基础底面尺寸的确定
第五节基础底面尺寸的确定

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第五节基础底面积的确定
四、地基稳定验算 可能发生地基稳定性破坏情况: 可能发生地基稳定性破坏情况: (1)承受很大的水平力或倾覆力矩的建(构)筑物。 (1)承受很大的水平力或倾覆力矩的建( 筑物。 承受很大的水平力或倾覆力矩的建 (2)位于斜坡顶上的建 位于斜坡顶上的建( 筑物。 (2)位于斜坡顶上的建(构)筑物。 (3)地基中存在软弱土 或夹) 地基中存在软弱土( (3)地基中存在软弱土(或夹)层;土层下面有倾斜 的岩层面;隐伏的破碎或断裂带; 的岩层面;隐伏的破碎或断裂带;地下水渗流的影 响等。 响等。
第五节基础底面积的确定
砌体承重结构房屋的长高比不太大, 砌体承重结构房屋的长高比不太大,以局部倾斜为 应以局部倾斜作为地基的主要特征变形。 主,应以局部倾斜作为地基的主要特征变形。
裂缝
裂缝
相对沉降曲线
相对沉降曲线
砌体承重结构不均匀沉降
第五节基础底面积的确定
对于框架结构和砌体墙填充的边排柱, 对于框架结构和砌体墙填充的边排柱,主要是由于 相邻柱基的沉降差使构件受剪扭曲而损坏, 相邻柱基的沉降差使构件受剪扭曲而损坏,所以设 计计算应由沉降差来控制。 计计算应由沉降差来控制。
K S=
µv ∑ Fi + µh E0 + P
∑ Hi
≥ (1.2~1.4)
作用于基底的竖向力kN 其中Fi——作用于基底的竖向力kN; 作用于基底的竖向力kN; Hi——作用于基底的水平力kN; 作用于基底的水平力kN 作用于基底的水平力kN;
μv、μh——基础与土的摩擦系数。 基础与土的摩擦系数
第五节基础底面积的确定
2、对于偏心受压基础: 对于偏心受压基础:
同时满足: 同时满足:
16,9_第2.5.1 基础底面尺寸确定方法02

2.5 基础底面尺寸的确定一、基本要求二、计算方法三、确定流程四、计算示例☐基底面积应满足的要求(1)<k a p f ●基底平均应力小于地基承载力特征值●安全性要求●沉降要求:基础中心沉降受平均应力控制●基底最大应力小于地基承载力特征值的1.2倍●地基中允许出现受控深度的塑性区 一 基本要求max 1.2 (2)<k a pf二 计算方法☐要求☐基底平均应力☐结果(1)按竖向荷载确定基底面积max 1.2k ap f<W——基础底面的截面抵抗矩,m 3☐偏心荷载下基底应力计算☐要求max 2()3()2+=−k k k F G p l b e min 0k p <若 (2)最大基底应力计算方法●根据上下部外形协调确定l /b ,一般☐矩形:☐圆形: 2=A b ☐方形:(3)基底尺寸初值拟定方法有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报:奉献教育(店铺)下卧层顶面地基承载力要求p z ——软弱下卧层顶面处的附加应力值p cz ——软弱下卧层顶面处土的自重应力值f az ——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(4)软弱下卧层承载力验算方法()(2tan )(2tan )k m z lb p d p l z b z γθθ−=++●矩形基础:●条形基础:式中θ——基底应力力扩散角 地基压力扩散角☐下卧层顶面竖向附加应力计算方法0.25 0.50 3 6° 23° 5 10° 25° 10 20° 30°/z b 12/S S E E θ(4)软弱下卧层承载力验算方法有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报:奉献教育(店铺)三确定基础底面尺寸的流程①按竖向荷载作用产生的基底平均应力,确定最小基底面积②拟定基础底面尺寸,在最小基底面积基础上适当放大,一般1.1~1.4倍③按全部荷载作用(包括弯矩、水平力)验算持力层地基承载力,不满足时回到②④如果持力层下存在软弱下卧层,验算下卧层地基承载力不满足时候,回到②⑤得到基础底面此次尺寸关键词:试算和验算这节课就到这里谢谢大家!。
基础底面尺寸的确定.

