导图社区 注册结构工程师--地基与基础
注册结构工程师,地基基础设计笔记,列出了四种关键的设计状况,每种状况都对应着不同的荷载组合和可能的事件。
编辑于2024-11-18 18:26:07可靠性设计
荷载工况
确定荷载组合
每一种组合下的各种荷载布置
先组合荷载,再求效应
设计状况
1.持久设计状况,适用于结构使用时的正常情况;
2 短暂设计状况,适用于结构出现的临时情况,包括结构施工和维修时的情况等;
概要
3 偶然设计状况,适用于结构出现的异常情况,包括结构遭受火灾、爆炸、撞击时的情况等;
4 地震设计状况,适用于结构遭受地震时的情况。
γL=1.0
风,雪,吊,温
可控荷载
承载能力极限设计状态
基本组合
偶然组合
偶然作用发生时
偶然作用发生后
地震组合
荷载规范
一、 极限设计状态
1. 承载力极限状态计算内容
(1) 基本组合
1. 由可变荷载控制的效应设计值 1.2+1.5
(2) 偶然组合
1. 用于承载能力极限状态计算的效应设计值
2. 用于偶然事件发生后受损结构整体稳固性验算的效应设计值
(3) 地震组合
2. 正常使用极限状态计算内容
(1) 标准组合
计算:预应力的裂缝计算
(2) 频遇组合
计算内容:
(3) 准永久组合
三级裂缝计算
二、 楼面活荷载的折减
1. 设计楼面梁时的折减:
1)第1(1)项当楼面梁从属面积超过25m2时,应取0.9;
2)第1(2)~7项当楼面梁从属面积超过50m2时,应取0.9;
3)第8项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取0.8,对单向板楼盖的主梁应取0.6,对双向板楼盖的梁应取0.8;
4)第9~13项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。
2. 设计墙、柱和基础时的折减:
1)第1(1)项应按表5.1.2规定采用;
2)第1(2)~7项应采用与其楼面梁相同的折减系数;
3)第8项的客车,对单向板楼盖应取0.5,对双向板楼盖和无梁楼盖应取0.8;
4)第9~13项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。
注:楼面梁的从属面积应按梁两侧各延伸二分之一梁间距的范围内的实际面积确定。 表5.1.2 活荷载按楼层的折减系数
注:当楼面梁的从属面积超过25m2时,应采用括号内的系数。
三、 风荷载《荷载》+《高规》
1. 计算主要受力结构是采用的风荷载计算值
(1) 风荷载计算公式
《荷载》8.1.1
《高规》4.2.1
(2) 基本风压
《荷载》E.2.4
8.1.2 基本风压应采用按本规范规定的方法确定的50年重现期的风压,但不得小于0.3kN/m2
《高规》4.2.2 :房屋高度超过60m,承载力设计时,风荷载计算可按基本风压的1.1倍采用。
《烟囱》5.2.1:基本风压不得小于0.35
(3) 风压高度变化系数
地面粗糙度
平地的风压高度变化系数
地形条件修正
(4) 风荷载体型系数
计算房屋和构筑物风荷载采用的体型系数
计算高层建筑主体结构风荷载采用的体型系数
考虑群体效应的相互干扰系数
(5) 风振系数
需考虑风振系数的范围
结构自振周期
高度z的风振系数βz
(6) 风荷载计算
(1) 受风面和风向垂直是,受风面的风荷载计算
(2) 屋面和风向不垂直时的风力计算
(3) 墙面和风向不垂直时的风力计算
(4) 高层建筑主体结构的风力计算
(5) 高层建筑主体结构风力计算的简化
(7) 横风向风效应
要考虑横风向风效应的具体范围
横风向风振
2. 计算维护结构是采用的风荷载
(1) 维护结构的基本风压
(2) 风振系数
(3) 局部风荷载体型系数
1||| 直接承受风荷载的局部风荷载体型系数
2||| 非直接承受风荷载的局部风荷载体型系数
3||| 建筑物内部压力的局部风荷载体型系数
四、 雪荷载
五、 地震作用
六、 温度作用
七、 挠度裂缝
混规
一、 塑性内力重分布
协调扭转:由于相邻构件的弯曲转动受到支承梁的约束,在支承梁内引起的扭转,其扭矩会由于支承梁的开裂产生内力重分布而减小,条文给出了宜考虑内力重分布影响的原则要求。
平衡扭转:由平衡条件引起的扭转,其扭矩在梁内不会产生内力重分布;
二、 正截面承载力计算
一、 注:
1. 相对界限受压区高度ξb
6.2.7 纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对界限受压区高度ξb
有屈服点的钢筋
无屈服点的钢筋
6.2.1 正截面承载力假定计算条件
6.2.6 受弯构件、偏心受力构件正截面承载力计算时,受压区混凝土的应力图形简化为等效的矩形应力图。
β1
C50 0.8
C80 0.74
α1
C50 1.0
C50 0.94
2. 单筋梁的最大配筋率
3. 纵向钢筋应力
6.2.8
6.2.1
二、 正截面受弯承载力计算
1. 矩形梁的受弯承载力
6.2.10
单筋截面
承载力计算
配筋计算
双筋截面
承载力计算
已知:b,h,fc,ft,fy,As,As',需要确定a1,h0,ξb
1. 求解受压区高度x
2. 根据6.2.10-3,6.2.10.-4验算受压区高度x,
x<2as'
6.2.14
2as'≤x≤ξb*h0
6.2.10-1
