未经加固处理学习教案.pptx

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1、未经加固未经加固(ji)处理处理第一页，共68页。第一节第一节 概述概述(i sh)二、浅基础设计内容及步骤1.了解拟建场地工程地质条件的基础上，合理选择(xunz)基础类型、平面布置及埋深；2.按地基承载力确定基础底面尺寸；3.进行必要的地基稳定性和变形验算；4.基础结构的内力分析和截面设计，并绘制施工图。第1页/共68页第二页，共68页。按受力性能分刚性基础刚性扩大基础单独和联合基础挡土墙下条形基础柔性基础柱下条形基础筏板基础箱形基础第二节第二节 浅基础浅基础(jch)的类型的类型第2页/共68页第三页，共68页。刚性(n xn)基础刚性刚性刚性刚性(n xn)(n xn)(n xn)(n

2、 xn)基基基基础的概念础的概念础的概念础的概念基础在外力（包括基础自重(zzhng)）作用下，基底的地基反力为，此时基础的悬出部分a-a断面左端，相当于承受着强度为的均布荷载的悬臂梁，在荷载作用下，a-a断面将产生弯曲拉应力和剪应力。当基础具有足够的截面使材料的容许应力大于由地基反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，a-a断面不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础。它是桥梁、涵洞和房屋等建筑物常用的基础类型。第3页/共68页第四页，共68页。柔性基础柔性基础柔性基础柔性基础(jch)(jch)(jch)(jch)的概念的概念的概念的概念柔性(ru xn)基础基础在基底反力

3、作用下，在a-a断面产生弯曲拉应力和剪应力若超过了基础的强度极限值，为了防止基础在a-a断面开裂甚至断裂，可将刚性基础尺寸重新设计，并在基础中配置足够数量(shling)的钢筋，这种基础称为柔性基础刚性基础第4页/共68页第五页，共68页。刚性(nxn)基础的特点优点：稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载，所以只要地基强度能满足要求缺点：自重大，并且当持力层为软弱土时，由于扩大基础面积有一定限制(xinzh)，需要对地基进行处理或加固后才能采用，否则会因所受的荷载压力超过地基强度而影响建筑物的正常使用。柔性(ruxn)基础的特点l优点：整体性能较好，抗弯刚度较大。在土质较差的地基上修建高层建筑

4、物时，采用这种基础形式是适宜的。l缺点：柔性基础，特别是箱形基础，钢筋和水泥用量较大，施工技术要求较高，所以采用这种基础形式应与其它基础方案（如采用桩基础等）比较后再确定。第5页/共68页第六页，共68页。第二节第二节 浅基础浅基础(jch)的类型的类型刚性(nxn)基础刚性扩大(kud)基础单独和联合基础挡土墙下条形基础第6页/共68页第七页，共68页。第二节第二节 浅基础浅基础(jch)的类型的类型柔性(ruxn)基础柱下条形(tioxn)基础筏板基础箱形基础第7页/共68页第八页，共68页。按材料分类砖基础毛石基础灰土基础混凝土及毛石混凝土基础钢筋混凝土基础第8页/共68页第九页，共68

5、页。第二节第二节 浅基础浅基础(jch)的类型的类型按材料分:砖基础：大放角基础。两皮一收或两皮一收与一皮一收相间。注意对材料的最底要求。毛石基础：毛石为未经加工整平的石料。注意其构造要求及台阶高宽比要求。灰土基础：依体积比分为3：7灰土、2：8灰土，灰土干重度14.515.5KN/m,容许承载力可达250300KPa。优点：施工简便，造价便宜，可节约(jiyu)水泥、砖石材料。缺点：在水中硬化慢，早期强度低，抗水性差，抗冻性差。一般只用于冰冻线以下，地下水位以上。钢筋混凝土基础混凝土和毛石混凝土基础第9页/共68页第十页，共68页。砖基基础：低：低层建筑建筑墙下基下基础。砌筑方便，。砌筑方便

