鋼結(jié)構(gòu)及建筑地基基礎(chǔ)

1、 本篇主要包括鋼結(jié)構(gòu)和建筑地基基礎(chǔ)兩個主要方面的本篇主要包括鋼結(jié)構(gòu)和建筑地基基礎(chǔ)兩個主要方面的內(nèi)容內(nèi)容. .將介紹鋼結(jié)構(gòu)材料和鋼結(jié)構(gòu)的特點將介紹鋼結(jié)構(gòu)材料和鋼結(jié)構(gòu)的特點, ,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及鋼結(jié)構(gòu)的連接結(jié)構(gòu)的連接; ;介紹地基基礎(chǔ)的基本規(guī)定介紹地基基礎(chǔ)的基本規(guī)定, ,地基的計算地基的計算, ,無筋無筋擴展基礎(chǔ)和柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)擴展基礎(chǔ)和柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ). . 本章內(nèi)容本章內(nèi)容: : 1. 1.了解鋼結(jié)構(gòu)的材料和鋼結(jié)構(gòu)的特點了解鋼結(jié)構(gòu)的材料和鋼結(jié)構(gòu)的特點. .重點了解鋼結(jié)重點了解鋼結(jié)構(gòu)材料構(gòu)材料. . 2. 2.掌握鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件掌握鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件. .重點掌握構(gòu)件的穩(wěn)定性重點掌握

2、構(gòu)件的穩(wěn)定性 3.3.掌握鋼結(jié)構(gòu)的連接掌握鋼結(jié)構(gòu)的連接. .重點掌握焊縫連接和螺栓連接重點掌握焊縫連接和螺栓連接12.112.1鋼結(jié)構(gòu)的材料和鋼結(jié)構(gòu)的特點鋼結(jié)構(gòu)的材料和鋼結(jié)構(gòu)的特點 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu): :用熱軋型鋼用熱軋型鋼, ,鋼板鋼板, ,鋼管或冷加工的薄壁型鋼鋼管或冷加工的薄壁型鋼等鋼材通過焊接、螺栓連接或鉚接等方式制造的結(jié)構(gòu)等鋼材通過焊接、螺栓連接或鉚接等方式制造的結(jié)構(gòu). .一、鋼結(jié)構(gòu)的材料一、鋼結(jié)構(gòu)的材料 ( (一一) )鋼材鋼材 低碳鋼低碳鋼( (含碳量不高于含碳量不高于0.2%)Q2350.2%)Q235 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼Q345,Q390Q345,Q390 型鋼

3、型鋼: :工字鋼工字鋼, ,槽鋼槽鋼, ,角鋼角鋼, ,鋼管鋼管,H,H型鋼等型鋼等 鋼材的表示方法鋼材的表示方法: : 槽鋼槽鋼, ,工字鋼工字鋼:I18,I12:I18,I12等等 角鋼角鋼:100:1008, 1008, 10080808 8 鋼管鋼管: 300: 3008 8 ( (二二) )連接材料連接材料 1. 1.焊條焊條( (或焊絲或焊絲) ) 2. 2.普通螺栓和高強度螺栓普通螺栓和高強度螺栓 3. 3.鉚釘鉚釘二、鋼結(jié)構(gòu)的特點二、鋼結(jié)構(gòu)的特點 (1)(1)鋼材的材質(zhì)均勻鋼材的材質(zhì)均勻, ,和力學(xué)計算的假定較為符合和力學(xué)計算的假定較為符合. . (2) (2)鋼材的強度高鋼材

4、的強度高, ,抗拉和抗壓性能好抗拉和抗壓性能好, ,可以減輕自重可以減輕自重. . (3) (3)鋼材的塑性好鋼材的塑性好, ,抗沖擊韌性強抗沖擊韌性強, ,適宜于承受動力荷載和適宜于承受動力荷載和對抗震能力要求高的結(jié)構(gòu)對抗震能力要求高的結(jié)構(gòu). . (4) (4)鋼結(jié)構(gòu)加工制造簡便、構(gòu)件精確度高鋼結(jié)構(gòu)加工制造簡便、構(gòu)件精確度高, ,施工周期短施工周期短. . (5) (5)耐腐蝕性能差耐腐蝕性能差12.212.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件 根據(jù)構(gòu)件受力情形根據(jù)構(gòu)件受力情形: :軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件、偏心受力軸心受力構(gòu)件、受彎構(gòu)件、偏心受力構(gòu)件等構(gòu)件等. .一、軸心受力構(gòu)件一、軸心受力構(gòu)件 1.1.

