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基础计算原理
第8章 基础计算原理
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扩展基础计算方法
布置扩展基础时，所有标准组合内力参与承载力计算，所有基本组合内力参与冲切，剪切和抗弯计算。
1.1 基础底压力的计算方法
单柱和条形基础下扩展基础底压力计算方法：
p?F?GM? AW F--上部结构传至基础顶面的竖向力； G--基础自重和基础上的土重； A--基础底面面积。
M--作用于基础底面的力矩值（M=M柱+VH考虑柱底剪力产生的力矩）； W--基础底面的抵抗矩（W=ba2/6，a,b为基础长宽）； 计算标准组合内力作用下的轴心受压应力时，不考虑力矩。
墙和多柱下扩展基础底压力计算方法：
采用通用有限元的方法来计算：划分承台单元网格，采用3和4节点板单元模拟承台，单元刚度见筏板基础计算方法章节中的介绍，根据作用面积和基床反力系数形成弹簧单元来模拟地基作用，墙柱荷载自动布置在不同的节点上，精确求解复杂基础的底压力。
标准组合内力作用下的轴心受压应力取4边中点平均压力。
1.2 地基承载力特征值的修正
fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5) 式中：
fa--修正后的地基承载力特征值； fak--地基承载力特征值；
ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查下表； γ--基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；
b--基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值； γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；
d--基础埋置深度(m)，一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。 土的类别 淤泥和淤泥质土 人工填土 ηb 0 0 ηd 1.0 1.0 广东省建筑设计研究院
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e或IL大于等于0.85的粘性土 红粘土 大面积 压实填土 粉土 含水比αw>0.8 含水比αw≤0.8 压实系数大于0.95,粘粒含量ρc≥10%的粉土 最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石 粘粒含量ρc≥10%的粉土 粘粒含量ρc<10%的粉土 e及IL均小于0.85的粘性土 粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态) 中砂、粗砂、砾砂和碎石土 注：
1. 强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相应土类取值；其他状态下的
岩石不修正；
2. 地基承载力特征值按建筑地基基础设计规范附录D深层平板载荷试验确
定时ηd取0。
1.3 承载力的计算
采用地震作用效应标准组合时，地基土抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基土抗震承载力调整系数计算。 岩土名称和性状 岩石，紧密的碎石土，密实的砺、粗、中砂，fak≥300的粘性土和粉土 中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砺、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂，150≤fak＜300的粘性土和粉土，坚硬黄土 稍密的细、粉砂，100≤fak＜150的粘性土和粉土，可塑黄土 淤泥，淤泥质土，松散的砂，杂填土，新近堆积黄土及流塑黄土 轴心受压应力小于等于地基土修正或抗震调整后的承载力。
ξa 1.5 1.3 1.1 1.0 0 0 0 1.2 1.5 2.0 0.15 1.4 0.3 1.5 0.5 2.0 0.3 1.6 2.0 3.0 3.0 4.4 偏心受压应力小于等于1.2乘以地基土修正或抗震调整后的承载力。
1.4 对基础的冲切和剪切验算
矩形截面对基础冲切:
Fl≤0.7βhpftamh0 am=(at+ab)/2 Fl=pjAl
式中：
βhp---受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，β
hp
hp
取1.0.当h
大于等于2000mm时，β取0.9，其间按线性内插法取用；
ft---混凝土轴心抗拉强度设计值；
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h0---基础冲切破坏锥体的有效高度（基础高度-保护层厚度）； am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；
at---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切ab---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏
承载力时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；
锥体的底面落在基础底面以内(图a、b)，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。当冲切破坏锥体的底面在l方向落在基础底面以外，即a+2h0≥l时,(图c),ab=l；
pj---扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净Al---冲切验算时取用的部分基底面积(图a、b中的阴影面积ABCDEF，或图c中的Fl---相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。
反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；
阴影面积ABCD)；
1-冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面，2-冲切破坏锥体的底面
对基础冲切验算时，CAD处理方法：
1) 每一边找到离边中点最近的墙肢或柱，用包围该墙肢或柱的矩形截面对基础 进行冲切验算；
2) 考虑了矩形截面对基础有偏心情况； 3) 验算墙柱和基础变阶处冲切； 4) 条形基础am=1000mm； 5) 承载力抗震调整系数γ
对基础剪切应符合下列规定：
RE
为0．85。
V≤0.7βhftbh0
βh=(800/h0)1/4
式中:
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V--构件斜截面上的最大剪力设计值；
βh--截面高度影响系数：当h0<800mm时，取h0=800mm；当h0>2000mm时，取h0=2000mm；
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值。
对基础剪切验算时，CAD处理方法：
1) 每一边找到离边中点最近的墙肢或柱，包围该墙肢或柱的矩形边（离基础最近的边）对基础进行剪切验算，矩形边45°向基础边方向斜切形成斜截面； 2) 考虑了矩形截面对基础有偏心情况； 3) 验算墙柱和基础变阶处剪切； 4) 条形基础b=1000mm。 5) 承载力抗震调整系数γ
1.5 抗弯和配筋计算
抗弯计算：
MⅠ和MⅡ=1/12a21[(2l+a')(pmax+p-2G/A)+(pmax-p)l] 式中：
MⅠ、MⅡ---任意截面Ⅰ-Ⅱ、Ⅱ-Ⅱ处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值； a1---任意截面Ⅰ-Ⅰ至基底边缘最大反力处的距离；
pmax,pmin---相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大和最小地基反力设计值；
p---相应于荷载效应基本组合时在任意截面Ⅰ-Ⅰ处基础底面地基反力设计值； G---考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重；当组合值由永久荷载控制时，G= 1.35Gk,Gk为基础及其上土的标准自重。
对于墙下条形基础任意截面的弯矩，可取l=a'=1m 。
RE
为0．85。
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