哈爾濱工業(yè)大學建筑結構課件14

第4章鋼筋混凝土軸心受拉構 第8第9章砌體和砌體結構第11章 第14 第14(subsoil 第14 第141 1()()()所組成的三相體系。土中顆粒的大2 土的密度ρ和重度)，單位體

(t/m3單位體積土所受到的重力稱為重力密度，簡稱

mg

g(kN/m3gg=10m/s21.6~2.0t/m3，其測定方法一“”測定。 2)土粒相對密 (土粒比重4ds msVs式 ms

4 2.65~2.75t/m3

w

—土中水的質量 0%~40%之間20%~100%之間變化，其測定方""測定。

/

1.85

w

mw

185155

(wp是指土由塑性狀態(tài)變到流動狀態(tài)時的分界含水 是指液限與塑限的差值。即I=wp–wL。塑性指塑性指數在一定程度上綜合反映了影響粘性土特征的各種重要因素。因此，工程上常按Ip對粘性

IL

IL的大小將粘性土的軟硬狀態(tài) ae1p2Es

a壓縮系數Es壓縮模量

對應

kPa時相對應的壓縮系數值α1-2劃分為低、中、高,: <0.1Mpa-1時,為低壓縮性土0.1Mpa-1α1-2<0.5Mpa-1③當α1-2≥0.5Mpa- 時,為高壓縮性土 ,有一個初步了解，(Sr)的多 2(特別是強度)及其與地質成因的關系來進行分()土可分為巖石、 根據巖塊飽和單軸抗壓強度按表分為堅硬巖、較硬巖、較軟巖、軟巖和極軟巖。當缺乏飽和單軸抗壓強度資料或不能進行該項試驗時，可在現場通過觀察定性劃分，劃分標準可按《建筑地基基礎設(GB50001-2002)附錄A.0.l執(zhí)行。 當缺乏飽和單軸抗壓強度資料或不能進行該項試驗時，可在現場通過觀察定性劃分，劃分標準可按《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50001-2002)附錄A.0.l執(zhí)行。 為在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積,并經生物化學作用形成,其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于或等于1.51.0粘土。其液限一般大于50。紅粘土經再搬運后仍保45 根據其組成和成因,可分為素填土、壓實填土、于或等于40%的粘性土。 為浸水后產生附加沉降,其濕陷系數大于或等0.0153, (1)(1),天然cz

zdAdA

上的豎向自重應力外,還存在作用于豎直面上水平側

k0

zx式中k0為土的側向壓力系數 基礎的剛度、平面形狀、尺寸大小和埋置深度有關，而且還與作用在基礎上的荷載大小與分布、 作用在基底上的荷載合力通過基底形心時,基底壓力可假設為均勻分布,見圖，其值按下式計算pF式中

基底平均壓應力F作用在基礎上的豎向荷載 GA基底面積，m2G重度;d,m 2）基礎,設計時通常將基底長邊方向定在偏心方向,見圖,此時,基底邊緣壓力可按材料力學偏心受壓公式 2）基礎,設計時通常將基底長邊方向定在偏心方向,見圖,此時,基底邊緣壓力可按材料力學偏心受壓公式

pmax

基礎底面抵抗矩，We

F16e bl l ee e

重新分布。根據偏心荷載與地基反力的平衡條件,荷載合力F+Cpmax

2FG3kb緣的距離,m。 一般的天然土層在自重應力作用下變形早巳完成,因此,只有新增加于基底上的壓力才能增加應力和變形。一般基礎都埋于地面以下一定深度處。建筑物建成后,作用于基底上的平均壓力減去基底處原先存在于土中的自重應力 pcdp0d 式中

