基础工程4章课件.ppt

1、新课内容本章提要本章提要【本章要求本章要求】1 1掌握箱形基础的地基验算方法；掌握箱形基础的地基验算方法；2 2掌握箱形基础构件强度计算方法；掌握箱形基础构件强度计算方法；3.3.了解箱形基础内力计算方法；了解箱形基础内力计算方法；4.4.掌握箱形基础的构造要求。掌握箱形基础的构造要求。【本章重点本章重点】箱形基础的内力计算。箱形基础的内力计算。4.1 概述概述4.2箱形基础埋深及构造要求箱形基础埋深及构造要求 4.3箱形基础的地基验算箱形基础的地基验算 4.4箱形基础内力计算方法箱形基础内力计算方法 4.5箱形基础构件强度计算箱形基础构件强度计算 4.1 4.1 概述概述箱形基础是高层建筑中

2、常用的基础型式之一，箱形基础是高层建筑中常用的基础型式之一，它由钢筋混凝土顶、底板和内外纵向横墙组成它由钢筋混凝土顶、底板和内外纵向横墙组成的具有相当大刚度的空间结构。的具有相当大刚度的空间结构。空间部分可结合建筑使用功能设计成地下室。空间部分可结合建筑使用功能设计成地下室。箱形基础具有刚度大，整体性好，能抵抗并协箱形基础具有刚度大，整体性好，能抵抗并协调由于荷载大地基软弱产生的不均匀沉降。调由于荷载大地基软弱产生的不均匀沉降。4.1 4.1 概述概述4.1 4.1 概述概述4.1 4.1 概述概述4.1 4.1 概述概述4.1.14.1.1箱形基础的设计要求箱形基础的设计要求在设计时，除应考

3、虑地基的容许承载力之外，在设计时，除应考虑地基的容许承载力之外，还要考虑建筑物的允许变形及倾斜要求，以及还要考虑建筑物的允许变形及倾斜要求，以及地下水为对象性基础的影响（如水的浮力、侧地下水为对象性基础的影响（如水的浮力、侧壁水压力、水的侵蚀性、施工时的排水等问壁水压力、水的侵蚀性、施工时的排水等问题）。为此在拟建的建筑物场地内，应进行详题）。为此在拟建的建筑物场地内，应进行详细的地质勘探工作，查明该场地内的工程地质细的地质勘探工作，查明该场地内的工程地质及水文地质资料。及水文地质资料。4.1.14.1.1箱形基础的设计要求箱形基础的设计要求箱形基础设计包括如下设计内容：箱形基础设计包括如下设

4、计内容：确定基础埋置深度；确定基础埋置深度；初步拟定箱基个部分尺寸；初步拟定箱基个部分尺寸；进行地基验算，包括地基承载力、地基变形、整体倾进行地基验算，包括地基承载力、地基变形、整体倾斜、地基稳定性验算；斜、地基稳定性验算；基础结构设计及构造要求；基础结构设计及构造要求；绘制箱基施工图。绘制箱基施工图。4.1.24.1.2箱形基础的施工要求箱形基础的施工要求1）在有地下水及可能出现流沙地区，开挖箱基深基）在有地下水及可能出现流沙地区，开挖箱基深基坑，应采用井点降水措施。坑，应采用井点降水措施。2）基坑开挖应验算边坡稳定性，并注意对基坑边周）基坑开挖应验算边坡稳定性，并注意对基坑边周围邻近建筑物

5、的影响。围邻近建筑物的影响。3）箱基施工完毕后，应抓紧基坑回填工作。）箱基施工完毕后，应抓紧基坑回填工作。4）箱基的底板，内、外墙和顶板宜连续浇筑完毕，）箱基的底板，内、外墙和顶板宜连续浇筑完毕，并按设计要求做好后浇施工带。并按设计要求做好后浇施工带。5）沉降观测，水准点及观测点应根据设计要求及时）沉降观测，水准点及观测点应根据设计要求及时埋设并注意保护。埋设并注意保护。箱形基础的埋置深度处应满足一般基础埋置箱形基础的埋置深度处应满足一般基础埋置深度有关规定外，对于作为高层建筑或重型深度有关规定外，对于作为高层建筑或重型建筑物的基础，为防止整体倾斜，满足抗倾建筑物的基础，为防止整体倾斜，满足抗

