華南理工大學(xué)本科基礎(chǔ)工程資料PPT課件

1、典型的雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)可以分為三種類型，即矩形聯(lián)合基礎(chǔ)、梯形聯(lián)合基礎(chǔ)和聯(lián)梁式聯(lián)合基礎(chǔ)（圖2-5）。聯(lián)梁界限界限界限 圖2-5典型的雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)（a）矩形聯(lián)合基礎(chǔ)；（b）梯形聯(lián)合基礎(chǔ)；（c）聯(lián)梁式聯(lián)合基礎(chǔ)FFl2x2x l 3x(a)(b)(c)xlxl第1頁(yè)/共41頁(yè) 矩形和梯形聯(lián)合基礎(chǔ)一般用于柱距較小時(shí)的情況，這樣可以避免造成板的厚度及配筋過大。當(dāng)xl/2時(shí)，可以采用矩形聯(lián)合基礎(chǔ)； 但有時(shí)由于二柱荷載大小過于懸殊、或受從場(chǎng)地條件的限制，矩形聯(lián)合基礎(chǔ)底面形心不可能與荷載合力（F）作用點(diǎn)靠近。但如該點(diǎn)與較大荷載柱外側(cè)的距離x滿足條件l/3xl/2時(shí)，則宜采用梯形聯(lián)合基礎(chǔ)。聯(lián)梁界限界限界限 圖2-5典

2、型的雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)（a）矩形聯(lián)合基礎(chǔ)；（b）梯形聯(lián)合基礎(chǔ)；（c）聯(lián)梁式聯(lián)合基礎(chǔ)FFl2x2x l 3x(a)(b)(c)xlxl第2頁(yè)/共41頁(yè) 如果柱距較大，可在兩個(gè)擴(kuò)展基礎(chǔ) 之間加設(shè)不著地的剛性聯(lián)系梁形成 聯(lián)梁式聯(lián)合基礎(chǔ)使之達(dá)到阻止兩個(gè) 擴(kuò)展基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)、調(diào)整各自底面壓力 趨于均勻的目的。 梯形聯(lián)合基礎(chǔ)中，聯(lián)系梁的剛度要有保證，且應(yīng)與柱及基礎(chǔ)牢固聯(lián)接成整體，因而較少采用。梯形和聯(lián)梁式聯(lián)合基礎(chǔ)的施工都比較復(fù)雜。為使聯(lián)合基礎(chǔ)的基底壓力分布較為均勻，除應(yīng)使基礎(chǔ)底面形心盡可能接近柱主要荷載的合力作用點(diǎn)外，基礎(chǔ)還宜具有較大的抗彎剛度，因而通常采用“剛性設(shè)計(jì)”原則，即假設(shè)基底壓力按線性規(guī)律分布，且不考慮基礎(chǔ)

3、與上部結(jié)構(gòu)的相互作用。聯(lián)梁界限界限界限 圖2-5典型的雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)（a）矩形聯(lián)合基礎(chǔ)；（b）梯形聯(lián)合基礎(chǔ)；（c）聯(lián)梁式聯(lián)合基礎(chǔ)FFl2x2x l 3x(a)(b)(c)xlxl第3頁(yè)/共41頁(yè)聯(lián)合基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)通常作如下的規(guī)定或假定： （1）基礎(chǔ)是剛性的。一般認(rèn)為，當(dāng)基礎(chǔ)高度不小于柱距的l/6時(shí)，基礎(chǔ)可視為是剛性的； （2）基底壓力為線性（平面）分布； （3）地基主要受力層范圍內(nèi)土質(zhì)均勻； （4）不考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的影響。第4頁(yè)/共41頁(yè)二、矩形聯(lián)合基礎(chǔ) 矩形聯(lián)合基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟如下： （1）計(jì)算柱荷載的合力作用點(diǎn)（荷載重心）位置； （2）確定基礎(chǔ)長(zhǎng)度，使基礎(chǔ)底面形心盡可能與柱荷載重心重合； （3）

