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文档简介
基础工程设计原理
3第一节.概述
1.浅基础结构受力第三章浅基础结构设计
浅基础除受到来自上部结构的荷载作用外,同时还受到地基反力的作用,其截面内力(弯矩、剪力、扭矩等)是这两种荷载的共同作用。
刚性基础(无筋扩展基础):采用控制基础宽高比的方法使基础主要承受压应力,并保证基础内产生的拉应力和剪应力都不超过材料强度的设计值。2.浅基础结构设计内容
浅基础结构设计内容与建造材料(基础类型)有关:
柔性基础(扩展基础):截面设计验算的内容主要包括基础底面尺寸、截面高度和截面配筋等。
钢筋混凝土扩展基础的基底面积通常根据地基承载力和对沉降及不均匀沉降的要求确定;
基础高度由混凝土的抗剪切条件确定;
基础受力钢筋配筋量由基础验算截面抗弯能力确定。
地基反力当用于不同的计算目的时,其取值应有所区别,例如:在确定基础底面尺寸或计算基础沉降时,应考虑设计地面以下基础及其上覆土重力的作用(平均总压力);在进行基础截面设计(基础高度的确定、基础截面配筋)中,采用不计基础与上覆土重力作用时的地基净反力计算(地基净反力)。3.地基反力确定方法
基底反力的分布假设是基础内力计算的前提,应根据基础形式和地基条件等正确确定。对墙下条形基础和柱下独立基础,地基反力通常采用直线分布;对柱下条形基础和筏板基础等,当地基持力层土质均匀,上部结构刚度较好,各柱距相差不大,柱荷载分布较均匀时,地基反力可认为符合直线分布,基础梁的内力可按简化的直线分布法计算;当不满足上述条件时,宜按弹性地基梁法计算。4.地基反力分布假定5.设计理论简介常规设计法:一般工程中常用的设计方法;共同作用设计方法:尚未推广至常规的工程设计中。
在目前工程设计中,通常把上部结构与地基基础分离开来进行计算,视上部结构底端为固定支座或固定铰支座,不考虑荷载作用下各墙柱端部的相对位移,并按此进行内力分析,这种分析与设计方法称为常规设计法。地基、基础和上部结构之间实际上是互相影响、互相制约的,基础内力和地基变形除与基础刚度、地基土性质有关外,还与上部结构的荷载和刚度有关。它们在荷载作用下应满足变形协调条件,这种考虑上部结构与地基基础相互影响并满足变形协调条件的设计方法称为共同作用设计方法,它是地基基础设计理论的发展方向。
变形协调条件:原来互相连接或接触的部位,在各部分荷载、位移和刚度的综合影响下,一般仍然保持连接或接触,如墙柱底端的位移与该处基础的变位及地基表面的沉降三者相一致。第二节.刚性基础一、刚性基础的设计原则
刚性基础通常是由砖、块石、毛石、素混凝土、三合土和灰土等材料建造的,这些材料具有抗压强度高而抗拉、抗剪强度低的特点,所以在进行刚性基础设计时必须使基础主要承受压应力,并保证基础内产生的拉应力和剪应力都不超过材料强度的设计值。
上述设计目标主要通过对基础的外伸宽度与基础高度的比值进行验算来实现。同时,其基础宽度还应满足地基承载力的要求。二、刚性基础的构造要求
刚性基础应按其材料特点满足相应的构造要求。
1.砖基础砖基础采用的砖强度等级应不低于MU7.5,砂浆不低于M2.5,在地下水位以下或地基土潮湿时应采用水泥砂浆砌筑。基础底面以下一般先做100mm厚的混凝土垫层,混凝土强度等级为C10或C7.5。
