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第五节基础底面积的确定
四、地基稳定验算 可能发生地基稳定性破坏情况： 可能发生地基稳定性破坏情况： (1)承受很大的水平力或倾覆力矩的建(构)筑物。 (1)承受很大的水平力或倾覆力矩的建( 筑物。 承受很大的水平力或倾覆力矩的建 (2)位于斜坡顶上的建 位于斜坡顶上的建( 筑物。 (2)位于斜坡顶上的建(构)筑物。 (3)地基中存在软弱土 或夹) 地基中存在软弱土( (3)地基中存在软弱土(或夹)层；土层下面有倾斜 的岩层面；隐伏的破碎或断裂带； 的岩层面；隐伏的破碎或断裂带；地下水渗流的影 响等。 响等。
第五节基础底面积的确定
砌体承重结构房屋的长高比不太大， 砌体承重结构房屋的长高比不太大，以局部倾斜为 应以局部倾斜作为地基的主要特征变形。 主，应以局部倾斜作为地基的主要特征变形。
裂缝
裂缝
相对沉降曲线
相对沉降曲线
砌体承重结构不均匀沉降
第五节基础底面积的确定
对于框架结构和砌体墙填充的边排柱， 对于框架结构和砌体墙填充的边排柱，主要是由于 相邻柱基的沉降差使构件受剪扭曲而损坏， 相邻柱基的沉降差使构件受剪扭曲而损坏，所以设 计计算应由沉降差来控制。 计计算应由沉降差来控制。
K S＝
µv ∑ Fi + µh E0 + P
∑ Hi
≥ (1.2~1.4)
作用于基底的竖向力kN 其中Fi——作用于基底的竖向力kN； 作用于基底的竖向力kN； Hi——作用于基底的水平力kN； 作用于基底的水平力kN 作用于基底的水平力kN；
μv、μh——基础与土的摩擦系数。 基础与土的摩擦系数
第五节基础底面积的确定
2、对于偏心受压基础： 对于偏心受压基础：
同时满足： 同时满足：
e = Mk (Fk + Gk ) ≤ b 6
Mk——相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的力矩值。 相应于荷载效应标准组合时， 相应于荷载效应标准组合时 作用于基础底面的力矩值。
由上式得： 由上式得：
Pk≤ fa pk max ≤ 1.2 fa
e≤b 6
若不满足，适当调整，再验算，直到适合为止。 若不满足，适当调整，再验算，直到适合为止。
二、软弱下卧层验算 当地基受力层范围内存在软弱下卧层时， 当地基受力层范围内存在软弱下卧层时，还必须对 下卧层进行验算。 下卧层进行验算。
p z + pcz ≤ faz
lb ( p k − pc ) pz = (l + 2 z tan θ )(b + 2 z tan θ )
第五节基础底面积的确定
三、地基变形的控制 在常规设计中，一般都针对各类建筑物的结构特点、 整体刚度和使用要求的不同，计算地基变形的某一 特征值Δ，验算其是否小于变形允许值[Δ]，即要 求满足下列条件： Δ≤[Δ] Δ——特征变形值，为预估值，对应于荷载准永久 组合值，按土力学的相关公式计算。
可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围
(120) 0.004 0.003
200
Hg≤24 24＜ 24＜Hg≤60 60＜ 60＜Hg≤100 Hg ＞100
0.004 0.003 0.0025 0.002 200 0.008 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 400 300 200
体形简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm) 体形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
Gk = γ G Ad = 20 Ad
相应于荷载效应标准组合时， Pk——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均 相应于荷载效应标准组合时 压力值。 压力值。 修正后的地基承载力特征值。 fa——修正后的地基承载力特征值。 修正后的地基承载力特征值
第五节基础底面积的确定
Fk——相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖 相应于荷载效应标准组合时， 相应于荷载效应标准组合时
Hg≤20 20 ＜Hg≤ 50 50 ＜Hg≤100 100＜ 100＜Hg≤150 150 ＜Hg≤200 200 ＜Hg≤250 Hg≤100 100＜ 100＜Hg≤200 200＜ 200＜Hg≤250
高耸结构基础的沉降量(mm) 高耸结构基础的沉降量(mm)
第五节基础底面积的确定
（一）地基变形特征一般分为： 地基变形特征一般分为： 沉降量：基础某点的沉降值； 1、沉降量：基础某点的沉降值； 2、沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差； 沉降差：基础两点或相邻柱基中点的沉降量之差； 倾斜： 3、倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的 比值； 比值； 局部倾斜：砌体结构沿纵向6~10m 6~10m内基础两点的沉 4、局部倾斜：砌体结构沿纵向6~10m内基础两点的沉 降差与其距离的比值。 降差与其距离的比值。
第二章
天然地基上浅基础设计原理
第五节基础底面尺寸的确定
主讲 翟聚云
第五节基础底面积的确定
一、按地基持力层的承载力计算基底尺寸 设计时，先选定埋深d并初步选择基底尺寸，求得 持力层承载力设计值fa ，在按下列条件验算并调整 尺寸直至满足设计要求。 1、对于中心受压基础： 对于中心受压基础：
Pk≤ fa