6、倾覆和抗滑移稳定性要求，一定程度上依赖于覆和抗滑移稳定性要求，一定程度上依赖于箱基的埋置深度和周围土体的约束作用，同箱基的埋置深度和周围土体的约束作用，同时考虑箱基使用功能的要求，如作为人防抗时考虑箱基使用功能的要求，如作为人防抗爆防辐射要求，设置设备层要求等。爆防辐射要求，设置设备层要求等。4.2.14.2.1箱形基础的埋深箱形基础的埋深4.24.2箱形基础的埋深及构造要求箱形基础的埋深及构造要求 箱形基础的平面尺寸箱形基础的平面尺寸 箱形基础的高度箱形基础的高度 箱形基础的顶、底板厚度箱形基础的顶、底板厚度 箱形基础的墙体箱形基础的墙体 箱形基础的墙体开洞要求箱形基础的墙体开洞要求 箱形基

7、础的顶、底板以及内外墙的钢筋箱形基础的顶、底板以及内外墙的钢筋 箱形基础墙体局部承压强度箱形基础墙体局部承压强度 底层现浇柱主筋伸入箱形基础的深度底层现浇柱主筋伸入箱形基础的深度 预制长柱与箱形基础的连接预制长柱与箱形基础的连接 箱形基础施工缝设置箱形基础施工缝设置 箱形基础的混凝土强度等级箱形基础的混凝土强度等级 4.2.24.2.2箱形基础的构造要求箱形基础的构造要求4.34.3箱形基础的地基验算箱形基础的地基验算4.3.14.3.1箱形基础的地基验算箱形基础的地基验算在地基承载力验算方面，箱形基础同筏形基础。在地基承载力验算方面，箱形基础同筏形基础。由于箱基埋置较深，一般都会出现地下水。

8、由于箱基埋置较深，一般都会出现地下水。当箱基部分或全部处于地下水位以下时，当箱基部分或全部处于地下水位以下时，计算地基压力要考虑地下水的浮力。计算地基压力要考虑地下水的浮力。若地下水有季节性变化，若地下水有季节性变化，则应考虑基底压力的最不利情况。则应考虑基底压力的最不利情况。即地下水位降到基底以下，即地下水位降到基底以下，计算地基压力时不考虑地下水的浮力。计算地基压力时不考虑地下水的浮力。4.34.3箱形基础的地基验算箱形基础的地基验算箱形基础面积大、埋置深、刚度大，地基受力相对趋箱形基础面积大、埋置深、刚度大，地基受力相对趋于均匀，有较高的承载能力。于均匀，有较高的承载能力。箱形基础埋置较

9、深，与地基土及回填土结合起来，能箱形基础埋置较深，与地基土及回填土结合起来，能较好地发挥基础与周围土体的共同作用，稳定性也较较好地发挥基础与周围土体的共同作用，稳定性也较好。但由于上部结构荷载大，因此沉降总是存在的。好。但由于上部结构荷载大，因此沉降总是存在的。在风荷载比较大以及地震地区，不仅要考虑强度、变在风荷载比较大以及地震地区，不仅要考虑强度、变形、稳定等问题，还要考虑整体倾斜问题。造成箱形形、稳定等问题，还要考虑整体倾斜问题。造成箱形基础整体倾斜的因素很多，但主要还是地基沉降不均基础整体倾斜的因素很多，但主要还是地基沉降不均匀所致。匀所致。箱形基础的埋置深度处应满足一般基础埋置箱形基础

