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第4章梁式基础§4.1高层建筑基础类型的选择与一般要求
4.1.1高层建筑基础的常用形式(1)钢筋混凝土梁式基础(2)交叉梁式基础(3)筏型基础(4)箱型基础(5)桩基础(6)地下连续墙(7)联合基础
4.1.2高层建筑基础形式的选择与一般要求基础选型应考虑以下条件综合各方面因素选定:上部结构的类型、整体性和结构刚度;地下结构使用功能要求;地基的工程地质条件;抗震设防要求;施工技术、基础造价和工期;周围建筑物和环境条件。宜进行多种基础方案的比较,选择既安全又经济的基础形式。一般要求1、基础平面形心宜与上部结构竖向永久荷载重心重合。当不能满足重合时,偏心距宜符合要求:
W——与偏心方向一致的基础底面边缘抵抗矩;A——基础底面的面积。
对低压缩性地基或端承桩基可适当放宽限制。主楼与裙房可分开考虑。
2、高层建筑基础埋深宜符合下列要求:●天然地基或复合地基:埋深大于等于H/15;●桩基:埋深大于等于H/18(桩长不计在内)。H——为建筑物高度,从室外地坪~屋面。当地基为岩石时,满足地基承载力、稳定性要求以及零应力区要求前提下,基础埋深可适当减少。当地基可能产生滑移时,应采取抗滑移措施。
高层基础必须有足够的埋置深度,主要是考虑:(1)防止水平风力和水平地震力作用下基础发生滑移和倾斜,提高基础稳定性。(2)增大埋深可提高地基承载力,减少基础沉降量。(3)增大埋深后,由于箱基或地下室外侧墙的土压力、摩擦力,限制了基础的倾斜,基底下土反力的分布能趋于平缓,减少反力集中程度。(4)增大埋深后,地面运动时阻尼增大,输入加速度减小,震害可以减轻。
主楼基础与群房基础设沉降缝时要注意主楼埋深要求。预先对高层和群房的沉降量进行计算,确定是否设置沉降缝。当地基土质很差、沉降量难以控制时,只好将高低层之间基础用沉降缝分开。反之,当地基土质较好或采用桩基、高低层之间的沉降差计算比较可靠、沉降差数值较小时,则可以连成整体,不设沉降缝。3、沉降缝设置要求:
在高低层相连处设施工后浇带不失为减少差异沉降引起结构附加内力的有效措施。后浇带设在群房一侧,宽度不小于800mm。一般等到主楼结构到顶后浇筑。
在
高层建筑基础的混凝土不仅强度要满足要求,还要满足抗渗要求。混凝土抗渗等级不应小于0.6MPa。基础防水混凝土的抗渗等级表4-1最大水头H与混凝土厚度h的比值设计抗渗等级(MPa)0.60.81.21.62.04、基础混凝土防水要求§4.2梁式基础简化分析方法
一列柱下独立基础联合起来就形成柱下条形基础;交叉两列柱下条形基础联合形成柱下交叉条形基础。以上两者总称为柱下条形基础或梁式基础。特点:●是经典课题。●分析方法相对对简单,土与基础础共同作用的概念念易于阐明。●是复杂基础形形式分析的基础。。4.2.1静定定分析法先将柱端视为固端端,经上部结构分分析得到固端荷载载P1~P4,M3和M4,梁上可能还受有有局部分布荷载q,假定基底反力呈呈直线分布。4.2.2倒倒梁法基底反力求法与静静定分析法相同,,不同之处在于分分析梁内力时,把把柱端视为铰接,,以基底反力和扣扣除集中力(柱端端处)以后的外荷荷载为荷载来分析析多跨连续梁的内内力。§4.3文克尔地基上梁的的计算上述简化分析方法法没有考虑基础与与地基之间的共同同作用,是比较粗粗的。要考虑地基基与基础的共同作作用求解地基反力力、基础内力和位位移必须将地基土土简化为一种模型型。1867年,捷克克工程师文克尔((E.Winkler)在计算算铁路钢轨时提出出了弹簧地基模型型,即文克尔地基基模型。