6、，强度度(qingd)低、抗低、抗冻性差。砌法：二一性差。砌法：二一间隔收（隔收（1/4砖）返回返回(fnhu)第10页/共68页第十一页，共68页。毛石毛石(mo sh)基基础：砌筑：砌筑较方便，抗方便，抗冻性好。砌性好。砌法：法：错缝搭接。搭接。MU20毛石毛石(mo sh)M5砂浆砂浆(shjing)MU20毛石毛石 M5砂浆砂浆返回返回第11页/共68页第十二页，共68页。混凝土与毛石混凝土基混凝土与毛石混凝土基础：强度度(qingd)、耐久性和、耐久性和抗抗冻性均性均较好，适于荷好，适于荷载大及地下水位以下大及地下水位以下结构。构。掺入片石要求：占体入片石要求：占体积2030%，尺寸

7、，尺寸300mm掺入毛石入毛石 节约(jiyu)水泥水泥柱下混凝土基柱下混凝土基础(jch)墙下下砼基基础第12页/共68页第十三页，共68页。第二节第二节 浅基础浅基础(jch)的类型的类型l十字交叉l阀板l箱形柱下条形基础(jch)，柱下十字交叉条形基础(jch)，筏板基础(jch)，箱形基础(jch)。长度远大于宽度(kund)的基础单独基础联合基础条形基础按构造分类第13页/共68页第十四页，共68页。第二节第二节 浅基础浅基础(jch)的类型的类型三、扩展三、扩展(kuzhn)基础：基础：（一）无筋扩展基础（刚性基础）（一）无筋扩展基础（刚性基础）1、材料：砖、毛石、灰土或三合土。、

8、材料：砖、毛石、灰土或三合土。2、构造要求、构造要求:保证抗拉强度保证抗拉强度(kn l qin d)、抗、抗剪强度剪强度第14页/共68页第十五页，共68页。第二节第二节 浅基础浅基础(jch)的类型的类型（二）钢筋混凝土扩展基础（二）钢筋混凝土扩展基础1、特点、特点(tdin)：抗弯、剪性能好。：抗弯、剪性能好。2、形式：墙下和柱下钢筋混凝土扩展基础。、形式：墙下和柱下钢筋混凝土扩展基础。第15页/共68页第十六页，共68页。第二节第二节 浅基础浅基础(jch)的类型的类型四、联合(linh)基础第16页/共68页第十七页，共68页。联合联合(linh)(linh)基础基础柱下十字交叉基柱

9、下十字交叉基础础柱柱底板底板梁梁第17页/共68页第十八页，共68页。联合联合(linh)(linh)基础基础筏形基础（板式与筏形基础（板式与梁板式）梁板式）第18页/共68页第十九页，共68页。联合联合(linh)(linh)基础基础箱形基础箱形基础第19页/共68页第二十页，共68页。第二节第二节 浅基础浅基础(jch)的类型的类型五、独立五、独立(dl)基础基础第20页/共68页第二十一页，共68页。第三节第三节 基础埋置深度基础埋置深度(shnd)的选择的选择一、工程水文地质条件：基础底面应尽量埋于地下水位以上，以避免地下水对基坑施工的影响，如必须埋在地下水位以下时，则应采取措施（如基

10、坑排水、坑壁围护等），以保证地基土施工时不受扰动(rodng)。地下水对基础材料的侵蚀作用及防护措施也应充分考虑。第21页/共68页第二十二页，共68页。第三节第三节 基础埋置深度基础埋置深度(shnd)的选择的选择二、建筑物的用途及基础类型 建筑物的用途影响基础埋深的选择(xunz)。如有地下室的建筑，埋深由地下室标高决定；工业建筑中的地下设施和设备基础，不能离建筑物基础太近。基础类型是影响埋深的另一个主要因素。对于由砖石材料砌筑的刚性基础，因其高度相对较大，若埋深较小则有露的可能因此，基础的埋深由基础的构造高度决定。第22页/共68页第二十三页，共68页。第三节第三节 基础埋置深度基础埋置