1基礎按其使用的材料可分為:磚基礎、三合石混凝土基礎和鋼筋凝土基礎。 原則,并滿足技術經濟的要求。1強度,但抗拉強度和抗剪強度較低,抗凍性較差。磚基礎,見圖,具有取材容易,因此廣泛應用于六層及六層 2)渣)按體積比為1:2:41:3:6220mm150碎磚次之,碎石不易窮打結實,質量較差。一般用于地下水位較低,四層及四層以下的民用建筑中。 (3灰土是用石灰和土料混合而成,石灰經消化1￣2天后,用5￣10mm粘土為宜,若用粘土則應采取相應措施,使其達到松散程度,石灰和土料按其體積比為3:72:8 力,每一階梯宜用二排或三6-9200mm400mm。 5混凝土基礎水泥用量較大,造于基礎體積30%的毛石,做成毛石混凝土基礎,見圖 6鋼筋混凝土基礎強度大,且具有良好的抗彎21 單獨基礎是柱基礎的主要類型。它所用材料依柱的材料和荷載大小而定,如柱子是鋼柱或鋼基礎的截面可做成階 14.2當建筑物傳給基礎的荷載不大,但基礎需要過梁跨度一般為4～5m，如圖。 2)條形基礎是墻基礎的主要類型。它常用磚石建造,當基礎上的荷載較大而地基承載力較低,需加大基礎的寬度,但又不宜增加基礎的高度和埋置深度時,可考慮采用墻下鋼筋混凝土條形基礎。墻下鋼(a但當基礎延伸方向上建筑物與地基的壓縮性不均勻時,彎能力,可采用帶肋的墻下鋼筋混凝土條形基礎,見 基底面積必然很大而互相接近,施工,可將同一排的條形基礎, 3)度,減少不均勻沉降,可在柱網縱橫兩方向設置鋼筋混凝土條形基礎形成十字形基礎, 4混凝土底板,柱子直接支承在底板上,見圖(a)。 將梁放在底板的下方 5)為了使基礎具有更大的剛度,大大減少建筑物的彎曲變形,可將基礎做成由頂板、底板及若干下室,它的主要特點是剛度巨大,而且挖去很多土,減少了基礎底面的附加壓力,因而適用于地基礎 地基基礎設計是整個建筑結構設計的一個重要組成部分，它對建筑物的安全和正常使用有著密切的關系。一般在天然地基(未經加固的天然土層)上修筑淺基礎，其施工簡單，且較為經濟；而人工地基(經加固的地基)上的淺基礎及深基礎，往往造價較高，施工也比較復雜。因此，在保證建筑物的安全和正常使用的條件下，應優(yōu)先選用天然地基上淺基礎方案。 a.選擇基礎的類型、材料,并進行平面布置;b.選擇基礎的埋置深度;c.確定地基的承載力;臥層強度驗算; 14.312必須綜合考慮建筑物自身條件(如使用條件、結構質、水文條件、氣候條件、相鄰建筑物的影響等),確定一個技術上可靠,經濟上合理的埋置深度。 14.3(1)建筑物在使用功能上如需有人防、儲藏、存車、服務性設施的地下室和設備層,或需有地下管道和設備基礎等要求,則應滿足從建筑物使用功能上提出的埋深要求將基礎局部或整體加深。為了保護基礎不受人類和生物活動的影響,基礎宜埋置在地表以0.5m,且基礎頂面低于室外設計地面0.lm。 14.32荷載大小不同,對地基土的要求也不同。同一較大水平荷載的基礎,應有足夠的埋置深度以保證 14.33上層土較好時,一般宜選上層土作為持力層。當下層土的承載力大于上層土時,如取下層土作為持力基礎放在哪層土上。此外,還應考慮地基土在水平采取不同的埋置深度,以調整基礎的不均勻沉降。 14.3地下水位以上,避免施工排水的麻煩。如必須將基礎埋在地下水位以下時,則應采取施工排水措施,保護地基土不受擾動,對地下室時,應采取防止基礎不受侵蝕的措施。4設計的基礎淺于或等于相鄰原有建筑物基礎。 14.3當必須深于原有建筑物基礎時,則應使兩基礎間保持一定凈距,根據荷載大小和土質情況,一般為1￣2倍兩相鄰基底標高差,見圖,否 5)土層,在全國分布很廣。當土層溫度降至攝氏零度時，土中的自由水首先結冰，隨著土層溫度繼續(xù)下降，結合水的外層也開始凍結，因而結合水膜變薄，附近未凍結區(qū)土粒較厚的水膜便會遷移至水膜較薄的凍結區(qū),并參與凍結。同時由于土中孔隙變細，毛細水也會不斷上升，使冰晶體增大，形成凍脹，如果凍脹產生的上抬力大于作用在基底的豎向力，會引起建筑物開 當土層解凍時，土中的冰晶體融化，使土軟化，含水量增大，土的強度降低，將產生附加沉降稱為融陷。地基土的這種凍脹與融陷現象往往季節(jié)性凍土的凍脹性與融陷性是相互關聯的,故常以凍脹性加以概括。土的凍脹性大小與土粒大小、含水量和地下水位高低有密切關系?！督ㄖ鼗A設計規(guī)范》根據土的名稱、含水量大小、地下水位高低和平均凍脹率將地基土分為:不凍脹、弱凍脹、凍脹、強凍脹和特強凍脹土。 對于埋置于不凍脹土中的基礎,其埋深可不考慮深可按下式計算