x≥ξb*h0
6.2.10-1
配筋计算
子主题
6.2.14
2. T形梁的受弯承载力
T形梁的受压翼缘计算宽度
5.2.4
6.2.12
T形梁的受弯承载力计算公式
6.2.11
6.2.12
计算类型的判定
第一类
第二类
承载力计算
3. 正截面抗震受弯承载力
11.1.6
11.3.1
一级 x≤0.25h0
二、三级 x≤0.35h0
三、 正截面受压承载力计算
1. 柱的长度计算,因为要考虑压弯的失稳问题,确定ψ
(1) 排架柱
表6.2.20-1
刚性屋盖单层房屋排架柱、露天吊车柱和栈桥柱,其计算长度l0可按表6.2.20-1取用
1 表中H为从基础顶面算起的柱子全高;Hl为从基础顶面至装配式吊车梁底面或现浇式吊车梁顶面的柱子下部高度;Hu为从装配式吊车梁底面或从现浇式吊车梁顶面算起的柱子上部高度; 2 表中有吊车房屋排架柱的计算长度,当计算中不考虑吊车荷载时,可按无吊车房屋柱的计算长度采用,但上柱的计算长度仍可按有吊车房屋采用; 3 表中有吊车房屋排架柱的上柱在排架方向的计算长度,仅适用于Hu/Hl不小于0.3的情况;当Hu/Hl小于0.3时,计算长度宜采用2.5Hu
(2) 框架柱
表6.2.20-2
2. 轴心受压构件的承载力计算
三个坑
9.3.2满足构造先决条件
400限值
>3%,A=A-As代换
普通受压计算6.2.15
螺旋式配筋计算
配置螺旋式箍的轴压构件
6.2.16
9.3.2-6
3. 偏心受压构件承载力计算6.2.17
(1) 二类偏心受压构件
二阶效应的弯矩设计值
偏心受压构件的二阶效应
结构无侧移时的偏心受压构件的二阶弯矩
结构有侧移时的偏心受压构件的二阶弯矩
不考虑二阶弯矩的范围
非排架结构柱考虑二阶效应的弯矩设计值
两端铰支等偏心距单向压弯构件
两端铰支不等偏心距单向压弯构件
两端弯矩异号的压弯构件
排架结构柱考虑二阶效应的弯矩设计值
B.0.4
大偏心受压与小偏心受压
大偏心受压
轴向力较远侧钢筋受拉屈服,应力达到fy
偏心距的计算
e=
e'=
小偏心受压
钢筋均未屈服,应力未σs
6.2.8-3
偏心距
e=ei+0.5h-as
e'=
偏心距
(2) 矩形截面偏心受压构件的受压承载力计算公式
1||| 大偏心受压
6.2.17-1
6.2.17-2
2||| 小偏心受压
非对称配筋
注意e'的计算
对称配筋
3||| 子主题
(3) 矩形截面对称配筋偏压构件的配筋计算
(4) 矩形截面对称配筋大偏压构件的承载力计算
(5) 偏心受压构件的抗震承载力
11.1.6
四、 正截面受拉承载力计算
1. 轴心受拉
2. 不对称配筋的偏心受拉6.3.23
小偏心受拉构件
大偏心受拉构件
3. 对称配筋的偏心受拉 6.2.23
三、 斜截面受剪承载力计算
1. 斜截面受剪计算一般规定
剪力设计值
1. 内力计算
2. 计算截面选取
剪力最大的截面
3. 截面条件限制/剪压比
4. 内力调整
抗震三层次
剪跨比λ剪跨比控制受剪状态,反应截面上正应力与剪应力的相对比值关系
λ取值
剪跨比不同取值的破坏形式
λ<1
斜压破坏
由fc 决定
1≤λ≤3
剪压破坏
λ>3
斜拉破坏
由ft 决定
框架柱:Hn/2h0且 1≤λ≤3,Hn=层高-梁高
其他
均布荷载 1.5
满足 6.3.4 集中荷载,a/h0,且 1.5≤λ≤3
抗震下的λ
6.3.12剪跨比λ
框架结构中的框架柱
反弯点在层高范围内
λ=H0/(2h0)
反弯点不在层高范围内
λ=M/Vh0用定义
其他偏心受压构件
均布荷载
λ=1.5
无独立梁要求
λ=a/h0,1.5≤λ≤3
其他结构框架柱
其他结构中的框架柱
框筒结构
框剪结构
框支剪力墙结构
λ=M/Vh0
剪压比
腹板高度
混凝土构件
真正意义的有效高度
6.3.1的hw=h0-hf'
钢构件
破坏形式
1. 受弯构件
梁 6.3.4
板 6.3.3
2. 偏压受剪
柱或偏压构件 6.3.14
带箍筋+混凝土的
墙 6.3.21
3. 偏拉受剪
柱或偏拉构件 6.3.12
墙 6.3.22
2. 无腹筋板的受剪承载力
3. 一般受弯构件的斜截面受剪承载力
6.3.1
hw/b≤4,Vmax=0.25βc fc bh0
hw/b≥6,Vmax=0.2βc fc bh0
4<hw/b<6,内插
6.3.7
符合下式,不进行配筋计算,构造配筋9.2.9
6.3.4
仅配置箍筋
承载力计算
配筋计算
4. 集中荷载独立梁的斜截面受剪承载力
6.3.4
承载力计算
已知: b,h,fc,ft,fyv,s,n,需要确定的参数:hw,h0,Asv1,Asv,集中荷载作用点至支座截面或节点边缘距离α
计算步骤
1||| 判断是否属于独立梁
2||| 判断是否按集中荷载
(V集/V总 )≤75%,按一般梁考虑
(V集/V总 )>75%,转到③
3||| 验算构造规定
符合转④
不符合不进行承载力计算
箍筋直径应符合9.2.9-2
h>800,Φ≥8mm
h≤800,Φ≥6mm
箍筋间距s应符合表9.2.9
箍筋的配筋率9.2.9-3:ρsv≥ρsv,min=0.24ft/fyv
4||| 计算构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值Vcs
6.3.4
5||| 剪压比的控制条件、确定截面允许承载力的最大剪力Vmax
