地基擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算

1、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主講：莊鵬第一章擴(kuò)展基礎(chǔ)1.基礎(chǔ)承受的荷載a.上部結(jié)構(gòu)荷載b.地基反力2.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容a.剛性基礎(chǔ)：主要包括基礎(chǔ)底面尺寸確定、基礎(chǔ)的外伸寬度與基礎(chǔ)高度的比值確定等；b.擴(kuò)展基礎(chǔ)：主要包括基礎(chǔ)底面尺寸確定、截面高度確定和截面配筋計(jì)算等。第一節(jié)概述一、剛性基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則使基礎(chǔ)主要承受壓應(yīng)力，并保證基礎(chǔ)內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力都不超過材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。二、剛性基礎(chǔ)的構(gòu)造要求1磚基礎(chǔ)磚：不低于MU7.5；砂漿：不低于M2.5，2毛石漿砌基礎(chǔ)：高度一般不小于20cm。3石灰三合土基礎(chǔ)配合比(體積比)為1:2:4或1:3:6；在基槽內(nèi)每層虛鋪22cm25cm，夯實(shí)至l5cm。第二節(jié)剛性基礎(chǔ)4灰土基礎(chǔ)

2、常用的配合比(體積比)有3:7和2:8；在基槽內(nèi)每層虛鋪2225cm，夯實(shí)至l5cm。最小干密度要求為:粉土15.5kN/m3，粉質(zhì)粘土15.0kN/m3，粘土14.5kN/m3。5混凝土和毛石混凝土基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)：一般用C10以上的素混凝土做成。毛石混凝土基礎(chǔ)：在混凝土基礎(chǔ)中埋入25%30%(體積比)的毛石形成，用于砌筑的石塊直徑不宜大于30cm。三、剛性基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟l初步選定基礎(chǔ)高度Ha.混凝土基礎(chǔ)：高度不宜小于20cm，一般為30cm。b.石灰三合土基礎(chǔ)和灰土基礎(chǔ)高度H應(yīng)為l5cm的倍數(shù)。c.磚基礎(chǔ)高度應(yīng)符合磚的模數(shù)；布置基礎(chǔ)剖面時(shí)，大放腳的每皮寬度b1和高度h1值:標(biāo)準(zhǔn)磚寬度b1

3、和高度h1分別為60mm和120mm。八五磚寬度b1和高度h1分別為55mm和110mm。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造示意（d為柱中縱筋直徑）2基礎(chǔ)寬度b的確定先根據(jù)地基承載力初步確定，再按下式驗(yàn)算bb0+2Htan式中b0基礎(chǔ)頂面的砌體寬度；H基礎(chǔ)高度；tan基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比的允許值，稱為剛性角，tan=b2/H可按有關(guān)表選用；b2基礎(chǔ)的外伸長(zhǎng)度。如驗(yàn)算符合要求，則可以。否則應(yīng)調(diào)整基礎(chǔ)高度重新驗(yàn)算，或改用剛性角比較大的材料，直至滿足要求為止。如仍不能滿足，需改用鋼筋混凝土基礎(chǔ)。3當(dāng)剛性基礎(chǔ)由不同材料疊合而成時(shí)，應(yīng)對(duì)疊合部分作抗壓驗(yàn)算。4對(duì)混凝土基礎(chǔ)，當(dāng)基礎(chǔ)底面平均壓力超過300kPa時(shí)，尚應(yīng)對(duì)臺(tái)階高度變化

4、處的斷面進(jìn)行抗剪驗(yàn)算，驗(yàn)算公式如下:V0.7hs ft A 式中V 剪力設(shè)計(jì)值；hs截面高度影響系數(shù)，h800mm時(shí)，取800mm，h2000mm時(shí)，取2000mm；A臺(tái)階高度變化處的剪切斷面面積。一、墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則基底寬度：根據(jù)地基承載力要求確定；基礎(chǔ)高度：由混凝土的抗剪切條件確定；基礎(chǔ)底板受力鋼筋：由基礎(chǔ)驗(yàn)算截面的抗彎能力確定。二、基礎(chǔ)截面的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1地基凈反力計(jì)算地基凈反力：僅由基礎(chǔ)頂面的荷載設(shè)計(jì)值所產(chǎn)生的地基反力，以pj表示。第三節(jié)墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)取沿墻長(zhǎng)度方向l=1m的基礎(chǔ)分析中心荷載作用下偏心受壓計(jì)算簡(jiǎn)圖中心受壓計(jì)算簡(jiǎn)圖bFbFblFpj=1偏心荷載（當(dāng)

5、偏心距eb/6）2maxmin6bMbFpj=式中F、M上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的荷載設(shè)計(jì)值；b墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的寬度。2基礎(chǔ)高度的確定基礎(chǔ)驗(yàn)算截面I的剪力設(shè)計(jì)值VI中心荷載FbbbpVIIjI=中心受壓計(jì)算簡(jiǎn)圖式中bI驗(yàn)算截面I距基礎(chǔ)邊緣的距離?；炷翂wbI=(ba)/2磚墻、墻腳伸出不大于1/4磚長(zhǎng)時(shí)bI=(ba)/2+0.06m偏心荷載minImaxIII22jjpbpbbbbV=偏心受壓計(jì)算簡(jiǎn)圖基礎(chǔ)底板有效厚度h0由混凝土的抗剪切條件確定VI0.7hsfth0式中hs由h0確定?；A(chǔ)高度h有墊層h=h0+40mm無墊層h=h0+75mm設(shè)計(jì)時(shí)，可初選基礎(chǔ)高度h=b/8。3基礎(chǔ)底板的

