《基础工程》第2章基础工程设计的原则与要求.pptVIP

第 2 章 基础工程设计的原则与要求 一、概述 1、基础工程及其设计内容 基础工程（Foundation Engineering）泛指包括地基及基础在内的所有下部结构工程 ，是工程体系中最为重要的部分。其研究内容是与岩土体有关的建筑工程的技术问题，即下部结构物与岩土相互作用共同承担上部结构荷载所产生的各种强度、变形与稳定问题。 基础工程设计包括基础设计与地基设计 基础工程设计包括基础设计和地基设计： 基础设计——基础形式、基础埋深、基底尺寸（面积）、基础内力、截面计算等。 地基设计——地基承载力、地基变形计算、地基稳定性、地基处理。 应选择能适应上部结构、符合使用要求、满足地基基础设计两项基本要求（强度、变形），以及技术上合理的基础结构方案。 2、基础工程的基本设计计算原则 （1）建筑结构功能要求 ①安全性 ②适用性 ③耐久性 ④稳定性 2、基础工程的基本设计计算原则 （2） 基本设计计算原则 上部结构-基础-地基相互作用的整体观点 ①地基应具有足够的强度，满足地基承载力的要求 ②地基与基础的变形应满足建筑物正常使用的允许要求 ③地基与基础的整体稳定性应有足够保证 ④基础本身应有足够的强度、刚度和耐久性 ⑤地基基础的设计，还必须坚持因地制宜、就地取材的原则 二、地基基础设计等级和设计原则 1、地基基础的设计等级 GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》，地基基础设计分为甲级、乙级、丙级三个设计等级 （3）表2-2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，仍应作变形验算： 1）地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑； 2）附近有堆载，相邻基础荷载差异较大； 3）软弱地基，偏心荷载； 4）相邻建筑距离过近； 5）填土，自重固结未完成； （4）对经常受水平荷载作用的高层建筑物、高耸建筑物以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性。 （5）基坑工程应进行稳定性验算； （6）地下水位以下，进行抗浮验算。 三、地基基础设计中的两种极限状态 1、建筑结构可靠度和极限状态设计 结构的工作状态可以用荷载效应 S （指荷载在结构或构件内引起的内力或位移等）和结构抗力 R（指抵抗破坏或变形的能力）的关系描述 Z=R-S 当Z0 或RS 时，结构处于可靠状态； 当Z0或RS时，结构处于失效状态； 当Z=0即R=S时，结构处于极限状态 极限状态设计方法 ：①承载能力极限状态和②正常使用极限状态 四、地基基础设计的作用效应组合 1、结构荷载的相关概念（参见《建筑结构荷载规范》 ） 1）永久荷载。在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。例如，结构自重、土压力、预应力等 2）可变荷载。在结构使用期间，其值随时间变化，或其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。例如，建筑物楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载等 3）设计基准期。为确定可变荷载代表值而选用的时间参数。一般为50年 4）荷载效应。由荷载引起的结构或构件的反应，如内力、变形和裂缝。 1、结构荷载的相关概念 5）标准值。荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值。 6）组合值。对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率（类似失效概率），能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值，或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。 7）准永久值。对可变荷载，在设计基准期内， 其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。 1、结构荷载的相关概念 8) 基本组合。承载能力极限状态计算时，永久作用与可变作用的组合。 9) 标准组合。正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合。 10) 准永久组合。正常使用极限状态计算时，对可变荷载采用准永久值为代表值的组合。 11) 荷载设计值。荷载代表值与荷载分项系数的乘积。荷载代表值为设计中用于验算极限状态所采用的荷载量值。例如，标准值、组合值和准永久值。 2、作用在基础上的荷载 作用在建筑物基础上的荷载，根据轴力N、水平力T和力矩M的组合情况分为四种情形：中心竖向荷载、偏心竖向荷载、中心竖向荷载及水平荷载、偏心竖向荷载及水平荷载，如图2-2 所示 3、作用效应组合 地基基础设计时，作用组合的效应设计值应符合下列规定： 1）在正常使用极限状态下， 标准组合的效应设计值 SK用下式表示 作用效应的