第二章天然地基浅基础设计(改)

§2.4 天然地基浅基础设计-地基计算Hohai University

承载力计算(1)基础底面压力，应符合下式要求 轴心荷载作用 假定基底反力呈直线均匀分布，则持力层地基承载力验算 必须满足下式 Fk Gk pk fa Apk — 相应于荷载效应标准组 合时，基础底面处的平 均压力。kPa; f a — 修正后的地基承载力特 征值，kPa; Fk — 相应于荷载效应标准组 合时，上部结构传至基 础顶面的竖向力， ; kN

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偏心荷载作用当传到基础顶面的荷载除轴心荷载外，还有弯矩M作用时， 基底反力将呈梯形分布，其计算公式如下：要求偏心距e不大 于b/6。 pmax Fk Gk M k pmin A Wpmax — 相应于荷载效应标准组 合时，基础底面边缘的 最大压力值。 ; kPa pmix — 相应于荷载效应标准组 合时，基础底面边缘的 最小压力值， ; kPa M k — 相应于荷载效应标准组 合时，作用于基础底面 的力矩值，N m; W — 基础底面的抵抗矩。

偏心荷载作用下的地基承载力验算公式如下： pk max 1.2 f a

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3、地基承载力特征值fak及影响其大小的因素 (1)地基承载力：地基在保证其稳定的前提下，满足建筑物各类变形要求时 的承载能力。

(2) 地基承载力特征值定义是在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允 许值的地基承载力，以fa表示。该值与地基土的成因与堆积年 代；土的物理、力学性质指标；地下水等因素有关，还与基 础形式、底面尺寸、埋深、建筑类型、结构特点和施工因素 有关。

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5、地基变形计算地基特征变形验算公式：

s s

s — 地基特征变形允许值。

s — 地基特征变形计算值， 按《地基规范》中建议 的分层总和法计算；

地基允许变形值按其变形特征可分为以下几种： 沉降量：独立基础或刚性特别大的基础中心的沉降量； 沉降差：相邻两个柱基的沉降量之差； 倾斜：独立基础在倾斜方向基础两端点的沉降差与其距离的 比值； 局部倾斜：砌体承重结构沿纵墙6~10m内基础两点的沉降差与 其距离之比。

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6、软弱下卧层强度验算当地基持力层范围内存在软弱下卧层时，还必须对下卧层 进行验算。

pz pcz f zap z — 相应于荷载效应标准组 合时软弱下卧层顶面处 的附加应力； pcz — 软弱下卧层顶面处土的 自重应力； f za — 软弱下卧层顶面处经深 度修正后的承载力特征 值。

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条形基础 矩形基础

p0b pz b 2 z tan

p0bl pz b 2 z tan l 2 z tan

— 应力扩散角；p0 — 基底处的附加应力；pz

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7、地基稳定性计算(1)经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构； (2)建造在斜坡或坡顶上的建筑物或构筑物；

(3)挡土墙

MR 地基特征变形验算公式： K min M 1.2 SK min — 最危险滑动面上稳定安 全系数； M R — 滑动面上诸力对滑动中 心所产生的抗滑力矩； M S — 滑动面上诸力对滑动中 心所产生的滑动力矩。

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例7-1

某柱基础，作用在设计地面处的柱荷载设计值、埋深及地基条件如图所 示，基础底面尺寸b×l=3.0×3.5m2,试验算持力层和软弱下卧层的强度

§2.4 天然地基浅基础设计-地基计算Hohai University

例7-1

某柱基础，作用在设计地面处的柱荷载设计值、埋深及地基条件如图所 示，基础底面尺寸b×l=3.0×3.5m2,试验算持力层和软弱下卧层的强度

持力层承载力验算查表7-10得修正系数：η b=0.3, η d=1.6,并计算基础底面以上土的加权重 度： 1h1 2h2 16 1.5 19 0.8 3

m1

200 0.3 19 10 3 3 1.6 17.0 2.3 0.5 249.0kPa基底平均压力

f a f ak b b 3 d m1 d 0.5

h1 h2

1.5 0.8

17.0kN / m

F Gk 1050 3 3.5 2.3 20 pk k 146 kPa f a A 3 3.5

§2.4 天然地基浅基础设计-地基计算Hohai University

基底最大压力

M 105 67 2.3 259.1kN mbl2 3 3.52 W 6.125m3 6 6则

Fk Gk M 105 67 2.3 pk max 146 A W 6.125 188.3kPa 1.2 f a 308.8kPa

所以，持力层地基承载力满足

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软弱下卧层承载力验算因为下卧层系淤泥质土，查表7-10得修正系数：η b=0, η d=1.0, 下卧层顶面埋深d`=2.3+3.5=5.8m,顶面以上土的平均重度为：

1h1 2h2 3h3 16 1.5 19 0.8 19.0 10 3.5 m2 12.2kN / m3 h1 h2 h3 1.5 0.8 3.5f az f ak d m 2 d ' 0.5 78 1 12.2 5.8 0.5 142 .7 kPa基础底面附加应力

p0 pk m1d 146 17.0 2.3 106.9kPa

§2.4 天然地基浅基础设计-地基计算Hohai University

下卧层顶面处应力：自重应力

pcz 16.0 1.5 19.0 0.8 9.0 3.5 70.7kPa

角的计算：Es1 / Es 2 3, z / b 3.5 / 3.0 1.17 0.5, 查表7 11 23 得附加应力

p0bl pz 29.0kPa b 2 z t an l 2 z t an

作用在软弱下卧层顶面处

的总应力为：

pz pcz 29.0 70.7 99.7kPa f az 满足

所以，软弱下卧层地基承载力也满足

§2.5 天然地基浅基础设计-基础尺寸设计Hohai University

基础尺寸是指基础底面的长度、宽度、基础高度。根 据已确定的基础类型、埋置深度、地基承载力特征值和 作用在基础底面的荷载值(包括竖向荷载、水平向荷载和

力矩),进行基础尺寸设计。

基本条件：基底压力的标准值不大于 承载力的特征值 pk fa (中心受荷) pmax 1.2fa(偏心受荷)

§2.5 天然地基浅基础设计-基础尺寸设计Hohai University

1、中心荷载作用下基础尺寸

Fkd

基础底面积A的确定 *荷载Fk+Gk Gk=A d, 是基础加土=20KN/m3 *基底面积矩形基础

GkFk G dA Afa Fk A fa Gd Fk G db bfa Fk b fa Gd

Fk+Gk =Afa条形基础，为基础每米长度上的外 荷载(kN/m),此时，沿基础长度 方向取单位长度(1m)计算，故上式 可改写为：

§2.5 天然地基浅基础设计-基础尺寸设计Hohai University

2 、偏心荷载作用下基础尺寸的确 定

在偏心荷载作用下，基础底面受力不均匀，需要加大基 础底面尺寸，通常是根据轴心荷载下计算得到的基础底面积 增大10%~40%进行试估。

(1)按中心荷载确定底面积A0Fk A0 fa Gd

(2)考虑偏心 A=(1.1~1.4) A0 根据偏心大小及A初 步确定b和l,常取l/b<2,l=nb

§2.5 天然地基浅基础设计-基础尺寸设计Hohai University

例题7-2

已知某宾馆设计框架结构，独立基础承受上部荷载N=2800KN.基础 …… 此处隐藏：1945字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……