6、配筋中心和偏心荷載作用下，基礎(chǔ)驗(yàn)算截面I的彎矩設(shè)計(jì)值中心受壓計(jì)算簡(jiǎn)圖每延米墻長(zhǎng)受力鋼筋面積III21bVM=0Is0.9hfMAy=三、墻下條形基礎(chǔ)的構(gòu)造要求基礎(chǔ)邊緣高度一般不宜小于200mm，坡度i1:3?；A(chǔ)高度小于250mm時(shí)，也可做成等厚度板。底板受力鋼筋直徑不宜小于8mm，間距100200mm。縱向分布鋼筋，直徑68mm，間距250300mm。（a）無肋式（b）有肋式墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)一、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）基礎(chǔ)截面的抗沖切驗(yàn)算與基礎(chǔ)高度的確定1中心荷載作用第四節(jié)柱下獨(dú)立基礎(chǔ) 沖切破壞沖切角錐體思路：先假設(shè)一個(gè)基礎(chǔ)高度h，然后驗(yàn)算抗沖切能力。沖切強(qiáng)度計(jì)算：在柱與基礎(chǔ)交接處

7、及基礎(chǔ)變階處Fl 0.7 h pftbmh0bm= (bt+bb) /2Fl =pjAl式中Fl底板承受的沖切力設(shè)計(jì)值；hp受沖切承載力截面高度影響系數(shù)；h0800mm時(shí)，取1.0；h02000mm時(shí)，取0.9;其間按線性內(nèi)插法取用；h0沖切破壞錐體的有效高度；bm沖切破壞錐體最不利一側(cè)計(jì)算長(zhǎng)度；柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的抗沖切驗(yàn)算Fl0.7hpftbmh0bm=(bt+bb)/2Fl=pjAlbt沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長(zhǎng);當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處時(shí)，取柱寬，即bt=b0；當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處時(shí)，取上階寬;bb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)的下邊長(zhǎng)；當(dāng)沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)

8、，計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處時(shí)，取柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度，即bb=b0+2h0；當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處時(shí)，取上階寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度。當(dāng)沖切破壞錐體的底面在b方向落在基礎(chǔ)底面以外，即b0+2h0b時(shí)，bb=b；Al沖切驗(yàn)算時(shí)取用的基底面積。Al計(jì)算方法如下（驗(yàn)算柱與基礎(chǔ)交接處沖切強(qiáng)度時(shí)）（1）當(dāng)bb0+2h0時(shí)，沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)底面范圍之內(nèi)200002222=hbbbhllAl（2）當(dāng)bb0+2h0時(shí)，沖切破壞錐體的底面在b方向落在基礎(chǔ)底面范圍之外bhllAl=0022（3）當(dāng)bb0+2h0，ll0+2h0時(shí)，沖切破壞錐體的底面全部落在基礎(chǔ)底面范圍之外，則不會(huì)產(chǎn)生沖切破壞，不必做沖切驗(yàn)算。2偏心荷

9、載作用計(jì)算方法同中心荷載作用，僅需將pj以基底最大設(shè)計(jì)凈反力pjmax代替即可（偏于安全）。3對(duì)階梯形基礎(chǔ)（1）還應(yīng)驗(yàn)算變階處的有效高度h01。（2）驗(yàn)算方法與上述基本相同，僅需將b0和l0分別換成變階處相應(yīng)的臺(tái)階寬度b1和長(zhǎng)度l1即可。（3）如果從柱邊起的45斜截面線位于變階處起的45斜截面線以外，則僅需進(jìn)行變階處驗(yàn)算，否則就要進(jìn)行柱與基礎(chǔ)交接處以及變階處的沖切驗(yàn)算。（二）基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算和配筋1中心荷載作用內(nèi)力計(jì)算l方向jpbbaM=26121Ib方向jpllbbM=22412II式中MI、MII任意截面II和IIII處的彎矩設(shè)計(jì)值；a1任意截面II至基底邊緣的距離；b、l分別為截面II和II

10、II的上邊長(zhǎng)。 基礎(chǔ)底板內(nèi)力計(jì)算ll0bb02偏心荷載作用內(nèi)力計(jì)算當(dāng)臺(tái)階的寬高比不大于2.5及偏心距不大于b/6時(shí)l方向b方向Imax21I2121jjppbbaM=minmax2II2481jjppllbbM=3基礎(chǔ)配筋計(jì)算底板長(zhǎng)邊和短邊方向的受力鋼筋面積AsI和AsII分別為0yIsI0.9hfMA=dhfMA=0yIIsII0.9式中d鋼筋直徑。二、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)構(gòu)造要求1矩形獨(dú)立基礎(chǔ)底面的長(zhǎng)邊與短邊的比值l/b，一般取11.5。2階梯形基礎(chǔ)每階高度一般為300500mm。3錐形基礎(chǔ)的邊緣高度，一般不宜小于200mm，也不宜大于500mm；錐形坡度i1:3；錐形基礎(chǔ)的頂部每邊宜沿柱邊放出50mm，以便柱子支模。4基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于Cl5。5基底下宜設(shè)