基础底面尺寸的确定
基础底面尺寸的确定 2 偏心荷载作用下基础底面积的确定
矩形基础的底面尺寸 b 、 l 可能有多种选择,一般应
使长边方向与弯矩方向一致。
为简化计算,先按轴心荷载算出所需底面积,根据 偏心距大小将其增大 10~50% ,且要求长短边之比 在 3 以 内, 计 算基 础 底面 尺 寸 ; 然 后验 算 pkmax 和 pkmin(或偏心距e)是否满足要求,经反复试算,即
天然地基上的浅基础设计
基础底面尺寸的确定
单位:石家庄铁道大学 主讲人:汤劲松 教授
基础底面尺寸的确定
在基础类型和埋置深度初步确定后,应根据基础上
作用的荷载、基础的埋深和地基承载力特征值,计
算基础底面尺寸。 根据荷载的性质,分为:轴心荷载和偏心荷载两种 情况讨论。
基础底面尺寸的确定
基础底面尺寸的确定
可确定底面尺寸。
基础底面尺寸的确定
小 结
1.轴心荷载作用下基础底面积的确定
2.偏心荷载作用下基础底面积的确定
浅基础的埋深、底面宽

02 浅基础底面宽
浅基础底面宽的定义
浅基础底面宽是指基础底面的水平投 影宽度,即基础底面在水平面的延伸 范围。
浅基础底面宽是基础设计的重要参数 之一,它决定了基础的承载能力和稳 定性。
浅基础底面宽的影响因素
建筑物类型和功能
不同类型的建筑物对基础底面宽的要求不 同,例如高层建筑、桥梁等需要较大的基 础底面宽来支撑上部结构的重量和荷载。
03 浅基础埋深与底面宽的关 系
埋深与底面宽的相互作用
埋深影响底面宽的稳定性
随着埋深的增加,土压力增大,对底面宽的稳定性要求更高,需要适当增加底 面宽以保持稳定。
底面宽影响埋深的选择
底面宽的增加可以提供更大的承载能力,从而允许选择较小的埋深,但过大的 底面宽可能导致不经济和施工困难。
埋深与底面宽对承载力的影响
地质条件
地质条件包括土壤类型、承载能力、地下 水位等因素,这些因素都会影响基础底面
宽的设计。
地形条件
地形条件对基础底面宽的影响主要体现在 地形的起伏和坡度上,地形的不平坦会导 致基础底面宽的变化。
荷载大小和分布
荷载大小和分布是决定基础底面宽的关键 因素,较大的荷载需要更宽的基础底面来 分散和传递荷载。
评估方法
承载力评估可以采用理论计算、数值 模拟和试验验证等方法。根据工程地 质勘察报告、基础设计图纸和相关规 范进行计算。
评估结果
评估结果应包括基础承载力、沉降量、 稳定性等方面的结论,为后续施工提 供依据。
工程实例的施工过程及监测
施工流程
基础施工流程包括土方开挖、垫层铺设、钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑等步 骤。应确保施工质量和安全。
安全系数是指在基础设计时,为保证安全而采用 的一个大于1的系数,用于考虑各种不确定因素 和安全储备。
基础工程-4基础底面尺寸确定

基底尺寸计算
按照地基持力层的承载力计算基底尺寸
偏心荷载作用下的基础
pk fa
pkmax 1.2 fa
将作用在基础上的荷载简化为线形分布荷载
pk max Fk Gk M k Fk Gk 6ek (1 ) pk min A W b l l
Mk 偏心距 ek Fk Gk
Fk Gk (2000 200) 20 2.6 5.2 1.8 2686.7kN
作用在基础底面的力矩:
M k 1000 200 1.3 200 0.62 1384kN m
偏心距:
Mk 1384 l ek 0.515m Fk Gk 2682.7 6
Fk A bl fa G d
地基承载力验算