6.3.1
hw/b≤4,Vmax=0.25βc fc bh0
hw/b≥6,Vmax=0.2βc fc bh0
4<hw/b<6,内插
6||| 确定承载力Vu
Vcs≤Vmax,Vu=Vcs
Vcs>Vmax,Vu=Vmax
配筋计算
5. 偏心受压构件的受剪承载力
柱子
6.3.11
6.3.1
6.3.13
不进行斜截面受剪承载力计算,箍筋构造要求符合9.3.2
6.3.12
偏心受压构件的斜截面受剪承载力
9.3.2
柱中的箍筋应符合
1. 箍筋直径不应小于d/4,且不应小于6mm,d为纵向钢筋的最大直径;
2. 箍筋间距不应大于400mm及构件截面的短边尺寸,且不应大于15d,d为纵向钢筋的最小直径
6. 偏心受拉构件的受剪承载力
6.3.11
6.3.14
四、 构造措施
1≤λ≤3
抗 3.6.3 条文说明
混凝土柱考虑多遇地震作用产生的重力二阶效应的内力时,不应与混凝土规范承载力计算时考虑重力二阶效应
主要关注点
杆件受力状态
剪跨比的确定
是否是独立梁
是否抗震
剪压比或截面限制条件
构造
抗震
非抗震
横向钢筋
箍筋
控制360
6.2.15
间接钢筋,围箍约束
不控fyv360
1. 螺旋式间接钢筋
2. 焊接环式间接钢筋
6.2.16
3. 方格网式间接钢筋
判断是否为独立梁,
混 6.3.4,
混 6.3.8
高 5.2.2
抗震设计《抗震》+《高规》
一、 抗震设防
一、 抗震设防标准
1. 三水准
2. 两阶段
3. 地震烈度、抗震设防烈度、抗震设防标准之间的区别
(标准)
丁类,适度降低
丙类,
乙类,需要提高设防标准
地震时,功能不能中断或需要尽快恢复的建筑
甲类,重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑
实验室
4. 根据“抗震设防类别”确定“抗震设防标准”
建筑抗震设防类别
居住建筑不低于丙类,标准设防
当高层住宅的多层裙房被定为乙类时,其上部住宅仍然可以定为丙类
所有仓储式,单层的大商场,不论多大建筑面积,均属于丙类
幼儿园,小学,中学的教学楼,学生宿舍,食堂--不低于乙类,特殊设防。
各抗震设防类别建筑的抗震设防标准
特殊设防-甲类
1||| 地震作用计算
高于本地区抗震设防烈度的要求,其值应按批准的地震安全性评价结果确定
2||| 抗震措施
1||| 6.7.8度时,按本地区抗震设防烈度的提高一度要求加强其抗震措施
2||| 9度设防时,应按比9度更高的要求采取抗震措施
重点设防-乙类
1||| 地震作用计算-按本地区抗震设防烈度确定地震作用(6度可不进行计算)
2||| 抗震措施
1||| 一般情况,6.7.8度按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强抗震措施,
2||| 9度时,抗震多事采用比9度更高的措施
3||| 地基基础的抗震措施,
标准设防-丙类
1||| 地震作用-按本地区烈度计算,6度不进行计算
2||| 抗震措施---按本地区设防烈度采取抗震措施
丁类
1||| 地震作用-按本地区烈度计算
2||| 抗震措施---按本地区设防烈度适度降低的采取抗震措施,6度时不降低
5. 根据“场地类别”对“抗震设防标准”进行调整
场地类别
1||| 场地对建筑物的破坏原因
振动破坏
地震作用是结构产生惯性力,附加于静荷载上,造成应力超过材料强度而达到破坏
地基失效
地基沉陷,失稳等,导致结构开裂,倾斜,下沉
2||| 场地的地震影响
软土地基上的柔性结构容易遭到破坏
坚硬地基上的破坏通常由于结构破坏而产生
3||| 场地土的动力特性
硬夹层的存在使多层土的固有周期减小,夹层越靠近基底,减少越明显
软夹层使多层土的固有周期增大
硬表层使固有周期减小
厚度与场地土固有周期
4||| 场地土与地震波的作用
坚硬场地土的地震加速度副职在短周期范围内局部增大
软弱场地图的地震加速度在长周期范围内局部增大
抗震设防烈度调整
考虑场地类别的调整仅适用于抗震构造措施
I类场地
甲乙类建筑,应允许按照本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施(不降低)
丙类建筑,应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施
6度时,应按本地区设防烈度要求采取抗震构造措施(不降低)
Ⅲ、Ⅳ类场地
设计基本加速度0.15g(提高)
按8度(0.2g)的抗震构造措施
设计基本加速度0.3g(提高)
按9度(0.4g)的抗震构造措施
甲乙类建筑的双重提高
6. 双重提高的幅度掌握
7. “抗震设防标准”调整汇总
子主题
二、 计算设计
地震作用计算
地震构件的抗力计算
三、 构造设计
抗震构造措施
子主题
二、 抗震概念设计的基本原则
1. 场地与地基
选择有利的建造场地
选择合适的地基和基础设计
2. 建筑形体的规则性
(1) 平面布置
平面布置宜规则,对称
平面不规则
1. 扭转不规则
(1) 扭转位移比δ2/δ<1.2
1||| 楼层竖向构件的最大水平位移/平均水平位移≤1.5
《高规》3.4.5 扭转位移比计算时,楼层的位移可取“规定水平力”,一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平力,并考虑偶然偏心
