保砌筑質(zhì)量，毛石基礎(chǔ)臺(tái)階高度和基礎(chǔ)厚度不宜小于400mm，石塊應(yīng)錯(cuò)縫搭砌，縫內(nèi)砂漿應(yīng)飽滿。3）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第9頁4）灰土、三合土基礎(chǔ)為了節(jié)約材料，灰土、三合土基礎(chǔ)普通與磚、砌石、混凝土等材料配合使用，做在基礎(chǔ)下部，依據(jù)建筑經(jīng)驗(yàn)，三層及三層以上混合結(jié)構(gòu)和輕型廠房多采取三步灰，厚450mm,三層以下采取兩步，厚300mm?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第10頁5）混凝土基礎(chǔ)素混凝土強(qiáng)度等級(jí)普通為C15，剖面形式有階梯形和錐形等，按基礎(chǔ)尺寸和施工條件而定?；炷林袚饺肷儆诨A(chǔ)體積30％毛石（毛石強(qiáng)度等級(jí)不低于MU20，其長度不宜大于30cm），稱為毛石混凝土基礎(chǔ)，混凝土強(qiáng)度C7.5～C10。5）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第11頁例：某住宅外承重墻厚370mm，基礎(chǔ)受到豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為250KN/m，彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為40kN.m/m。地基土層分布情況是：表層為粘性塑填土，厚度1.3m，重度17.4KN/m3，其下為粉土層，粘粒含量為20％，重度為19.5KN/m3，承載力特征值為180KPa。地下水在地表下2.0m處。試設(shè)計(jì)墻下條形基礎(chǔ)。解：(1)確定基礎(chǔ)埋深為了便于施工，基礎(chǔ)宜建在地下水位以上，選擇粉土層作為持力層，初選基礎(chǔ)埋深d＝1.3m。(2）確定基礎(chǔ)底面積①計(jì)算承載力特征值fa因持力層為粉土層且粘粒含量ρc＝20％>10％，查表得：ηd＝1.5；基底以上土重度為γm＝17.4kN/m3，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第12頁持力層經(jīng)深寬修正后初步承載力特征值為：②按中心荷載初估條形基礎(chǔ)寬度：③考慮到偏心荷載作用，將基礎(chǔ)寬度提升11％同時(shí)，b＝1.91<3m，故承載力不做寬度修正，持力層承載力特征值仍為fa＝200.9kPa④計(jì)算基底邊緣壓力單位長基礎(chǔ)及回填土重：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第13頁單位長基底面抵抗矩：則基底邊緣壓力：⑤驗(yàn)算地基承載力地基驗(yàn)算滿足要求，基礎(chǔ)寬度選擇合理?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第14頁(3)選擇基礎(chǔ)材料，確定基礎(chǔ)高度采取MU10磚和M5砂漿砌筑“二、一間隔收”基礎(chǔ)，基底下做100mm厚C10素混凝土墊層，磚基礎(chǔ)所需臺(tái)階數(shù)為：基礎(chǔ)高度h＝7×120+6×60=1200mm;由此，基礎(chǔ)頂面距地表距離為d0＝d－h(huán)＝1300－1200＝100≥100（mm）據(jù)基礎(chǔ)材料查表7.3得[b′/h]=1:1.50;本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)中則本條形基礎(chǔ)高度選擇合理，基礎(chǔ)斷面設(shè)計(jì)滿足要求?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第15頁二、擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1、擴(kuò)展基礎(chǔ)特點(diǎn)受力性能：抗彎、抗剪性能好。適用范圍：①荷載情況：上部結(jié)構(gòu)荷載較大，或承受彎矩、水平荷載建筑物基礎(chǔ)；②地層情況：地基上層土質(zhì)很好，而下層土軟弱情況，利用表層好土設(shè)計(jì)淺基礎(chǔ)。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第16頁破壞情況：鋼筋混凝土基礎(chǔ)是一個(gè)受彎和受剪構(gòu)件，在荷載作用下可能發(fā)生純剪切破壞、斜壓破壞、沖切破壞、彎曲破壞?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第17頁沖切破壞沖切破壞：從柱邊或臺(tái)階變截面處沿45°斜面拉裂，形成沖切破壞錐體；抵抗：基礎(chǔ)底板有足夠厚度?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第18頁彎曲破壞受力分析：倒置懸臂梁結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)截面：柱與基礎(chǔ)交界處和臺(tái)階變截面處抵抗：基礎(chǔ)底板下部配筋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第19頁為了預(yù)防獨(dú)立基礎(chǔ)出現(xiàn)沖切破壞，由沖切破壞錐體以外地基凈反力所產(chǎn)生沖切力應(yīng)小于沖切面處混凝土抗沖切能力。對(duì)于階梯型基礎(chǔ)，除對(duì)柱邊進(jìn)行沖切驗(yàn)算外，還應(yīng)對(duì)變階處進(jìn)行沖切驗(yàn)算。而且往往短邊一側(cè)沖切破壞較長邊一側(cè)危險(xiǎn)，這時(shí)只需依據(jù)短邊沖切驗(yàn)算條件確定底板厚度。2、鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（1）確定基礎(chǔ)高度——抗沖切驗(yàn)算基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第20頁按照混凝土抗沖切公式估算基礎(chǔ)高度，見下式：