某独立基础,按荷载效应标准组合计算传至基础顶面竖向力 Fk=2800kN,基础埋深3m,地基土四层,地勘参数如图,不考 虑地下水影响。设计基础底面积
地基承载力验算
首先根据设计埋深对地基承载力进行深度修正,初步计算地基 承载力特征值: 持力层为细砂,查承载力修正系数表(7.10)可以得到
1600
地基承载力验算
首先根据设计埋深对地基承载力进行深度修正,初步计算地基 承载力特征值: 持力层为黏土,孔隙比e=0.85,查承载力修正系数表(7.10) 可以得到
b 0 , d 1.0
基础范围内地基土的加权平均重度为:
m (17.2 0.8 17.7 1.2) / 2 17.5kN/ m3
验算地基承载力:
pk max pk min 296.5 116.9 pk 206.7kPa<f a 223kPa 2 2 pk max 296.5kPa>1.2fa 1.2 223 267.6kPa
柱下独立基础计算书

J-1、一、基础设计(f ak=180kPa)1.基础上荷载N k=3116kN.m N=3852kN.mM xk=-6kN.m M x=-8kN.mM yk=-41kN.m M y=-51kN.mQ xk=-82kN Q x=-101kNQ yk=49kN Q y=61kN轴向力最大标准组合轴向力最大基本组合基础埋深为2.5m,地下水位为未知,不考虑。
2.确定基础底面尺寸及地基承载力验算查规范,粉质黏土的承载力修正系数为:ηb=0,ηd=1.6 (只进行深度修正)f a=f ak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=180+1.6×18×(2.5-0.5)=237.6kPa(1)基础底面尺寸的确定在轴力荷载F作用下,基础底面积A´为:A´=N k/(f a-γm d)=3116/(237.6-18×2.5)=16.17m2选取基础尺寸为:A=4.1×4.1=16.81m²,取基础高度为700mm。
(2)地基承载力验算W=bl2/6=4.13/6=13.25m3基础底面的压力为:p k=(F k+G k)/A±M xk/W x=(3116+16.81×2.5×18)/ 16.81±(6+82×0.7)/11.49=230.37±5.52p kmax=235.89kPa<1.2f a=1.2×237.6=285.12kPaP kmin=224.85kPa>0,均满足要求。
(3)受冲切承载力验算进行冲切计算式,按由柱边起成45°的冲切角椎体的斜面进行验算。
p=(F+G)/A±M x/W x=(3852+1.35×16.81×2.5×18)/ 16.81±(8+101×0.7)/13.25=289.90±5.94p max=295.84kPaP min=283.96kPa。
土力学与地基基础第三节 基础底面尺寸的确定

独立基础: b ×L ≥
Fk
fa Gd
方形基础:b≥
Fk
fa Gd
条形基础: b ≥
Fk
fa Gd
确定基底面积的步骤:
(1)按中心受压求A1。 (2)考虑偏心荷载,将A1扩大
10%~50%得A。
(3)验算:
pmax
=
Fk
+ Gk
6e (1± )
pm in
(2)先按轴心受压基础估算基础底面积
A≥
Fk = 580+ 90 = 3.65m2 fa - G d 219.5 - 20×1.8
(3)将底面积增大40%,A = 3.65×1.4 = 5.1m2 ,控制 l / b = 1.6, 得 b = 1.79m, 取 b = 1.8m <3m则 l = 2.9m.