扭转位移比计算时,无需考虑双向地震作用
层间位移去楼层竖向构件的最大、最小层间位移
2||| 楼层竖向构件的最大层间位移/平均层间位移【控制扭转】
(2) 扭平周期比
1||| 结构扭转为主的第一自振周期/以平动为主的第一自振周期
2||| <高规>3.4.6 :A级Tt/T1≤0.9
3||| B级≤0.85
4||| 计算时,取扭转因子>0.5,且周期较长的Tt,
5||| 《高规》3.4.5条文 :不加偶然偏心,取刚度较弱方向的固有自振周期T1
2. 凹凸不规则
1||| 平面凹凸不规则:《抗》3.4.3 判断:平面凹进的尺寸>相应投影方向总尺寸30%
2||| <高规>3.4.3:H/B;L/B;l/b;
3||| 不规则性的加强措施:《高规》3.4.3条文:加大板厚,增加班内配筋,边梁,45°角筋等
3. 楼板局部不连续
(1) 楼板开大洞
1||| 《抗》3.4.3条文
有效楼板宽度<该层楼板典型宽度的50%
开洞面积>该层楼面面积的30%
2||| 《高规》3.4.6及条文
有效楼板宽度<该层楼板典型宽度的50%
开洞面积>该层楼面面积的30%
在扣除凹入或开洞后,楼板任一方形的最小净宽不宜小于5m,且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2m;
3||| 开大洞的措施:《高规》3.4.8
加厚洞口附近楼板,提高楼板配筋,采用双层双向
洞口边缘设置边梁,暗梁
楼板洞口角部集中配置斜向钢筋
(2) 楼层错层
(2) 竖向布置
竖向布置宜均匀、连续
判断竖向不规则前,验证结构是否满足规范规定的高厚比要求。
竖向不规则
1||| 竖向不规则之前要先验证高宽比<5
2||| 竖向不规则
侧向刚度不规则:2条
相邻上下层的刚度相差太大、刚度比超限和房屋竖向收进或外挑的尺寸有限
1||| 侧向刚度控制
《抗规》3.4.3-1*1.15:侧向刚度比的控制k1/k2<0.7;k1/(k2+k3+k4)/3<0.8
《高规》3.5.2 *1.25
1.框架结构γ1<0.7 0.8
2.框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构
一般0.9
h1/h2>1.5,γ2>1.1
底部嵌固层 >1.5
2||| 房屋竖向收进或外挑尺寸超限
《抗规》3.4.3-2局部收进不规则界限:大于下一层的25%
《高规》3.5.5
竖向抗侧力构件不连续
《抗震》3.4.3-2
竖向抗侧力构件由水平转换构件水平传递
3.4.4 竖向抗侧力构件不连续是,该构件传递给水平转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转换构件的类型,受力情况、几何尺寸等*1.25~2.0的增大系数
《高规》3.5.4
地震作用*1.25
楼层承载力突变
《抗震》
3.4.3-2:抗侧力结构的层面受剪承载力小于相邻上一楼层的80%
3.4.4 -3)楼层承载力突变时,薄弱层抗力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%
《高规》3.5.3
A级高度,80% 65%
B级高度 75%
1.25的加强
竖向不规则
《高规》补充一条
3.5.6,楼层质量沿高度宜均匀分布,不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍
(3) 不规则程度的划分
不规则:超过一项以上
特别不规则:3.4.45划分为多个规则抗侧力单元设计
3.4.3 当存在多项不规则或某项不规则超过规定的参考指标较多时
严重不规则:不应采用
3.4.4条文 形体复杂,多项不规则指标超过3.4.4上限值或某一项大大超过规定值,具有现有技术和经济条件不能克服的严重的抗震薄弱环节,可能导致严重后果。
(4) 防震缝
防震缝的设置位置
防震缝的宽度
3. 抗震结构体系
(1) 计算简图
(2) 合理的刚度和承载力分布
(3) 多道抗震防线
(4) 避免竖向承载力与刚度突变
(5) 结构构件应注意强度、刚度、延性之间合理均衡
三、 地震作用和结构抗震验算
1. 地震反应谱和地震影响系数曲线
(1) 地震反应谱
1||| 反应谱曲线多为峰点的不规则曲线
2||| 结构周期小于某值是,幅值随周期加大而急剧增大,当大于这个值是,振幅随周期加大而快速下降
(2) 地震影响系数曲线
1||| 基本思路
将动力转化为静力计算
建筑物的重力荷载代表值
自重+可变
2||| 地震影响系数曲线规定
a. 表达式
b. 地震影响系数最大值αmax
c. 特征周期Tg
d. 建筑结构得真影响系数曲线的阻尼调整ζ和形状参数
e. “地震影响系数”的5项参数
决定α的计算公式的参数
1.结构自振周期
刚度很大的单层和多层砌体结构的自振周期在水平段
一般钢筋混凝土结构的自振周期基本在曲线下降段
高柔度的高耸结构的自振周期在直线下降段
决定α数值高低的参数
2.烈度、3.阻尼比
烈度
用一地点上相同建筑物在不同设防烈度下承受的地震作用的比值,就是αmax的比值
阻尼比
阻尼比越大,阻尼调整系数越小
阻尼比越大,曲线下降段的衰减指数越小
阻尼比越大,地震影响系数越小
决定α曲线形状的参数
4.场地类别、5.设计地震分组