10、的埋置深度处应满足一般基础埋置深度有关规定外，对于作为高层建筑或重型深度有关规定外，对于作为高层建筑或重型建筑物的基础，为防止整体倾斜，满足抗倾建筑物的基础，为防止整体倾斜，满足抗倾覆和抗滑移稳定性要求，一定程度上依赖于覆和抗滑移稳定性要求，一定程度上依赖于箱基的埋置深度和周围土体的约束作用，同箱基的埋置深度和周围土体的约束作用，同时考虑箱基使用功能的要求，如作为人防抗时考虑箱基使用功能的要求，如作为人防抗爆防辐射要求，设置设备层要求等。爆防辐射要求，设置设备层要求等。4.3.14.3.1箱形基础的地基承载力验算箱形基础的地基承载力验算4.3.14.3.1箱形基础的地基验算箱形基础的地基验算考

11、虑地下水浮力之后，地基压力应满足下式 wwhrp afwwhrpmaxafwwhrpmin 1.2 (4-1)04.44.4箱形基础的内力计算方法箱形基础的内力计算方法4.4.14.4.1箱形基础的荷载计算箱形基础的荷载计算箱形基础埋藏于地下，承受各种荷载这些荷载主要有：箱形基础埋藏于地下，承受各种荷载这些荷载主要有：1)地面堆载地面堆载xq产生的侧压力为产生的侧压力为214521tgqx2)地下水位以上土的侧压力地下水位以上土的侧压力2145212tgrH4.4.14.4.1箱形基础的荷载计算箱形基础的荷载计算3)浸于地下水位中高度土的侧压力浸于地下水位中高度土的侧压力5)地基净反力为地基净

12、反力为2145213tgHHr4)地下水产生的侧压力为地下水产生的侧压力为14HHrw15HHrpwj6)顶板荷载顶板荷载q以及上部结构传来的集中力等以及上部结构传来的集中力等 4.4.24.4.2箱形基础内力计算箱形基础内力计算箱形基础内力分析，应根据上部结构刚度大小箱形基础内力分析，应根据上部结构刚度大小采用不同的计算方法。由于箱形基础造价昂贵，采用不同的计算方法。由于箱形基础造价昂贵，施工复杂，因而主要用于高层建筑，其上部结施工复杂，因而主要用于高层建筑，其上部结构大致可分为框架、剪力墙、框剪及框筒四种构大致可分为框架、剪力墙、框剪及框筒四种结构类型。根据上部结构情况，可采用以下两结构类

13、型。根据上部结构情况，可采用以下两种方案计算箱形基础内力。种方案计算箱形基础内力。4.4.24.4.2箱形基础内力计算箱形基础内力计算1.上部结构为剪力墙、框架剪力墙体系上部结构为剪力墙、框架剪力墙体系由于上部结构的刚度相当大，以至于箱基的整体弯由于上部结构的刚度相当大，以至于箱基的整体弯曲小到可以忽略的程度，箱形基础的顶、底板可仅曲小到可以忽略的程度，箱形基础的顶、底板可仅按局部弯曲计算，即顶板按实际荷载、底板按均布按局部弯曲计算，即顶板按实际荷载、底板按均布基底反力作用的周边固定双向连续板分析。考虑到基底反力作用的周边固定双向连续板分析。考虑到整体弯曲可能的影响，钢筋配置量除符合计算要求整

14、体弯曲可能的影响，钢筋配置量除符合计算要求外，纵横向支座钢筋尚应分别有外，纵横向支座钢筋尚应分别有0.15%和和0.10配筋配筋率连通配置，跨中钢筋按实际配筋率全部连通。率连通配置，跨中钢筋按实际配筋率全部连通。4.4.24.4.2箱形基础内力计算箱形基础内力计算2.上部结构为框架体系上部结构为框架体系上部结构为纯框架结构时，刚度较小，此时箱形基上部结构为纯框架结构时，刚度较小，此时箱形基础在土压力、水压力及上部结构传来的荷载共同作础在土压力、水压力及上部结构传来的荷载共同作用下，将发生整体弯曲。因此，箱基的内力应同时用下，将发生整体弯曲。因此，箱基的内力应同时考虑整体弯曲和局部弯曲作用。在计