A
l
f f pmax ≤1.2
p a,
m in ≥ 0, Pmax Pmin ≤
2
a
【例4-2】下图为某柱的基础剖面图,上部结构传来的荷载值为 470kN/m,室内外高差为0.6m,埋深d=1.5m,地基持力层为中砂
fak =170kN/m2, m =19kN/m3,
试设计基底面积。
注:具体题解见教材
(7)下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值
fz fak d m d z 0.5
100 111.433.5 0.5 134.3kPa
验算:
Pz Pcz 54.48 40 94.5<fz 134 .3
下卧层强度也满足要求。
2.9
256.2kPa<1.2fa = 263.4kPa
=
jcgc第二章5基础底面尺寸的确定

校核
pk≤fa pkmax≤1.2fa pkmin≥0
【例题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
pk max 1.2 fa pk min 0 pk fa
Fk
cz = i hi
i =1
n
po = pk md
md
自重应力 分布曲线
d ruan
pz
pcz + pz f az
软弱下卧层顶面处经 深度修正后的地基承 载力特征值
软弱下卧层
f az = f ak , ruan +d m druan 0.5
3) 扩散角原理(简化 计算)
pkmax = 2( Fk + Gk ) 3kb
N=F+G
b
e
l
N
b
pmax pmin
k=
Mk l e, e = 2 Fk + Gk
一般情况下,要求 e < l/6(即 pmin>0)
2.5 基础底面尺寸的确定
Fk
室外地面 Qk
d
M k 室内地面 M Gk
yk
= M k + Qk d
pkmin pkmax y x
Fk
pcz + pz f az
计算原理: 作用在基础底面的附加应 力等于按θ角扩散在软弱下 卧层顶面处总的附加应力。 扩散前: 总的附加应力为
A = lb
Po
md
po = pk md
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降差与其距离的比值。
第五节基础底面积的确定
❖ 砌体承重结构房屋的长高比不太大,以局部倾斜为 主,应以局部倾斜作为地基的主要特征变形。
裂缝 相对沉降曲线
砌体承重结构不均匀沉降
裂缝 相对沉降曲线
第五节基础底面积的确定
❖ 对于框架结构和砌体墙填充的边排柱,主要是由于 相邻柱基的沉降差使构件受剪扭曲而损坏,所以设 计计算应由沉降差来控制。
第五节基础底面积的确定
一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸
设计时,先选定埋深d并初步选择基底尺寸,求得 持力层承载力设计值fa ,在按下列条件验算并调整 尺寸直至满足设计要求。
1、对于中心受压基础:
Pk≤ fa
Gk G Ad 20 Ad
Pk——相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均 压力值。
≤18
≤24
5~10 10~15
≤18
≤24
≤40
≤50
≤20
≤30
50~100
100~ 200
≤6
≤6
≤7
20~30 30~50 50~100
≤30
≤30
≤30
15~20 20~30 30~75
≤30
≤30
≤30
≤75
≤100
≤30
≤30
200~ 300
300~ 500
500~1000
第五节基础底面积的确定
❖ 2)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;
❖ 3)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时; ❖ 4)相邻建筑距离过近,可能发生倾斜时; ❖ 5)地基内有厚度较大或厚薄不均的填土,其
自重固结尚未完成时。
建筑物的地基变形允许值
地基变形特征
砌体承重结构基础的局部倾斜
二、软弱下卧层验算
当地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。
pz pcz faz
pz
l
2z
lb pk tan b
pc
2z
tan
pk 基底压力标准值;
pc 基底处自重压力值;
应力扩散角
ppcc ppz z
ppcczz
第五节基础底面积的确定
地基附加应力扩散角θ值
Es1/Es2
组合值,按土力学的相关公式计算。
可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围
地基 主要 受力 层情 况
建筑 类型
