《浅基础设计》ppt课件

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7浅基础设计 7.1地基基础设计基本原则地基基础设计必须根据建（构）筑物的用途和安全等级、建筑布置和上部结构类型，充分考虑建筑场地和地基岩土条件，结合施工条件以及工期、造价等各方面要求，合理选择地基基础方案，因地制宜、精心设计，以保证建（构）筑物的安全和正常使用。2 地基基础设计基本原则（续）（1）对防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应具有足够的安全度（2）应控制地基变形量，使之不超过建（构）筑物的地基变形允许值，以免引起基础不利截面和上部结构的损坏，或影响建（构）筑物的使用功能和外观（3）基础的型式、构造和尺寸，除应能适应上部结构、符合使用需要、满足地基承载力（稳定性）和变形要求外，还应满足对基础结构的耐久性的要求3 地基基础设计等级建筑物的安全和正常使用，不仅取决于上部结构的安全储备，更重要的是要求地基基础有一定的安全度。因为地基基础是隐蔽工程，所以不论地基或基础哪一方面出现问题或发生破坏均很难修复，轻者影响使用，重者还会导致建筑物破坏甚至酿成灾害，因此，地基基础设计在建筑物设计中举足轻重。根据地基基础损坏造成建筑物破坏后果（危及人的生命、造成经济损失、造成社会影响及修复的可能性）的严重程度，可将建筑物分为三个设计等级。4 地基基础设计等级设计等级建筑和地基类型甲级重要的工业与民用建筑；30层以上的高层建筑体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体的建筑物大面积的多层地下建（构）筑物（如地下车库、商场、运动场等）对地基变形有特殊要求的建（构）筑物复杂地质条件下的坡上建（构）筑物（包括高边坡）对原有工程影响较大的新建建（构）筑物场地和施工条件复杂的一般建（构）筑物位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程乙级除甲、丙级以外的工业与民用建（构）筑物丙级场地和地质条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般建（构）筑物；次要的轻型建（构）筑物5 地基基础设计要求根据地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响，地基基础设计应按下列要求进行：（1）所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；（2）设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；6 （3）后表所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑；在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。7 地基基础设计要求（续）（4）对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建（构）筑物，尚应验算其稳定性；（5）基坑工程应进行稳定性验算；（6）当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。8 可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围9 基础上作用荷载为了按地某承载力确定基础底面积，必须分析传到基础底面上的各种基本组合的荷载。作用在建筑物基础上的荷载有四种情况。10 荷载组成静荷载包括建筑物和基础的自重、固定设备的重量、土压力和正常稳定水位的水压力。它是引起基础沉降的主要因素。活荷载又分为普通活荷载和特殊荷载（又称偶然荷载）。由于特殊荷载（例如地震作用、风力等）发生的机会不多，作用的时间很短，故沉降计算只考虑普通活荷载。但在进行地基的稳定性验算时，则要考虑特殊荷载。在进行地基基础设计时，应根据使用过程中可能同时出现的荷载，按设计要求和使用要求，取各自最不利状态分别进行荷载效应组合。11 荷载效应组合地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定：（1）按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。（2）计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。12 荷载效应组合（3）计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0。