§4.3文克尔地基上梁的的计算4.3.1文文克尔基本假设地基上任一点所受受的压力强度p与该点地基变形量量s成正比,该点地基基变形量与其他各各点压强无关,即即:p=ks(4-2)式中p——地基上任一点点的压力强度(kN/m2);k——地基基床系数数(kN/m3));s——压力作用点的的地基变形量(m)。文克尔假设,实质质上就是把地基看看作是无数小土柱柱组成,并假设各各土柱之间无摩擦擦力,即将地基视视为无数不相联系系的弹簧组成的体体系。文克尔地基变形与与实际地基变形的的比较按照文克尔地基模模型,地基的沉降降只发生在基底范范围以内,这与实实际情况不符。其其原因在于忽略了了地基中的剪应力力。因此,文克尔尔地基模型一般适适用于抗剪强度很很低的半液态土((如淤泥、软粘土土等)地基,或基基底下塑性区相对对较大的情况以及及厚度不超过梁或或板的短边宽度之之半的薄压缩层地地基,因为在以上上情况下土的剪应应力不会很大。4.3.2基基础梁挠曲微分方方程的建立由静力平衡条件::V-(V+dV)+pBdx-qdx=0(4-3)根据材料力学,梁梁挠度的微分方程程为:(4-4)将上式连续对x取两次导数后,利利用可可得:(4-5)对于梁的无荷载段段,上式变为(s=w,则p=kw):(4-6)式中Eh、J——梁材料的弹性性模量(kPa)和截面惯性矩((m4);k——为文克尔地基的基基床系数,单位((kN/m3)。令,,则梁挠度的微分分方程为:(4-7)上式即为文克尔地地基上梁(或称弹弹性地基梁)的挠挠曲微分方程式,,λ为文克尔地基梁的的柔度特征值(长长度-1),λ值越大,说明梁的的刚度越小。微分方程的通解为为:(4-8)式中,C1、C2、C3、C4为待定常数,由边边界条件确定。4.3.3几几种情况的特解1、集中力作用下下的无限长梁坐标原点取在集中中力P0作用点处。当x→→∞,有w→0,故通解中C1=C2=0。由于地基反反力为对称,应有有故又得到C3=C4=C:在0点右侧χ=ε(ε为无穷小)处把梁梁切开,梁截面上上剪力:得到:最终有:(4-9)函数Aχ、Bχ、Cχ、Dχ可查表4-2。式式(4-9)是对对梁的右半部导出出的。对0点的左左侧的截面,w、M的正负号与式(4-9)相同,θ、V取相反符号。2、集中力偶作用用下的无限长梁设顺时针方向的力力偶M0作用于原点,由χ→∞时w→0,C1=C2=0;又由反对称称性有C3=0。在χ=ε(ε为无穷小)处切开开,由有于是得到:(4-10)3、梁端有集中荷荷载和弯矩作用的的半无限长梁当梁的一端作用有有荷载,另一端延延伸很远时,此梁梁称为半无限长梁梁。设在梁的一端作用用一集中荷载P0和弯矩M0,坐标原点设于端端点,则类似于无无限长梁可导得::(4-11)4、有限长梁的计计算真正的无限长梁或或半无限长梁在工工程实践中并不存存在。由图可知,,x≥π/λ时,无论论是挠度还是内力力都已很小,所以以当集中荷载距两两端都有x≥π/λ时,可按按无限长梁计算,,此时梁长L显然应满足L≥2π/λ。如果果仅一端满足x≥π/λ时,则可可视为半无限长梁梁。又当L<π/4λ时梁的的挠曲很小,称刚刚性梁,可视为绝绝对刚性,反力按按直线分布来计算算,如静定分析法法和倒梁法所假定定那样。当L>π/4λ,而荷荷载作用点距两端端都有x<π/λ,则为有有限长梁。当梁上作用有多个个集中荷载时,对对每一个集中荷载载而言,梁按何种种模式计算应据梁梁长和作用点位置置逐个判定。按梁长和集中荷载载位置共同确定梁梁的计算模式表4-3距两端都有仅距一端满足距两端都有梁长L集中荷载位置(距梁端为x)梁的计算模式无限长梁半无限长梁有限长梁无关刚性梁解方程组得到:式中当有限长梁上的荷荷载对称时,由,,,,有求解分分别作作用下的无限长梁梁II并将结果叠加,就就得到梁I的结果。