4、按地基土承載力確定基礎(chǔ)底面寬度； （4）按反力線性分布假定計(jì)算基底凈反力設(shè)計(jì)值，并用靜定分析法計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力，畫出彎矩圖和剪力圖； （5）根據(jù)受沖切和受剪承載力確定基礎(chǔ)高度; （6）按彎矩圖中的最大正負(fù)彎矩進(jìn)行縱向配筋計(jì)算； （7）按等效梁概念進(jìn)行橫向配筋計(jì)算。第5頁(yè)/共41頁(yè)(通長(zhǎng))圖（）圖（）bpjF1=240kNF2=340kNM1=45kN.mM2=10kN.m例圖 2-9x0llF121210第6頁(yè)/共41頁(yè)基礎(chǔ)高度確定：一般可先假設(shè)基礎(chǔ)高度，再代入受沖切式（2-67）和受剪承載力式（2-68）進(jìn)行驗(yàn)算。 受沖切承載力驗(yàn)算。驗(yàn)算公式為： Fl 0.7hp f tumh0 （2-67）

5、式中Fl相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的沖切力設(shè)計(jì)值，取柱軸心荷載設(shè)計(jì)值減去沖切破壞錐體范圍內(nèi)的基底凈反力（圖2-29）； um臨界截面的周長(zhǎng)，取距離柱周邊h0/2處板垂直截面的最不利周長(zhǎng)； 其余符號(hào)與式（255）相同。 第7頁(yè)/共41頁(yè)FF驗(yàn)算剪切的截面位置波勒斯建議的等效梁寬度沖切破壞錐體圖2-29 矩形聯(lián)合基礎(chǔ)的抗剪切、 抗沖切和橫向配筋計(jì)算的有關(guān)規(guī)定hbhahhhabhhhhlbac+.5h0ac1+0.75h0第8頁(yè)/共41頁(yè) 受剪承載力驗(yàn)算。由于基礎(chǔ)高度較大，無需配置受剪鋼筋。驗(yàn)算公式為： V0.7h f tbh0 （2-68）式中V驗(yàn)算截面處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的剪力設(shè)計(jì)值，驗(yàn)算截

6、面按寬梁可取在沖切破壞錐體底面邊緣處（圖2-29）；h截面高度影響系數(shù)：h= (800/h0)1/4，當(dāng)h0800mm時(shí)，取h0=800mm；當(dāng)h02000mm時(shí)，取h0=2000mm；b基礎(chǔ)底面寬度；其余符號(hào)意義同前。第9頁(yè)/共41頁(yè)FF驗(yàn)算剪切的截面位置波勒斯建議的等效梁寬度沖切破壞錐體圖2-29 矩形聯(lián)合基礎(chǔ)的抗剪切、 抗沖切和橫向配筋計(jì)算的有關(guān)規(guī)定hbhahhhabhhhhlbac+.5h0ac1+0.75h0(通長(zhǎng))圖（）圖（）bpjF1=240kNF2=340kNM1=45kN.mM2=10kN.m例圖 2-9x0llF121210第10頁(yè)/共41頁(yè)等效梁概念: 矩形聯(lián)合基礎(chǔ)為一等

7、厚度的平板，其在兩柱間的受力方式如同一塊單向板，而在靠近柱位的區(qū)段，基礎(chǔ)的橫向剛度很大。因此，根據(jù)J.E.波勒斯（Bowles）的建議，認(rèn)為可在柱邊以外各取等于0.75h0的寬度（圖2-29）與柱寬合計(jì)作為“等效梁”寬度。 基礎(chǔ)的橫向受力鋼筋按橫向等效梁的柱邊截面彎矩計(jì)算并配置于該截面內(nèi)，等效梁以外區(qū)段按構(gòu)造要求配置。第11頁(yè)/共41頁(yè)FF驗(yàn)算剪切的截面位置波勒斯建議的等效梁寬度沖切破壞錐體圖2-29 矩形聯(lián)合基礎(chǔ)的抗剪切、 抗沖切和橫向配筋計(jì)算的有關(guān)規(guī)定hbhahhhabhhhhlbac+.5h0ac1+0.75h0(通長(zhǎng))圖（）圖（）bpjF1=240kNF2=340kNM1=45kN.m

8、M2=10kN.m例圖 2-9x0llF121210第12頁(yè)/共41頁(yè)FF驗(yàn)算剪切的截面位置波勒斯建議的等效梁寬度沖切破壞錐體圖2-29 矩形聯(lián)合基礎(chǔ)的抗剪切、 抗沖切和橫向配筋計(jì)算的有關(guān)規(guī)定hbhahhhabhhhhlbac+.5h0ac1+0.75h0 各橫向等效梁底面的基底凈反力 以相應(yīng)等效梁上的柱荷載計(jì)算。 以圖229為例： 柱1處等效梁寬為：ac1+0.75h0 柱處等效梁寬為：ac2 +1.5h0 2c11c1c101cj12212212)75. 0(bbbFbbbbhapM)75. 0(0c11j1habFp)5 . 1(0c22j2habFp2c22c2c202cj222122

