第二章--单层厂房4

1、第六节第六节 柱下独立基础的设计柱下独立基础的设计一、设计内容一、设计内容地基承载力地基承载力抗冲切承载力计算抗冲切承载力计算受弯承载力计算受弯承载力计算构造要求构造要求 根据工程经验。根据工程经验。确定基础确定基础底面尺寸底面尺寸；确定基础确定基础高度高度；确定确定底板配筋底板配筋；二、地基计算二、地基计算1. 1. 地面尺寸的确定地面尺寸的确定假定：假定：基础是绝对基础是绝对刚性刚性的（无挠曲）；的（无挠曲）；基底某点反力与该点的地基沉降成基底某点反力与该点的地基沉降成正比正比（地基反力呈线（地基反力呈线性分布，地基土均匀）。性分布，地基土均匀）。 1）轴心荷载作用下的基础）轴心荷载作用下

2、的基础 在轴心荷载作用下，基础底面的压力为均匀分布，设计在轴心荷载作用下，基础底面的压力为均匀分布，设计时应满足：时应满足： 若基础的埋置深度为若基础的埋置深度为d，基础及，基础及其上填土的其上填土的平均重度平均重度为为 ， 可以取为可以取为20kN/m3，可得基础，可得基础底面面积为：底面面积为： 轴心受压基础压力分布轴心受压基础压力分布kkkaNGpfAmkmGdAka0NAfd2）偏心荷载作用下的基础偏心荷载作用下的基础 在偏心荷载或同时有在偏心荷载或同时有弯矩和轴力弯矩和轴力的共同作用时，基础的共同作用时，基础底面的压力为线性分布。底面的压力为线性分布。 偏心受压基础压力分布偏心受压基

3、础压力分布基础底面边缘的压力可按下式计算：基础底面边缘的压力可按下式计算：取取e=Mk/(Fk+Gk)，并将，并将W=lb2/6代入，可将基础底面边缘的代入，可将基础底面边缘的压力值写成如下形式：压力值写成如下形式：Mk 作用于基础底面的弯矩标准组合值作用于基础底面的弯矩标准组合值;W 基础底面面积的抵抗矩基础底面面积的抵抗矩.WMAGFppkkkkkminmax，)61 (minmaxlelbGFppkkkk，弯矩除以弯曲截弯矩除以弯曲截面系数等于应力面系数等于应力（参考材料力学）（参考材料力学）力距等于力距等于弯矩除以弯矩除以力力13.1 组成与布置13.2 结构分析13.3 排架柱设计1

4、3.4 .1概述13.4 基础设计基础设计13.4 .2平板式基础平板式基础w当当e0，地基反力分布图为梯形；，地基反力分布图为梯形；w当当e=L/6时，时，pk,min=0，地基反力分布图为三角形；，地基反力分布图为三角形；alGFpkkk3)(2max, 地基承载力地基承载力应满足：应满足：akakkkfpfppp2 . 12max,min,max,w 当当eL/6时，时，pk,min0，地基一部分为拉应力，则基础底，地基一部分为拉应力，则基础底 面的实际压力分布面积为面的实际压力分布面积为3al，根据平衡关系：，根据平衡关系：kkkGFpalmax,213ela2w 确定偏心受压基础底面

5、积时，采用以下方法（确定偏心受压基础底面积时，采用以下方法（试算法试算法）：）：（1）按轴心受压基础公式计算，计算基础底面积）按轴心受压基础公式计算，计算基础底面积A1；（2）考虑偏心影响，）考虑偏心影响，A=（1.1-1.4）A1；（3）确定最大和最小基底压力；）确定最大和最小基底压力；（4）验算是否满足教材式（）验算是否满足教材式（2-49）和式（）和式（2-50）的要求，修）的要求，修 改改b、l直到符合条件为止。直到符合条件为止。 一般情况下，一般情况下，bl=1.52，且，且3。 2. 2. 基础高度的确定基础高度的确定 独立基础的高度独立基础的高度除应除应满足满足构造要求构造要求外

6、，还应根据柱与基外，还应根据柱与基础交接处以及基础变阶处混凝土的础交接处以及基础变阶处混凝土的受冲切承载力受冲切承载力计算计算确定。确定。图中阴影部分为角锥体，其界面与水平面的夹角取图中阴影部分为角锥体，其界面与水平面的夹角取 45度。度。基础冲切破坏示意图基础冲切破坏示意图 为了防止冲切破坏，为了防止冲切破坏，建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范规定，对规定，对矩形截面柱的矩形基础，矩形截面柱的矩形基础，柱与基础交接处以及基础变阶处的受柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力冲切承载力应按下列公式验算：应按下列公式验算：07 . 0hbfFmthApFs2btmbbbbm 上下边的平均

7、长度上下边的平均长度 A 冲切面外地基反力基底面积（阴影）冲切面外地基反力基底面积（阴影）Ps 地基净反力（荷载效应基本组合地基净反力（荷载效应基本组合设计值；不计设计值；不计G）轴压：轴压： 偏压：偏压： ANpsWMNppssAmax,图图2-74 阶形基础受冲切截面位置阶形基础受冲切截面位置3.3.板底受力钢筋的计算板底受力钢筋的计算计算模型：四边倒置的悬臂板计算模型：四边倒置的悬臂板)2()(2412ccsbbhlpM短边方向：短边方向：09.0hfMAys长边方向：长边方向：)2()(2412ccshlbbpM)(9.002dhfMAysNpsh0IAs2As1lhC bbCABCD

8、*II*e2IIII e11) 轴心受压基础轴心受压基础 划分为四块独立的变截面悬臂板。划分为四块独立的变截面悬臂板。图图2-75a 矩形基础底板计算简图矩形基础底板计算简图图图2-75 矩形基础底板计算简图矩形基础底板计算简图 (a)轴心受压轴心受压 (b)偏心受压偏心受压4. 4. 构造要求构造要求外形尺寸外形尺寸底面：轴压为方形；偏压为矩形，长短边比值取底面：轴压为方形；偏压为矩形，长短边比值取1.52，3锥基斜坡比：锥基斜坡比：1:3锥基边缘高度：锥基边缘高度：300mm；台基每阶高度：；台基每阶高度：300500mm材料材料混凝土：混凝土：C20；钢筋：钢筋：当底板边长当底板边长2.5m时，沿此向钢筋长度取时，沿此向钢筋长度取0.9L，且交错布置。，且交错布置。保护层厚度：保护层厚度：设设100厚厚C15素混凝土垫层时为素混凝土垫层时为40mm；无垫层时为；无垫层时为70mm。mmmmsd100200mm10、，预制柱杯口构造如图预制柱杯口构造如图2-76。柱插入深度柱插入深度h1 、杯底厚度、杯底厚度a1 、杯壁厚度、杯壁厚度t见规范表要求；见规范表要求；h1还应满足纵筋锚固、吊装时的稳定要求还应满足纵筋锚固、吊装时的稳定要求（5%柱长）柱长）杯壁配筋杯壁配筋柱轴心或小偏心受压且柱轴心或小偏心受压且大偏心受