对反应谱曲线形状的影响
对α的影响
1||| 设计特征周期应根据所在地的设计地震分组及场地类别确定
2||| 对于结构自振周期大于设计特征周期的建筑,设计特征周期越大,结构总水平地震作用标准值就越大
2. 阵型分解反应谱法
(1) 阵型分解反应谱法计算水平地震力
《抗震》5.2.2-1
αmax
Tg
γ
η
(2) 阵型组合
3. 扭转耦联阵型分解法
(1) 平动扭转耦联振动
(2) 抗震规定
《抗震》
不考虑“平动扭转耦联振动”
单向水平地震作用下的扭转耦联效应
双向水平地震作用下的扭转耦联效应
《高规》
子主题
4. 底部剪力法
(1) 适用范围
(2) 结构底部总剪力
(3) 高阵型影响的调整
(4) 质点的地震作用
5. 水平地震作用的调整
(1) 最小剪重比
(2) 鞭端效应
(3) 地基与结构的相互作用
6. 时程分析法
(1) 时程分析法的概念
(2) 时程分析法是一种补充计算
(3) 时程分析法的应用范围
(4) 地震波的选取
(5) 结构地震作用效应计算结果的取值
(6) 与阵型分解反应谱法的结果对比
7. 竖向地震作用
(1) 高层建筑的竖向地震作用
(2) 大跨度结构、长臂构件的竖向地震作用
8. 结构抗震承载力验算
(1) 地震作用的方向
(2) 可不进行截面抗震验算的结构
(3) 地震作用效应与其他荷载效应的基本组合
(4) 地震调整系数
9. 抗震变形验算
四、 延性与抗震等级
1. 延性与塑性的耗能能力
2. 抗震等级
五、 结构分析、重力二阶效应及结构稳定
1. 结构分析
2. 重力二阶效应及结构稳定
六、 建筑抗震性能化设计
1. 性能化抗震设计方法
2. 抗震性能设计的三项主要工作
3. 结构的抗震性能水准
4. 结构的抗震性能目标
5. 性能目标选用
6. 承载力性能设计指标
7. 变形能力的性能设计指标
8. 结构构件细部构造的性能设计指标
9. 性能化设计的计算应注意事项
抗震设计
地震作用
抗震措施
内力调整
构造加强措施
地震作用计算方法
考虑偶然偏心会增强各个阵型之间的相互干扰影响
1. 底部简力法,考虑偶然偏心:高4.3.4、抗规5.2.1
2. SRSS法,算法中不考虑扭转的单向水平地震作用,考虑偶然偏心:高规4.3.9-3
3. 简化算法,考虑扭转影响:抗规5.2.3-1
4. 双向地震作用,取大值
考虑扭转耦联的单向水平地震作用效应,双向,不考虑偶然偏心
CQC,高规4.3.10-3
考虑扭转耦联的单向水平地震作用效应,考虑偶然偏心
CQC,高规4.3.10-2
计算过程
采用4.3.9(SRSS)计算单向水平地震作用的时候;
不考虑扭转耦联的单向地震作用
需要考虑偶然偏心
不采用4.3.10条计算地震作用,分下列两个情况去不利;双向地震作用和单向地震作用,前提都需要考虑扭转耦联的情况
情况1:计算双向地震作用
先计算单向地震作用,不考虑偶然偏心,即利用公式4.3.10-5分别计算两个方向的;CQC
再将上一步计算的结果利用公式4.3.10-8.8计算双向水平地震作用下的效应
情况2:计算单向地震作用
计算单向地震作用,考虑偶然偏心,利用公式4.3.10-5分别计算两个方向的;CQC
主题
地基与基础
1. 基本要求
一、 设计要求
1. 地基基础设计等级
《地基》3.01 :甲乙丙三级
2. 设计内容
(1) 承载力
所有建筑都进行
(2) 变形验算
1||| 甲级,乙级,应按地基变形设计
2||| 丙级:
1. 小于130kpa+体型复杂
2. 有堆载,可能引起不均匀沉降
3. 软弱地基上存在偏心荷载
4. 相邻建筑距离近,可能发生倾斜时
5. 地基内有厚度较大或薄厚不均的填土,其自重固结未完成时
3||| 经常受水平荷载的高程建筑、高耸结构、挡土墙,建在斜坡上、边坡附近,尚应验算其稳定性
(3) 稳定性验算
基坑工程
经常受水平荷载的高程建筑、高耸结构、挡土墙,建在斜坡上、边坡附近
3. 不作变形验算的范围
二、 作用于作用组合
1. 基础设计的荷载
地基基础设计的荷载时上部结构设计的结果传下来的
2. 三种组合形式
(1) 标准组合
1. 确定基础底面积及埋深或
2. 按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合
3. 当需要验算基础裂缝宽度时,
(2) 基本组合
1. 计算挡土墙、地基或滑坡稳定
2. 基础抗浮稳定时,作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合,但其分项系数均为1.0
3. 在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时,上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力,应按承载能力极限状态下作用的基本组合,采用相应的分项系数
(3) 准永久组合
计算地基变形时,传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用;相应的限值应为地基变形允许值;
3. 作用效应与抗力限值
3.0.5基础设计时采用的作用效应设计值
1||| 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合;相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值