z

z式中

z010料時,可按《建筑地基基礎設計規(guī)范》中所附的季節(jié)性凍土標準凍深圖采用; 14.3

1.000.950.900.850.80；ze—環(huán)境對凍深的影響系數。對于村、鎮(zhèn)、hma—基礎底面下允許殘留凍土層的最大厚 3條件下,建筑物不產生過大沉降和不均勻結構特點和施工速度等因素有關。 14.3在基礎設計中,當基礎的寬度大于3m或埋深大于0.5m時,從荷載試驗或其他原位測試、經驗值等方法確定的地基承載力特征值,尚應按fa

b3dmd

式中

—

,kPa程實踐經驗等方法綜合確定; 14.3

— —基底以下土的重度,地下水位以下取浮重度, —m3m3m6m6m取值; —m時,應從室內地面標高起算。 14.341 14.3 14.3 14.3130KPa且體型復雜的建自重固結未 ; 14.3供巖土工程勘察報告。地基開挖后應進行施工驗 14.3k 時,基礎底面處的平均壓力值k pkA

GAdGd Alb用下采用方形基礎A=b2,如采用矩形基礎,可假定b≤

lAb

l/

<2

2 pmax

Fk

Mpkfa

1.2fa 根據偏心荷載大小，將基底面積增加10%~40%,A在確定基礎尺寸中只考慮到基底壓力不超過持力層土的承載力。如果地基變形計算深度在確定基底尺寸中只考慮到基底壓力不超過持力層土的承載, 尚應驗算軟弱下臥層的承載力，以防止下臥層發(fā)生

fazpz

14.3 沉降差傾斜6～10m對于砌體承重結構應用局部傾斜控制，對于框架結構和單層排架結構應由相鄰柱基的沉降差控制；對于多層或高層建筑和高聳構筑物應用傾斜控制。對于建筑在軟弱地區(qū)上的建筑物，應先驗算沉 14.3(6),只能保證地基的,尚,其計算方,這里僅介紹剛性基礎的計算。土和混凝土等基礎。對于這類基礎必須控制其內 14.3的強度條件，而無需進行內力分析和截面強度計ibi i 14.3h 14.41深層較為堅實的土層或巖層作為持力層,即用深基,能承受豎向荷載、水平:; 14.4如;11樁側,2）樁端,稱為摩擦樁。 14.42,;常預制樁的沉樁方法有錘擊法、振動法、射水法及壓樁法等,各種方法的使用應根據樁穿 14.4①沉管灌注樁 14.425m。這種樁的施

(a)打樁機位:(b)沉管;(c)澆灌混凝土(d)(e)繼續(xù)澆灌混凝土;(f) 14.43倍樁身直徑。鉆孔樁適用于幾乎任何一種復0.6m2m以上，又由 14.40.8m。 14.430分鐘，在孔底爆 14.431）2）1,不不產生過大變形時所承受的最大荷載。 樁基在