（4）在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合。13 荷载效应组合（5）基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数0不应小于1.0。14 正常使用极限状态荷载效应标准组合值Sk=SGk＋SQ1k＋ψc2SQ2k＋···········＋ψcnSQnk荷载效应的准永久组合值Sk=SGk＋ψq1SQ1k＋ψq2SQ2k＋···········＋ψqnSQnk承载能力极限状态下，由可变荷载效应控制的基本组合设计值S=GSGk＋Q1SQ1k＋Q2ψq2SQ2k＋·······＋ψqnQnSQnkSGk——按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值；SQik——按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值；ψci——可变荷载Qi的组合值系数0.5～0.9ψqi——准永久值系数0.3～0.8G——永久荷载的分项系数1.2Qi——第i个可变荷载的分项系数1.415 对永久荷载效应控制的基本组合，也可采用简化规则，荷载效应基本组合的设计值S按下式确定：S＝1.35SkR式中R——结构构件抗力的设计值，按有关建筑结构设计规范的规定确定；Sk——荷载效应的标准组合值。16 对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载(效应)组合，并应采用下列设计表达式进行设计0S≤R式中0——结构重要性系数；S——荷载效应组合的设计值；R——结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。17 7.2浅基础的类型18 基础分类及定义分类依据名称定义基础埋深浅基础只需经过挖槽、排水等普通施工程序就可以建造的一般深度小于基底宽度的基础深基础采用桩、沉井等特殊施工方法建造的一般深度大于基底宽度的基础受力及刚度特征无筋扩展基础（刚性基础）由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。扩展基础(柔性基础)将上部结构传来的荷载通过向侧边扩展成一定底面积，使作用在基底的压应力等于或小于地基土的允许承载力，而基础内部的应力应同时满足材料本身的强度要求，这种起到压力扩散作用的基础称为扩展基础。基础材料砖基础用砖砌筑的刚性基础三合土基础用三合土建造的刚性基础灰土基础用灰土建造的刚性基础毛石基础用强度较高且未风化的毛石砌筑的刚性基础砼或毛石砼基础用混凝土或毛石混凝土砌筑的刚性基础钢筋混凝土基础用钢筋混凝土砌筑的基础基础构造独立基础柱下、塔下、筒式结构物下的单个基础条形基础墙下条形基础墙下的长条形基础柱下杠形基础为减小基底压力而将柱下独立基础联成一起的条形基础交叉梁基础为减小基底压力而将柱下独立基础联成网格状的基础筏板基础墙下筏板基础大面积整体钢筋混凝土板式基础或梁板式基础柱下筏板基础箱形基础由钢筋混凝土顶板、底板、侧墙、内隔墙结构组成，具有一定高度的整体性基础，属于补偿性基础其他补偿性基础建在地面以下足够深度，挖除的基坑土重，可以明显减少由结构物引起的基底压力，从而减少建筑物沉降的基础19 无筋扩展基础（刚性基础）由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。20 基础高度H0的验算21 无筋扩展基础宽高比允许值表7.322 砖基础砖基础采用的砖强度等级应不低于MU10。砂浆强度等级应不低于M5，在地下水位以下或地基土潮湿时应采用水泥砂浆砌筑。基础底面以下一般先做100mm厚的混凝土垫层，混凝土强度等级为C10或C7.5。砖基础一般做成台阶式，即大放脚。砌法有两皮一收和二一间隔收。23 砖基础24 毛石基础毛石基础采用的材料为未加工或仅稍作修整的未风化的硬质岩石。其高度一般不小于200mm，每一阶伸出的宽度不宜大于200mm。当毛石形状不规则时，其高度应不小于150mm。25 三合土基础由石灰、砂和骨料（矿渣、碎砖或碎石）加适量的水充分搅拌均匀后，铺在基槽内分层夯实而成。三合土的配合比（体积比）为1:2:4或1:3:6。在基槽内每层虚铺220mm，夯实至150mm。三合土基础26 灰土基础由热化后的石灰和粘土按比例拌和并夯实而成。常用的配合比（体积比）为3:7和2:8，铺在基槽内分层夯实，每层虚铺220~250mm，夯实至150mm为一步。其最小干密度要求为：粉土1.55t/m3，粉质粘土1.50t/m3，粘土1.45t/m3。