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22建筑地基基础计算
2-2建筑地基基础计算
2-2-1地基基础计算用表
1.地基基础设计等级(表2-27)
地基基础设计等级表2-27
设计等级
建筑和地基类型
甲级
重要的工业与民用建筑物
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建筑物大面积的多层地下建筑物(如地下车库、商场、运动场等)对地基变形有特殊要求的建筑物
复杂地质条件下的坡上建筑物(包括高边坡)对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建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
除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物
丙级
场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物
根据建筑物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
响程度,地基基础设计应符合下列规定:
(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。
(3)表2-28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:
1)地基承载力特征值小于130kPa,且体型复杂的建筑;
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,其自重固结未完成时。
(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筑物和构筑物,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间题时,尚应
进行抗浮验算。
地基主
要受力
层情况
地基承载力特征值
fak(kPa)
60Wfak
<80
80wfak
<100
100wfak
<130
130wfak
<160
160wfak
<200
200wfak
<300
各土层坡度(%)
w5
w5
w10
w10
w10
w10
建筑类型
砌体承重结构、框架结构(层数)
w5
w5
w5
w6
w6
w7
单层排架结构
(6m
柱距)
单
跨
吊车额定起重量(t)
5~10
10~15
15~20
20~30
30~50
50~100
厂房跨度(m)
w12
w18
w24
w30
w30
w30
多跨
吊车额定起重量(t)
3~5
5~10
10~15
15~20
20~30
30~75
厂房跨度(m)
w12
w18
w24
w30
w30
w30
烟囱
高度(m)
w30
w40
w50
w75
w100
水塔
高度(m)
w15
w20
w30
w30
w30
容积(m3)
w50
50~100
100~200
200~300
300~500
500~1000
可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围
表2-28
注:
1.地基主要受力层系指条形基础底面下深度为
3b(b为基础底面宽度),独立基础下为
1.5b,且厚度均不小于5m的范围(二层以下一般的民用建筑除外)
2•地基主要受力层中如有承载力特征值小于130kPa的土层时,表中砌体承重结构的设
计,应符合《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中第7章的有关要求;
3.表中砌体承重结构和框架结构均指民用建筑,对于工业建筑可按厂房高度、荷载情
况折合成与其相当的民用建筑层数;
4•表中吊车额定起重量、烟囱高度和水塔容积的数值系指最大值。
2.基础宽度和埋深的地基承载力修正系数(表2-29)
承载力修正系数表2-29
土的类别
nb
nd
淤泥和淤泥质土
0
1.0
人工填土
e或Il大于等于0.85的粘性土
0
1.0
红粘土
含水比aw>0.801.2
含水比aww0.80.151.4
大面积压实填土
压实系数大于0.95,粘粒含量Pc>10%的粉土最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石
0
1.5
粉土
粘粒含量Pc>10%的粉土粘粒含量PC<10%的粉土
0
0.3
2.0
1.5
e及Il均小于0-85的粘性土
粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态)中砂、粗砂、砾砂和碎石土
0.5
0.3
2.0
2.0
1.6
3.0
注:
1•强风化和全风化的岩石,可参照所风化成的相应土类取值,其他状态下的岩石不修
正;
2•地基承载力特征值按地基基础设计规范附录D深层平板载荷试验确定时nd取0。
3.建筑物的地基变形允许值(表2-30)
建筑物的地基变形允许值表2-30
200
体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(—mm
高耸结构基础的倾斜
HgW20
0.008