2||| 计算地基变形时,传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用;相应的限值应为地基变形允许值;
3||| 计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时,作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合,但其分项系数均为1.0
4||| 在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时,上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力,应按承载能力极限状态下作用的基本组合,采用相应的分项系数;当需要验算基础裂缝宽度时,应按正常使用极限状态下作用的标准组合;
5||| 基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用,但结构重要性系数γ0不应小于1.0
4. 作用组合的效应设计值3.0.6
2. 地基土的分类
一、 沙土和碎石土的分类
砂土物理状态指标-实密度
密实度的作用
松散时,压缩性和透水性较高,强度较低。
密实时,压缩性较小,强度较高,为良好的天然地基。
e孔隙比
孔隙比e=V空隙/V固体颗粒
孔隙比可作为砂土密实度的划分标准,孔隙比越小,越密实
Dr相对密实度
D=(emax-e)/(emax- e min)
子主题
标准贯入锤击数,N63.5
63.5KG
76cm
10cm
砂土的分类
砾砂
粗砂
中砂
细砂
粉砂
碎石土的分类
颗粒
漂石
块石
卵石
碎石
圆砾
角砾
碎石土的密实度
松散
稍密
中密
密实
二、 粘性土的分类
塑性指数Ip用来区分粉土与粘性土
Ιp>17
黏粒含量高,黏土
10<Ιp<17
粉质黏土
液性指数IL反应粘性土的软硬程度
三、 粉土
粉土为介于砂土与黏性土之间,塑性指数Ip≤10,且粒径>0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%
四、 淤泥
五、 膨胀土
3. 土中应力计算
一、 自重应力
σ=γ*z
二、 基底压力
5.2.1 基础底面的压力应符合:
1 当轴心荷载作用时:pk≤ƒa (5.2.1-1)
2 当偏心荷载作用时:pkmax≤1.2ƒa (5.2.1-2)
5.2.2 基础底面的压力计算
1 当轴心荷载作用时:pk=(Fk+Gk)/A (5.2.2-1)
Fk是标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力
2 当偏心荷载作用时:
pkmax=[(Fk+Gk)/A]+(Mk/W) (5. 2.2-2)
pkmin=[(Fk+Gk)/A]-(Mk/W) (5. 2.2-3)
Fk,Mk,标准组合
3 当基础底面形状为矩形且偏心距e>b/6时(图5.2.2),pkmax应按下式计算:
pkmax=[2(Fk+Gk)]/3la (5. 2.2-4)
三、 附加应力
1. 基底附加压力P0
p0=p-pc
2. 土中的附加应力
弹性理论方法
应力扩散角防范
四、 角点法计算土中的附加应力
4. 地基承载力
一、 地基承载力特征值
1. 按变形控制设计的总原则
1.0.1 条文说明,以变形设计控制为原则
地基设计时采用正常使用极限状态这一原则,所选定的地基承载力是在地基土的压力变形曲线线性变形段 内相应于不超过比例界限点的地基压力值为允许承载力
荷载效应组合的规定
3.0.5
2. 地基承载力特征值的确定
5.2.3 地基承载力特征值可由载荷试验活其他原位测试、公式计算,并结合工程实践经验等方法综合确定
二、 地基承载力特征值的修正
ƒa=ƒak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
1||| fak
根据载荷试验法确定地基承载力特征值
浅层平板实验
深层平板实验
静载荷实验的P-S曲线
2||| γ:基底以下土的重度
3||| γm:基底以上土的平均重度
4||| ηd:深度修正系数,深层平板实验时,ηd=0
5||| 埋置深度d
无地下室,宜自室外地面标高算起。
在填方整平地区,
填土在上部结构施工完成前,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
当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。
6||| b:3<b<6
7||| 主群楼一体结构的地基承载力特征值的修正
大面积压实填土地基,是指填土宽度大于基础宽度两倍的质量控制严格的填土地基,质量控制不满足要求的填土地基深度修正系数应取1.0。
目前建筑工程大量存在着主裙楼一体的结构,对于主体结构地基承载力的深度修正,宜将基础底面以上范围内的荷载,按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础宽度两倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深