灰土基础27 混凝土和毛石混凝土基础混凝土基础一般用强度等级不低于C15的素混凝土做成。毛石混凝土基础是在混凝土基础中埋入25％～30％（体积比）的毛石做成，且用于砌筑的石块直径不宜大于300mm。28 采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱，其柱脚高度h1不得小于b1，并不应小于300mm，且不小于20d（d为柱中的纵向受力钢筋的最大直径）。当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚固长度不满足锚固要求时，可沿水平方向弯折，弯折后的水平锚固长度不应小于10d，也不应大于20d。29 扩展基础(柔性基础)将上部结构传来的荷载通过向侧边扩展成一定底面积，使作用在基底的压应力等于或小于地基土的允许承载力，而基础内部的应力应同时满足材料本身的强度要求，这种起到压力扩散作用的基础称为扩展基础。扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。30 墙下钢筋混凝土扩展基础31 墙下条形基础分为无肋和有肋的两种无肋式有肋式32 柱下独立基础33 钢筋混凝土柱下独立基础（a）（b）（c）（a）阶梯形；（b）锥形；（c）杯形34 扩展基础形式35 柱下条形基础和交叉梁基础36 筏板基础37 筏板基础（带地下室）筏形基础是柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢筋混凝土基础。38 箱形基础由底板、顶板、外墙和相当数量的纵横内隔墙构成的单层或多层箱形钢筋混凝土结构，作为整个建筑物或建筑物主体部分的基础。39 箱形基础40 壳体基础由正圆锥形及其组合型式构成的薄壳特点：充分利用基础材料的抗压性能；节省材料，具有良好的经济效果用途：主要用于特种结构41 7.3基础埋置深度的选择1建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的型式和构造在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础宜浅埋，当上层地基的承载力大于下层土时，宜利用上层土作持力层。除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的1/18～1/20。42 基础最小埋置深度43 基础最小埋置深度44 2作用在地基上的荷载大小和性质应满足地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基上的高层建筑，其地基埋深应满足抗滑要求。45 基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施。当基础埋置在易风化的岩层上，施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。3工程地质和水文地质条件46 地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算。最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求：MR／Ms≥1.2式中MR——滑动力矩；Ms——抗滑力矩。47 位于稳定土坡坡顶上的建筑，当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于或等于3m时，其基础底面外边缘线至坡顶的水平距离应符合下式要求，但不得小于2m：条形基础矩形基础a——基础底面外边缘线至坡顶的水平距离；b——垂直于坡顶边缘线的基础底面边长；d——基础埋置深度；——边坡坡角。48 土坡坡顶处基础的最小埋深条形基础矩形基础49 当边坡坡角大于45°、坡高大于8m时，尚应验算坡体稳定性。50 基坑下有承压水层时的基础埋深基底安全厚度h0其中k取0.7~1（基坑宽时取小值）51 桥梁受冲刷时基底最小埋深桥梁类型最大冲刷深度（m）0<3≥3≥8≥15≥20一般桥梁1.01.52.02.53.03.5技术复杂，修复困难的特大桥及其它重要大桥1.52.02.53.03.54.052 当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础。当埋深大于原有建筑基础时，两基础间应保持一定净距，其数值应根据原有建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定。当上述要求不能满足时，应采取分段施工，设临时加固支撑，打板桩，地下连续墙等施工措施，或加固原有建筑物地基。