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第21頁βhp—受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)基礎(chǔ)高度h≤800mm時(shí)，βhp取1.0；當(dāng)h≥mm時(shí)βhp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用；ft—混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；h0—基礎(chǔ)沖切破壞錐體有效高度；am－沖切破壞最不利一側(cè)計(jì)算長度；at

—沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面上邊長：（a)取柱寬，(b)取上階寬；ab—沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面在基礎(chǔ)底面積范圍內(nèi)下邊長(m)，當(dāng)沖切破壞錐體底面落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)（如圖a、b），計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處受沖切承載力時(shí)，取柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度；當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處受沖切承載力時(shí)，取上階寬加兩倍該處基礎(chǔ)有效高度。當(dāng)沖切破壞錐體底面落在基礎(chǔ)底面以外，即at＋2h0≥l時(shí)(圖c)，ab＝l?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第22頁（C）沖切錐體超出基礎(chǔ)范圍（a）（b）（c）h0基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第23頁Fl--對(duì)應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)Al上地基凈反力。A1—沖切驗(yàn)算時(shí)取用部分基底面積(圖a、b中陰影面ABCDEF，或圖c中陰影面積ABDC)；pj—對(duì)應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)地基土單位面積凈反力(扣除基礎(chǔ)自重及其上土重)，對(duì)偏心荷載受壓基礎(chǔ)可取基礎(chǔ)邊緣處最大地基土單位面積凈反力。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第24頁基礎(chǔ)抗沖切公式由上圖可知：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第25頁基礎(chǔ)高度確定方法1、先假設(shè)基礎(chǔ)高度h，利用抗沖切公式驗(yàn)算；h0=h-d0d0-混凝土保護(hù)層厚度有墊層時(shí)h0＝h-40mm無墊層時(shí)h0＝h-70mm注：混凝土保護(hù)層厚度不宜小于70mm；當(dāng)設(shè)素混凝土墊層時(shí)，保護(hù)層厚度不宜小于40mm?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第26頁方法2、利用抗沖切公式估算高度整理得：基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第27頁由此可得基礎(chǔ)有效高度式中:h0—基礎(chǔ)底板有效高度，mm；bt—柱截面短邊，mm；at—柱截面長邊，mm；C—系數(shù)。矩形基礎(chǔ)正方形基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第28頁墻下條形基礎(chǔ)底板厚度確定——抗剪切條件（P182）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第29頁柱下獨(dú)立基礎(chǔ)彎矩計(jì)算(參考規(guī)范)在軸心荷載或單向偏心荷載作用下,單獨(dú)基礎(chǔ)受地基反力作用，建立計(jì)算模型。分析時(shí)，按對(duì)角線分成4個(gè)區(qū)域。當(dāng)矩形基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比≤2.5和偏心距≤

1/6b時(shí)，任意截面彎矩計(jì)算以下。（2）基礎(chǔ)配筋——彎矩計(jì)算計(jì)算模型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第30頁dxxAxPx基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第31頁與柱短邊平行截面Ⅰ－Ⅰ彎矩與柱長邊平行截面Ⅱ－Ⅱ彎矩8.2.7-48.2.7-5基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第32頁式中：MI，MⅡ—任意截面Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ、處彎矩設(shè)計(jì)值；a1—任意截面Ⅰ－Ⅰ至基底邊緣最大反力處距離。x—積分點(diǎn)到對(duì)應(yīng)計(jì)算截面垂直距離?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第33頁基礎(chǔ)底板配筋依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010－)相關(guān)要求計(jì)算。基礎(chǔ)底板內(nèi)基礎(chǔ)底板受力鋼筋面積，可按下式確定：墻下條形基礎(chǔ)彎矩計(jì)算墻下條形基礎(chǔ)任意截面彎矩計(jì)算，可取l＝a′＝1m，按規(guī)范公式8.2.7-4進(jìn)行計(jì)算。其最大彎矩截面位置，應(yīng)符合以下要求：①當(dāng)墻體材料為混凝土?xí)r，取a1＝b1；②如為磚墻且大放腳小于1／4磚長時(shí)，取a1＝b1十0.06。式中：As－基礎(chǔ)底板受力鋼筋面積，mm2；fy－鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第34頁其它驗(yàn)算當(dāng)擴(kuò)展基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，尚應(yīng)驗(yàn)算柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)頂面局部受壓承載力?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第35頁三、擴(kuò)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)要求（一）、現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥c20受力鋼筋：直徑：≮φ10間距：＠100~200鋼筋保護(hù)層厚度：有墊層：≮40無墊層：≮70基礎(chǔ)墊層：厚度≥70混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥c10基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第36頁鋼筋布置：當(dāng)柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)邊長和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)寬度≥

2.5m時(shí)，底板受力鋼筋長度可取邊長或?qū)挾?.9倍，并宜交織布置；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第37頁鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)底板在T形及十字形交接處，底板橫向受力鋼筋僅沿一個(gè)主要受力方向通長布置，另一方向橫向受力鋼筋可布置到主要受力方向底板寬度1/4處,在拐角處底板橫向受力鋼筋應(yīng)沿兩個(gè)方向布置?；A(chǔ)設(shè)計(jì)第38頁鋼筋混凝土柱和剪力墻縱向受力鋼筋在基礎(chǔ)內(nèi)錨固長度la應(yīng)依據(jù)鋼筋在基礎(chǔ)內(nèi)最小保