5、截面形式截面形式: :實腹式實腹式, ,格構(gòu)式格構(gòu)式 2. 2.計算內(nèi)容計算內(nèi)容: : (1) (1)軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件: :強度強度, ,剛度剛度( (長細比長細比) ) (2) (2)軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件: :強度強度, ,剛度剛度, ,穩(wěn)定性穩(wěn)定性( (整體穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性局部穩(wěn)定性) ) 3. 3.受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性 (1)(1)整體失穩(wěn)整體失穩(wěn): :軸心受壓構(gòu)件有軸心受壓構(gòu)件有可能在截面平均應(yīng)力低于鋼材屈服可能在截面平均應(yīng)力低于鋼材屈服強度之前強度之前, ,由于外力的輕微擾動就由于外力的輕微擾動就可能使構(gòu)件產(chǎn)生較大的彎曲變形或可能使構(gòu)件產(chǎn)生較

6、大的彎曲變形或扭轉(zhuǎn)變形從而導(dǎo)致喪失承載力扭轉(zhuǎn)變形從而導(dǎo)致喪失承載力( (如圖如圖).). (2) (2)整體穩(wěn)定的計算整體穩(wěn)定的計算 : :軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性系數(shù)軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性系數(shù). . 3. 3.受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定性受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定性 (1)(1)局部失穩(wěn)局部失穩(wěn): :軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件, ,有有可能在喪失整體穩(wěn)定或達到受壓承載可能在喪失整體穩(wěn)定或達到受壓承載力之前力之前, ,薄板先發(fā)生屈曲薄板先發(fā)生屈曲( (板件偏離原板件偏離原來的平面位置而發(fā)生波狀鼓曲來的平面位置而發(fā)生波狀鼓曲).). (2) (2)措施措施: : 限制翼緣寬厚比和腹板高厚比限制翼緣寬厚比和腹板高厚比AfN二

7、二 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件( (鋼梁鋼梁) ) ( (一一) )鋼梁的受彎鋼梁的受彎, ,受剪和局部受壓計算受剪和局部受壓計算 1.1.受彎計算受彎計算 直接承受動力荷載直接承受動力荷載: :材料力學(xué)公式材料力學(xué)公式 承受靜力荷載或間接承受動力荷載承受靜力荷載或間接承受動力荷載: :考慮截面塑性發(fā)考慮截面塑性發(fā)展系數(shù)展系數(shù) 2.2.受剪受剪: :按材料力學(xué)公式計算最大剪應(yīng)力按材料力學(xué)公式計算最大剪應(yīng)力, ,并且不應(yīng)超并且不應(yīng)超過鋼材的抗剪強度設(shè)計值過鋼材的抗剪強度設(shè)計值. . 3. 3.局部受壓局部受壓: :鋼梁承受局部集中荷載時鋼梁承受局部集中荷載時, ,需進行局部受需進行局部受壓計算壓計算. .

8、 ( (二二) )鋼梁的整體穩(wěn)定性的計算鋼梁的整體穩(wěn)定性的計算 1.1.梁喪失整體穩(wěn)定性梁喪失整體穩(wěn)定性: :當(dāng)荷載達到某一數(shù)值后當(dāng)荷載達到某一數(shù)值后, ,梁在擾梁在擾力作用下可能突然發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)力作用下可能突然發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn), ,由于變形很快增由于變形很快增加加, ,導(dǎo)致梁不能繼續(xù)承載導(dǎo)致梁不能繼續(xù)承載. . 2. 2.影響鋼梁整體穩(wěn)定性的主要因素影響鋼梁整體穩(wěn)定性的主要因素: : (1) (1)梁側(cè)向支撐點的距離梁側(cè)向支撐點的距離l l或無支跨度或無支跨度l l0 0(l(l或或l l0 0越小穩(wěn)越小穩(wěn)定性越好定性越好) ) (2) (2)梁的截面尺寸和慣性矩梁的截面尺寸和慣性矩

9、( (增加受壓翼緣的寬度增加受壓翼緣的寬度, ,可可顯著提高整體穩(wěn)定性顯著提高整體穩(wěn)定性) ) (3) (3)梁端支承對截面的約束梁端支承對截面的約束( (約束使梁的側(cè)向計算長度約束使梁的側(cè)向計算長度減小減小, ,從而提高穩(wěn)定性從而提高穩(wěn)定性) ) (4) (4)荷載類型和作用位置荷載類型和作用位置( (跨中點一個集中荷載時對穩(wěn)跨中點一個集中荷載時對穩(wěn)定有利定有利, ,純彎曲對穩(wěn)定不利純彎曲對穩(wěn)定不利; ;荷載作用于受壓翼緣荷載作用于受壓翼緣, ,整體穩(wěn)整體穩(wěn)定性降低定性降低; ;荷載作用于下翼緣時整體穩(wěn)定性提高荷載作用于下翼緣時整體穩(wěn)定性提高).). 3. 3.梁整體穩(wěn)定性計算梁整體穩(wěn)定性計

10、算 fWMxbx ( (三三) )鋼梁的局部穩(wěn)定鋼梁的局部穩(wěn)定 1.1.受壓翼緣受壓翼緣: :限制翼緣寬厚比限制翼緣寬厚比 2.2.腹板腹板: :限制腹板高厚比限制腹板高厚比 3.3.設(shè)置橫向加勁肋和縱向加勁肋設(shè)置橫向加勁肋和縱向加勁肋 ( (三三) )剛度驗算剛度驗算( (撓度撓度) )三、拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件三、拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 1.1.截面形式截面形式 2. 2.計算內(nèi)容計算內(nèi)容: : (1) (1)拉彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件: :強度強度, ,剛度剛度( (長細比長細比) ) (2) (2)壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件: :強度強度, ,剛度剛度, ,整體穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性( (平面內(nèi)整體穩(wěn)平面內(nèi)整體穩(wěn)定性和

