第二章 浅基础(2)

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3、设置沉降缝 当建筑物体型复杂或长高比过大时，可设沉降缝建筑物 （包括基础）分割成若干独立的沉降单元。 沉降缝可设于如下部位： （1）建筑物平面转折处； （2）高度或荷载变化较大处； （3）长高比不符合要求的砌体结构或框架结构的适当部位； （4）地基压缩性有明显变化处； （5）建筑结构或基础类型不同处； （6）分期建造房屋的交界处； （7）拟设置伸缩缝处（三缝合一）
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（3）等效梁沿横向长度可取该断面的平均值。 四、连梁式联合基础 1、适用条件 连梁式联合基础适用于两柱间距离较大，采用矩形或梯形 联合基础不适宜时。因为随柱间距的增大，跨中基底净反力会 使跨中负弯矩急剧增大。 2、结构特点 （1）连系梁底面不与地面接触，基底反力仅作用于两柱下的 扩展基础，连系梁中弯矩较小； （2）连系梁的作用是将偏心产生的弯矩传递给另一侧的柱基 础，从而使两基础的基底反力均匀。
二、墙下钢筋混凝土条形基础设计 设计内容： （1）确定基础高度； （2）基础底板配筋。 ※截面设计时不考虑基础及回填土的重力，仅考虑上部 荷载作用下地基的净反力。计算时，沿条形基础长度方 向取1m作为计算单元。
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1、构造要求
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2、轴心荷载作用下的基础设计
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（2）基础底板配筋 悬臂根部最大弯矩设计值M为：
b b0 tan
b b0 h
2 tan
2h
b0 ——基础顶面处墙体或柱脚宽度：
——基础刚性角（取决于基础材料）；
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（3）确定基础最小埋置深度 d
d h 100 ~ 150 mm (保护层厚度) 最小埋置深度：
判定基础埋置深度是否满足要求；若不满足要求，则 应加大基础埋深或者选择刚性角较大的基础类型（如混凝 土基础）以及钢筋混凝土基础。
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§2.7 联合基础设计 一、概述 （1）联合基础的分类 ①矩形联合基础（a） ②梯形联合基础（b） ③连梁式联合基础（c） （2）联合基础设计的基本假设 ①基础刚性； 当基础高度 h l 6 时，基础可视为刚性基础。
②基底压力为线性分布； ③地基主要受力层范围内土质均匀； ④不考虑上部结构刚度的影响。
F l 0.7 hp f t um h0
（2-67）
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②受剪承载力验算，其公式为：
V 0.7h ft bh0 （2-68）
（6）按弯矩图中的最大正负弯矩进行配筋计算； （7）按等效梁法进行横向配筋计算。
※等效梁法：因矩形联合基础为等厚平板，靠近柱位区段基础 横向刚度很大。根据J.E.波勒斯（Bowles）建议，可在柱边缘 以外各取 0.75h0 宽度（如图2-29）与柱宽合计作为“等效梁” 宽度。基础横向受力钢筋按横向等效梁的柱边截面弯矩计算确 定，等效梁以外区段按构造要求配置。各横向等效梁底面基底 净反力以相应等效梁上的柱荷载计算确定。
（2-70）
通过解方程组（2-69）、（2-70）可得基底尺寸a、b的值。 3、内力分析与设计 计算方法与矩形联合基础相同，但应注意以下几点： （1）梯形联合基础基底净反力沿纵向呈线性变化（即呈梯形 分布）； （2）选取受剪承载力验算截面和纵向配筋计算截面时应考虑 板宽的影响（即内力最大的截面并非一定为最不利截面）。
h0 ——基础有效高度。
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（d）相关参数计算 （i）当冲切破坏锥体的底边位于基础底面积以内[如图2-26（b） 所示]，即当 b bc 2h0 时。
① bm 的计算 假定柱截面长、短边分别为 ac 、bc ，则沿柱边产生冲切时有：
bt bc
bb bc 2h0
bm bt bb 2 bc h0 即有：
0.7 hp f t bm h0 0.7 hp f t bc h0 h0
即满足:
0.7 1.0 1100 0.3 0.555 0.555 365.38kN
Fl 0.7hp ft bmh0
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②对于变阶处截面:
对于变阶处截面有:
b b1
ac
bc
l1
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如图2-27如示，地基净反力对柱边I-I截面产生的弯矩设计值为：
M p j A1234 l0
式中：A1234 ——梯形1234的面积；
A1234 1 b bc l ac 4
l 0 ——梯形1234的形心至柱边的距离；
l ac bc 2b l0 6bc b
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3、设计要点 （1）连系梁必须为刚性，梁宽不应小于最小柱宽； （2）两基础的底面尺寸除满足地基承载力要求之外，尚应满足 地基不均匀沉降的要求； （3）连系梁底面不应与地面接触，以免造成计算困难和使连系 梁跨中产生过大弯矩，设计中不计连系梁的自重。 4、设计步骤
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§2.8 减轻建筑物不均匀沉降危害的措施
Fl 0.7 hp f t bm h0
