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1、2.5 扩展基础设计,扩展基础包括柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础两类。,扩展基础图,基础埋置深度和平面尺寸的确定方法与刚性基础相同；,扩展基础可视为联结上部结构与地基的一个钢筋混凝土构件，对其进行强度验算时，应采用承载力极限状态下的荷载效应组合。,一、扩展基础适用范围,适用于上部结构荷载较大，有时为偏心荷载或承受弯矩、水平荷载的建筑物基础。在地基表层土质较好，下层土质软弱的情况，利用表层好土层设计浅埋基础，最适宜采用扩展基础。,二、扩展基础的破坏形式,钢筋混凝土构件在弯、剪内力共同作用下，主要破坏形式是先在弯剪区域出现斜裂缝，随着荷载增加，裂缝向上扩展，未开裂部分的正应力和剪应
2、力迅速增加。当正、剪应力组合后的主拉应力大于混凝土抗拉强度时，斜裂缝被拉断，出现斜拉破坏，亦称为冲切破坏。,1、冲切破坏,一般情况下，冲切破坏控制扩展基础的高度。,扩展基础的冲切破坏,2、弯曲破坏,这种破坏沿着墙边、柱边或台阶边发生，裂缝平行于墙或柱边。为防止这种破坏，要求基础各竖直截面上由于基底反力产生的弯矩M小于该截面的抵抗弯矩Mu。设计时，根据这个条件，决定基础的配筋。,扩展基础的弯曲破坏,三、柱下独立扩展基础的设计,1）锥形基础（1）轴心荷载作用,1、计算基础底面积,2、冲切破坏验算（确定基础高度）,中心荷载冲切验算图形,2、冲切破坏验算（确定基础高度）,1）锥形基础（1）轴心荷载作用
3、,中心荷载冲切验算图形,Fl 基础受冲切承载力设计值。,Fl 基础受冲切承载力设计值。,pe 基底土净反力设计值（扣除基础自重及其上的土重）。,Ac基础底面冲切锥体范围以外的面积，m2。,中心荷载冲切验算图形,h0 截面有效高度，m。,h截面高度影响系数，当h0800mm时，取h=1.0；当时h02000mm，取h=0.9，其间按线性插值。,bp 冲切椎体破坏面上下周长的平均值，m。,中心荷载冲切验算图形,bp 冲切椎体破坏面上下周长的平均值，m。,中心荷载冲切验算图形,1）锥形基础,（2）偏心荷载作用,偏心荷载冲切验算图形,2）台阶形基础（要对每一台阶进行验算。）,1冲切破坏锥体最不利一侧的
4、斜截面,2冲切破坏锥体的底面线,（a）柱与基础交接处,（b）基础变阶处,（c）当冲切破坏锥体的底面在l方向落在基础底面以外,2、弯曲破坏验算（确定基础底板配筋）,配筋计算时，将基础底板看成四块固定在柱边的梯形悬臂板。,在轴心荷载或单向偏心荷载作用下，对于矩形基础，当台阶的宽高比小于或等于2.5和偏心距小于或等于1/6基础宽度时，任意截面的弯矩可按下式计算。,1）轴心荷载作用弯矩计算,基础弯矩计算图,M=,同理，,M=,M=,2）偏心荷载作用弯矩计算,M,p为截面-处地基净反力设计值。,任意截面-处的弯矩。,扩展基础底板弯矩计算图,pmax为基底最大边缘地基净反力设计值。,M,扩展基础底板弯矩计
5、算图,M,扩展基础底板弯矩计算图,同理，可求得,M,3）基础底板配筋,四、墙下条形扩展基础的设计,初步取其基础宽度的1/8，再经抗剪验算确定。,1、条形基础宽度,2、条形基础高度,3、抗弯、抗剪验算,长度方向取单位宽度，即1m。,3、抗弯、抗剪验算,长度方向取单位宽度，即1m。按基底净反力分布，计算危险断面（墙脚或变阶处）的剪力V和弯矩M。受剪承载力计算：受弯承载力计算。,受弯承载力计算。,最大弯矩的位置：当墙体为混凝土材料时，验算截面在墙脚处，a等于基础边缘至墙面的距离b1；当墙体材料为砖墙且墙脚伸出不大于1/4砖长时，验算截面在墙面处，a=b1+1/4砖长，即a1=b1+0.06m。,墙下
6、条形基础的验算截面,（a）砖墙情况,（b）混凝土墙情况,五、扩展基础构造要求,（1）现浇型柱下扩展基础一般做成锥形和台阶形。锥形基础顶部每边应沿柱边放出50 mm。锥形基础的边缘高度通常不小于200mm，锥台坡度 i1:3.0。台阶形基础每台阶的高度通常为300500mm；高宽比不大于2.5。,柱下扩展基础（单位：mm）,基础下宜设素混凝土垫层，厚度不宜小于70mm；垫层混凝土强度等级应为C10；,底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距宜为100200mm；钢筋保护层的厚度，有垫层时不宜小于35mm，无垫层时不宜小于70mm；分布钢筋的面积不应小于受力钢筋面积的1/10。混凝土强度等级不
7、应低于C20。,（2）预制钢筋混凝土柱与杯口基础的连接，应符合下列要求：,柱的插入深度可按表选取，并应满足锚固长度的要求和吊装时柱的稳定性；基础的杯底厚度和杯壁厚度可查表选取；杯壁的配筋：当柱为轴心或小偏心受压且t/h2 0.65，或大偏心受压且t/h2 0.75时，杯壁可不配筋。,预制柱下独立基础,柱的插入深度h1（mm）,基础的杯底厚度和杯壁厚度（mm）,杯壁构造配筋（mm）,杯壁的配筋：,当柱为轴心或小偏心受压且t/h2 0.65，或大偏心受压且t/h2 0.75时，杯壁可不配筋。当柱为轴心或小偏心受压且0.5 t/h2 0.65时，杯壁可按表配筋。其他情况下应按计算配筋。,（3）墙下扩展基础分无肋型和带肋型。,当墙体为砖砌体，且放大脚不大于1/4砖长，计算基础弯矩时，悬臂长度应取自放大脚边缘起算的实际悬臂长度加1/4砖长，即bt+0.06m。,砖墙下扩展基础（mm）,
