2.4基础底面尺寸的确定

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！。

混凝土结构与砌体结构设计中册(第四版) 十一章思考题答案12.1单层厂房排架结构中，哪些构件是主要承重构件?单层厂房中的支撑分几类?支撑的主要作用是什么?答：主要承重构件有：屋盖结构、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、基础单层厂房中的支撑：屋架间垂直支撑、横向、纵向水平支撑以及天窗架支撑和柱间支撑支撑的主要作用是：增强空间刚度及稳定性，传递风荷载和水平吊车荷载。

2.2排架内力分析的目的是什么?排架内力分析的步骤是怎样的?排架内力分析的目的是：为了获得排架柱在各种荷载作用下，控制截面的最不利内力，作为设计柱的依据；同时，柱底截面的最不利内力，也是设计基础的依据，并绘制出排架柱的弯矩图、轴力图及剪力图（M图、N图及V图）。

排架内力分析的步骤是：等高排架在水平荷载作用下的内力分析方法采用剪力分配法，步骤如下：（1）在柱顶水平集中力F作用下等高排架在柱顶作用一水平集中力F，在F作用下，柱顶产生水平位移。

沿柱顶将横梁与柱切开，在切口处代之一对剪力，如图2-4-16(b)所示。

取横梁为脱离体，由平衡条件有：又知，在单位水平力F=1作用下，柱顶水平侧移为。

反之要使柱顶产生单位水平位移即u=1，则需在柱顶施加的水平集中力。

如图2-4-17所示。

对于相同材料的柱，柱越粗，所需的越大,即所需施加的水平力越大。

反映了柱子抵抗侧移的能力,故称为柱子的抗侧刚度。

切开后的排架拄顶作用有水平力，在作用下产生柱顶位移为，根据上面分析可得等高排架，当各跨横梁EA时，有：将(2)、(3)式代入(1)式，得：由此可得：将(5)式代回(2)式得：式中称为第i根柱的剪力分配系数，它等于i柱的抗侧刚度与整个排架柱总的杭侧刚度的比值,且。

值可按附图１计算，由可求出分配系数，从而求出各柱顶剪力，最后按静定悬臂柱求出在已知作用下的柱截面内力。

附图１由此可见，剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力F按抗侧刚度分配给各柱,再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。

基础施工工作面宽度的确定
确定基础施工工作面的宽度是非常重要的，它涉及到基础的稳
定性和承载能力。

确定基础施工工作面宽度需要考虑以下几个方面：
1. 结构设计要求，首先，需要根据建筑或结构的设计要求来确
定基础的工作面宽度。

结构设计师通常会根据建筑物的荷载、土壤
条件、地基类型等因素来确定基础工作面的宽度。

2. 土壤条件，土壤的承载能力和稳定性是确定基础工作面宽度
的关键因素之一。

不同类型的土壤承载能力不同，需要根据实际的
土壤勘察结果来确定基础工作面的宽度，以确保基础能够稳定地承
载建筑物的荷载。

3. 建筑物荷载，建筑物的荷载是确定基础工作面宽度的重要考
虑因素。

不同类型和高度的建筑物所承受的荷载不同，需要根据实
际的荷载计算结果来确定基础工作面的宽度，以确保基础能够承受
建筑物的荷载。

4. 基础类型，不同类型的基础（如浅基础、深基础）对工作面
宽度的要求也不同。

浅基础通常需要较大的工作面宽度来分散荷载，
而深基础可能需要较小的工作面宽度。

5. 当地法规和规范，最后，确定基础工作面宽度还需要考虑当地的法规和规范要求。

不同地区对基础工作面宽度的要求可能有所不同，需要遵循当地的法规和规范来确定合适的工作面宽度。

综合以上几个方面的考虑，可以确定基础施工工作面的宽度，以确保基础的稳定性和承载能力。

在实际工程中，通常需要由结构设计师、土木工程师和相关专业人员共同进行综合设计和论证。

1、天然地基上的基础设计必须满足是么基本要求？答：强度要求、变形要求、稳定性要求及上部结构其它要求。

具体为：通过基础作用在地基上的压力不能超过地基承载力，以防止地基发生强度破坏；保证地基及基础的变形值不超过建筑物的允许值，以免影响建筑物的正常使用；地基及基础整体稳定性应有足够保证；基础本身强度、刚度、耐久性等应满足上部结构的要求。

2、简述天然地基上浅基础设计的内容和步骤。

答：（1）仔细研究并充分掌握拟建场区的工程地质条件和地质勘查资料，结合上部结构相关设计资料，在充分了解当地建筑经验、施工条件、先进技术的推广应用等有关情况的基础上，选择合适的基础材料、类型和平面布置方案；（2）选择地基承载力和确定基础埋置深度；（3）确定持力层的地基承载力；（4）根据地基承载力，初步确定基础底面尺寸，若存在软弱下卧层，尚应验算软弱下卧层的承载力；（5）进行必要的地基变形和稳定性验算；（6）对需要抗震验算的建筑物，应进行地基基础的抗震验算；（7）进行基础结构设计并满足相关构造要求，以保证基础具有足够的强度、刚度和耐久性；（8）绘制基础施工图，并付必要的技术说明。