9、12)5 . 1(bbbFbbbbhapM0ys9 . 0hfMA 第13頁(yè)/共41頁(yè)2.8 減輕不均勻沉降危害的措施 一、不均勻沉降的危害 地基的過量變形（總沉降量大，相應(yīng)的不均勻沉降也較大 ）將使建筑物損壞或影響其使用功能，特別是高壓縮性土、膨脹土、濕陷性黃土以及軟硬不均等不良地基上的建筑物。 1. 不均勻沉降常引起砌體承重結(jié)構(gòu)開裂，尤其是在墻體窗口門洞的角位處，裂縫的位置和方向與不均勻沉降的狀況有關(guān)； 2.對(duì)于框架等超靜定結(jié)構(gòu)來說，各柱的沉降差必將在梁柱等構(gòu)件中產(chǎn)生附加內(nèi)力。當(dāng)這些附加內(nèi)力與設(shè)計(jì)荷載作用下的內(nèi)力之和超過構(gòu)件的承載能力時(shí)，梁、柱端和樓板將會(huì)出現(xiàn)裂縫。第14頁(yè)/共41頁(yè) 根據(jù)

10、一些實(shí)測(cè)資料，磚墻可見裂縫的臨界拉應(yīng)變約為0.05（脆性飾面最易開裂），裂縫的形態(tài)多樣。蝶形沉降倒蝶形沉降第15頁(yè)/共41頁(yè)(b)(c)(d)填土硬土 圖 2-31 不均勻沉降引起磚墻開裂（a）土層分布較均勻 （b）中部硬土層凸起（c）松散土層（如填土）厚度變化較大（d）上部結(jié)構(gòu)荷載差別較大(a)第16頁(yè)/共41頁(yè)防止或減輕不均勻沉降造成的損害的辦法通常有： 采用柱下條形基礎(chǔ)、筏基和箱基； 采用樁基或其他深基礎(chǔ)； 采取各種地基處理方法； 從地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)相互作用的觀點(diǎn)出發(fā)，在建筑、結(jié)構(gòu)和施工方面采取某些措施。前三類措施造價(jià)偏高，樁基、深基和許多地基處理方法還需要具備一定的施工條件才能采用

11、。此外，只處理地基有時(shí)還不能完全解決問題，往往需要同時(shí)輔以某些建筑、結(jié)構(gòu)和施工措施，才能取得預(yù)期的效果。在很多場(chǎng)合下，采取了這些措施以后，便可降低對(duì)地基處理的要求，有時(shí)還可免于處理。第17頁(yè)/共41頁(yè)二、建筑措施 1. 建筑物的體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單； 2. 控制建筑物的長(zhǎng)高比及合理布置墻體； 3. 設(shè)置沉降縫（注意沉降縫與伸縮縫的區(qū)別，沉降縫的設(shè)置位置，有防滲要求的地下室一般不宜設(shè)置沉降縫，可采用后澆帶）； 4. 相鄰建筑物基礎(chǔ)間應(yīng)有一定的凈距； 5. 調(diào)整某些設(shè)計(jì)標(biāo)高 根據(jù)預(yù)估的沉降量，適當(dāng)提高室內(nèi)地坪或地下設(shè)施的標(biāo)高； 建筑物各部分（或設(shè)備之間）有聯(lián)系時(shí)，可將沉降較大者的標(biāo)高適當(dāng)提高； 在建筑物

12、與設(shè)備之間，應(yīng)留有足夠的凈空； 有管道穿過建筑物時(shí)，應(yīng)預(yù)留足夠尺寸的孔洞，或采用柔性管道接頭等。 第18頁(yè)/共41頁(yè)體型簡(jiǎn)單：平面立面體型復(fù)雜：1. 建筑體型力求簡(jiǎn)單第19頁(yè)/共41頁(yè)裂縫圖2-32 某“L”形建筑物一翼墻身開裂90171151188206132相對(duì)沉降曲線 （）建筑體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單第20頁(yè)/共41頁(yè)相 對(duì) 沉 降 曲 線裂 縫圖 2 33 建 筑 物 因 高 差 太 大 而 開 裂建筑體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單第21頁(yè)/共41頁(yè)沉降曲線（）裂 縫圖234 建筑物因長(zhǎng)高比過大而開裂2. 1 控制建筑物的長(zhǎng)高比長(zhǎng)高比：建筑物在平面上的長(zhǎng)度和從基礎(chǔ)底面起算的高度之比 當(dāng)預(yù)估的最大沉降量超過120