4.3.4基基床系数k的选择择弹性地基上梁的计计算首先要确定基基床系数k值。k作为反映地基土土性质的基本参数数,其值的影响因因素很多。●与地基土性质((E0、μ)有关;●与基础底面积大大小、形状、基础础刚度、地基上压压力大小等因素有有关。1、荷载试验法首先由荷载试验计计算出地基土的变变形模量E0,再由基床系数定定义,推出计算k值的公式:(4-15)kp——荷载板试验得得出的基床系数;;ωr——刚性基础沉降降影响系数,由荷荷载板长边a与短短边b之比查表4-4取值。上式仅适用于基础础压力影响范围在在同一土层的地基基。多层土地基时,用用试验不能得出变变形模量E0,只能在荷载—沉沉降曲线直线段上上取p及相应的s值直接按p/s求出kp值。对于没有明显直线线段的荷载-沉降降曲线,可取割线线段估算kp值:(4-18)kp一般不能直接用于于实际基础计算((若承压板宽度≥≥707mm时,,也可直接用于计计算),一般按太太沙基(terzhaghi,1955)建议议的方法进行修正正。太沙基建议按下式式考虑面积对k值的影响:●对于粘土(4-16)●对于砂土(4-17)式中bp——荷载板宽度,,取bp=30cm;kp——荷载板宽度bp=30cm时,由由荷载试验得出的的基床系数(kp=p/s);b——实际基础宽度度。2、估算法★当地基压缩土层的的厚度H不超过基底宽度的的1/2时,在薄薄压缩层范围内的的附加应力约等于于基底平均附加压压力p0。所以,基底平均均沉降sm=(p0H)/Es(Es为土层的平均压缩缩模量),则★一般情况下可用k=p0/sm式估算,p0用基底平均附加压压力,sm为平均沉降。如在在基底范围内地基基土的变化不大,,可只计算基底中中点的沉降s0,然后再按sm=(ωm/ω0)s0求出平均沉降值sm。3、按经验数据确确定能否取得合理的k值,往往有赖于于设计人员的经验验和正确的判断。。不过,实践中k值的准确性对计计算结果影响并不不太大,因为在求求λ的公式中,k值出现在四次方方根号内。常用的的k值参考范围见见表4-5。4.5.1柱柱下梁式基础的构构造梁式基础截面一般般呈倒T形,由翼翼板和肋梁组成。。§4.5柱柱下梁式基础设设计构造要求:●混凝土等级≥C25。●梁高H:由计算算确定,视柱距和和荷载大小而定,,一般可在1/8~1/4L。●翼板厚:≥200mm;当厚度度大于250mm时,宜采用变厚厚度板,板面坡度度≤1:3。●梁的端部应有伸伸出悬臂,其长度度宜为第一跨跨距距的0.25~0.3倍。●梁宽b宜大于柱柱宽。当柱宽较大大时(≥600mm)可将肋梁局局部加宽。●基础梁纵向配筋筋一般由计算确定定,通长配置,如如局部断开,则面面积不得超过总面面积的2/3,至至少有两根以上通通长。●基础梁箍筋由抗抗剪确定,≥φ8,在距支座1/4~1/3L内内宜加密。b≤350用双肢箍,,350<b≤800用四肢箍,,b>800用六六肢箍。梁高H≥≥700时,加侧侧面构造筋。●翼板配筋按悬挑挑板计算确定,板板受力筋≥φ10,间距不大于200,分布筋φφ8~φ10@200~300。。4.5.2柱柱下梁式基础的的计算1、确定基础埋深深;2、确定基础底面面积;按p≤fa,必要时验算地基基变形。3、计算基础梁内内力,确定梁高度度、宽度,翼板厚厚度;4、确定混凝土等等级,配筋计算。目前在实际工作中中求解地基反力、、基础梁内力计算算方法常采用:原则:●在比较均匀的地地基上,上部结构构刚度较大,荷载载分布较均匀,且且肋梁高度>1/6L时,倒梁法法比较接近实际。。