地基 主要 受力 层情 况 地基承载力特征值 fak(kPa) 各土层坡度(%) 各土层坡度(%) 砌体承重结构、 砌体承重结构、框架 结构(层数) 结构(层数) 单 层 排 架 结 构 (6m 柱 距) 烟囱 单 跨 吊车额定 起重量(t) 起重量(t) 厂房跨度 (m) 吊车额定 起重量(t) 起重量(t) 厂房跨度 (m) 高度 (m) 高度 (m) 容积 (m3) 60≤fak ＜80 ≤5 ≤5 5～10 ≤12 3 ～5 ≤12 ≤30 ≤15 ≤50 80≤fak ＜100 ≤5 ≤5 10～ 10～15 ≤18 5～10 ≤18 ≤40 ≤20 50～ 50～100 100≤fak 130≤fak 160≤fak ＜160 ＜130 ＜200 ≤10 ≤5 15～ 15～20 ≤24 10～ 10～15 ≤24 ≤50 ≤30 100～ 100～ 200 200～ 200～ 300 ≤10 ≤6 20～ 20～30 ≤30 15～ 15～20 ≤30 ≤75 ≤30 300～ 300～ 500 ≤10 ≤6 30～ 30～50 ≤30 20～ 20～30 ≤30 200≤fak ＜300 ≤10 ≤7 50～ 50～100 ≤30 30～ 30～75 ≤30 ≤100 ≤30 500～ 500～1000
建筑 类型
多 跨
水塔
第五节基础底范围 （1） 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地 设计等级为甲级、 乙级的建筑物， 基变形设计； 基变形设计； 所列范围外， （ 2 ） 表 2.7 所列范围外 ， 设计等级为丙级的建筑 物 所列范围内， （ 3 ） 表 2.7 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， 物可不作变形验算，如有下列情况之一时 ，仍应作 变形验算： 变形验算：
pcc
pp z z
θ
p k 基底压力标准值； 基底压力标准值； 基底处自重压力值； pc 基底处自重压力值；
应力扩散角
pcz p cz
第五节基础底面积的确定
地基附加应力扩散角θ 地基附加应力扩散角θ值 z/b
Es1/Es2
3 5 10
0.25 6o 10o 20o
0.5 23 25 30
o o o
第五节基础底面积的确定
地基承载力特征值小于130kPa， 130kPa 1) 地基承载力特征值小于 130kPa ， 且休型复 杂的建筑； 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， 荷载差异较大 ， 可能引起地基产生过大的不 均匀沉降时； 均匀沉降时； 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 3)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； 4)相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时； 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土， 5) 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土 ， 其 自重固结尚未完成时。 自重固结尚未完成时。
第五节基础底面积的确定
对于高耸结构以及长高比很小的高层建筑， 对于高耸结构以及长高比很小的高层建筑，应控制 基础的倾斜 。
第五节基础底面积的确定
高层高耸结构物倾斜主要取决于人们视觉的敏感程 倾斜值达到明显可见的程度大致为1 250， 度 ， 倾斜值达到明显可见的程度大致为 1/250 ， 结 构破坏则大致在倾斜值达到1 150时开始 时开始。 构破坏则大致在倾斜值达到 1/150 时开始 。 为了使 基础倾斜控制在合适的范围内， 基础倾斜控制在合适的范围内， 以减小结构物附加 弯距，通过分析倾斜允许值[θ]确定。 [θ]确定 弯距，通过分析倾斜允许值[θ]确定。
即：
pk max =
6e pk max = pk 1 + ≤ 1.2 fa b Fk+ Gk MK
A
+
W
δ 1.2 fa
e > b 6,则
算法： 算法：
pk max
2(Fk+ Gk) = 3la
1、按中心受压计算，求出A0。 按中心受压计算， 1.1~1.4） 2、令A=（1.1~1.4）A0。 3、验证Pkmax≤1.2fa 或： 验证Pkmax≤1.2fa
第五节基础底面积的确定
地基深层整体滑动稳定问题可用圆弧滑动法进行验 算。 稳定安全系数指作用于最危险的滑动面上诸力 对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩的比值。 对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩的比值 。 即 MR K s＝ ≥ 1.2 MS 当滑动面为平面时，稳定安全系数应提高到1 当滑动面为平面时，稳定安全系数应提高到1.3。
第五节基础底面积的确定
以屋架、柱和基础为主体的木结构和排架结构， 以屋架、柱和基础为主体的木结构和排架结构，在 低压缩性地基上一般不因沉降而损坏，但在中、 低压缩性地基上一般不因沉降而损坏，但在中、高 压缩性地基上就应限制单层排架结构柱基的沉降量， 压缩性地基上就应限制单层排架结构柱基的沉降量， 尤其是多跨排架中受荷较大的中排柱基的下沉， 尤其是多跨排架中受荷较大的中排柱基的下沉，以 免支撑于其上的相邻屋架发生对倾而使端部相碰。 免支撑于其上的相邻屋架发生对倾而使端部相碰。 相邻柱基的沉降差所形成的桥式吊车轨面沿纵向或 横向的倾斜，会导致吊车滑行或卡轨。 横向的倾斜，会导致吊车滑行或卡轨。