地基承载力特征值 fak(kPa)
60≤fak 80≤fak 100≤fak 130≤fak 160≤fak 200≤fak
<80 <100 <130 <160 <200
<300
各土层坡度(%)
3 5 10
z/b
0.25
0.5
6o
23 o
10o
25 o
20o
30 o
第五节基础底面积的确定
三、地基变形的控制
在常规设计中,一般都针对各类建筑物的结构特点、
整体刚度和使用要求的不同,计算地基变形的某一
特征值Δ,验算其是否小于变形允许值[Δ],即要
求满足下列条件:
❖
Δ≤[Δ]
❖ Δ——特征变形值,为预估值,对应于荷载准永久
1.2
fa
即:
pk max
Fk Gk MK AW
1.2 fa
e b 6 ,则 pkmax =
算法:
1、按中心受压计算,求出A0。 2、令A=(1.1~1.4)A0。
2(Fk+ Gk) 3la
3、验证Pkmax≤1.2fa
或:
验证Pkmax≤1.2fa
eb 6
若不满足,适当调整,再验算,直到适合为止。
1、先假定B≤3m,不做宽度修正。
2、如果B>3m,则再考虑宽度修正。
第五节基础底面积的确定
2、对于偏心受压基础:
同时满足: Pk≤ fa pk max 1.2 fa
e Mk Fk Gk b 6
Mk——相应于荷载效应标准组合时,作用于基础底面的力矩值。
由上式得:
pk max
pk
1
6e b
工业与民用建筑相邻柱基沉降差 1. 框架结构 2. 砌体墙填充的边排柱 3. 当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构
单层排架结构(柱距为6m)柱基的沉降量(mm)
桥式吊车轨面的倾斜(按不调整轨道考虑) 纵向 横向
多层和高层建筑的整体倾斜
Hg≤24 24<Hg≤60 60<Hg≤100
Hg >100
体形简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)
0.003L 0.001L 0.005L
(120)
200
0.004 0.003
0.004 0.003 0.0025 0.002
200
0.008 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002
400 300 200
第五节基础底面积的确定
(一)地基变形特征一般分为: 1、沉降量:基础某点的沉降值; 2、沉降差:基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差; 3、倾斜:基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的
≤5
≤5
≤10
≤10
≤10
≤10
砌体承重结构、框架 结构(层数)
单
吊车额定
层 单 起重量(t)
排 跨 厂房跨度
架
(m)
结
构
吊车额定
(6m 多 起重量(t)
柱 跨 厂房跨度
距)
(m)
烟囱
高度 (m)
水塔
高度 (m)
容积 (m3)
≤5 5~10 ≤12 3~5 ≤12 ≤30 ≤15 ≤50
≤5
≤5
10~15 15~20
fa——修正后的地基承载力特征值。
第五节基础底面积的确定
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
向力值。
Gk——基础自重和基础上的土重。
A——基础底面面积。
pk=
Fk+ Gk A
A
≥
Fk fa- γG d
(矩形)
b≥
Fk fd为基础平均埋深。
算法:涉及到fa的宽度修正。
第五节基础底面积的确定
❖ 以屋架、柱和基础为主体的木结构和排架结构,在 低压缩性地基上一般不因沉降而损坏,但在中、高 压缩性地基上就应限制单层排架结构柱基的沉降量, 尤其是多跨排架中受荷较大的中排柱基的下沉,以 免支撑于其上的相邻屋架发生对倾而使端部相碰。
高耸结构基础的倾斜
Hg≤20 20 <Hg≤ 50 50 <Hg≤100 100<Hg≤150 150 <Hg≤200 200 <Hg≤250
高耸结构基础的沉降量(mm)
Hg≤100 100<Hg≤200 200<Hg≤250
地基土类别
中低压缩性土
高压缩性土
0.002
0.003
0.002L 0.0007L 0.005L
❖ 1.要求验算地基特征变形的建筑物范围 ❖ (1) 设计等级为甲级、乙级的建筑物,均应按地
基变形设计; ❖ (2) 表2.7所列范围外,设计等级为丙级的建筑
物 ❖ (3) 表2.7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:
第五节基础底面积的确定
❖ 1)地基承载力特征值小于130kPa,且休型复 杂的建筑;