●当柱距较大且不不均匀,地基土压压缩变形小(E0大)时,宜用作作为确定采采用刚性法的条件件,不满足时,应应按弹性地基梁法法计算基础内力和和变形。●按刚性法计算基基础梁内力时,条条基两端边跨宜增增加15%~20%的地基反力计计算,增加受力钢钢筋面积。5.4.3柱柱下交叉梁式条条形基础运用柱下单向条形形基础的一些简化化原则进行交叉梁梁式条基的分析,,重点是交叉节点点处柱子传来集中中力在纵横方向上上的分配问题。当当纵横两个方向条条基上的荷载为已已知时,即可按单单向条基的计算方方法计算。假定:1、纵横条形基础础的交点为铰接;;2、节点上两个方方向的弯矩分别由由纵横向条基承担担;3、不计相邻条基基荷载的影响。柱荷载分配原则::●静力平衡条条件●变形协调条件(一)边柱节点荷荷载分配以O点为例,在荷荷载P作用下,交交叉梁可分解为Px作用下的无限长梁梁和Py作用下的半无限长长梁。Px作用下无限长梁O点挠度:式中Bx——x方向梁的的底面宽宽度;EhJx——x方向梁的的抗弯刚刚度。λx——x方向梁的的弹性特特征值。。Py作用下半半无限长长梁O点点挠度::式中By——y方向梁的的底面宽宽度;EhJy——y方向梁的的抗弯刚刚度。λy——y方向梁的的弹性特特征值。。由静力平平衡条件件得:((4-21)由变形协协调条件件wx=wy,得:(4-20)联立求解解上二式式得:(4-22)(二)中中柱和角角柱节点点荷载分分配中柱节点点c和角角柱节点点a可用用上述同同样的原原理,c点按两两个方向向为无限限长梁,,a点按按两个方方向半无无限长梁梁,由变变形协调调条件和和静力平平衡条件件,可得得中柱和和角柱节节点分配配荷载。。(4-23)求得分配配荷载后后即可按按单向条条基计算算基础内内力和配配筋。第1节概概述筏型基础础——柱下或墙墙下连续续的平板板式或梁梁板式钢钢筋混凝土基础础。特点:(1)能能充分发发挥地基基承载力力;(2)基基础沉降降比较小小,调整整不均匀匀沉降的的能力较较强;(3)具具有良好好的抗震震性能;;(4)可可以充分分利用地地下空间间;(5)施施工方便便;(6)经经济性。。第5章筏筏型型基础第2节筏筏型型基础设设计要求求一、一般般规定(一)埋埋深筏形基础础埋深不不宜小于于建筑物物地面以以上高度度的1/15,,当筏板板下有桩桩基时不不宜小于于建筑物物地面以以上高度度1/18,桩桩的长度度不计入入在埋置置深度内内。但对对于非抗抗震设计计的建筑筑物或抗抗震设防防烈度为为6度时时,筏基基的埋置置深度可可适当减减小。(二)选选型从构造上上可分为为梁板式式和平板板式两种种。选型应根根据:●地质条条件;●●建筑功功能;●●上部结结构体系、柱距距、荷载载大小;;●施工工条件。。剪力墙体体系———多采用用平板式式框支剪力力墙体系系——多多采用梁梁板式框架:柱柱网均均匀时———多采采用平板板式柱网不均均匀———多采用用梁板式式二、构造造要求(一)筏筏板厚度度可根据结结构开间间和荷载载大小确确定:●12层层以上的的梁板式式筏基的的筏板厚厚度不得得小于400mm,,且板厚厚与板格格的最小小跨度之之比不应应小于1/14。梁板板式筏基基底板除除计算正正截面受受弯承载载力外,,厚度尚尚应满足足受冲切切、受剪剪承载力力的要求求。●平板式式筏基板板厚应根根据冲切切承载力力确定,,且最小小厚度不不宜小于于500mm,,此外尚尚应验算算距剪力力墙边缘缘或柱边边缘h0处筏板的的受剪承承载力。。(二)筏筏板平面面尺寸筏板的平平面尺寸寸,应根根据地基基承载力力、上部部结构的的荷载分分布等因因素确定定。需要要扩大筏筏基底板板面积时时,扩大大位置宜宜优先考考虑设在在建筑物物的宽度度方向。。筏基平面面形心宜宜与结构构竖向荷荷载重心心重合。。