11、深度(shnd)的选择的选择三、作用在基础(jch)上的荷载大小和性质 对于只受垂直荷载作用的基础(jch)，可根据荷载的大小经过地基承载力的计算，选择持力层，确定埋深；如果基础(jch)同时还承受水平荷载作用（如挡土墙、厂房柱基、烟囱、水塔等构筑物的基础(jch)），则应加大埋深，以增强土层对基础(jch)的嵌固作用，保证构筑物的稳定性第23页/共68页第二十四页，共68页。第三节第三节 基础基础(jch)埋置深度的选择埋置深度的选择四、相邻建筑物基础埋深 为保证相邻原有建筑物在施工(sh gng)期间的安全和正常使用，基础埋深不宜深于相邻原有建筑物的基础。五、地基(dj)土的冻胀和融陷 在

12、有冻胀性土的地区建设时，除基础埋深必须符合上述规定外，还应根据土的冻胀性和冻深的大小，采取一些相应的防冻害措施。第24页/共68页第二十五页，共68页。1、地基承载力：、地基承载力：地基在保证地基在保证(bozhng)其稳定的前提下，满足建筑物各其稳定的前提下，满足建筑物各类变形要求时的承载能力。类变形要求时的承载能力。2、地基承载力的确定方法：、地基承载力的确定方法：a、根据规范表格、根据规范表格(biog)确定；确定；b、按静载荷试验方法确定；、按静载荷试验方法确定；c、根据土的强度理论计算确定；、根据土的强度理论计算确定；d、根据相邻条件相似的建筑物经验确定。、根据相邻条件相似的建筑物经

13、验确定。第四节地基承载力设计(shj)值第25页/共68页第二十六页，共68页。第四节第四节 地基承载力设计地基承载力设计(shj)值值一、按土的抗剪强度(qingd)指标确定（一）魏锡克公式承载力设计值按下式计算：折减系数；有效(yuxio)面积；A 基础实际面积。K安全系数23。第26页/共68页第二十七页，共68页。第四节第四节 地基承载力设计地基承载力设计(shj)值值（二）规范推荐(tujin)的理论公式长期承载力设计值：短期承载力设计值：第27页/共68页第二十八页，共68页。第四节第四节 地基承载力设计地基承载力设计(shj)值值二、按地基载荷(zi h)试验确定承载力实测值：对

14、低压缩性土：对高压缩性土：或或(当当 )第28页/共68页第二十九页，共68页。第四节第四节 地基承载力设计地基承载力设计(shj)值值三、软弱下卧层验算 当地(dngd)基受力层范围内存在软弱下卧层时，还必须对下卧层进行验算。基底压力基底压力(yl)标准值；标准值；基底处自重压力基底处自重压力(yl)值；值；应力扩散角；应力扩散角；pcpczpz第29页/共68页第三十页，共68页。第五节第五节 连续基础连续基础(jch)概述概述连续基础:在地基平面上一个或两个方向的尺度与其竖截面高度相比较大(jiod).一般可看成是地基上的受弯构件，如梁、板。连续基础的特点:它的挠曲特征、基底反力和截面内

15、力分布与地基、基础以及上部结构的相对刚度特征有关，因此考虑要三者相互作用问题。例如：高层建筑地基、基础和上部结构三者相互作用的过程中，地基起主导作用，其次是基础，另外还受到上部结构刚度的约束作用。第30页/共68页第三十一页，共68页。连续基础条形基础筏板基础箱形基础补偿性基础多层住宅的砖混结构(jigu)，其特点是墙体直接承受各层楼板或楼面梁的荷载，荷载以线荷载的形式传至基础顶面。高层建筑的特点之一就是(jish)层数多、高度高、体积大。当地基承载力及地基沉降变形能满足要求时,大部分高层建筑基础可采用箱形或箱筏式结构。基础(jch)有足够埋深使得基底的实际压力等于该处原来土体的自重压力，即基