基础两侧超载不等时,取小值。
8||| 软弱下卧层的地基承载力特征值修正:ƒa=ƒak+ηdγm(d-0.5)
只进行深度修正,宽度不修正
三、 根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值
当偏心距e≤0.033b
ƒa=Mbγb+Mdγmd+Mcck
b
砂土:3<b<6
其他:b<6
四、 岩石地基承载力
1. 对于完整、较完整、较破碎的岩石地基承载力特征值可按本规范附录H岩石地基载荷试验方法确定;
2. 对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值,可根据平板载荷试验确定。
3. 也可根据室内饱和单轴抗压强度按下式进行计算: ƒa=ψr·ƒrk (5. 2.6)
公式适用条件:对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值
ƒa——岩石地基承载力特征值(kPa);
ƒrk——岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa),可按本规范附录J确定;
ψr——折减系数。
根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合,由地方经验确定。
无经验时
对完整岩体可取0.5;
对较完整岩体可取0.2~0.5;
对较破碎岩体可取0.1~0.2。
4. 注:
1 上述折减系数值未考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续;
2 对于黏土质岩,在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时,也可采用天然湿度的试样,不进行饱和处理。
五、 地基承载力计算
1. 基础底面的承载力计算
2. 软弱下卧层的承载力验算
5. 地基变形计算
一、 土的压缩与变形的 控制
1. 土的压缩性
压缩系数
压缩系数越大,压缩性越大,越容易压缩
压缩模量
e0-土自重应力下的孔隙比
2. 建筑物的地基变形允许值
《地基》5.3.4
3. 地基变形计算所用的荷载效应
3.0.5计算地基变形时,传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用;相应的限值应为地基变形允许值
3.0.6
1.正常使用极限状态下,标准组合的效应设计值Sk应按下式确定: Sk=SGk+SQ1k+ψc2SQ2k+……+ψcnSQnk (3.0.6-1)
2. 准永久组合的效应设计值SK应按下式确定: Sk=SGk+ψq1SQ1k+ψq2SQ2k+……+ψqnSQnk (3.0.6-2)
3. 承载能力极限状态下,由可变作用控制的基本组合的效应设计值Sd应按下式确定: Sd=γGSGk+γQ1SQ1k+γQ2ψc2SQ2k+……+γQnψcnSQnk (3.0.6-3)
二、 变形计算
1. 大面积堆载时土层的压缩变形
可压缩土层为一层时的沉降计算
多层土的沉降计算
2. 一层土层的变形计算
用“应力面积法”计算土层的压缩变形
面积
用平均附加应力系数求应力面积
3. 地基变形计算深度范围内的总变形
三、 实际工程中的地基沉降
1. 相邻荷载引起的地基变形
2. 地基土的回弹变形量
3. 大面积地面荷载作用地基附加沉降量计算
4. 刚性下卧层的地基变形
5. 降水引起的沉降
6. 土压力与重力式挡土墙
一、 土压力
1. 三种土压力
主动土压力
静止土压力
被动土压力
2. 静止土压力
(1) 测压力强度
(2) 静止土压力计算
3. 重力式挡土墙土压力
4. 常见情况下的土压力计算
(1) 挡土墙后填土表面有均布荷载情况
(2) 分层填土的土压力计算
(3) 填土层内有地下水时土压力的计算
(4) 有限填土挡土墙土压力
二、 挡土墙
1. 重力式挡土墙的构造
2. 挡土墙计算所用的荷载效应
3. 抗滑移稳定性
4. 抗倾覆稳定性
5. 地基承载力计算
三、 地基稳定性验算
1. 地基稳定性
2. 坡顶到基底的最小距离
四、 抗浮稳定性
7. 浅基础设计
一、 基础埋置深度
1. 基础埋置深度应考虑的因素
2. 设计冻深
二、 基础设计所采用的荷载效应
荷载效应的基本组合
地基净反力
三、 无筋扩展基础
四、 扩展基础
1. 扩展基础的构造
2. 斜截面承载力计算
(1) 收冲切承载力
(2) 受剪承载力
3. 受弯承载力
(1) 底板弯矩
(2) 底板配筋
(3) 短向钢筋布置
4. 条形基础
(1) 受剪承载力计算
(2) 受弯承载力计算
五、 高层建筑筏形基础
1. 基础平面尺寸的要求
2. 平板式筏基
3. 梁板式筏基底板
六、 岩石锚杆基础
8. 桩基础
一、 基本设计规定
1. 建筑桩基设计等级
2. 作用效应组合与相应的抗力
3. 桩顶作用效应的计算
4. 桩基竖向承载力验算
5. 桩位布置
二、 单桩竖向极限承载力
1. 由桩身材料强度确定的单桩竖向承载力
(1) 按轴心受压桩计算
(2) 压屈失稳影响的考虑
(3) 按偏心受压桩计算
(4) 桩的配筋构造
2. 由土对桩的支承阻力确定的单桩竖向承载力
