房屋结构第二篇(章).ppt
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1、 第二篇第二篇 民用建筑构造民用建筑构造 第五章第五章 基础与地下室基础与地下室本章提要本章提要本章内容:地基与基础的基本概念,基础的埋本章内容:地基与基础的基本概念,基础的埋深及其影响因素,基础的类型与构深及其影响因素,基础的类型与构造,地下室的防潮和防水构造等造,地下室的防潮和防水构造等 学习重点:基础的类型及地下室的防潮、防水学习重点:基础的类型及地下室的防潮、防水构造构造 基础基础是建筑物的墙或柱伸入土中的扩大部分,是建筑是建筑物的墙或柱伸入土中的扩大部分,是建筑物最下面的部分。它承受建筑物的全部荷载,并把这些物最下面的部分。它承受建筑物的全部荷载,并把这些荷载连同本身的自重一起传到它
2、下面的土层(地基)。荷载连同本身的自重一起传到它下面的土层(地基)。 支承建筑物重量的土层叫地基。支承建筑物重量的土层叫地基。 地基地基不是建筑物的组成部分,它只是承受由基础传来不是建筑物的组成部分,它只是承受由基础传来荷载的土层。地基承受荷载的能力有一定的限度,我们荷载的土层。地基承受荷载的能力有一定的限度,我们把每平方米所能承受的最大压力,称为地基允许承载力把每平方米所能承受的最大压力,称为地基允许承载力(也叫地耐力)。为了保证房屋的稳定和安全,必须满(也叫地耐力)。为了保证房屋的稳定和安全,必须满足基础底面的平均压力不超过地基承载力足基础底面的平均压力不超过地基承载力。 第一节第一节 地
3、基与基础概述地基与基础概述 一、地基与基础一、地基与基础 二、地基的分类二、地基的分类 地基按土层性质不同,分为天然地基和人工地基两大地基按土层性质不同,分为天然地基和人工地基两大类。类。 天然地基天然地基 凡天然土层具有足够的承载力,不需经人工加固或凡天然土层具有足够的承载力,不需经人工加固或改良便可作为建筑物地基的称为天然地基;改良便可作为建筑物地基的称为天然地基; 人工地基人工地基 当建筑物上部的荷载较大或地基的承载力较弱,须预先当建筑物上部的荷载较大或地基的承载力较弱,须预先对土壤进行人工加固或改良后才能作为建筑物地基的称对土壤进行人工加固或改良后才能作为建筑物地基的称为人工地基。地基
4、土的具体分类见为人工地基。地基土的具体分类见书书145145页页 表表5 51 1。 人工加固地基通常采用压实法、换土法、打桩法和人工加固地基通常采用压实法、换土法、打桩法和化学加固法等。化学加固法等。 由室外设计地面到基础底面的距离,称为基础的由室外设计地面到基础底面的距离,称为基础的埋埋置深度置深度,简称基础的埋深(,简称基础的埋深(图图5-15-1)。)。 室外地坪分自然地坪和设计地坪:室外地坪分自然地坪和设计地坪: 自然地坪自然地坪是指施工地段的现有地坪是指施工地段的现有地坪 设计地坪设计地坪是指按设计要求工程竣工后室外场地是指按设计要求工程竣工后室外场地经垫起或开挖后的地坪。经垫起或
5、开挖后的地坪。 一般情况下埋深大于等于一般情况下埋深大于等于5m5m,且采用了特殊的结构,且采用了特殊的结构形式和施工方法的为形式和施工方法的为深基础深基础;埋深小于;埋深小于5m5m的为的为浅基础浅基础。 三、三、 基础的埋置深度基础的埋置深度图5-1 基础的埋深 1 1、土层构造影响土层构造影响 地下土一般是分层的,各层的承载能力不同,基础应地下土一般是分层的,各层的承载能力不同,基础应埋在坚实的土层上,而不要设置在耕植土、淤泥土、杂填埋在坚实的土层上,而不要设置在耕植土、淤泥土、杂填土等弱土层上。(土等弱土层上。(书书147147页页 表表5 52 2) 2 2、地下水位的影响地下水位的