11、平面外整體穩(wěn)定性定性和平面外整體穩(wěn)定性),),局部穩(wěn)定性局部穩(wěn)定性 (3)(3)壓彎構(gòu)件應(yīng)力狀態(tài)壓彎構(gòu)件應(yīng)力狀態(tài)12.312.3鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接一、焊縫連接一、焊縫連接 優(yōu)點優(yōu)點: :靈活方便靈活方便, ,構(gòu)造簡單構(gòu)造簡單, ,易于采用自動化操作易于采用自動化操作, ,焊接焊接不削弱截面不削弱截面, ,節(jié)省鋼材節(jié)省鋼材, ,密封性好密封性好, ,剛度大剛度大. . 缺點缺點: :施工質(zhì)量難控制施工質(zhì)量難控制( (焊接殘余應(yīng)力和殘余變形焊接殘余應(yīng)力和殘余變形););焊焊接對疲勞和脆斷敏感接對疲勞和脆斷敏感, ,在低溫下更易斷裂在低溫下更易斷裂. . ( (一一) )焊接方法焊接方法 主要

12、方法主要方法: :電弧焊電弧焊 其它方法其它方法: :電阻焊電阻焊 電弧焊電弧焊: :手工電弧焊和自動或半自動埋弧電弧焊手工電弧焊和自動或半自動埋弧電弧焊( (如圖如圖) ) ( (二二) )焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式 1.1.焊縫連接形式焊縫連接形式: :平接平接, ,搭接搭接,T,T形連接和角接等形連接和角接等. . 2. 2.主要焊縫形式主要焊縫形式: :對接焊縫和角焊縫對接焊縫和角焊縫 對接焊縫對接焊縫: :正對接焊縫正對接焊縫, ,斜對接焊縫斜對接焊縫 角焊縫角焊縫: :正面角焊縫正面角焊縫, ,側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫 ( (三三) )焊縫的計算和構(gòu)造焊縫的計算和構(gòu)造

13、 1.1.對接焊縫對接焊縫 2.2.角焊縫角焊縫 直角角焊縫直角角焊縫: : 斜角角焊縫斜角角焊縫: :090a090a 焊角尺寸焊角尺寸: : 焊縫有效高度焊縫有效高度: :fehh7 . 0fh二二 螺栓連接螺栓連接( (一一) )螺栓的布置和排列螺栓的布置和排列 螺栓的孔徑螺栓的孔徑: :對加工精度要求高的對加工精度要求高的A,BA,B級螺栓級螺栓, ,與桿徑與桿徑相同相同; ;對一般鋼結(jié)構(gòu)采用對一般鋼結(jié)構(gòu)采用C C級螺栓級螺栓, ,孔徑比桿徑大孔徑比桿徑大1 11.5mm.1.5mm. 高強度螺栓采用材料強度為普通螺栓的高強度螺栓采用材料強度為普通螺栓的3-43-4倍倍, ,其布置其布

14、置和排列要求與普通螺栓類似和排列要求與普通螺栓類似, ,同時要考慮施加緊固預(yù)拉力同時要考慮施加緊固預(yù)拉力的可行性的可行性. . ( (二二) )螺栓的傳力螺栓的傳力 1.1.抗剪螺栓連接抗剪螺栓連接 連接受力后連接受力后, ,被連接的接觸面產(chǎn)生相對滑動的趨勢被連接的接觸面產(chǎn)生相對滑動的趨勢, ,依依靠螺栓桿的承壓和抗剪傳遞垂直于螺栓桿方向的外力靠螺栓桿的承壓和抗剪傳遞垂直于螺栓桿方向的外力. .抗拉螺栓連接抗剪螺栓連接按傳力方式 破壞形式破壞形式:(1):(1)栓桿直徑較小時栓桿直徑較小時, ,螺桿剪切破壞螺桿剪切破壞;(2) ;(2) 當(dāng)當(dāng)栓桿直徑較大栓桿直徑較大, ,板件較薄時板件較薄時,

15、 ,板件可能先被擠壞板件可能先被擠壞, ,由于栓桿由于栓桿和板件的擠壓是相對的和板件的擠壓是相對的, ,故也把這種破壞叫做螺栓承壓破故也把這種破壞叫做螺栓承壓破壞壞,(3),(3)板件可能因螺栓孔削弱太多而被拉斷板件可能因螺栓孔削弱太多而被拉斷;(4);(4)端距太小端距太小, ,端距范圍內(nèi)的板件有可能被栓桿沖剪破壞端距范圍內(nèi)的板件有可能被栓桿沖剪破壞. . 2. 2.抗拉螺栓連接抗拉螺栓連接 連接受力后連接受力后, ,被連接板件的接被連接板件的接觸面產(chǎn)生相互脫離的趨勢觸面產(chǎn)生相互脫離的趨勢, ,依靠螺依靠螺栓桿直接承受拉力來傳遞平行于栓桿直接承受拉力來傳遞平行于栓桿方向的外力栓桿方向的外力.