3、确定基础埋深需考虑哪些因素？答：（1）建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造；（2）作用在地基上荷载的大小和性质；（3）工程地质和水文条件；（4）相邻建筑物的基础埋深；（5）地基土冻胀和融陷的影响。

4、确定基础承载力的常用方法有哪几种？答：（1）按载荷试验确定；（2）按规范法确定；(3)按土的抗剪强度指标，用理论公式确定。

5、基础底面尺寸如何确定？为何要进行软弱下卧层承载力验算？答：（1）按地基持力层承载力计算基础底面尺寸。

（2）地基软弱下卧层承载力验算；（3）按允许沉降差调整基础底面尺寸；（4）地基变形计算；（5）地基稳定性验算。

6、为什么地基承载力特征值必须根据基础的实际宽度和埋深进行修正？答：宽度修正：实际工程中基础宽度和承压板宽度是不同的，而基础宽度越大，则地基的承载力也越大，故须对实验结果经行宽度修正。

浅基础习题及参考答案2-4 某承重墙厚240mm，作用于地面标高处的荷载F k=180kN/m,拟采用砖基础，埋深为1.2m。

地基土为粉质粘土，g＝18kN/m3，e0=0.9，f ak=170kPa。

试确定砖基础的底面宽度，并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。

〔解〕查表2-5，得ηd=1.0，代入式（2-14），得f a= f ak+ηdγm(d-0.5)=170+1.0×18×(1.2-0.5)=182.6kPa按式（2-20）计算基础底面宽度：为符合砖的模数，取b=1.2m，砖基础所需的台阶数为：2-5 某柱基承受的轴心荷载F k=1.05MN，基础埋深为1m，地基土为中砂，γ=18kN/m3，f ak=280kPa。

试确定该基础的底面边长。

〔解〕查表2-5，得ηd=4.4。

f a= f ak+ηdγm(d-0.5)=280+4.4×18×(1-0.5)=319.6kPa取b=1.9m。

2-6 某承重砖墙厚240mm，传至条形基础顶面处的轴心荷载F k＝150kN/m。

该处土层自地表起依次分布如下：第一层为粉质粘土，厚度2.2m，γ＝17kN/m3，e=0.91，f ak=130kPa，E s1=8.1MPa；第二层为淤泥质土，厚度1. 6m，f ak=65kPa, E s2=2.6MPa；第三层为中密中砂。

地下水位在淤泥质土顶面处。

建筑物对基础埋深没有特殊要求，且不必考虑土的冻胀问题。

（1）试确定基础的底面宽度（须进行软弱下卧层验算）；（2）设计基础截面并配筋（可近似取荷载效应基本组合的设计值为标准组合值的1.35倍）。

〔解〕(1)确定地基持力层和基础埋置深度第二层淤泥质土强度低、压缩性大，不宜作持力层；第三层中密中砂强度高，但埋深过大，暂不考虑；由于荷载不大，第一层粉质粘土的承载力可以满足用做持力层的要求，但由于本层厚度不大，其下又是软弱下卧层，故宜采用“宽基浅埋”方案，即基础尽量浅埋，现按最小埋深规定取d=0.5m。

试论建筑结构柱下条形基础的设计要点柱下条形基础是由一个方向延伸的基础梁或由两个方向的交叉基础梁所组成，框架柱下条形基础可以沿柱列单向平行配置，也可以双向相交于柱位处形成交叉条形基础。

条形基础的设计包括基础底面宽度的缺点、基础长度的缺点、基础高度及配筋的计算，并要满足一定的构造要求。

一、适用范围柱下条形基础常用于软弱地基上框架或排架结构中。

它具有刚度较大、调整不均匀、沉降能力较强的优点，但造价较高。

因此，在一般情况下，柱下应当优先考虑设置独立基础。

如遇下述特殊情况时可以考虑采用柱下条形基础：（1）地基较软弱，承载力较低，而荷载较大时，或者地基压缩性不均匀。

（2）荷载分布不均匀，有可能导致不均匀沉降。

（3）上部结构对基础沉降较敏感，有可能产生较大的次应力或影响使用功能。

二、构造要求柱下条形基础的构造，其横截面一般做成倒T形，下部伸出部分称为翼板，中间部分称为肋梁。

2.1翼板厚度^f不应小于200mm，当hf=200～250mm时，翼板宜取等厚度；当hf>250mm时，可做成坡度i≤1：3的变厚翼板；当柱的荷载较大时，可以在柱位处加腋以提高梁的抗剪切能力，翼板的具体厚度尚应经过计算再确定。