16、坑开挖移去的土重补偿了建筑物的重量第五节第五节 连续基础概述连续基础概述第31页/共68页第三十二页，共68页。1、是天然(tinrn)基础，不需进行特殊人工处理；2、地基承载力有所提高；3、增加建筑物的稳定性；4、减少建筑物总沉降量。连续基础条形基础筏板基础箱形基础补偿性基础多层住宅的砖混结构，其特点是墙体直接承受(chngshu)各层楼板或楼面梁的荷载，荷载以线荷载的形式传至基础顶面。高层建筑的特点(tdin)之一就是层数多、高度高、体积大。当地基承载力及地基沉降变形能满足要求时,大部分高层建筑基础可采用箱形或箱筏式结构。第五节第五节 连续基础概述连续基础概述优点其形式有：片筏基础和箱型基

17、础。第32页/共68页第三十三页，共68页。“零层板零层板”的方法即是补偿性基础中最简单的方法，它的方法即是补偿性基础中最简单的方法，它在片筏基础上回填少量的房心土，不须压实，一楼地在片筏基础上回填少量的房心土，不须压实，一楼地面采用架空楼板，减少填土重量，提高地基承载力。面采用架空楼板，减少填土重量，提高地基承载力。条形基础沉降曲线是条形基础沉降曲线是“锅底状锅底状”，中部沉降最大，两边，中部沉降最大，两边沉降最小，若处理不当，将产生不均匀沉降，在进行沉降最小，若处理不当，将产生不均匀沉降，在进行房心土回填时，两端多填点，中间少填点，恰好可抵房心土回填时，两端多填点，中间少填点，恰好可抵消这

18、种沉降变形消这种沉降变形(binxng)(binxng)倾向。倾向。第五节第五节 连续连续(linx)基础概述基础概述补偿性基础(jch)应用实例第33页/共68页第三十四页，共68页。第六节连续基础(jch)地基计算模型uu一、文克勒地基模型（一、文克勒地基模型（18671867）uu地基上任地基上任(shngrn)(shngrn)一点所受的压力强度一点所受的压力强度p p与该点的地与该点的地基沉降基沉降s s成正比，即成正比，即uu式中，比例常数式中，比例常数k k为基床系数。为基床系数。第34页/共68页第三十五页，共68页。第六节连续基础(jch)地基计算模型基床系数(xsh)k参考值

19、土的名称土的状态k（kN/m3）弱淤泥质土、有机质土0.51041.0104粘土、粉质粘土软塑0.51042.0104可塑2.01044.0104硬塑4.010410.0104砂土松散0.71041.5104中密1.51042.5104密实2.51044.0104砾土中密2.51044.0104黄土、黄土性粉质粘土4.01045.0104第35页/共68页第三十六页，共68页。第六节连续(linx)基础地基计算模型二、弹性二、弹性(tnxng)(tnxng)半空间地基模型半空间地基模型弹性弹性(tnxng)(tnxng)半空间的计算模型半空间的计算模型rzoP弹性(tnxng)半空间第36页/

20、共68页第三十七页，共68页。第六节连续基础(jch)地基计算模型对于(duy)任意荷载对于均布矩形(jxng)荷载第37页/共68页第三十八页，共68页。第七节文克勒地基上梁(shnlin)的计算一、无限一、无限(wxin)(wxin)长梁的长梁的解答解答根据作用(zuyng)于梁单元上竖向的静力平衡条件将上式对x求两次导数,可得根据材料力学,梁挠度的微分方程由此得第38页/共68页第三十九页，共68页。二、有限(yuxin)长梁的计算第七节文克勒地基(dj)上梁的计算引起(ynq)的弯矩Md和剪力Vd分别为：第39页/共68页第四十页，共68页。三、基床系数(xsh)的确定如果(rgu)地

21、基是一种直线变形体，i点的基床系数ki可以表示为K值取决于地基土层的分布(fnb)情况及其压缩性、基底的大小和形状，与基础荷载和刚度有关的地基中的应力等因素第七节第七节 文克勒地基上梁的计算文克勒地基上梁的计算第40页/共68页第四十一页，共68页。例题：如图所示，承受对称柱荷载的钢筋混凝土条形基础的抗弯刚度EcI=4.3e3MPam4，长l=17m，底面宽b=2.5m。地基土的压缩模量Es=10MPa，基岩面位于基底以下(yxi)5m处。试计算基础中点C处的挠度，弯矩和基底净反力。第41页/共68页第四十二页，共68页。第42页/共68页第四十三页，共68页。第43页/共68页第四十四页，共