在永久久荷载与与楼(屋屋)面活活荷载长长期效应应组合下下,偏心心距宜满满足:e≤0.1W/A(三)筏筏板混凝凝土混凝土强强度等级级不应低低于C30。当当有防水水要求时时应采用用防水混混凝土,,抗渗等等级不应应低于0.6MPa,,并应进进行抗裂裂度验算算。(四)筏筏板配筋筋筏板配筋筋率一般般在0.5%~~1.0%为宜宜,双层层配筋。。●受力钢钢筋的最最小直径径不宜小小于φ12,间间距100mm~200mm,当有有垫层时时,钢筋筋保护层层的厚度度不宜小小于35mm。。●分布钢钢筋可取取φ8——φ10,间距距200mm~~300mm。。筏板配筋筋不宜粗粗而疏,,以有利利于发挥挥薄板的的抗弯和和抗裂能能力。筏板顶面面钢筋应应按计算算配筋全全部连通通,底部部纵横方方向支座座钢筋尚尚应有1/2~~1/3贯通,,且配筋筋率不得得小于0.15%。三、上部部结构的的嵌固部部位●不带地地下室的的筏基,,上部结结构嵌固固部位为为筏基顶顶部。●带有地地下室的的筏基,,《高层层建筑箱箱形与筏筏形基础础技术规规范》JGJ6-99对上上部结构构嵌固部部位的确确定制定定了如下下原则::当地下室室层间侧侧移刚度度大于等等于上部部结构层层间侧移移刚度的的1.5倍时,,地下一一层结构构顶部可可作为上上部结构构的嵌固固部位,,否则认认为上部部结构嵌嵌固在箱箱基或筏筏基的顶顶部。第3节筏筏型基础础计算筏形基础础计算包包括以下下内容::1、确定定筏板底底面尺寸寸;2、沉降降验算;;3、确定定筏板((梁)厚厚度(截截面尺寸寸);4、筏板板(梁))的内力力计算及及配筋。。一、筏形形基础底底面积和和板厚确确定原则则筏板的埋埋置深度度确定后后,其基基底面积积按地基基承载力力确定,,并应验验算地基基变形。。通过外外挑调整整形心。。筏板厚度度根据抗抗冲切和和抗剪强强度验算算确定。。初拟尺尺寸时可可根据上上部结构构开间和和荷载大大小凭经经验确定定,也可可以根据据楼层层层数按每每层50mm估估算,但但不得小小于构造造要求。。二、筏形形基础的的地基反反力在下述情情况可以以按直线线分布计计算:●上部结结构刚度度较大,,且地基基压缩模模量Es≤4MPa时;;●上部结结构荷载载较均匀匀;●筏板厚厚度大于于l/6(l为承重横横向剪力力墙开间间或最大大柱距))且上部部结构刚刚度较大大时。为了考虑虑整体弯弯曲的影影响,在在板端一一、二开开间内的的地基反反力应比比均匀反反力增加加10%~20%。若不满足足上述条条件,则则只能按按照弹性性板法来来确定地地基反力力。筏基沉降降计算方方法同箱箱基。三、筏板板内力计计算目前常用用算法::●刚性板板法●●弹性板板法。弹性板法法比较复复杂,一一般采用用数值解解法,在在此仅讨讨论刚性性板法。。(一)刚刚性板法法对上部荷荷载比较较均匀或或刚度比比较大的的结构体体系,筏筏板厚度度较大及及土层较较软时,,可以认认为基础础板对地地基而言言是绝对对刚性的的,称之之为刚性性基础板板。“刚性板法法”将基础础板视为为倒置的的楼盖,,以柱子子或剪力力墙为支支座、地地基净反反力为荷荷载,按按普通钢钢筋混凝凝土楼盖盖来计算算。无梁楼盖盖式筏板板梁板式筏筏基梁板式筏筏基,可可将地基基反力按按45°°线划分分范围,,分别传传到相应应的基础础梁上,,成为基基础梁荷荷载,按按倒梁法法(连续续梁)计计算梁的的内力和和配筋。。刚性板法法的计算算步骤为为:1、首先先求板的的形心,,作为x、y坐标系的的原点;;2、按下下式求板板底反力力分布::式中————刚性板板上总荷荷载,求求筏基内内力时不不计板自自重,故p为净反力力;A——筏板板总面积积;3、求出出基底净净反力后后,可按按互相垂垂直两个个方向的的交叉梁梁进行分分析,求求出板任任意截面面的弯矩矩和剪力力。