6、影响 地基土含水量的大小对承载力影响很大,地下水位的地基土含水量的大小对承载力影响很大,地下水位的高低直接影响地基承载力。所以基础应争取埋置在地下水高低直接影响地基承载力。所以基础应争取埋置在地下水位以上。位以上。 当地下水位较高,基础不能埋置在地下水位以上时,当地下水位较高,基础不能埋置在地下水位以上时,宜将基础埋置在全年最低地下水位以下,且不少于宜将基础埋置在全年最低地下水位以下,且不少于200mm200mm(图图5 52 2)。)。 四、影响基础埋深的因素四、影响基础埋深的因素图5-2 基础埋深和地下水位的关系 3 3、冻结深度的影响冻结深度的影响 冻结深度冻结深度 冻结土与非冻结土的分
7、界线称为冰冻线,冰冻线的冻结土与非冻结土的分界线称为冰冻线,冰冻线的深度为冻结深度。各地气候不同,低温持续时间不同,深度为冻结深度。各地气候不同,低温持续时间不同,冰冻深度也不相同。冰冻深度也不相同。 地基土冻结后对建筑物会产生不良影响,冻胀力将地基土冻结后对建筑物会产生不良影响,冻胀力将基础向上拱起,解冻后,基础又下沉,天长日久,会使基础向上拱起,解冻后,基础又下沉,天长日久,会使建筑物产生变形甚至破坏。因此,一般要求基础埋置在建筑物产生变形甚至破坏。因此,一般要求基础埋置在冰冻线以下冰冻线以下200mm200mm(图(图5 53 3)。)。 图5-3 基础埋深和冰冻线的关系 4 4、其他因
8、素的影响其他因素的影响 基础的埋置深度除考虑土层构造、地下水位、冰基础的埋置深度除考虑土层构造、地下水位、冰冻深度外,还要考虑相邻建筑物基础的深度、拟建冻深度外,还要考虑相邻建筑物基础的深度、拟建建筑是否有地下室、设备基础等因素的影响。建筑是否有地下室、设备基础等因素的影响。 第三节第三节 基础的类型和构造基础的类型和构造 一、基础的类型一、基础的类型 按材料分按材料分:砖基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混:砖基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础、灰土基础和钢筋混凝土基础等;凝土基础、灰土基础和钢筋混凝土基础等; 按构造形式分按构造形式分:n 条形基础(条形基础(图图5 54 4)n 独
9、立基础(独立基础(图图5-55-5)n 井格基础井格基础 又称十字交叉基础(又称十字交叉基础(图图5 56 6)n 整片基础整片基础 包括筏式基础、箱形基础包括筏式基础、箱形基础 (图图5 57 7)n 桩基础桩基础 (图图5-85-8)等。)等。图54 柱下条形基础 图55 独立基础 图56 井格基础图57 整片基础 (a)板式;(b)梁板式;(c)箱形 图58 桩基础 (a)墙下桩基础;(b)柱下桩基础 按材料和受力特点分按材料和受力特点分 刚性基础刚性基础由刚性材料制作的基础称为刚性基础。由刚性材料制作的基础称为刚性基础。 在常用建筑材料中,砖、石、素混凝土等抗压强度高,在常用建筑材料中
10、,砖、石、素混凝土等抗压强度高,而抗拉、抗剪强度低的材料,均属刚性材料。由这此材料而抗拉、抗剪强度低的材料,均属刚性材料。由这此材料制作的基础都属于刚性基础。制作的基础都属于刚性基础。 根据试验得知,上部结构(墙或柱)在基础中传递压根据试验得知,上部结构(墙或柱)在基础中传递压力在一定角度范围内是有效的。超出这个角度的范围,由力在一定角度范围内是有效的。超出这个角度的范围,由于在地基反作用下,基础放大的侧翼会因受剪而破坏失效,于在地基反作用下,基础放大的侧翼会因受剪而破坏失效,因此,刚性基础的底部只能够控制在一定的压力分布角,因此,刚性基础的底部只能够控制在一定的压力分布角,或称刚性角的范围内
11、。(或称刚性角的范围内。(书书150150页图页图5 56 6) 刚性角用基础放阶级宽与级高之比来表示。不同材刚性角用基础放阶级宽与级高之比来表示。不同材料和不同的基底压力应选择不同的宽高比。(料和不同的基底压力应选择不同的宽高比。(书书150150页页 表表5 53 3) 非刚性基础非刚性基础 由钢筋混凝土制作的基础。(由钢筋混凝土制作的基础。(图图59) 由于钢筋混凝土基础配筋后在抗弯、抗剪方面的性能由于钢筋混凝土基础配筋后在抗弯、抗剪方面的性能大大优于素混凝土等刚性材料,因此,基础底面的扩大大大优于素混凝土等刚性材料,因此,基础底面的扩大不受限制。不受限制。 在实际工程中,除了上部结构是