16、 . 3. 3.對于高強螺栓連接對于高強螺栓連接, ,在螺栓在螺栓安裝時施加緊固預(yù)拉力安裝時施加緊固預(yù)拉力, ,使連接板使連接板間產(chǎn)生摩擦力來傳遞剪力間產(chǎn)生摩擦力來傳遞剪力. .高強度螺栓的預(yù)拉力通過緊固高強度螺栓的預(yù)拉力通過緊固螺母建立螺母建立, ,預(yù)拉力越高預(yù)拉力越高, ,越充分發(fā)揮材料潛力越充分發(fā)揮材料潛力. . 小結(jié)小結(jié): : 組成鋼結(jié)構(gòu)的鋼材具有強度高、材質(zhì)均勻、塑性好、組成鋼結(jié)構(gòu)的鋼材具有強度高、材質(zhì)均勻、塑性好、韌性強等優(yōu)點，鋼結(jié)構(gòu)加工制造簡便韌性強等優(yōu)點，鋼結(jié)構(gòu)加工制造簡便, ,在建筑結(jié)構(gòu)中有著在建筑結(jié)構(gòu)中有著廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。 作為建筑結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)

17、構(gòu)型式作為建筑結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)型式, ,其內(nèi)力分析和組成其內(nèi)力分析和組成構(gòu)件的受力和其他結(jié)構(gòu)和構(gòu)件具有共性構(gòu)件的受力和其他結(jié)構(gòu)和構(gòu)件具有共性, ,如受力構(gòu)件的類如受力構(gòu)件的類型型, ,結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析等結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析等. .但由于鋼材強度高但由于鋼材強度高, ,構(gòu)件截面尺寸構(gòu)件截面尺寸與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件相比大大減小與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件相比大大減小, ,因因此鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件除按材料強度進行承載力計算外此鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件除按材料強度進行承載力計算外, ,還應(yīng)考慮還應(yīng)考慮材料強度沒達到前的穩(wěn)定性計算材料強度沒達到前的穩(wěn)定性計算; ;對于截面存在受壓區(qū)的對于截面存在受壓區(qū)的軸心受壓構(gòu)

18、件、偏心受壓構(gòu)件及受彎構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件及受彎構(gòu)件( (鋼梁鋼梁) )等等, ,都必都必須進行整體穩(wěn)定性的計算須進行整體穩(wěn)定性的計算, ,這是鋼結(jié)構(gòu)中的一種重要的承這是鋼結(jié)構(gòu)中的一種重要的承載力極限狀態(tài)計算載力極限狀態(tài)計算; ;同時同時, ,翼緣和腹板等板件還可能局部失翼緣和腹板等板件還可能局部失穩(wěn)穩(wěn), ,應(yīng)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施和進行必要的驗算應(yīng)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施和進行必要的驗算. .鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件還應(yīng)進行剛度驗算還應(yīng)進行剛度驗算. . 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要連接方法是焊接和螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要連接方法是焊接和螺栓連接, ,其中其中焊接是最基本的連接方法焊接是最基本的連接方法.

19、.焊縫包括對接焊縫和角焊縫焊縫包括對接焊縫和角焊縫. .對對接焊縫的受力情況基本上與焊件相同接焊縫的受力情況基本上與焊件相同, ,受力性能好受力性能好; ;而角焊而角焊縫便于加工縫便于加工, ,以傳遞剪力為主以傳遞剪力為主. .設(shè)計時應(yīng)根據(jù)連接受力情況設(shè)計時應(yīng)根據(jù)連接受力情況進行焊縫計算進行焊縫計算. .思考題思考題: : 1. 1.鋼結(jié)構(gòu)有哪些特點鋼結(jié)構(gòu)有哪些特點? ?主要應(yīng)用范圍如何主要應(yīng)用范圍如何? ? 2. 2.軸心受壓構(gòu)件為什么要保證整體穩(wěn)定性軸心受壓構(gòu)件為什么要保證整體穩(wěn)定性? ? 3. 3.什么是局部失穩(wěn)什么是局部失穩(wěn)? ?受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件采取哪些措受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件采取哪些措

20、施防止局部失穩(wěn)施防止局部失穩(wěn)? ? 4. 4.在彎矩作用下在彎矩作用下, ,鋼梁截面應(yīng)力分布有哪幾種情形鋼梁截面應(yīng)力分布有哪幾種情形? ? 5. 5.影響鋼梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些影響鋼梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些? ? 6. 6.在焊接中在焊接中, ,對接焊縫與角焊縫的受力有哪些差別對接焊縫與角焊縫的受力有哪些差別? ?本章內(nèi)容本章內(nèi)容: : 1. 1.了解地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本規(guī)定了解地基基礎(chǔ)設(shè)計的基本規(guī)定. . 2. 2.掌握地基計算掌握地基計算, ,重點掌握基礎(chǔ)埋深的確定重點掌握基礎(chǔ)埋深的確定, ,承載力計承載力計算算 3.3.了解無筋擴展基礎(chǔ)的設(shè)計了解無筋擴展基礎(chǔ)的設(shè)計 4.4.掌握柱下鋼筋