15、算整体弯曲产考虑整体弯曲和局部弯曲作用。在计算整体弯曲产生的弯矩时，将上部结构的刚度折算成等效抗弯刚生的弯矩时，将上部结构的刚度折算成等效抗弯刚度，然后将整体弯曲产生的弯矩按基础刚度占总刚度，然后将整体弯曲产生的弯矩按基础刚度占总刚度的比例分配到基础。基底反力可参照基底反力系度的比例分配到基础。基底反力可参照基底反力系数法或其他有效方法确定。数法或其他有效方法确定。4.54.5箱形基础的构件强度计算箱形基础的构件强度计算4.5.14.5.1箱形基础地板计算箱形基础地板计算1.底板斜截面抗剪强度计算底板斜截面抗剪强度计算箱形基础的底板厚度除了满足正截面受弯承载力的要箱形基础的底板厚度除了满足正截

16、面受弯承载力的要求外，还应满足斜截面抗剪强度要求。当底板板格为求外，还应满足斜截面抗剪强度要求。当底板板格为矩形双向板时，其斜截面抗剪强度可按下式计算：矩形双向板时，其斜截面抗剪强度可按下式计算：sV2000.7(2)hstnf lh h 4.54.5箱形基础的构件强度计算箱形基础的构件强度计算4.5.14.5.1箱形基础地板计算箱形基础地板计算2.底板斜截面抗冲切强度强度计算底板斜截面抗冲切强度强度计算箱形基础的底板厚度除了满足上述要求外，还应满足冲切强度箱形基础的底板厚度除了满足上述要求外，还应满足冲切强度要求。要求。当底板区格为矩形双向板时，底板截面的有效高度当底板区格为矩形双向板时，底

17、板截面的有效高度h0应符合下应符合下式要求：式要求：0h212121240.74n nnnnnnnhptp l lllllpf4.54.5箱形基础的构件强度计算箱形基础的构件强度计算4.5.24.5.2内墙与外墙内墙与外墙箱形基础的内、外墙，除与剪力墙连接外，其箱形基础的内、外墙，除与剪力墙连接外，其墙身受剪截面应按下式验算：墙身受剪截面应按下式验算：V00.2cf bh4.54.5箱形基础的构件强度计算箱形基础的构件强度计算4.5.34.5.3洞口洞口1.洞口过梁正截面抗弯承载力计算洞口过梁正截面抗弯承载力计算 2洞口过梁截面抗剪强度验算洞口过梁截面抗剪强度验算 3洞口加强钢筋洞口加强钢筋4

18、.54.5箱形基础的构件强度计算箱形基础的构件强度计算4.5.44.5.4箱形基础的设计步骤箱形基础的设计步骤箱形基础计算内容较多，其基本设计步骤是：箱形基础计算内容较多，其基本设计步骤是：在初步确定结构尺寸之后，先作倾斜、稳定、在初步确定结构尺寸之后，先作倾斜、稳定、滑移、抗倾覆验算，这些条件满足之后，进行滑移、抗倾覆验算，这些条件满足之后，进行结构计算结构计算 箱形基础是高层建筑中常用的基础型式之一，它箱形基础是高层建筑中常用的基础型式之一，它由钢筋混凝土顶、底板和内外纵向横墙组成的具有由钢筋混凝土顶、底板和内外纵向横墙组成的具有相当大刚度的空间结构。相当大刚度的空间结构。箱形基础设计基本要求箱形基础设计基本要求 箱形基础内力计算箱形基础内力计算 箱形基础设计箱形基础设计 基础埋置深度、箱形基础的构造基础埋置深度、箱形基础的构造要求、箱形基础地基验算、。要求、箱形基础地基验算、。