13、mm時(shí)，對(duì)三層和三層以上的房屋，長(zhǎng)高比不宜大于2.5；對(duì)于平面簡(jiǎn)單，內(nèi)、外墻貫通，橫墻間隔較小的房屋，長(zhǎng)高比的控制可適當(dāng)放寬，但一般不大于3.0。 第22頁(yè)/共41頁(yè)2. 2 合理布置墻體合理布置縱、橫墻是增強(qiáng)砌體承重結(jié)構(gòu)房屋整體剛度的重要措施之一。因此，當(dāng)?shù)鼗涣紩r(shí)，應(yīng)盡量使內(nèi)、外縱墻不轉(zhuǎn)折或少轉(zhuǎn)折，內(nèi)橫墻間距不宜過大，且與縱墻之間的連接應(yīng)牢靠，必要時(shí)還應(yīng)增強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度和強(qiáng)度。 第23頁(yè)/共41頁(yè)3. 設(shè)置沉降縫 為了使各沉降單元的沉降均勻，宜在建筑物的下列部位設(shè)置沉降縫： 建筑物平面的轉(zhuǎn)折處； 建筑物高度或荷載有很大差別處； 長(zhǎng)高比不合要求的砌體承重結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位；

14、地基土的壓縮性有顯著變化處； 建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處； 分期建造房屋的交界處； 擬設(shè)置伸縮縫處（沉降縫可兼作伸縮縫）。 第24頁(yè)/共41頁(yè)A單元B單元簡(jiǎn)支（或懸挑）跨圖 6-36 用簡(jiǎn)支（或懸挑）跨分割沉降單元示意設(shè)置沉降縫第25頁(yè)/共41頁(yè)沉降縫構(gòu)造示意圖 第26頁(yè)/共41頁(yè)有防滲要求的地下室一般不宜設(shè)置沉降縫。因此，對(duì)于具有地下室和裙房的高層建筑，為減少高層部分與裙房間的不均勻沉降，常在施工時(shí)采用后澆帶將兩者斷開，待兩者間的后期沉降差能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)再連接成整體。 第27頁(yè)/共41頁(yè)圖 2-37 相鄰建筑影響實(shí)例IIII沉降4. 相鄰建筑物基礎(chǔ)間應(yīng)有一定的凈距第28頁(yè)/共41頁(yè)浙江永嘉縣

15、兩棟居民樓由于相距甚近，造成相互傾斜各達(dá)3839cm，后側(cè)樓頂已相接觸第29頁(yè)/共41頁(yè)相鄰建筑物影響主要表現(xiàn)為： 同期建造的兩相鄰建筑物之間會(huì)彼此影響，特別是當(dāng)兩建筑物輕（低）重（高）差別較大時(shí)，輕者受重者的影響較大； 原有建筑物受鄰近新建重型或高層建筑物的影響。 決定基礎(chǔ)間凈距的主要指標(biāo)是受影響建筑（被影響者）的剛度（用長(zhǎng)高比來衡量）和影響建筑（產(chǎn)生影響者）的預(yù)估平均沉降量（見表2-11）。 第30頁(yè)/共41頁(yè)三、結(jié)構(gòu)措施 1. 減輕建筑物的自重 2. 設(shè)置圈梁 3. 設(shè)置基礎(chǔ)梁（地梁） 4. 減小或調(diào)整基底附加壓力（采取設(shè)置地下室（或半地下室），或調(diào)整基底尺寸等方法） 5. 采用對(duì)不均勻