4相邻建筑物的基础理深53 相邻基础的埋置深度54 5地基土冻胀和融陷的影响——冻胀力的作用地下水位饱和细粒土法向冻涨力切向冻涨力55 季节性冻土地基的设计冻深zd按下式计算：zd＝z0ψzsψzwψzezd——设计冻深；z0——标准冻深；ψzs——土的类别对冻深的影响系数ψzw——土的冻胀性对冻深的影响系数ψze——环境对冻深的影响系数当建筑基础底面之下允许有一定厚度的冻土层，可用下式计算基础的最小埋深：dmin=zd-hmaxhmax——基础底面下允许残留冻土层的最大厚度。季节性冻土地基的设计冻深56 z0——标准冻深57 土的类别影响系数ψzs土的类别影响系数ψzs粘性土1.00中、粗、砾砂1.30细砂、粉砂、粉土1.20碎石土1.40土的类别对冻深的影响系数ψzs58 冻胀性影响系数ψzw不冻胀1.00弱冻胀0.95冻胀0.90强冻胀0.85特强冻胀0.80土的冻胀性对冻深的影响系数ψzw59 地基土的冻胀性分类60 环境对冻深的影响系数ψze注：环境影响系数一项，当城市市区人口为20~50万时，按城市近郊取值；当城市市区人口大于50万小于或等于100万时，按城市市区取值；当城市市区人口超过100万时，按城市市区取值，5km以内的郊区应按城市近郊取值。周围环境影响系数ψze村、镇、旷野1.00城市近郊0.95城市市区0.9061 基础底面下允许残留冻土层的最大厚度hmax62 7.5基础底面尺寸的确定 一、中心荷载作用中心荷载下，基底平均压力应不大于地基承载力特征值fa——修正后的地基承载力特征值；pk——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值。64 中心荷载作用下基底平均压力的计算Fk——相应于荷载效应标准组合时传至基础顶面的竖向力值（kN）；A——基础底面积，m2Gk——为基础自重和基础上土重，G——基础及其上土的平均重度，一般取G=20kN/m3，地下水位以下取浮重度；d——为埋深，m。65 基底面积矩形基础：按上式算出A后，先选定b（或l），即可算出l（或b）方形基础：条形基础沿基础长度方向取1m作为计算单元，故基底宽度为：66 二、偏心荷载作用除应满足pkfa外，尚应使最大基底压力小于1.2倍的地基承载力特征值pkmax1.2fa偏心荷载作用下基底最大、最小压力当el/6，eb/6时，67 Wx=bl2/6，Wy=b2l/6，ex=Mkx/(Fk+Gk),ey=Mky/(Fk+Gk)Mk——相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的力矩值；Wk——基础底面的抵抗矩；pkmax——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值；pkmin——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最小压力值。F+G68 当偏心距e＞b/6时．pkmax应按下式计算：l——垂直于力矩作用方向的基础底面边长；a——合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。69 偏心荷载作用下，确定基础底面尺寸的步骤（1）按中心荷载的公式计算底面积A1（或b1）；（2）考虑偏心作用，把底面积A1（或b1）适当提高10%~40%，作为偏心荷载作用下基础底面积（或宽度）的第一次近似值，即A=（1.1～1.4）A170 （3）按假定的底面积A，按偏心受压计算基底的最大边缘压力pkmax和最小的边缘压力pkmin；判断是否满足下列两式:pk＝(pkmax＋pkmin)/2≤fapkmax≤1.2fa如不满足要求，或应力过小，使地基承载力未能充分发挥，应调整基础尺寸，直至既满足上式要求又能发挥地基承载力为止。71 当地基受力层范围内有软弱下卧层时，要求软弱下卧层顶面处的附加应力与自重应力之和不大于它的承载力特征值，按下式验算：pz＋pcz≤fazpz——相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加压力值；pcz——软弱下卧层顶面处土的自重压力值；faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。软弱下卧层验算72 软弱下卧层及附加应力计算73 条形基础pz=b(pk-pc)／(b+2z·tan)矩形基础b——矩形基础或条形基础底边的宽度；l——矩形基础底边的长度；pc——基础底面处土的自重压力值,kPa；z——基础底面至软弱下卧层顶面的距离；——地基压力扩散线与垂直线的夹角。74 地基压力扩散角注：1.Es1为上层土压缩模量；Es2为下层土压缩模量；2.z/b<0.25时取=0°，必要时，宜由试验确定；z/b>0.50时值不变。