21、混凝土獨立基礎(chǔ)的設(shè)計掌握柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)的設(shè)計13.113.1基本規(guī)定基本規(guī)定一、地基基礎(chǔ)設(shè)計等級一、地基基礎(chǔ)設(shè)計等級 ( (一一) )甲級甲級 包括包括: : (1)30 (1)30層以上的高層建筑層以上的高層建筑 (2)(2)重要的工業(yè)與民用建筑重要的工業(yè)與民用建筑 (3)(3)體型復(fù)雜、層數(shù)相差超過體型復(fù)雜、層數(shù)相差超過1010層的高低層連成一體層的高低層連成一體建筑物建筑物 (4)(4)大面積的多層地下建筑物大面積的多層地下建筑物( (如地下車庫如地下車庫, ,商場商場, ,運動運動場等場等) ) (5) (5)對地基變形有特殊要求的建筑物對地基變形有特殊要求的建筑物, ,場地和

22、地基條件場地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物復(fù)雜的一般建筑物, ,復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物( (包括高包括高邊坡邊坡) ) (6) (6)對原有工程影響較大的新建建筑物對原有工程影響較大的新建建筑物 (7)(7)位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程地下室的基坑工程 ( (二二) )乙級乙級 指除甲級指除甲級, ,丙級以外的工業(yè)與民用建筑物丙級以外的工業(yè)與民用建筑物 ( (三三) )丙級丙級 指場地和地基條件簡單指場地和地基條件簡單, ,荷載分布均勻的七層及七層荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑

23、物以下民用建筑及一般工業(yè)建筑物; ;次要的輕型建筑物次要的輕型建筑物二、地基基礎(chǔ)的設(shè)計規(guī)定二、地基基礎(chǔ)的設(shè)計規(guī)定 ( (一一) )承載力計算承載力計算 ( (二二) )地基變形驗算地基變形驗算 1.1.設(shè)計等級為甲級設(shè)計等級為甲級, ,乙級的建筑物乙級的建筑物, ,均應(yīng)按地基變形設(shè)均應(yīng)按地基變形設(shè)計計. . 2. 2.一般的設(shè)計等級為丙級建筑物一般的設(shè)計等級為丙級建筑物, ,可不做地基變形計可不做地基變形計算算, ,見下表見下表. . ( (三三) )穩(wěn)定性驗算穩(wěn)定性驗算 對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑, ,高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等, ,以及建造在斜坡

24、上或邊坡附近的建筑物以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物, ,應(yīng)驗算穩(wěn)定應(yīng)驗算穩(wěn)定 ( (四四) )抗浮驗算抗浮驗算 當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺, ,建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時浮問題時, ,尚應(yīng)進行穩(wěn)定性驗算尚應(yīng)進行穩(wěn)定性驗算. .三、巖土工程勘探三、巖土工程勘探四、地基基礎(chǔ)設(shè)計的荷載效應(yīng)組合四、地基基礎(chǔ)設(shè)計的荷載效應(yīng)組合 ( (一一) )確定基礎(chǔ)地面面積時確定基礎(chǔ)地面面積時 按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合 : :按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)值按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)值 : :按可變荷載計算的荷載效

25、應(yīng)值按可變荷載計算的荷載效應(yīng)值 : :可變荷載的組合值系數(shù)可變荷載的組合值系數(shù)QiknicikQGkkSSSS21GkSQikSci ( (二二) )計算地基變形時計算地基變形時 采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合 , ,且不應(yīng)計入風(fēng)荷載和地震作用且不應(yīng)計入風(fēng)荷載和地震作用. . : :準(zhǔn)永久值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù) ( (三三) )確定基礎(chǔ)高度、基礎(chǔ)內(nèi)力和配筋時確定基礎(chǔ)高度、基礎(chǔ)內(nèi)力和配筋時 按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合. .13.2 13.2 地基計算地基計算 地基計算包括基礎(chǔ)埋深、承載力計算等地基計算

26、包括基礎(chǔ)埋深、承載力計算等 qkSQikniqiGkqkSSS1qi一、基礎(chǔ)埋置深度一、基礎(chǔ)埋置深度 基礎(chǔ)的埋深按以下條件確定基礎(chǔ)的埋深按以下條件確定: : ( (一一) )建筑物的用途建筑物的用途, ,有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施施, ,基礎(chǔ)的型式和構(gòu)造基礎(chǔ)的型式和構(gòu)造 ( (二二) )工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋, ,且宜埋置在地下水位之上且宜埋置在地下水位之上. . ( (三三) )與原有相鄰建筑的關(guān)系與原有相鄰建筑的關(guān)系 當(dāng)存在相鄰建筑物時當(dāng)存在相鄰建筑物時, ,新建建筑物的基礎(chǔ)埋深不宜大新建建筑物的基礎(chǔ)埋深不

27、宜大于原有建筑基礎(chǔ)于原有建筑基礎(chǔ). .當(dāng)埋深大于原有建筑基礎(chǔ)時當(dāng)埋深大于原有建筑基礎(chǔ)時, ,兩基礎(chǔ)間應(yīng)兩基礎(chǔ)間應(yīng)保持一定凈距保持一定凈距 , ,其數(shù)值取相鄰兩基礎(chǔ)底面高差的其數(shù)值取相鄰兩基礎(chǔ)底面高差的1-21-2倍倍. . ( (四四) )考慮地基土凍脹和融陷的影響考慮地基土凍脹和融陷的影響 ( (五五) )高層建筑基礎(chǔ)高層建筑基礎(chǔ)l 高層建筑筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)的埋深應(yīng)滿足地基承載高層建筑筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)的埋深應(yīng)滿足地基承載力力, ,變形和穩(wěn)定性的要求變形和穩(wěn)定性的要求. .二、承載力計算二、承載力計算 ( (一一) )基礎(chǔ)底面的壓力計算基礎(chǔ)底面的壓力計算 1.1.軸心荷載作用時軸心荷載作用