20 0.006 50 0.005 100 0.004 150 0.003 200 0.002 高耸结构基础的沉降量(mm) HgW100 400 100 300 200 200 本表数值为建筑物地基实际最终变形允许值; 注: 1. 3. I为相邻柱基的中心距离(mm);Hg为自室外地面起算的建筑物高度(m); 5. 局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。 4.压实填土的质量控制(表2-31) 压实填土的质量控制表2-31 结构类型 填土部位 压实系数入C 控制含水量(%) 砌体承重结构 在地基主要受力层范围内 >0.97 Wopi2 和框架结构 在地基主要受力层范围以下 >0.95 排架结构 在地基主要受力层范围内 >0.96 在地基主要受力层范围以下 >0.94 水量; 注: 1.压实系数入C为压实填土的控制干密度Pd与最大干密度Pdmax的比值,Wop为最优含 0.94。 2.地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土,压实系数不应小于 5. 房屋沉降缝宽度(表2-32)和相邻建筑物基础间的净距(表2-33) ~被影响建筑的长高比 影响建筑的预估平均沉降量s(mm)^^— 2.0WL/Hf<3.0 3.0 70-150 2-3 3-6 160-250 3-6 6-9 260-400 6-9 9-12 >400 9-12 >12 相邻建筑物基础间的净距(m) 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 6.无筋扩展基础台阶宽高比的允许值(表2-34) 无筋扩展基础台阶宽高比的允许值表2-34 基础材料 质量要求 台阶宽高比的允许值 pkw100 100 200 混凝土基础 C15混凝土 1: 1.00 1: 1.00 1: 1.25 毛石混凝土基础 C15混凝土 1: 1.00 1: 1.25 1: 1.50 砖基础 砖不低于MU10、砂浆不低 于M5 1: 1.50 1: 1.50 1: 1.50 毛石基础 砂浆不低于M5 1: 1.25 1: 1.50 - 灰土基础 体积比为3: 7或2: 8的灰土,其最小干密度: 粉土1.55t/m3 粉质粘土1.50t/m3粘土1.45t/m3 1: 1.25 1: 1.50 - 三合土基础 体积比1: 2: 4-1: 3: 6 1: 1.50 1: 2.00 - 注: 1.Pk为荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值(kPa); 2.阶梯形毛石基础的每阶伸出宽度,不宜大于200mm; 3.当基础由不同材料叠合组成时,应对接触部分作抗压验算; 4.基础底面处的平均压力值超过300kPa的混凝土基础,尚应进行抗剪验算。 2-2-2地基及基础计算 2-2-2-1基础埋置深度 基础埋置深度,应按下列条件确定: 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; 2.作用在地基上的荷载大小和性质; 3.工程地质和水文地质条件; 4.相邻建筑物和基础埋深; 5.地基土冻胀和融陷的影响。 在满足地基稳定和变形要求的前提下,基础宜试埋。 除岩石地基处,基础埋深不宜小于0.5m。 筏形和箱形基础的埋置深度,应满足地基承载力、变形和稳定性要求。 天然 地基上的箱形和筏形基础的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基 当埋 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。 深大于原有建筑基础时,两基础间应保持一定净距。 否则应采取分段施工,设支护结构,或加固原有建筑物基础。 确定基础埋深尚应考虑地基的冻胀性。 2-2-2-2地基计算 地基计算见表2-350 地基计算表2-35 承载力计算 变形计算 稳定性计算 (1) (3) 轴心荷载作用时 4Fk+G— Pk"AW/a 偏心荷载作用时 Fj^GkMi一… Pkm«=—+#£1・2几 Fk+GkM&八 />knun=丄A■冷勺■ 当偏心距e>6/6时 当受力层范围内有较弱下卧层时,尚应验算 仇+PQCW几 条形基础: 冲念務矩形基础: 2C+空瓷倂畀任而 (1)最终变形量 "^1-1a“i) (2)地基变形计算深度 △/mM0・0252△门 i-1 (3)开挖基坑地基土的回弹变形量 用0弧滑动面法验算Mr/Ms》1・2 (1)当基础宽度大于3m或埋置深度大于0・501时・几值应按下式修正: 几=几+7by(&-3)+帀挣01(<^~0.5) (2)当偏心距e小于或等于0.033倍基础底宽时,几按F式计算 人-Mb/b+MdAmd+ 注: 表中符号 如——相应于荷載效应标准组合时,基础底面处的平均压力值;A——修正后的地基承载力特征值; 基础底面边绿的最小压力值;上部结构传至基础顶面的竖向力值; 九相应于荷载效应标准组合时.基础底面边缘的最大压力值; Pk圖——相应于荷载效应标准组合时, Fk——相应于荷载效应标准组台时* Gk——基础自重和基础上的土重; A——基础底面面积; 件用于基础底面的力矩值辛 Mi——相应于荷载效应标准组合时, 评——基础底更的抵抗矩; Z——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兹大压力边绿的距离i仏——地基承载力特征值, 耳b、tjd—基础宽度和埋棵的地基承载力修正系数? Z—基础底面以下土的重度.地下水位以下耽浮重度; b基础底面宽度.小于3m时按3m取值,大于6111时按6111取值; L——基础底面以上土的加权平均重度、地下水位W下取浮重度td——基础埋置深度.