2.毛石浆砌基础
石灰三合土基础由石灰、砂和骨料加适量的水充分搅拌均匀后,铺在基槽内分层夯实而成。三合土的体积配合比为1∶2∶4或1∶3∶6,在基槽内夯实。3.石灰三合土基础4.灰土基础
灰土基础由熟化石灰和粘土按比例拌和并夯实而成。常用的体积配合比有3∶7和2∶8。5.混凝土和毛石混凝土基础混凝土基础一般用C10以上的素混凝土做成。三、刚性基础的设计计算步骤
(1)根据构造及建筑模数初步确定基础高度H。(2)根据地基承载力初步确定基础宽度b。
混凝土基础的高度不宜小于20cm,一般为30cm。对于石灰三合土基础和灰土基础,基础高度应为15cm的倍数。砖基础的高度应符合砖的模数,标准砖的规格为240×115×53。在布置基础剖面时,大放脚的每皮宽度b1和高度h1值见表3-1。(3)验算基础宽度是否满足。tg─基础台阶宽高比的允许值;b2─基础的外伸长度。
称为刚性角;(4)当刚性基础由不同材料叠合而成时,应对叠合部分作抗压验算。(5)对混凝土基础,当基础底面平均压力超过300kPa时,尚应对台阶高度变化处的断面进行抗剪验算,验算公式为:
如验算符合要求,则可采用选定的基础宽度和高度,否则应调整基础高度重新验算,直至满足要求为止。式中V
剪力设计值;
fc
混凝土轴心抗压强度设计值;A
台阶高度变化处的剪切断面面积。第三节墙下条形基础
一、墙下条形基础的设计原则
内力计算:一般可按平面应变问题处理;
在长度方向可取单位长度计算。截面设计验算内容:主要包括基础底面宽度b、基础高度h
及基础底板配筋等。
基底宽度根据地基承载力要求确定;基础高度由混凝土的抗剪切条件确定;基础底板受力钢筋由基础验算截面的抗弯能力确定。
荷载:基础截面设计(基础高度确定、底板配筋)中,应采用不计基础与上覆土重力作用时的地基净反力计算;确定基础底面尺寸或计算基础沉降时,应考虑设计地面以下基础及其上覆土重力的作用。二、基础截面的设计计算步骤
1.地基净反力计算
2.基础高度的确定
地基净反力:由基础顶面的荷载设计值所产生的地基反力,以表示。
基础验算截面I的剪力设计值VI(kN/m)为
为验算截面I距基础边缘的距离,m。当墙体材料为混凝土时,验算截面I在墙脚处,等于基础边缘至墙脚的距离a;当墙体材料为砖墙且墙脚伸出14砖长时,验算截面I在墙面处,m。
砖墙情况混凝土墙情况基础有效高度h0(mm)由混凝土的抗剪切条件确定,即
式中—混凝土轴心抗压强度设计值(MPa)。
基础高度h为有效高度h0加上混凝土保护层厚度。设计时,可初选基础高度。3.基础底板的配筋
基础验算截面I的弯矩设计值MI可按下式计算:
每延米墙长的受力钢筋截面面积为:
当荷载无偏心时,验算截面的VI可简化为:
4.构造要求
墙下条形基础一般采用梯形截面,其边缘高度一般不宜小于200mm,坡度i1:3(节约材料)。基础高度小于250mm时,也可做成等厚度板。基础混凝土的强度等级不宜低于C15。基底下宜设C10素混凝土垫层,厚度一般为100mm。底板受力钢筋的最小直径不宜小于8mm,间距不宜大于200mm和小于100mm。当有垫层时,底板混凝土的保护层净厚度不宜小于35mm,无垫层时不宜小于70mm。底板纵向分布钢筋,直径6~8mm,间距250~300mm。当地基软弱时,为了减小不均匀沉降的影响,基础截面可采用带肋梁的板,肋梁的纵向钢筋和箍筋按经验确定,如图。第四节柱下独立基础一、柱下独立基础的设计计算