28、時 : :修正后的地基承載力特征值修正后的地基承載力特征值 : :相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時基礎(chǔ)底面處的平均壓相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時基礎(chǔ)底面處的平均壓力值力值: : akfpafkpAGFpkkk : :相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時, ,上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值面的豎向力值 : :基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重, ,可取為可取為 : :基礎(chǔ)底面面積基礎(chǔ)底面面積. . 2. 2.偏心荷載作用時偏心荷載作用時 : :相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時, ,基礎(chǔ)底面邊緣的最大基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值壓力值: : kFkGA320

29、mkNakakfpfp2.1maxmaxkpWMAGFpkdKKkmax : :基礎(chǔ)底面的抵抗矩基礎(chǔ)底面的抵抗矩 : :相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時, ,作用于基礎(chǔ)底面的力作用于基礎(chǔ)底面的力矩值矩值. . 當(dāng)偏心距當(dāng)偏心距 時時, , 應(yīng)按下式計算應(yīng)按下式計算: :WkdM6be maxkplaGFpKKk32max ( (二二) )地基承載力特征值地基承載力特征值 當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m3m或埋置深度大于或埋置深度大于0.5m0.5m時時, ,尚應(yīng)按規(guī)尚應(yīng)按規(guī)定進行修正定進行修正, ,修正后的地基承載力特征值為修正后的地基承載力特征值為 , ., .13.3 1

30、3.3 無筋擴展基礎(chǔ)無筋擴展基礎(chǔ) 無筋擴展基礎(chǔ)也稱為剛性基礎(chǔ)無筋擴展基礎(chǔ)也稱為剛性基礎(chǔ), ,指由磚、毛石、混凝指由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的墻下條形基土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨立基礎(chǔ)礎(chǔ)或柱下獨立基礎(chǔ). .這類基礎(chǔ)適用于多層民用建筑和輕型這類基礎(chǔ)適用于多層民用建筑和輕型廠房廠房. .一、無筋擴展基礎(chǔ)的材料一、無筋擴展基礎(chǔ)的材料 無筋擴展基礎(chǔ)的材料主要有無筋擴展基礎(chǔ)的材料主要有: :混凝土、毛石混凝土、混凝土、毛石混凝土、毛石、灰土、三合土等毛石、灰土、三合土等. .其質(zhì)量要求見下表其質(zhì)量要求見下表afakaff （二）基礎(chǔ)底面寬度要求

31、（二）基礎(chǔ)底面寬度要求基礎(chǔ)底面寬度應(yīng)滿足：基礎(chǔ)底面寬度應(yīng)滿足：基礎(chǔ)臺階寬高比的允許值，按下表采用：基礎(chǔ)臺階寬高比的允許值，按下表采用 tan200Hbbtan13.4 13.4 柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)一、設(shè)計的一般要求一、設(shè)計的一般要求 柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)屬于擴展基礎(chǔ)柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)屬于擴展基礎(chǔ), ,常用于多層框常用于多層框架和單層工業(yè)廠房柱架和單層工業(yè)廠房柱. .設(shè)計時設(shè)計時, ,需確定基礎(chǔ)底面積、基礎(chǔ)高需確定基礎(chǔ)底面積、基礎(chǔ)高度及基礎(chǔ)配筋度及基礎(chǔ)配筋. . ( (一一) )材料選擇材料選擇 1.1.混凝土混凝土: :強度等級不應(yīng)低于強度等級不應(yīng)低于C20,C

32、20,墊層為墊層為C10.C10. 2. 2.鋼筋鋼筋: :采用采用HPB235HPB235級或級或HRB335HRB335級級 ( (二二) )混凝土保護層混凝土保護層 當(dāng)用混凝土墊層時當(dāng)用混凝土墊層時, ,底板鋼筋的混凝土保護層厚度底板鋼筋的混凝土保護層厚度mmmm；無混凝土墊層時，底板鋼筋的混凝土保護層厚度；無混凝土墊層時，底板鋼筋的混凝土保護層厚度（三）基礎(chǔ)或基礎(chǔ)梁的頂面標(biāo)高（三）基礎(chǔ)或基礎(chǔ)梁的頂面標(biāo)高在任何情況下，基礎(chǔ)或基礎(chǔ)梁的頂面標(biāo)高不得高于室在任何情況下，基礎(chǔ)或基礎(chǔ)梁的頂面標(biāo)高不得高于室內(nèi)設(shè)計地坪（內(nèi)柱）或室外設(shè)計地面（外柱），一般應(yīng)低內(nèi)設(shè)計地坪（內(nèi)柱）或室外設(shè)計地面（外柱），一