22、68页。第44页/共68页第四十五页，共68页。第45页/共68页第四十六页，共68页。对其他各点计算后，绘制基底(j d)净反力图、剪力图和弯矩图第46页/共68页第四十七页，共68页。柱下条形基础通常在下列情况下采用柱下条形基础通常在下列情况下采用:1.1.当上部结构当上部结构(jigu)(jigu)传下的荷载较大传下的荷载较大,地基的承地基的承载力较低载力较低,采用各种形式的单独基础不能满足设计采用各种形式的单独基础不能满足设计要求时。要求时。2.2.当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构筑物基础的限制而无法扩展时。筑物基础的限制而无法扩展时

23、。3.3.地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基。地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基。4.4.各柱荷载差异过大。各柱荷载差异过大。5.5.防止过大的不均匀沉降量时。防止过大的不均匀沉降量时。第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn)基础基础第47页/共68页第四十八页，共68页。简化计算方法：有静力平衡法和倒梁法两种，都是不考虑地基(dj)与上部结构变形协调条件。假定基底反力按线性分布,仅进行满足静力平衡条件下梁的计算。适用范围：当柱荷载比较均匀,柱距相差不大,基础与地基相对(xingdu)刚度较大,可忽略柱下不均匀沉降时采用。第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn)基础基础

24、第48页/共68页第四十九页，共68页。一、计算(jsun)图式上部结构(jigu)荷载和基础剖面图第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn)基础基础第49页/共68页第五十页，共68页。静力平衡法计算(jsun)图式第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn)基础基础第50页/共68页第五十一页，共68页。倒梁法计算(jsun)图式第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn)基础基础第51页/共68页第五十二页，共68页。二、静力平衡(pnghng)法和倒梁法的应用1.静力平衡法具体步骤(1)先确定基础(jch)梁纵向每米长度上地基净反力设计值静力平衡法计算(jsun)模型第八节第八

25、节 柱下条形基础柱下条形基础(一)、静力平衡法第52页/共68页第五十三页，共68页。计算(jsun)图式(2)对基础梁从左至右取分离体,列出分离体上竖向力平衡方程(fngchng)和弯矩平衡方程(fngchng),求解梁纵向任意截面处的弯矩和剪力。第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn)基础基础第53页/共68页第五十四页，共68页。地基压缩性和基础荷载(hzi)分布都比较均匀,基础高度大于柱距的1/6或平均柱距满足l1.75I,且上部结构为柔性结构时的柱下条形基础和联合基础.第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn)基础基础2.静力平衡(pnghng)法适用条件第54页/共68页

26、第五十五页，共68页。（1）由于静力平衡法不考虑基础与上部结构的相互作用,因而在荷载和直线分布(fnb)的基底反力作用下可能产生整体弯曲。（2）上述适用条件中,要求上部结构为柔性结构。如何判断上部结构为柔性结构,从绝大多数建筑的实际刚度来看,均介于绝对刚性和完全柔性之间,目前还难以定量计算。第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn)基础基础3.对静力平衡法的一些(yxi)看法第55页/共68页第五十六页，共68页。1.倒梁法具体步骤(1)先用弯矩分配法或弯矩系数法计算(jsun)出梁各跨的初始弯矩和剪力。弯矩系数法的计算(jsun)内力表达式为:弯矩系数和剪力系数按所计算的梁跨数和其上作用