由于板带带之间没没有考虑虑相互间间剪力的的影响,,板带上上内力的的分布必必须调整整以接近近实际情情况。弯弯矩的分分布采用用分配法法,即将将计算带带宽度b的弯矩矩按宽度度分为三三部分,,中间部部分的宽宽度为b/2,,两个边边缘部分分的宽度度为b/4,把把整个宽宽度b上上的2/3弯矩矩值作用用于中间间部分,,边缘各各承担1/6弯弯矩。适用条件件:●上部结结构刚度度大的筏筏基;●筏板较较厚,柱柱距相同同或相近近且小于于1.75/λλ,柱荷荷载相对对较均匀匀,变化化不超过过20%%。此法求得得的内力力一般偏偏大,但但方法简简单,工工程上采采用较多多。第4节筏筏板基础础设计实实例【例5-1】一一幢建造造在非抗抗震区的的10层层办公楼楼,层高高为3.0m,,上部采采用现浇浇框架结结构;地地质勘察察报告提提供的地地基参数数见表5-1。。试确定定筏板基基础的埋埋深、面面积和板板厚。【例5-2】运运用刚性性板法计计算框架架结构下下的平板板式筏板板基础内内力。已已知基础础埋深1.4m,地地基基床床系数k=5000kN/m3,地基承承载力fa=130kN/m2。基础混混凝土弹弹性模量量Eh=2.6××107kN/m2。第1节概概述箱型基础———由钢筋混凝凝土顶板、、底板、侧侧墙和一定定数量内隔隔墙构成的的、具有相相当大的整整体刚度的的箱形结构构。优点:(1)刚刚度大,整整体性好,,传力均匀匀;(2)适应应局部不均均匀地基,,调整基底底反力和沉沉降;(3)具良良好抗震性性能;(4)具人人防功能;;(5)形成成补偿性基基础。第6章箱箱型基础础基底处土的的原始总应应力:σc=σD+σw全补偿:基底压力p=σc附加压力p0=p-σc=0部分补偿(欠补偿)):p0=p-σc>0超补偿:p0=p-σc<0第2节箱箱型基础础的埋置深深度及构造造要求一、埋置置深度最小埋深不不宜小于建建筑物高度度的1/15,以防防倾斜和滑滑移。●建筑物倾倾斜1/250时,,可被肉眼眼觉察,且且可造成建建筑物的损损坏●建筑筑物倾斜1/150时,开始始结构破坏坏。增大埋深可可减少地基基土中的附附加应力,,减少地基基变形,但但同时也带带来土方量量大、施工工困难等问问题。二、构造要要求(一)箱基基高度必须满足使使用要求和和基础自身身刚度的要要求,一般般不宜小于于箱基长度度的1/20,并不不应小于3m。(二)平面面尺寸箱基的平面面尺寸根据据地基强度度、上部结结构的布局局及荷载分分布等条件件确定。一一般情况下下,平面形形状与上部部结构一致致,对单幢幢建筑物,,地基较均均匀时,基基底平面形形心宜与结结构竖向永永久荷载重重心重合。。当不能重重合时,偏偏心距e宜宜符合下列列要求:永久荷载与与活载组合合时:永久荷载、、活载与风风载组合时时:如不满足上上述要求,,则可调整整箱基底板板挑出尺寸寸,或调整整箱基平面面尺寸。(三)内外外墙箱基外墙沿沿建筑物四四周布置,,内墙一般般沿上部结结构柱网和和剪力墙纵纵横均匀布布置。内墙的厚度度一般采用用20cm,外墙因因承受土压压力和水压压力,同时时有防渗要要求,厚度度一般不应应小于25cm。●墙体设置置要求:墙体水平截截面积不宜宜小于基础础面积的1/10,,平均每平平方米面积积上墙体长长度不宜小小于400mm。对对基础平面面长宽比大大于4的板板式建筑,,箱形基础础的纵墙配配置量不得得小于基础础面积的1/18。。尽量少开洞洞,并尽量量设在墙体体剪力较小小处。(四)顶板板与底板箱基的顶板板和底板通通过纵横隔隔墙联系在在一起而共共同工作,,因此,顶顶板也是基基础结构的的组成部分分。顶板按薄板板强度和稳稳定性的要要求,板厚厚采用15cm~18cm已已经足够。。