Es1/Es2z/b0.250.5035106°10°20°23°25°30°75 【例7.4】某柱基础地基为均质粘性土层；地基土的物理力学性质指标如右图所示结构传至基础顶面的荷载分别为：试确定该柱下独立基础的底面积和尺寸分析：该题属于偏心受压1.先确定地基承载力特征值特征值按基础埋深进行修正76 77 2.根据中心受压持力层强度条件确定基础底板面积3.考虑偏心影响，将底板增大20%4.初步确定底板尺寸设78 5.验算地基持力层的强度条件Gk＝GAd=202.41.61.15=88.3kNpkmax=261.7kPa<1.2fa=1.2240=288kPapkmin=148.8Pa>0pk=(261.+149)/2=205.3kPa0.85，查表7.10得b=0，d=1.1。则修正后的地基承载力特征值fa=170+1.117.5(0.8-0.5)=175.8kPa基础宽度b<3m，不需宽度修正。取b=1.2m。81 （2）设计墙下刚性条形基础如果全部用砖基础做大放脚，基础埋深不满足要求。故采用素混凝土垫层上做砖大放脚。采用MU10砖和M5砂浆，C10素混凝土，厚300mm。基底压力查表7.3得混凝土台阶宽高比允许值为1.0，所以混凝土台阶最大缩进300mm。砖放脚所需阶数82 相应的基础高度H=1202+60+300=600mm基础顶面埋深验算800-600=200mm>100mm（合适）。基础宽度验算3002+240+606=1200mm恰好合适。绘制基础施工图。如果竖向荷载标准值为200kN/m，结果会有何差别？b=1.4m，混凝土台阶高0.4m。83 例7.7柱基础荷载标准值Fk=1100kN，Mk=140kNm，基础底面尺寸3.6m3.6m，验算地基承载力。84 【解】(1)持力层承载力验算埋深范围内土的加权平均重度由e=0.8、IL=0.82，查表7.10得b=0.3，d=1.6。则修正后的地基承载力特征值fa=135+1.613.5(2-0.5)=167.4kPa基础及填土重Gk＝(201.2+100.8)3.62.6=299.5kN偏心距e=140/(1100+299.5)=0.10m基底平均压力pk=(1100+299.5)/(3.62.6)=149.5kPa0(合适)（2）软弱下卧层承载力验算软弱下卧层顶面处自重应力pcz=16.51.2+(19-10)3.8=54kPa此面以上土的加权平均重度z=54/5=10.8kN/m3由淤泥质土，查表7.10得d=1.0，则修正后的软弱下卧层承载力特征值fza=85+1.010.8(5-0.5)=133.6kPa由Es1/Es2=7.5/2.5=3，z/b=3/2.6>0.5，查表7.14得压力扩散角=2386 软弱下卧层顶面处的附加应力pz+pcz=36.2+54=90.2kPa2000mm时，取h0=2000mm。基础高度h为有效高度ho加上混凝土保护层厚度，设计时，可初选基础高度h=b/8。108 基础底板配筋基础底板配筋应符合《混凝土结构设计规范》要求。通常采用下式计算：式中As——每米长基础底板受力钢筋面积；fy——钢筋抗拉强度设计值。该如何更较恰当地计算？109 三、柱下独立基础110 纯剪破坏柱下独立基础破坏形态斜压破坏冲切破坏弯曲破坏111 柱下独立基础设计内容基础底面宽度b——根据地基承载力要求确定基础的高度h——由混凝土抗冲切条件确定基础底板配筋——由基础验算截面的抗弯能力确定后二者为构造设计，采用基本组合净反力计算112 对矩形截面柱的矩形基础，应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力。受冲切承载力应按下列公式验算：Fl≤0.7hpftamh0am=(at+ab)/2Fl=pjAl式中hp——受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，hp取1.0；当h大于等于2000mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取用;柱下独立基础的设计计算113 计算阶形基础的受冲切承载力截面位置114 Ft——混凝土轴心抗拉强度设计值；h0——基础冲切破坏锥体的有效高度；am——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；at——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；115 