一般自室外地面标高算起; MtsMd、Me—承载力垂数; m—基底T一倍短边宽探度内土的粘聚力标准值* 地基堆第变席S; 沉降计e经验系数.根据地区沉降观测资料及经验确定; 按分层总和祛计算岀的地基变形量; n——地基变形计算深度范围内所划分的土垦数;如——对应于荷载效应椎水矢组合时的基础底面处的附加压力iE・i——基础底面下第: 层土的压缩模量,取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算; 蠶「1—基础底面至第i层土、第,・1层土底面的距离* £7—基础底面计算点至第: 层土.第1-1层土底H范围内平均附加应力系数i 山;一在计算深度ffi围内,第: 层土的计算变形值;——在计算深度向上®厚度为2的土层计算变形值;矶一地基的回弹变形量J虹—考虑回陣影响的沉降计算经验系数.矢取1•山P.——基境底面以上土的自童压力,地下水e以下扣除浮力,E”——土的回弾棋量¥ 滑动力矩卡 Mr—抗滑力矩. 2-2-2-3基础计算 基础计算见表2-36。 基础计算表2-36 无筋扩展基础 (砖、毛石、混凝土、三合土尊材料组成的墙下条形基础和柱下独立基础) 基础高度 心导 ztana (2) 扩展基础 (钢筋混凝土柱独立基础和墙下条形基础) Ml Mg 矩形«面柱的矩形基础,验算柱与基础交接处及基础变阶处的受冲切承载力 F/MO.7Php/ja„/io 基础底板抗弯计算 矩形基础: (2Z+a')(fimex+P-誉)+(Pmw-pH =~(Z-4)2(26+6')(+H-誉) 墙下条形基础: 取Z=a'=lm按上述Mi式计算。 当扩展基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时,尚应验算扩展基础顶面的局部受压承载力 5=(S+ab)/2 Fl-pjAt 柱下条形基础 (2) ⑶ ⑷ (5) ⑹ 上部结构刚度较好,荷载分布较均匀,且条形基础梁高度不小于1/6柱距时,地基反力按直线分布,条形基础梁的内力按连续梁计算,边跨跨中弯矩及第一内支座弯矩乘以1.2系数; 不满足上述条件时,按弹性地基梁计算; 交义条形基础,交点上的柱荷载,按交义梁的刚度或变形协调的要求进行分配,内力按上述规定计算J验算柱边缘处基础梁的受剪承《力J 存在扭矩时,作抗扭计算i 条形基础的混凝土强度等级小于柱混凝土强度等级时,应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承載力 基底平面形心与结构竖向永久荷载S心的偏心距 梁板式筏基底板受冲切承载力 F/<0.7Php/tMm^0 底板区格为矩形双向板时,底板受冲切所需厚度 4/>2nUn2 (3) 筏形基础 (梁板式、平板式) (心+M-仏+3-P+0.7—Ao= 梁板式筏基底板斜«面受剪承载力匕£0.70』心也一2届Mo梁板式筏基的基础梁要验算正截面受弯、斜截面受剪承载力及底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力平板式筏基板,距柱边妇/2处冲切临界K面的最大剪应力 Ph.=(800/ho)也 (6) (8) rnux~F//Mtahq+Afl/1( r昨€0・7((L4+1・2/禹)阳£平板式筏基内筒下板受冲切承载力 FMugho<0.7j9hp/y7 平板式筏基距内筒边缘或柱边缘h,处筏板受剪承载力 尚应验算筏板正截面受弯承«力 =1_-■— •1+专ED 注: 表中符号 Ho—基础高度i h—基础底面宽度: 6o—基础顶面的墙体宽度或柱脚宽度;tana——基础台阶宽高比; 兀——受冲切承载力截面高度影响系数,当/iW800mm时,php=l.O;人鼻2000mm时,弘产0.9,其间按线性内插法取用・ fi ho 混凝土轴心抗拉强度设计值J 基础冲切破坏锥休的有效高度; ——冲切破坏锥体最不利…値计算长度: P——相应于荷载效应基本组合时在任意截面处基础底面地基反力设计值; G——考虑荷载分配系数的基础自重及其上的土自重i W——与偏心距方向一致的基础底面边缘抵抗矩; A——基础底面积; «顶——距基础梁边加/2处冲切临界截面的周长5 /n2——计算板格的短边、长边的净长度> V,——距梁边缘仏处,作用在梯形面积上的地基土平均净反力设计值; %——受剪切承载力截面高度影响系数,板的有效高度Ao<800mm时,A。 取800mm;Ao>2000mm时,力0取2000mm; 计算筏板距柱边仏/2处冲切临界截面最大剪应力时,为相应于荷载效应基本组合时的集中力设计值; 復板的有效高度; 作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩设计值; cab——沿弯矩作用方向,冲切临界截面重心至冲切临界«面最大剪应力点的距离i 冲切临界截面对其重心的极惯性矩; 柱截面长边与短边的比值,久<2时取2,久>4时取4; Cl 与弯矩作用方向一致的冲切临界截面的边长: C2——垂直于C1的冲切临界截面的边长i 不平衡弯矩通过冲切临界截面上的偏心剪力来传递的分配系数; Ff 计算筏基由筒下板受冲切承载力时,为相应于荷载效应基本组合时的内筒所承受的轴力设计值减去復板冲切破坏锥体内的地基反力设计值; 耳—内筒冲切临界截面周长影响系数,取1.25; Vs——计算筏板距内简边缘或柱边缘/IQ处受剪承载力时,为荷载效应基本组合下,地基净反力平均值产生的距内筒或柱边缘ho处筏板单位宽度的剪力设计值i 几一筏板计算截面单位宽度。
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