33、般應(yīng)低于設(shè)計地面于設(shè)計地面mm70mm10050 ( (四四) )基礎(chǔ)形狀和尺寸基礎(chǔ)形狀和尺寸 1.1.底板底板 基礎(chǔ)底板尺寸為基礎(chǔ)底板尺寸為100mm100mm的倍數(shù)的倍數(shù). .軸心受壓基礎(chǔ)底板一般軸心受壓基礎(chǔ)底板一般采用正方形采用正方形, ,偏心受壓基礎(chǔ)的底板為矩形偏心受壓基礎(chǔ)的底板為矩形, ,其長邊和短邊之其長邊和短邊之比一般為比一般為1.5-2.0,1.5-2.0,最大不超過最大不超過3.3. 2. 2.基礎(chǔ)高度基礎(chǔ)高度 當(dāng)基礎(chǔ)高度當(dāng)基礎(chǔ)高度 時時, ,可采用錐形基礎(chǔ)可采用錐形基礎(chǔ); ;當(dāng)基礎(chǔ)當(dāng)基礎(chǔ)高度高度 時時, ,宜采用階梯形基礎(chǔ)宜采用階梯形基礎(chǔ), ,每階高度宜為每階高度宜為300

34、-500mm,300-500mm,階高和水平寬度階高和水平寬度( (階寬階寬) )均采用均采用100mm100mm的倍數(shù)的倍數(shù), ,且且最下一個階寬最下一個階寬 , ,其余階寬不大于相應(yīng)階高其余階寬不大于相應(yīng)階高. . 基礎(chǔ)高度按抗沖切承載力計算確定基礎(chǔ)高度按抗沖切承載力計算確定, ,且現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)有且現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)有效高度效高度 尚應(yīng)滿足柱縱向受力鋼筋在基礎(chǔ)內(nèi)的錨固要求尚應(yīng)滿足柱縱向受力鋼筋在基礎(chǔ)內(nèi)的錨固要求. .mmh500mmh6001175.1hb 0h二、基礎(chǔ)底板尺寸的確定二、基礎(chǔ)底板尺寸的確定 ( (一一) )軸心受壓基礎(chǔ)軸心受壓基礎(chǔ) : :基礎(chǔ)埋置深度基礎(chǔ)埋置深度 : :基礎(chǔ)底面面積基

35、礎(chǔ)底面面積dfFAaK20dA 當(dāng)為方形基礎(chǔ)時當(dāng)為方形基礎(chǔ)時, , ; ;當(dāng)為矩形當(dāng)為矩形基礎(chǔ)時基礎(chǔ)時, ,若柱的長邊為若柱的長邊為 , ,短邊為短邊為 時時, ,則可取則可取: : ( (二二) )偏心受壓基礎(chǔ)偏心受壓基礎(chǔ) 偏心距偏心距 為為: : Abacacb2222ccccccccbaAbabbaAbaaKKKKGNhVMee 確定基礎(chǔ)底面尺寸時確定基礎(chǔ)底面尺寸時, ,一般采用試算法一般采用試算法: :假定基礎(chǔ)長假定基礎(chǔ)長邊邊( (一般為力矩作用方向一般為力矩作用方向) )和短邊之比為和短邊之比為1.5-2.0,1.5-2.0,將豎向力將豎向力值擴大值擴大1.2-1.41.2-1.4倍

36、倍, ,先按軸心受壓求出先按軸心受壓求出 并算出兩方向邊并算出兩方向邊長長, ,再計算再計算 , ,并滿足要求并滿足要求. .Amaxkp三、基礎(chǔ)的抗沖切承載力三、基礎(chǔ)的抗沖切承載力 1.1.基礎(chǔ)發(fā)生沖切破壞的原因基礎(chǔ)發(fā)生沖切破壞的原因是由于混凝土斜截面上的主拉應(yīng)是由于混凝土斜截面上的主拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度力超過混凝土抗拉強度, ,從而引從而引起斜拉破壞起斜拉破壞. . 2. 2.為了防止沖切破壞的發(fā)生為了防止沖切破壞的發(fā)生, ,對矩形截面柱的階形基礎(chǔ)對矩形截面柱的階形基礎(chǔ), ,在柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階在柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力應(yīng)進行計算處的受沖切承載力應(yīng)進行計算,

37、,并滿足下列要求并滿足下列要求: :27.00btmlslmthlbbbApFhbfF : :按荷載效應(yīng)組合計算并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的基礎(chǔ)底按荷載效應(yīng)組合計算并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的基礎(chǔ)底面地基反力設(shè)計值面地基反力設(shè)計值( (可扣除基礎(chǔ)自重及其上的土重可扣除基礎(chǔ)自重及其上的土重), ),當(dāng)基礎(chǔ)當(dāng)基礎(chǔ)偏心受力時偏心受力時, ,可取最大的地基反力設(shè)計值可取最大的地基反力設(shè)計值sp : :驗算沖切面的有效高度驗算沖切面的有效高度, ,取兩個配筋方向的截面有效高取兩個配筋方向的截面有效高度的平均值度的平均值 : :考慮沖切荷載時取用的多邊形面積考慮沖切荷載時取用的多邊形面積 : :沖切破壞錐體最不利一側(cè)