柱下独立基础的设计,一般先由地基承载能力确定基础底面尺寸,然后再进行基础截面的设计验算。基础截面设计验算的主要内容包括基础截面的抗冲切验算和纵、横方向的抗弯验算,并由此确定基础的高度和底板纵、横方向的配筋量。1.基础截面的抗冲切验算与基础高度的确定
基础高度由柱边抗冲切破坏的要求确定。设计时可先假设一个基础高度h,然后按下式验算抗冲切能力
pjmax为基底最大净反力设计值(kPa),在轴心荷载下即等于基底平均净反力设计值;ft为混凝土抗拉设计强度,其值按《混凝土结构设计规范》采用(kPa);A1为考虑冲切荷载时取用的多边形面积(m2);A2为冲切截面的水平投影面积(m2)。
设基础底面短边长度为l(m);柱截面的宽度和高度为lc和bc(m);当计算变阶处抗冲切时,lc、bc分别取相应台阶的宽度和长度。A1、A2计算方法如下:
当(如图3-7b)h0式中h0为基础的繁有效高度潮(m)。淋当不满足妈式(3-肠9)的抗絮冲切能力普验算要求鬼时,可适吓当增加基凭础高度h后重新验平算,直至联满足要求尸为止。当(图3使-7c润)h02.杨基础内端力计算贪和配筋当台阶包的宽高体比不大汁于2.壁5及偏责心距不抛大于b/6(b为基础袭宽度)伤时,柱病下单独否基础在点纵向和蛋横向两创个方向泄的任意老截面Ⅰ室-Ⅰ和香Ⅱ-Ⅱ竭的弯矩肯可按下槽式计算底板长边步方向和短炕边方向的清受力钢筋与面积AsI和ASⅡ(m2)分别为柱下钢筋抚混凝土独套立基础,士除应满足粒墙下钢筋忧混凝土条辩形基础的透一般要求饥外,尚应寻满足如下盲一些主要古的构造要假求:矩形独店立基础趟底面的掉长边与殊短边的雀比值l/b,一般取处1~1.脂5。阶梯留形基础每水阶高度一双般为30宫0~50召0mm。基础阶蠢数可根彩据基础重总高度H设置,当H500mm匪时,宜分芳为一级;桃当500沾mmH900m罪m时,宜边分为二甲级;当尸H900惹mm时,宜粪分为三他级。二、柱下尸独立基础眨的设计构欧造要求锥形基闭础的边呆缘高度抛,一般薪不宜小矮于20督0mm邪,也不随宜大于剧500纱mm;避锥形坡绕度角一踏般取2垄5°,停最大不宫超过3妨5°。帅锥形基誓础的顶现部每边申宜沿柱身边放出埋50m鹿m。柱下钢筋返混凝土单抵独基础的泻受力钢筋誉应双向配晴置。当基础宽对度大于3碑m时,基叛础底板受乒力钢筋可遮缩短为0出.9(l-50)吓mm交错督布置,l为基础底盖面长边长行度。对于现浇鸡柱基础,封如基础与何柱不同时假浇注,则涂柱内的纵射向钢筋可泥通过插筋春锚入基础陪中,插筋码的的根数其和直径应昼与柱内纵爷向钢筋相标同。插入基础绵的钢筋,减上下至少篮应有二道旱箍筋固定颗。插筋与搞柱纵向受舱力钢筋搭嫩接长度ld可按表炕3-3赖采用。预制钢混郑柱与杯口开基础的连附接,应符宾合下列要餐求:(1)柱疮的插入深腊度按规范荐选用,同剂时还应满虎足锚固长嗓度要求和哑吊装时柱哥的稳定性目。(2)基搬础的杯底渣厚度和杯攀壁厚度按驻规范选用免。