当箱基兼兼作人防地地下室,要要求承受爆爆炸荷载或或坍塌荷载载时,所需需厚度按计计算决定,,并不小于于30cm。底板厚度通通常不小于于40cm~50cm,视基基底反力和和板的跨度度大小而定定。大于1.0m厚厚的底板在在高层建筑筑中也常见见,这样做做有利于防防渗。(五)配筋筋墙体内应设设置双面双双向钢筋,,横、竖向向钢筋不应应小于φ10@200。除上上部为剪力力墙外,内内、外墙的的墙顶处宜宜配置两根根不小于φφ25的钢钢筋。●顶、底板板配筋要求求:考虑到整体体弯曲影响响,顶、底底板钢筋配配置量除满满足设计要要求外,纵纵横方向的的支座钢筋筋应有1/3—1/2贯通全全跨,且配配筋率应不不小于0.15%,,跨中钢筋筋按实际配配筋全部连连通。(六)混凝凝土混凝土强度度等级不低低于C30,其外围围结构的混混凝土抗渗渗等级不应应低于0.6MPa。当箱基长度度超过40m~60m时,为为了避免因因温差在混混凝土中产产生应力和和裂缝,应应设置贯通通箱基横断断面的后浇浇带,带宽宽不宜小于于80cm。第3节地地基基计算一、地基强强度计算地基强度验验算与一般般天然地基基浅基础大大体相同,,但在总荷荷载中扣除除了水的浮浮力。在荷载效应应标准组合合下轴心荷载::偏心荷载::fa——深、宽宽修正后的的地基承载载力特征值值。在地震区,,地基强度度除应满足足上述要求求外,按地地震作用效效应标准组组合的基底底平均压力力和边缘最最大压力尚尚应符合下下列要求::轴心荷载::偏心荷载::faE——调整后后的地基抗抗震承载力力。——地基抗抗震承载力力调整系数数,1.0~1.5。按《建建筑抗震设设计规范》》GB50011采采用。地基土抗震震承载力调调整系数岩土名称和性状岩石,密实的碎石土,密实的砾、粗、中砂,
≥300的粘性土和粉土1.5中密、稍密的碎石土,中密和稍密的砾、粗、中砂,密实和中密的细、粉砂,150≤
<300的粘性土和粉土,坚硬黄土1.3稍密的细、粉砂,100≤
<150的粘性土和粉土,可塑黄土1.1淤泥,淤泥质土,松散的砂,杂填土,新近堆积黄土及流塑黄土1.0基底各项压压力计算如如下:当地震荷载载验算中出出现零压力力区时:式中N——上部结结构的总垂垂直荷载;;G——箱形基基础及其上上覆土自重重,年平均均地下水位位以下部分分扣除地下下水浮力;;M——作用于于基础底面面的力矩;;L——垂直于于力矩作用用方向的基基础底面边边长;a——合力力作用点点至基础础底面最最大压力力边缘的的距离。。二、地基基稳定性性验算由于对荷荷载重心心的偏心心距作了了限制,,当基础础埋深不不小于建建筑物高高度的1/15时,一一般不必必进行稳稳定性分分析。但但在强震震、强台台风地区区,当地地基比较较软弱、、建筑物物高耸、、偏心较较大、埋埋深较浅浅时有必必要作稳稳定性验验算。三、地基基变形计计算(一)沉沉降计算算方法箱基变形形计算中中一般以以附加应应力阶段段的变形形代替总总变形,,采用再再压缩阶阶段的压压缩曲线线。地基变形形具有三三个阶段段:采用规范范推荐的的应力面面积法,,公式为为公式中ψs和p0应做如下下修正::(1)p0为基底有有效附加加压力式中p——基础础底面处处接触压压力;pw——基础础底面处处水压力力;pD——基底底标高处处土的自自重压力力,对地地下水位位以下土土体取用用有效重重度。(2)ψs为经验修修正系数数,应特别别注意地地区经验验,可参参照表6-3采采用。(二)变变形计算算深度地基变形形计算深深度,即即压缩层层厚度,,对箱形形基础的的变形计计算有重重要意义义。在大量实实测资料料的基础础上提出出了两种种经验公公式。突突出基础础宽度在在沉降计计算深度度中的作作用。