16、沉降欠敏感的結(jié)構(gòu)型式（靜定結(jié)構(gòu)）第31頁(yè)/共41頁(yè)1. 減輕建筑物的自重 （1）減少墻體的重量。 如采用空心砌塊、多孔磚或其他輕質(zhì)墻； （2）選用輕型結(jié)構(gòu)。 如采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)及各種輕型空間結(jié)構(gòu)； （3）減少基礎(chǔ)及其上回填土的重量。 可以選用覆土少、自重輕的基礎(chǔ)型式，如殼體基礎(chǔ)、空心基礎(chǔ)等。 如室內(nèi)地坪較高，可以采用架空地板代替室內(nèi)厚填土。第32頁(yè)/共41頁(yè)2. 設(shè)置圈梁圈梁的作用：提高砌體結(jié)構(gòu)抵抗彎曲的能力，即增強(qiáng)建筑物的抗彎剛度。 它是防止磚墻出現(xiàn)裂縫和阻止裂縫開展的一項(xiàng)有效措施。 圈梁在平面上應(yīng)盡量形成封閉系統(tǒng)。 圈梁的布置：多層房屋宜在基礎(chǔ)面附近和頂層門窗頂處各設(shè)置一道，

17、其他各層可隔層設(shè)置（必要時(shí)也可層層設(shè)置），位置在窗頂或樓板下面。 單層工業(yè)廠房及倉(cāng)庫(kù)，可結(jié)合基礎(chǔ)梁、聯(lián)系梁、過梁等酌情設(shè)置。圈梁的型式：有兩種，一種是鋼筋混凝土圈梁，另一種是鋼筋磚圈梁 。 第33頁(yè)/共41頁(yè)36366410墻寬墻寬300圈梁120m 圖2-39 圈梁截面示意（a）鋼筋混凝土圈梁 （b）鋼筋磚圈梁圈梁(a)(b)第34頁(yè)/共41頁(yè)基礎(chǔ)梁圖2-40 支承圍護(hù)墻的基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)柱砌體3. 設(shè)置基礎(chǔ)梁（地梁） 對(duì)于采用單獨(dú)柱基的框架結(jié)構(gòu)，在基礎(chǔ)間設(shè)置基礎(chǔ)梁是加大結(jié)構(gòu)剛度、減少不均勻沉降的有效措施之一。 基礎(chǔ)梁的設(shè)置常帶有一定的經(jīng)驗(yàn)性（僅起承 墻作用時(shí)例外），其底面一般置于基礎(chǔ)表面（或略高

18、些），過高則作用下降，過低則施工不便。 基礎(chǔ)梁的截面高度可取柱距的1/141/8，上下均勻通長(zhǎng)配筋，每側(cè)配筋率為0.4%1.0%。在廣東，地梁特指框架結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)梁。地梁的作用：(1)承墻；(2)調(diào)整不均勻沉降。第35頁(yè)/共41頁(yè)p1p2上層傳來的荷載操作平臺(tái)裂縫墻柱墻p框架柱(大廳)（門廊）裂縫廊柱（b）（a） 圖2-41 基礎(chǔ)尺寸不妥當(dāng)引起的損壞s ss sp2ppps2ss4. 減小或調(diào)整基底附加壓力 設(shè)置地下室（或半地下室）。其作用之一是以挖除的土重去抵消（補(bǔ)償）一部分甚至全部的建筑物重量，從而達(dá)到減小基底附加壓力和沉降的目的，這一概念在節(jié)中還將作進(jìn)一步的闡明。地下室（或半地下室）還可只設(shè)置于建筑物荷載特別大的部位，通過這種方法可以使建筑物各部分的沉降趨于均勻。 (2) (2)調(diào)整基底尺寸第36頁(yè)/共41頁(yè)5. 采用對(duì)不均勻沉降欠敏感的結(jié)構(gòu)型式 排架、三鉸拱（架）等鉸接結(jié)構(gòu)（從力學(xué)角度來看，這些結(jié)構(gòu)均屬靜定結(jié)構(gòu)）對(duì)不均勻沉降有很大的順從性，可避免不均勻沉降的危害；這類結(jié)構(gòu)型式通常只適用于單層的工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)和某些公共建筑。 必須注意的是，嚴(yán)重的不均勻沉降仍會(huì)對(duì)這類結(jié)構(gòu)的屋蓋系統(tǒng)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、吊車梁及各種縱、橫聯(lián)系構(gòu)件造成損害，因此應(yīng)采取相應(yīng)的防范措施，例如避免用連續(xù)吊車梁及剛性屋面防水層，墻面加設(shè)圈梁等。 油罐、水池等的基礎(chǔ)底板常采用柔