ab——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内(图8.2.7-1a、b)，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加2倍基础有效高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加2倍该处的基础有效高度；当冲切破坏锥体的底面在l方向落在基础底面以外，即at+2h0≥l时(图8.2.7-1c)，ab=l；116 pj——扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；Al——冲切验算时取用的部分基底面积(图8.2.7-1a、b中的阴影面积ABCDEF，或图8.2.7-1c中的阴影面积ABCD)；Fl——相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。117 基础底板配筋弯矩计算：当台阶的宽高比不大于2.5及偏心距不大于b/6（b为基础宽度）时，基础在纵向和横向两个方向的任意截面Ⅰ－Ⅰ和Ⅱ－Ⅱ的弯矩可按下式计算：1118 119 受力钢筋面积：如果柱下独立基础是台阶式，则还应分别计算变阶处的弯矩MIII、MIV，分别计算配筋面积，取计算面积较大者双向配筋，也可按最大配筋面积双向配置。120 7.8柱下钢筋混凝土条形基础设计121 一、地基基础与上部结构共同作用地基、基础、上部结构完整体系在接触处：传递荷载、相互约束、相互作用满足静力平衡、变形协调、位移连续条件如果上部结构为绝对刚性体，它约束基础不能发生整体弯曲，仅在支座间发生局部弯曲。如果上部结构为柔性结构，基础不仅有局部弯曲，也有整体弯曲。基础与地基的相对刚性，也对基底反力分布及地基变形有很大影响。如何考虑共同作用？122 二、柱下条形基础的构造要求柱下条形基础的构造，除满足对扩展基础的要求外，尚应符合下列规定：1.柱下条形基础梁的高度宜为柱距的1/4~1/8。翼板厚度不应小于200mm。当翼板厚度大于250mm时，宜采用变厚度翼板，其坡度宜小于或等于1:3；2.条形基础的端部宜向外伸出，其长度宜为第一跨距的0.25倍；123 3.现浇柱与条形基础梁的交接处，其平面尺寸不应小于下图的规定；124 4.条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计算要求外，顶部钢筋按计算配筋全部贯通，底部通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的1/3；5.柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于C20。125 柱下条形基础的构造126 三、柱下条形基础的计算柱下条形基础的受力特点和计算方法横向上的剪力和弯矩由翼板承担纵向上的剪力和弯矩由基础梁承担内力计算应满足静力平衡和变形协调的共同作用的条件内力计算方法有静定分析法、倒梁法、弹性地基梁法等127 1.基础底面尺寸的确定先按构造要求确定长度l，再将基础视为刚性，按简化算法由地基承载力确定基础底面宽度。应尽量使基础形心与外力重心重合，使基底反力均匀分布；如有偏心，则呈阶梯形分布。128 2.翼板的计算翼板可视为悬臂于肋梁两侧，按悬臂板考虑。翼板的斜截面抗剪能力和底板配筋可按扩展基础的算法计算。如果基础沿横向偏心受荷，也按扩展基础偏心荷载作用下的情况计算。129 3.基础梁计算原则1.在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数；2.当不满足上述要求时，宜按弹性地基梁计算；3.对交叉条形基础，交点上的柱荷载，可按交叉梁的刚度或变形协调的要求，进行分配。其内力可按上述规定，分别进行计算；130 3.基础梁计算原则（续）4.验算柱边缘处基础梁的受剪承载力；5.当存在扭矩时，尚应作抗扭计算；6.当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。131 4.基础梁纵向内力分析方法简化计算方法静力平衡法倒梁法经验系数法当柱荷载比较均匀，柱距相差不大，基础与地基相对刚度较大，以致可忽略柱下不均匀沉降时，仅进行满足静力平衡条件下梁的计算。基底反力以线性分布作用于梁底。132 4.基础梁纵向内力分析方法（续）地基上梁计算方法Winkler地基上梁的解法链杆法有限压缩层地基上梁近似解法有限元法有限差分法考虑基础与地基的相互作用，以静力平衡条件和变性协调条件为基础，利用不同的地基应力应变关系建立满足上述条件的方程，直接或近似求解基础内力。133 4.基础梁纵向内力分析方法（续）考虑上部结构刚度的计算方法地基上等效刚度梁法逐次弹性杆法逐次逼进法有限元法考虑上部结构与地基基础的相互作用，符合实际情况，可得出较为满意的结果。