38、斜截面的上邊長沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長 : :沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的下邊長沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的下邊長 : :截面高度影響系數(shù)截面高度影響系數(shù): :當(dāng)當(dāng) 時時, ,取取 ; ;當(dāng)當(dāng) 時時, ,取取 , ,其間按線性內(nèi)插法取用其間按線性內(nèi)插法取用. . 在設(shè)計時在設(shè)計時, ,先按構(gòu)造要求選定基礎(chǔ)高度和階高先按構(gòu)造要求選定基礎(chǔ)高度和階高, ,然后進行然后進行驗算驗算, ,直到滿足要求為止直到滿足要求為止. .四、基礎(chǔ)底板配筋四、基礎(chǔ)底板配筋 ( (一一) )軸心受壓基礎(chǔ)底板彎矩軸心受壓基礎(chǔ)底板彎矩 在結(jié)構(gòu)傳下的軸向力設(shè)計值在結(jié)構(gòu)傳下的軸向力設(shè)計值 的作用下的作用下, ,

39、0hlAtbbbhmmh8000 . 1hmmh20009 . 0hNabNps 在基礎(chǔ)根部的在基礎(chǔ)根部的I-I,II-III-I,II-II截面截面, ,其彎矩其彎矩 及及 為為: :IMIIM ccsIIccsIhabbpMbbhapM22422422 : :基礎(chǔ)底板的長邊和短邊尺寸基礎(chǔ)底板的長邊和短邊尺寸 : :相應(yīng)的柱截面尺寸相應(yīng)的柱截面尺寸 ( (二二) )偏心受壓基礎(chǔ)底板彎矩偏心受壓基礎(chǔ)底板彎矩 求求 時時: : 求求 時時: : ( (三三) )底板配筋計算及構(gòu)造底板配筋計算及構(gòu)造ba,ccbh ,IMIIM21max,sssppp2min,max,sssppp 根據(jù)計算的配筋量

40、選擇配筋根據(jù)計算的配筋量選擇配筋, ,其直徑不小于其直徑不小于10mm,10mm,間距不大于間距不大于200mm.200mm.沿長邊方向的鋼筋沿長邊方向的鋼筋 置于置于板的外側(cè)板的外側(cè), ,沿短邊方向的鋼筋沿短邊方向的鋼筋 與與 垂直垂直, ,置于置于 的內(nèi)的內(nèi)側(cè)側(cè). .當(dāng)板的邊長大于當(dāng)板的邊長大于3m3m時時, ,鋼筋的長度可取板長的鋼筋的長度可取板長的0.90.9倍倍, ,并并交錯排列交錯排列.(.(見下圖見下圖) )10(9.09.000hfMAhfMAyIIsIIyIsIsIAsIAsIIAsIA五、現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)的插筋五、現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)的插筋 ( (一一) )插筋的固定插筋的固定 在基礎(chǔ)內(nèi)在

41、基礎(chǔ)內(nèi), ,插筋與適當(dāng)?shù)墓拷罱M成骨架插筋與適當(dāng)?shù)墓拷罱M成骨架, ,豎立于底板的豎立于底板的鋼筋網(wǎng)上鋼筋網(wǎng)上( (如上圖如上圖).).當(dāng)基礎(chǔ)高度較小時當(dāng)基礎(chǔ)高度較小時, ,全部插筋伸至底板全部插筋伸至底板鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng); ;當(dāng)基礎(chǔ)高度較大時當(dāng)基礎(chǔ)高度較大時, ,可僅將四角的插筋伸至底板鋼可僅將四角的插筋伸至底板鋼筋網(wǎng)處筋網(wǎng)處, ,其余插筋可只錨固與基礎(chǔ)頂面以下其余插筋可只錨固與基礎(chǔ)頂面以下 長度處長度處. . ( (二二) )基礎(chǔ)中的插筋搭接位置基礎(chǔ)中的插筋搭接位置 根據(jù)地面與基礎(chǔ)頂面的距離根據(jù)地面與基礎(chǔ)頂面的距離 決定決定: : (1) (1)當(dāng)當(dāng) 時時, ,其搭接位置在基礎(chǔ)頂面處其搭接位置在基

42、礎(chǔ)頂面處, ,即基礎(chǔ)即基礎(chǔ)插筋與柱鋼筋直接搭接插筋與柱鋼筋直接搭接( (下圖下圖a)a) (2) (2)當(dāng)當(dāng) 時時, ,搭接位置在地面標(biāo)高以下搭接位置在地面標(biāo)高以下150mm150mm處處, ,施工縫也在該處施工縫也在該處( (下圖下圖b)b) (3) (3)當(dāng)當(dāng) 時時, ,其搭接位置在基礎(chǔ)頂面及地面標(biāo)高其搭接位置在基礎(chǔ)頂面及地面標(biāo)高以下以下150mm,150mm,施工縫也在該二處設(shè)置施工縫也在該二處設(shè)置( (下圖下圖c)c)al1HmH5 . 11mHm35 . 11mH31 在插筋搭接范圍內(nèi)在插筋搭接范圍內(nèi), ,縱向鋼筋搭接長度取縱向鋼筋搭接長度取 ( (軸心受軸心受壓時取壓時取 ););箍筋間距箍筋間距 不大于不大于100mm100mm且不大于且不大于 ( ( 為為縱向受力鋼筋的最小直徑縱向受力鋼筋