第五节紫柱这下条形基间础一、柱目下条形岗基础的背受力特懒点柱下条形能基础在其高纵、横两应个方向均冠产生弯曲炎变形,故锤在这两个押方向的截违面内均存彩在剪力和剧弯矩。柱下条丝式形基础杆的横向拣剪力与鞋弯矩通逃常可考屑虑由翼殿板的抗忠剪、抗晒弯能力券承担,分其内力筑计算与城墙下条牌形基础累相同。柱下条你形基础逼纵向的放剪力与伴弯矩一贡般则由昨基础梁粘承担,钢基础梁瓶的纵向声内力通译常可采帮用简化李法(直法线分布帐法)或料弹性地险基梁法嚷计算。二、基平础梁的计纵向内挑力计算当地基持区力层土质列均匀,上纪部结构刚吩度较好,辩各柱距相毅差不大(20%),柱百荷载分布启较均匀,压且基础梁阀的高度大疫于1/6禁柱距时,境地基反力法可认为符搂合直线分碌布,基础链梁的内力砍可按简化警的直线分射布法计算演。当不满斯足上述顷条件时鸣,宜按造弹性地项基梁法典计算。1.直哀线分布法根据上部执结构的刚采度与变形转情况,可竭分别采用插静定分析亭法和倒梁贴法。按基底反装力的直线攀分布假设态和整体静尺力平衡条券件求出基释底净反力嘉,并将其倡与柱荷载歇一起作用荒于基础梁谁上,然后舟按一般静呆定梁的内鞠力分析方躲法计算各南截面的弯莲矩和剪力尘。适用条吧件:静定分朝析法适趁用于上虏部为柔筑性结构庸,且基泼础本身趋刚度较角大的条怪形基础里。静定分猫析法未拣考虑基蹈础与上做部结构块的相互足作用,睡计算所跃得的不留利截面零上的弯翅矩绝对孟值一般促较大。(1)锹静定缠分析法倒梁法的免基本思路减是:以柱胡脚为条形动基础的固饼定铰支座漆,将基础充梁视作倒拖置的多跨耐连续梁,束以地基净剩反力及柱填脚处的弯趟矩当作基有础梁上的仇荷载,用竿弯矩分配对法或弯矩床系数法来挑计算其内索力。由于腐此时支座扔反力Ri与柱子吊的作用派力Pi不相等,大因此应通厕过逐次调置整的方法腿来消除这而种不平衡时力。各柱贷脚的不平幻玉衡力为:(2)厦倒梁法将各支座胀的不平衡威力均匀分暗布在相邻决两跨的各脂跨度范围僵内。均匀绵分布的调属整荷载按娇如下方法哭计算对边跨支喜座嚷对中暑间支座适用条件字:倒梁法适汁用于上部谷结构刚度岁很大,各讽柱之间沉椅降差异很罢小的情况呈。存在问题孤:这种计碧算模式林只考虑歇出现于晓柱间的尽局部弯损曲,忽谨略了基晶础的整搁体弯曲督,计算叹出的柱奖位处弯灶矩与柱赌间最大索弯矩较扑均衡,慌所得不垮利截面帅上的弯出矩绝对茶值一般环较小。弹性地基刚梁内力计桨算:基床臂系数法和熔半无限弹团性体法。基床系障数法:以文克旅勒(W坏ink第ler妥)地基补模型为热基础,景假定地翅基每单屠位面积葬上所受榆的压力舰与其相等应的沉蔑降量成态正比,陷而地基爽是由许超多互不愚联系的秆弹簧所摔组成,零某点的镜地基沉灵降仅由市该点上琴作用的所荷载所只产生。鸦通过求序解弹性兼地基梁匹的挠曲龟微分方姐程,可岂求出基着础梁的援内力。半无限弹软性体法:假定地基填为半无限夺弹性体,游将柱下条融形基础看辰作放在半眠无限弹性介体表面上汗的梁,而埋基础梁在踪蝶荷载作用新下,满足饲一般的挠祥曲微分方承程。在应炉用弹性理苍论求解基昆本挠曲微航分方程时娇,引入基耐础与半无枪限弹性体迁满足变形尽协调的条茫件及基础帜的边界条逐件,求出六基础的位与移和基底尘压力,进鱼而求出基务础的内力诱。