但计算复杂，工作量大。一般对上部结构做适当简化后考虑其刚度的影响。134 基础梁纵向内力分析方法一——静力分析法假定基底反力线性分布，按基础梁各截面静力平衡条件求解内力，绘制剪力图和弯矩图，依此进行抗剪和配筋计算。适用于上部为柔性结构、基础刚度较大的条形基础以及联合基础。本法未考虑地基、基础和上部结构的共同作用，没有考虑到基础梁在上部荷载作用下可能产生的局部和整体弯曲。计算结果比其他方法的大。135 将上部结构视为绝对刚性，各柱之间没有差异沉降，因而可把柱脚视为基础梁的支座，同时假定地基为弹性体，变形后基础底面仍为平面。并假定基底净反力线性分布，按倒置的普通连续梁计算纵向内力（力矩分配法、力法、位移法）。本法忽略了基础的整体弯曲，弯矩极值比用其他方法得到的小。支座反力可能不等于原柱的竖向集中荷载。计算结果的两边跨跨中和边柱下截面的配筋面积应适当增加（20%）。基础梁纵向内力分析方法二——倒梁法136 用倒梁法计算基础梁137 倒梁法计算步骤1）绘出条形基础的计算草图，包括荷载、尺寸等。2）求合力R＝∑Fi作用点的位置。目的是尽可能将偏心的地基反力化成均匀的地基反力，然后确定基础梁的长度L。设荷载合力（R＝∑Fi）作用点离边柱的距离为xc，以A点为参考点，则有138 倒梁法计算步骤用图139 基础梁两端外伸的长度设为a1、a2，两边柱之间的轴线距离为a。在基础平面布置允许的情况下，基础梁两端应有适当长度伸出边柱外，目的是增大底板的面积及调整底板形心的位置。使其合力作用点与底面形心相重合或接近。但伸出的长度a1或a2也不宜太大，一般宜取第一跨距的0.25～0.3倍。悬挑部分，依具体情况可采用一端悬挑或两端悬挑。3）当xc确定之后，按合力作用点与底面形心相重台的原则可以定出基础的长度L，若a1已知，有：L=2(xc+a1)=a1+a+a2；a2=2xc+a1-a若a2已知，有：a1＝a＋a2－2xc4）按地基承载力fa确定宽度b。140 5）基础底板净反力pjmax、pjmin计算6）确定基础梁底板厚度h7）求基础梁纵向内力M、Q（弯矩分配法、弯矩系数法、经验系数法等）8）调整不平衡力9）继续用弯矩分配法或弯矩系数法计算内力，再调整不平衡力，直至不平衡力在允许范围内。10）将逐次计算结果叠加，得最终内力。141 调整不平衡力方法由支座处柱荷载Fi、支座梁截面左、右边的剪力Qi左、Qi右（支座处反力Ri）求出不平衡力PiPi=Fi–RiRi=Qi左-Qi右将各支座不平衡力均匀分布在相邻两跨的各三分之一跨度范围内q1=P1/(l0+l1/3)(悬挑跨支座)qi=Pi/(li-1/3+li/3)(中间支座)式中qi——不平衡均布力li-1、li——i支座左、右跨柱距142 倒梁法计算例7.12非常好，自学143 当条形基础为等跨或跨度相差不超过10%，且除边柱之外各柱荷载相差不大，柱距较小、荷载作用点与基础纵向形心相重合时，可近似按经验系数法求基础梁的纵向内力M、Q。基础梁纵向内力分析方法三——经验系数法144 经验系数法145 7.9筏形基础设计自学146 7.10减少不均匀沉降危害的措施147 一般原则为减少不均匀沉降造成的危害，对于软弱或软硬不均地基上的建筑物，在选择地基基础方案时，可采取以下措施：（1）采用整体刚度较大的浅基础（如柱下条形基础、筏基和箱基等）；（2）采用桩基础及其它深基础；（3）对不良地基进行处理；（4）从地基、基础、上部结构相互作用的观点出发，在建筑、结构、施工方面采取措施（应优先考虑）。148 一、建筑措施1.建筑物体型应力求简单在满足使用和其他要求的前提下，建筑体型应力求简单。当建筑体型比较复杂时，宜根据其平面形状和高度差异情况，在适当部位用沉降缝将其划分成若干个刚度较好的单元；当高度差异或荷载差异较大时，可将两者隔开一定距离，当拉开距离后的两单元必须连接时，应采用能自由沉降的连接构造。149 砖承重结构房屋的沉降150 E形平面建筑物的不均匀沉降151 工字形建筑物的裂缝152 单层厂房受生活间的影响153 建筑物的长高比是建筑物长度或沉降缝分隔的单元长度L与自基础底面标高算起的建筑物高度Hf之比。建筑物的长高比是作为砖墙承重结构物的刚度主要指标。长高比小，则其整体刚度好，调整不均匀沉降的能力强。过长的建筑物，纵墙将会因较大挠曲出现开裂。2.控制长高比及合理布置墙体154 对于砌体承重结构的房屋，宜采用下列措施增强整体刚度和强度：（1）对于三层和三层以上的房屋，其长高比L/Hf宜小于或等于2.5；当房屋的长高比为2.54002~33~66~99~123~66~99~12≥12注：1.表中L为建筑物长度或沉降缝分隔的单元长度(m)；Hf为自基础底面标高算起的建筑物高度(m)；2.当被影响建筑的长高比为1.5