1、规范范公式当无相邻邻荷载影影响,基基础宽度度B在1~30m范范围内时时,基础础中点的的地基沉沉降计算算深度zn可简化计计算如下下:2、经验验公式对于B==10~~30m的方形形或矩形形基础——按基基础长宽宽比L/B确定的统统计参数数,见表表6-4。——土类类参数,,淤泥取取1.0;粘性性土取0.75;砂类类土取0.5。。对于B在在10~~20m的条形形基础计算深度度范围内内存在基基岩时,,Zn可取至基基岩表面面。除基基岩埋藏藏很浅者者外,无无论按上上述哪种种方法计计算的Zn都不应小小于基础础宽度。。第4节箱箱型基础础结构设设计结构设计计包括构构件强度度计算、、配筋。。强度计计算是以以内力((弯矩、、剪力))为依据据的,而而基底反反力的大大小及分分布直接接影响内内力值。。因而,,地基反反力的求求解是箱箱基设计计的关键键。一、基底底反力计计算如前所述述,地基基反力分分布受到到上部结结构、基基础刚度度及地基基土压缩缩性等因因素的影影响,三三者实际际上是一一个共同同工作的的整体。。最好将将上部结结构、地地基、基基础视为为统一来来考虑地地基反力力计算无无疑是比比较合理理的。但但此法计计算复杂杂,尚不不能普遍遍采用,,因而常常用简化化方法计计算。常用的几几种简化化计算方方法:(一)刚刚性法即假设反反力为直直线分布布,用一一般中心心、偏心心受压公公式计算算。当地地基土较较软,且且土层均均匀时,,可采用用此法。。(二)弹弹性地基基梁法把箱基简简化为工工字等代代梁,工工字形截截面上、、下翼缘缘宽度分分别为箱箱基顶、、底板宽宽,腹板板厚度为为在弯曲曲方向墙墙体厚度度之总和和,梁高高即箱基基高度。。在上部部结构传传来的荷荷载作用用下,按按弹性地地基上的的梁计算算基底反反力。(三)基基底反力力系数法法将箱基底底面(包包括悬挑挑部分,,但不宜宜大于0.8m)划分分为40个区格格,每区区格基底底反力pi为:——上部部结构竖竖向荷载载加箱形形基础重重量表6-5适用于于上部结结构和荷荷载比较较均匀的的框架结结构,地地基土比比较均匀匀,底板板悬挑部部分不宜宜超过0.8m,不考考虑相邻邻建筑物物的影响响,并满满足构造造要求的的单幢建建筑的箱箱基。当上部结结构及荷荷载不均均匀对称称时,应应分别将将不对称称荷载对对纵横方方向对称称轴所产产生的力力矩值所所引起的的基底不不均匀反反力和本本表计算算的基底底反力进进行叠加加。力矩矩引起的的基底不不均匀反反力按直直线分布布计算。。二、箱型型基础内内力计算算箱基的弯弯曲应力力:实测和计计算分析析表明,,箱形基基础内力力计算必必须考虑虑上部结结构刚度度的影响响,即应应考虑地地基基础础与上部部结构的的共同作作用。这这种整体体的共同同作用分分析在计计算上比比较复杂杂,距实实用也尚尚有段距距离。目前可供供实用的的处理方方法就是是考虑上上部结构构两种极极端的情情况,采采用不同同的弯曲曲内力分分析方法法。(一)上上部为现现浇剪力力墙体系系由于整个个建筑物物刚度很很大,箱箱基可视视为筏板板基础上上的一个个地下层层,整体体弯曲很很小,可可忽略不不计,顶顶底板仅仅按局部部弯曲计计算即可可。●底板按按倒楼盖盖●顶板按按普通楼楼盖●外墙按按双向板板(土压压力、水水压力))●内墙一一般按构构造配筋筋(不小小于上部部剪力墙墙的配筋筋)●整体弯弯曲在构构造上加加以考虑虑,顶底底板纵横横向钢筋筋连通通。框剪结构构体系可可参照剪剪力墙体体系处理理。(二)上上部为框框架体系系1、框架架结构抗抗弯刚度度的近似似计算1953年梅
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