27、的均布荷载(hzi)形式,直接从建筑结构静力计算手册中查。第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn)基础基础M=弯矩系数弯矩系数 Pj b l2；V=剪力系数剪力系数 Pj b l(二)倒梁法第56页/共68页第五十七页，共68页。(2)调整不平衡力:首先(shuxin),由支座处柱荷载和求得的支座反力1计算不平衡力:式中支座处不平衡力,左，右支座处梁截面(jimin)左、右边剪力其次,将各支座不平衡力均匀分布在相邻两跨的各1/3跨度范围(fnwi)内如图6,按下式计算:第八节第八节 柱下条形基础柱下条形基础第57页/共68页第五十八页，共68页。继续(jx)用弯矩分配法或弯矩系数法计算出

28、此情况的弯矩和剪力,并求出其支座反力与原支座反力叠加,得到新的支座反力。第58页/共68页第五十九页，共68页。(3)重复步骤(2),直至不平衡力在计算容许精度范围(fnwi)内。(4)将逐次计算结果叠加即可得到最终弯矩和剪力。计算(jsun)简图和支座反力柱荷载(hzi)和柱距图第八节第八节 柱下条形基础柱下条形基础第59页/共68页第六十页，共68页。2.倒梁法适用条件地基(dj)压缩性和基础荷载分布都比较均匀,基础高度大于柱距的1/6或平均柱距满足1.75/,且上部结构刚度较好时的柱下条形基础,可按倒梁法计算。基础梁的线刚度大于柱子线刚度的3倍第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn

29、)基础基础第60页/共68页第六十一页，共68页。3.对倒梁法的一些看法(1)满足(mnz)上述适用条件之一的条形基础一般都能迫使地基产生比较均匀的下沉,与假定的地基反力按直线分布基本吻合。(2)柱距不宜过大,尽量等间距。(3)当基础与地基相对刚度愈小,柱荷载作用点下反力会过于集中成“钟形”。(3)将第一步用弯矩分配法或弯矩系数法计算出的弯矩和剪力直接作为最终值,这对于中间支座及其中间跨中来说是偏于安全的,而对于边跨及其支座是偏于不安全。第八节第八节 柱下条形柱下条形(tio xn)基础基础第61页/共68页第六十二页，共68页。第62页/共68页第六十三页，共68页。第九节筏板基础(jch)

30、筏板基础的特点：1、成片覆盖于建筑物地基较大面积上,2、易于满足软弱地基承载力的要求(yoqi),3、减少地基的附加应力和不均沉降,4、增加建筑物的整体抗震性,5、对地下室或架空地板的筏基还具有一定的补偿性效应。第63页/共68页第六十四页，共68页。按所支承的上部结构类型(lixng)分：1、墙下筏板基础-用于砖砌体承重结构房屋.2、柱下筏板基础-用于框架、剪力墙结构。按基础构造特点分：1、等厚的平板式筏板基础2、沿纵横柱列方向的筏板顶面或底面加肋形成的肋梁式筏板基础。第九节筏板基础(jch)第64页/共68页第六十五页，共68页。平板式筏板基础(jch)的厚度200,当柱荷载较大时,可将柱

31、位下筏板局部加厚。肋梁式筏板基础的板厚200,且宜大于计算(jsun)区段内最小板跨1/20。筏板受力钢筋的配置除应满足计算要求,对剪力墙下筏板,纵向为配筋率为0.15%,横向(hnxin)配筋率为0.10%,对柱下筏板,纵向和横向(hnxin)配筋率均为0.15%,柱下和墙下筏板的跨中钢筋均按实际配筋率全部连通。筏板边缘的外伸部分应上下配置钢筋。构造要求：第九节筏板基础第65页/共68页第六十六页，共68页。内力计算：先按常规方法进行地基承载力验算。为了避免基础发生太大的倾斜和改善基础受力状况,在决定筏板基础平面尺寸时,可以通过改变底板在四边的外挑长度(chngd)来调整基底的形心位置,以尽量减少基础所受的偏心力距.当设计荷载为恒载与活载组合时,而无风载时,一般要求偏心距不超过基础宽度的1/60,有风载时为1/30.筏板的设计方法有:按刚性的设计、按弹性板方法设计、按弹性地基梁设计.第九节筏板基础(jch)第66页/共68页第六十七页，共68页。第67页/共68页第六十八页，共68页。