12、混凝土的需要用钢筋在实际工程中,除了上部结构是混凝土的需要用钢筋混凝土制作基础外,上部采用混合结构的,如果需要超混凝土制作基础外,上部采用混合结构的,如果需要超出材料刚性角的范围扩大基础底面积,也可以采用钢筋出材料刚性角的范围扩大基础底面积,也可以采用钢筋混凝土来作为基础部分的材料。混凝土来作为基础部分的材料。 图59 钢筋混凝土基础 (一)条形基础(一)条形基础 基础沿墙体连续设置成长条状称为条形基础,也基础沿墙体连续设置成长条状称为条形基础,也称为带形基础,是砌体结构建筑基础的基本形式。称为带形基础,是砌体结构建筑基础的基本形式。条形基础可用砖、毛石、混凝土、毛石混凝土等材条形基础可用砖、
13、毛石、混凝土、毛石混凝土等材料制作,也可用钢筋混凝土制作。料制作,也可用钢筋混凝土制作。 1 1、砖基础、砖基础 砖基础砖基础一般由垫层、大放脚和基础墙三部分组成。一般由垫层、大放脚和基础墙三部分组成。 大放脚的做法有间隔式和等高式两种(大放脚的做法有间隔式和等高式两种(图图5 51010)。)。 二、基础的构造二、基础的构造图510 砖基础 (a)间隔式;(b)等高式 2 2、灰土与三合土基础、灰土与三合土基础 在地下水位比较低的地区,常在砖基础下设灰土垫层。在地下水位比较低的地区,常在砖基础下设灰土垫层。灰土垫层按基础计算。因此,又称灰土垫层按基础计算。因此,又称灰土基础灰土基础。 灰土垫
14、层是由石灰与粘土加适量水拌和夯实而成。石灰土垫层是由石灰与粘土加适量水拌和夯实而成。石灰与粘土的体积比为灰与粘土的体积比为3:73:7或或2:82:8。灰土基础为。灰土基础为3:73:7或或4:64:6。 有些地区常选用三合土代替灰土,称有些地区常选用三合土代替灰土,称三合土基础三合土基础。三合土基础是由石灰、砂、骨料(碎砖或石子)按体积比三合土基础是由石灰、砂、骨料(碎砖或石子)按体积比1:3:61:3:6或或1:2:41:2:4加水拌和夯实而成。其计算方法与灰土基础加水拌和夯实而成。其计算方法与灰土基础相同。相同。 3 3、毛石基础、毛石基础 毛石基础毛石基础是用毛石和水泥砂浆砌筑而成,其
15、剖面是用毛石和水泥砂浆砌筑而成,其剖面形状多为阶梯形。形状多为阶梯形。 为保证砌筑质量并便于施工,基础顶面要比基础为保证砌筑质量并便于施工,基础顶面要比基础墙宽出墙宽出100mm100mm以上,基础墙的宽度和每个台阶的高度以上,基础墙的宽度和每个台阶的高度不宜小于不宜小于400mm400mm,每个台阶伸出的宽度不宜大于,每个台阶伸出的宽度不宜大于200mm200mm(图图5-115-11)。)。图511毛石基础 4 4、混凝土基础、混凝土基础 混凝土基础混凝土基础是用不低于是用不低于C15C15的混凝土浇捣而成,其的混凝土浇捣而成,其剖面形式和尺寸除满足刚性角(剖面形式和尺寸除满足刚性角(45
16、45)外,不受材料)外,不受材料规格限制,其基本形式有矩形、阶梯形和锥形(规格限制,其基本形式有矩形、阶梯形和锥形(图图5-5-1212)。)。 混凝土基础具有坚固、耐久、耐腐蚀、耐水、刚性混凝土基础具有坚固、耐久、耐腐蚀、耐水、刚性角大等特点,多用于地下水位较高或有冰冻作用的建角大等特点,多用于地下水位较高或有冰冻作用的建筑。筑。 为节约混凝土,常在混凝土中加入粒径不超过为节约混凝土,常在混凝土中加入粒径不超过300mm300mm的毛石,这种做法称为毛石混凝土。的毛石,这种做法称为毛石混凝土。 混凝土强度等级混凝土强度等级根据建筑结构设计术语和符号标准GB/T50083-97的规定,混凝土强
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