（2-55）
式中： Fl ——作用于冲切锥体上的冲切力，Fl p j A1
p j ——相应于荷载效应基本组合的地基净反力，
b hp ——受冲切承载力截面高度影响系数；
A1 ——冲切力的作用面积；
p j F bl
A1
bb
bm
bt
ft ——混凝土轴心抗拉强度设计值； bm ——冲切破坏锥体斜裂面上、下边长的平均值；
（2-52）
M ——相应于荷载效应基本组合时作用于基 式中： 础底面的力矩值； e0 ——荷载的净偏心矩， e0 M F
※基础的高度和配筋仍按式（2-47）和（2-50）计算，但式 中的剪力和弯矩设计应按下列公式计算：
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1 p j max p jI b1 2 1 M 2 p j max p jI b12 6 V
M 1 p j b12 2
（2-49）
式中符号意义同前。 M A 基础每米长的受力钢筋截面积为： s 0.9 f h （2-50） y 0
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3、偏心荷载作用下的基础设计 基础边缘处的最大净反力设计值为：
p j max F 6M 2 b b
（2-51）
或者
p j max
F 6e0 1 b b
b1
p j min
p jI
Ⅰ
p j max
b
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基底面积计算 采用标准组合 截面计算采用 基本组合
b1
Fk
d
b
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三、柱下钢筋混凝土独立基础设计
1、构造要求
除应满足墙下钢筋混凝土条形基础 相关构造要求外，尚应满足如下要求： （1）阶梯形基础台阶高度取为 300~500mm； （2）采用锥形基础时，其边缘高度 不宜少于200mm，顶部每边应沿柱边放 出50mm； （3）受力钢筋应双向配置； （4）现浇柱纵向钢筋可通过插筋锚 入基础。插筋数量、直径及种类与柱内 纵向钢筋相同。
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二、矩形联合基础 1、矩形联合基础设计步骤 （1）计算柱荷载的合力作用点（荷载重心）位置； （2）确定基础长度，使基础底面形心尽可能与柱荷载重心重合； （3）按地基承载力确定基础底面宽度； （4）计算基底净反力设计值，用静定分 析法计算基础内力； （5）根据受冲切和受剪承载力确定基 础高度；一般先假定基础高度，然后 进行验算确定。 ①受冲切承载力验算，其公式为：
一、建筑措施 1、建筑物的体型力求简单 体型简单的建筑物（如“一”字型），整体刚度大，抵 抗变形能力强，平面形状复杂的建筑物（如“L”、“T”、 “H”型），因基础密集、地基附加应力重叠，容易产生不均 匀沉降。 2、控制建筑物的长高比、合理布置纵横墙 长高比大的砌体承重结构，整体刚度小，纵墙容易因过 度挠曲而开裂。房屋建筑的长高比一般不宜大于3.0，否则应 设置沉降缝。
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三、梯形联合基础 1、适用条件 当建筑界限靠近荷载较小的柱一侧时，采用矩形联合 基础合适，当荷载较大的柱一侧空间受到限制时，只能采用梯 形联合基础。因此时采用矩形联合基础，基底形心将无法与荷 载重心重合。 由图2-30可知，梯形基础适用 范围为：l 3 x l 2 ；当 x l 2 时， 梯形基础转化为矩形基础。 2、基础底面尺寸确定
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②冲切力作用面积 A1
（ii）当冲切破坏锥体的底边部分位于基础底面积以外[如图 2-26（c）所示]，即当 b bc 2h0 时。 ①抗冲切面积 bm h0 的计算
②冲切力作用面积 A1 ：
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（e）具体设计方法 ①按经验假定基础高度，得出有效高度 h0 ②将相关参数代入式（2-57）或（2-58）进行验算，直至抗 冲切力（即等式右边）稍大于冲切力（等式左边）为止。 注意：当基础底面全部落于45o冲切锥体底边以内时， 基础成为刚性基础，无需进行冲切验算。 （2）底板配筋 ①矩形基础破坏模式： 对于长宽比小于2的矩形基础，其破坏特征为沿柱角至 基础四角呈梯形裂纹破坏。 ②配筋计算方法： 视基础底板为四块固定于柱边的梯形悬臂板。
（2-53） （2-54）


式中：p jI ——计算截面处基底净反力设计值。按下式计算：
p jI p j min b b1 p j max p j min b
Ⅰ
注：M计算公式推导：
1 1 2 M b1 p jI b1 p j max p jI b1 b1 2 2 3 1 1 1 p j maxb12 p jI b12 p jI b12 3 3 2 1 2 p j max p jI b12 6
l
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思考题： 1、无筋扩展基础需通过控制（ ）和（ ）来确定基础的 截面尺寸？ 2、墙下钢筋砼条形基础底板厚度主要根据（ ）条件确定；而 柱下钢筋砼独立基础底板厚度则应根据（ ）条件确定？ 3、处于同一土层条件且埋深相同的甲、乙两相邻柱下正方形扩 展基础，甲基础的底面积大于乙基础的底面积。若甲、乙基 础的基底平均压力均等于地基土的承载力，则甲、乙基础的 沉降量关系为（ ）。 （A）甲基础大；（B）乙基础大；（C）一样大 4、某条形基础上部结构荷重为F＝160kN/m，经修正后地基承载 力特征值为f=100kPa，基础埋深为d=1m，条形基础最小宽度 最接近于下列哪一个数值？（ ） (A)1.0m (B) 1.5m (C) 2.0m (D) 2.5m