(1) 单桩的竖向极限承载力的标准值和特征值
1||| 从Q-s曲线确定单桩竖向极限承载力
2||| 单桩事项极限承载力标准值
3||| 单桩竖向承载力特征值
(2) 原位测试法
1||| 按单桥探头静力触探资料确定
2||| 按双桥探头静力触探资料确定
(3) 经验参数法
1||| 预制桩、挖孔桩
2||| 大直径桩
3||| 钢管桩
4||| 混凝土空心桩
5||| 嵌岩桩
持力层的选择
承载力计算
6||| 后注浆灌注桩
三、 特殊条件下的桩基计算
1. 复合桩基的承载力
2. 软弱下卧层的验算
1||| 验算范围
2||| 考虑到软弱下卧层进入临界状态前桩基侧阻平均值已经接近极限
3||| 考虑桩端荷载扩散
4||| 修正
3. 负摩阻力计算
正摩擦力与负摩擦力
中性点深度
桩侧负摩擦力计算
下拉荷载
考虑负摩阻力时桩基承载力验算
4. 抗拔桩承载力验算
(1) 抗拔破坏的类型
1||| 桩身材料强度不足
2||| 桩体从图中拔出
(2) 桩基的抗拔承载力验算
(3) 基桩的抗拔承载力标准值
1||| 抗拔系数
2||| 群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值
3||| 群桩呈整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值
5. 桩基水平承载力计算
(1) 水平荷载下桩的工作性状
(2) 单桩在水平荷载作用下的受力过程
(3) 桩基水平承载力验算
(4) 单桩水平承载力由桩身强度控制
(5) 群桩基础的水平承载力
6. 桩基沉降计算
(1) 桩基应验算的沉降范围
(2) 等效作用分层总和法
7. 减沉复合疏桩
(1) 减沉复合疏桩基础的设计原则
(2) 减沉复合疏桩基础承载力
(3) 减沉复合疏桩基础的沉降计算
四、 承台计算
1. 多桩矩形承台
(1) 受弯计算
(2) 冲切计算
(3) 受剪计算
1||| 阶梯型承台的受剪计算
2||| 锥形承台的受剪计算
2. 三桩三角承台
(1) 受弯计算
1||| 等边
2||| 等腰
(2) 角桩冲切
9. 地基处理
一、 压实地基
1. 压实地基的适用范围
2. 压实填土的填料
3. 演示填土的质量以压实系数λc控制
二、 换填垫层
1. 适用范围
2. 垫层厚度
3. 承载力
垫层的承载力
下卧层的承载力
三、 复核地基的一般规定
1. 复合地基
2. 复合地基的类型
3. 应力分布及其变形特征
4. 复合地基的破坏形式
5. 复合地基的工作机理
(1) 桩体的作用
1||| 垫层效应
2||| 桩体效应
3||| 对桩间土的挤密或扰动效应
4||| 排水效应
5||| 加筋效应
(2) 褥垫层的作用
6. 桩体与桩间土共同工作的条件
7. 两种设计思路
(1) 散体材料增强体复合地基的设计思路
(2) 有粘结强度的增强体复合地基的设计思路
四、 散体材料增强体复核地基的承载力计算
1. 复合地基承载力计算的有关设计参数
(1) 面积置换率m
(2) 桩土应力比n
五、 有粘结强度增强体复核地基承载力计算
1. 地基处理规定
估算公式
复合地基承载力的修正
土的抗力所提供的单桩竖向承载力
桩身强度所提供的单桩竖向承载力
六、 复核地基变形计算
1. 复合地基最终变形量的计算公式
2. 四项计算规定
复合地基沉降计算的分层
复合地基土层的压缩模量
复合地基的沉降计算经验系数
地基变形计算深度
10. 场地、液化土和地基基础的抗震验算
一、 场地
场地的选择
场地的类别
场地覆盖层厚度
场地土层的剪切波速
场地类别的划分
发震断裂带的最小避让距离
局部突出地形对地震动参数的放大作用
二、 天然地基和基础
1. 可不进行地基基础抗震验算的范围
2. 地基土抗震承载力
3. 地基承载力验算
三、 液化土
1. 地基土的液化现象
2. 地基土的液化判别
1||| 初步判别
2||| 标准贯入度实验判别
3. 液化指数与液化等级
4. 地基抗液化措施
(1) 液化等级和对建筑物的危害程度
(2) 6度区一般建筑可不考虑地基液化措施
(3) 地基抗液化措施的选择原则
(4) 消除地基液化沉陷的措施
1||| 全部消除地基液化沉陷的措施
2||| 部分消除地基液化沉陷的措施
3||| 减轻液化影响的处理措施
(5) 震陷性软土的判别
四、 桩基
1. 可不进行桩基抗震承载力验算的范围
2. 非液化土中低承台桩基的抗震验算
3. 存在液化土层的地承台桩基抗震验算
(1) 主震期间
(2) 余震期间
4. 打桩对土的加密作用及桩身对液化土变形限制的影响
11. 主题
12. 主题
8.2.7 扩展基础的计算应符合下列规定: 1 对柱下独立基础,当冲切破坏锥体落在基础底面以内时,应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力; 2 对基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度的柱下独立基础,以及墙下条形基础,应验算柱(墙)与基础交接处的基础受剪切承载力; 3 基础底板的配筋,应按抗弯计算确定; 4 当基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时,尚应验算柱下基础顶面的局部受压承载力。