天然地基上浅基础设计原理 第五节基础底面尺寸的确定 第五节基础底面积的确定 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,对应于荷载准永久组合值,按土力学的相关公式计算。 第五节基础底面积的确定 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; 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。 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比值; 4、局部倾斜:砌体结构沿纵向6~10m内基础两点的沉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。 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 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。 相邻柱基的沉降差所形成的桥式吊车轨面沿纵向或横向的倾斜,会导致吊车滑行或卡轨。 第五节基础底面积的确定 对于高耸结构以及长高比很小的高层建筑,应控制基础的倾斜 。 第五节基础底面积的确定 高层高耸结构物倾斜主要取决于人们视觉的敏感程度,倾斜值达到明显可见的程度大致为1/250,结构破坏则大致在倾斜值达到1/150时开始。为了使基础倾斜控制在合适的范围内,以减小结构物附加弯距,通过分析倾斜允许值[θ]确定。 * 第二章 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。 Pk≤ fa 1、对于中心受压基础: Pk——相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值。 fa——修正后的地基承载力特征值。 第五节基础底面积的确定 d fa Fk A G γ - ≥ d fa Fk b G γ - (矩形) (条形) 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 Gk Fk pk + = A——基础底面面积。 ≥ 注意: d为基础平均埋深。 算法:涉及到fa的宽度修正。 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 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: a f W 2 . 1 MK ≤ + k p max = A Gk Fk + 即: 第五节基础底面积的确定 k p max = 3la Gk) 2(Fk+ 算法: 1、按中心受压计算,求出A0。 2、令A=(1.1~1.4)A0。 3、验证Pkmax≤1.2fa 或: 验证Pkmax≤1.2fa 若不满足,适当调整,再验算,直到适合为止。 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。 基底压力标准值; 基底处自重压力值; 应力扩散角 pc pcz pz 23 o 25 o 30 o 6o 10o 20o 3 5 10 0.5 0.25 z/b Es1/Es2 地基附加应力扩散角θ值 500~1000 300~500 200~300 100~200 50~100 ≤50 容积(m3) ≤30 ≤30 ≤30 ≤20 ≤15 高度(m) 水塔 ≤100 ≤75 ≤50 ≤40 ≤30 高度(m) 烟囱 ≤30 ≤30 ≤30 ≤24 ≤18 ≤12 厂房跨度(m) 30~75 20~30 15~20 10~15 5~10 3~5 吊车额定起重量(t) 多跨 ≤30 ≤30 ≤30 ≤24 ≤18 ≤12 厂房跨度(m) 50~100 30~50 20~30 15~20 10~15 5~10 吊车额定起重量(t) 单跨 单层排架结构(6m柱距) ≤7 ≤6 ≤6 ≤5 ≤5 ≤5 砌体承重结构、框架结构(层数) 建筑 类型 ≤10 ≤10 ≤10 ≤10 ≤5 ≤5 各土层坡度(%) 200≤fak<300 160≤fak<200 130≤fak<160 100≤fak<130 80≤fak<100 60≤fak<80 地基承载力特征值fak(kPa) 地基 主要受力 层情 况 可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围 400 300 200 高耸结构基础的沉降量(mm) Hg≤100 100<Hg≤200 200<Hg≤250 0.008 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 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≤250 200 体形简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm) 0.004 0.003 0.0025 0.002 多层和高层建筑的整体倾斜 Hg≤24 24<Hg≤60 60<Hg≤100 Hg >100 0.004 0.003 桥式吊车轨面的倾斜(按不调整轨道考虑) 纵向 横向 200 (120) 单层排架结构(柱距为6m)柱基的沉降量(mm) 0.003L 0.001L 0.005L 0.002L 0.0007L 0.005L 工业与民用建筑相邻柱基沉降差 框架结构 砌体墙填充的边排柱 当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构 0.003 0.002 砌体承重结构基础的局部倾斜 高压缩性土 中低压缩性土 地基土类别 地基变形特征 建筑物的地基变形允许值 砌体承重结构不均匀沉降
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