翼板宽度6应按地基承载力计算确定。

2.2肋梁高度H应由计算确定，初估截面时，宜取柱距的1/8～1/4，肋宽b0应由截面的抗剪条件确定，且应满足规定的要求。

2.3为了调整基础底面形心的位置，以及使各柱下弯矩与跨中弯矩均衡以利于配筋，条两端宜伸出柱边，其外伸悬臂长度/。

宜为边跨柱距的1/4。

2.4条形基础肋梁的纵向受力钢筋应按计算确定，肋梁顶部的纵向钢筋应全部通长配置，底部的通长钢筋，其面积不得少于底部纵向受力钢筋面积的1/3。

当肋梁的腹板高度≥450mm时，应在梁的两侧沿高度配置直径大于10mm的纵向构造腰筋，每侧纵向构造腰筋（不包括梁顶、底部受力架立钢筋）的截面面积不应小于梁腹板截面面积的0.1%，其间距不宜大于200mm。

基础工程设计原理2-4某承重墙厚240mm，作用于地面标高处的荷载F k=180kN/m,拟采用砖基础，埋深为1.2 m。

地基土为粉质粘土，g＝18kN/m3，e0=0.9，f ak=170kPa。

试确定砖基础的底面宽度，并按二皮一收砌法画出基础剖面示意图。

〔解〕查表2-5，得ηd=1.0，代入式（2-14），得f a=f ak+ηdγm(d-0.5)=170+1.0×18×(1.2-0.5)=182.6kPa按式（2-20）计算基础底面宽度：为符合砖的模数，取b=1.2m，砖基础所需的台阶数为：2-5某柱基承受的轴心荷载F k=1.05MN，基础埋深为1m，地基土为中砂，γ=18kN/m3，f ak =280kPa。

试确定该基础的底面边长。

〔解〕查表2-5，得ηd=4.4。

f a=f ak+ηdγm(d-0.5)=280+4.4×18×(1-0.5)=319.6kPa取b=1.9m。

2-6某承重砖墙厚240mm，传至条形基础顶面处的轴心荷载F k＝150kN/m。

该处土层自地表起依次分布如下：第一层为粉质粘土，厚度2.2m，γ＝17kN/m3，e=0.91，f ak=130kPa，E s1=8.1MPa；第二层为淤泥质土，厚度1.6m，f ak=65kPa,E s2=2.6MPa；第三层为中密中砂。

地下水位在淤泥质土顶面处。

建筑物对基础埋深没有特殊要求，且不必考虑土的冻胀问题。

（1）试确定基础的底面宽度（须进行软弱下卧层验算）；（2）设计基础截面并配筋（可近似取荷载效应基本组合的设计值为标准组合值的1.35倍）。

解(1)确定地基持力层和基础埋置深度第二层淤泥质土强度低、压缩性大，不宜作持力层；第三层中密中砂强度高，但埋深过大，暂不考虑；由于荷载不大，第一层粉质粘土的承载力可以满足用做持力层的要求，但由于本层厚度不大，其下又是软弱下卧层，故宜采用“宽基浅埋”方案，即基础尽量浅埋，现按最小埋深规定取d=0.5m。

基础底⾯尺⼨的确定基础底⾯尺⼨的确定即满⾜持⼒层和下卧层承载⼒要求。

1. 按持⼒层承载⼒确定基底尺⼨作⽤在基底形⼼的荷载只有竖向荷载，没有⼒矩荷载存在的情况，为轴⼼受压基础。

在轴⼼荷载作⽤下，要求基底压⼒⼩于或等于修正后的地基承载⼒特征值，即：a k f p ≤ (2-6)即 f A Ad F G k ≤+γ (2-7)d f F A G a k γ-≥ (2-8)式中 F k —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荷⼒值；γG —基础及基础上填⼟的平均重度，⼀般取γG =20kN/m 3计算，在地⼩⽔下取γG =10kN/m 3计算d —基础平均埋置深度；a f —持⼒层修正后的承载⼒特征值；A —基础底⾯积。

对单独基础，轴⼼荷载作⽤下常采⽤正⽅形基础，式（2-8）可变为：d f F A b G a kγ-≥= (2-9)式中 b ——正⽅形基础边长；对条形基础，沿基础长度⽅向取1m 作为计算单元，式（2-8）可变为：d f F b G a k γ-≥ (2-10) 式中 b ——条形基础基底宽度；F k —相应于荷载效应标准组合时，上部墙体传⾄基础顶⾯的竖向⼒值。

需要说明，按（2-8）、（2-9）和（2-10）式计算时，承载⼒特征值a f 只能先按基础埋深d 确定。

待基底尺⼨算出之后，再看基底宽度b 是否超过3.0m ，若b ＞3.0m 时，需重新修正承载⼒特征值，再确定基底尺⼨，可参看例题。

[教材例题2-2] 某粘性⼟重度γm 为18.2kN ／m 3，孔隙⽐e=0.7，液性指数I L =0.75。

地基承载⼒特征值f ak 为220kPa 。

现修建⼀外柱基础，作⽤在基础顶⾯的轴⼼荷载Fk=830kN ，基础埋深(⾃室外地⾯起算)为1.0m ，室内地⾯⾼出室外地⾯0.3m ，试确定⽅形基础底⾯宽度。

（⼆）偏⼼受压基础当作⽤在基底形⼼处的荷载不仅有竖向荷载，⽽且有⼒矩存在的情况，为偏⼼受压基础。