半无限广弹性体法料的求解一懂般需要采采用有限单丝式元法等数拼值方法,使计算相对近比较复杂涌,工程设山计中最常竖用的还是绝基床系数握法。2.弹蜻性地基梁障法(1)磨弹性地基遭梁的解析等法下图(盟a)为暂文克勒死地基上抓的基础每梁,沿较梁长x方向取微偶分段梁dx进行分父析。其允上作用窝分布荷辆载q和地基槐反力p,微分梁站单元左右谎截面上的振内力如图防(b)所绳示。设梁宽惯为b,垫根据微萝分梁单弯元力的少平衡,则:由材料亩力学知腿,梁的追挠曲微肤分方程圣为:或根据截背面剪力推与弯矩陵的相互业关系,诸即则:引入文汉克勒地唇基模型鹅及地基息沉降s与基础烂梁的挠也曲变形萍协调条缩慧件映,可宝得:店。代入上绝式,可么得文克低勒地基魄上梁的尝挠曲微抵分方程伐为:当梁上市的分布粗荷载q=0时,歉梁的挠曲义微分方程煌变为齐次胃方程:令拾,串称为优梁的柔孔度指标兵,其单亭位为(唯长度)-1。的倒数值蛮称秋为特征长替度,盖值愈衫大,梁对棚地基的相凤对刚度愈狂大。该微分方载程的通解榜为式(3-砌19)可船写成如下填形式:式中C1、C2、C3、C4为待定参映数,根据衰荷载及边仍界条件定愁;津为无量筋纲量,当x=L(L为基础长饱度),称粪为柔性指喊数,它反蜂映了相对仰刚度对内迎力分布的睬影响。弹性地喝基梁可哲按凝值的俗大小分蜜为下列尖三种类压型:短梁(刚申性梁);有限长梁丙(有限刚蜂度梁);无限长舌梁(柔鼻性梁)弹。梁的挠口度随加千荷点的窝距离增谎加而减砖小,当鞋梁端离芦加荷点忍距离为恐无限远辨时,梁井端挠度映为零。在实际变应用时败,只要晶,即可纺将其当负作无限社长梁处浅理,视家梁端挠园度为零蓝。无限由长梁在纠集中力迁和集中屋力偶作案用下的叮解答如姿下。1)无戚限长梁解下面分别炊讨论无限课长梁、半预无限长梁汽以及有限盆长梁在文泄克勒地基诊上受到集遗中力或集查中力矩作颈用时的解殊答。边界条块件:设集中咐力作用杯点为坐爽标原点鉴,当时,则且,从式(蝴3-21居)可推得C1=C2=0。于是梁秃的挠度茄方程为冒:(a)无炊限长梁受倒集中力P0的作用(宵向下为正弹)对称条存件:荷载和地惧基反力对轰称于原点窄,且梁也详对称于原纷点,所以匆当x=0时,葛。由此可塞得-(C3-C4)=0饶,即娃C3=C4=C。于是梁的慢挠度方程结可改写为在O点右侧轧(蛮为无限安小量)处恳把梁切开旨,则作用不于梁右半狂部截面上累的剪力Q等于地钻基总反死力之半辜,其值路为秧,并指然向下方叨,即:由此可羊得:可得受集姓中力P0作用时抗无限长纺梁的挠党度公式敌(晴):分别对挠棚度w求一阶、需二阶和三娘阶导数,算可得梁截听面的转角勾,弯矩忆和剪力灰。对于梁的鞋左半部(x<0)可靠利用对称蓝关系求得汗,其中挠恩度w、弯矩M和地基反偿力p是关于原伤点O对称的,愤而转角甩、剪泛力Q是关于亚原点反页对称的誓,如图险3-1洁3(a复)所示肥。以集中狐力偶M0作用点为勉坐标原点O,当跑时,,同样掠从式(踩3-2钻1)可典得C1=C2=0。局由于在M0作用下,烘地基反力观对于原点撒是反对称属的,故x=0时涝,w=0,粒由此得载到C3=0。患于是式辉(3-淋22)脑可改写蠢成在O点右侧恒(埋为无归限小量主)处把侧梁切开萝,则作经用于梁嚼右半部漆该截面林上的弯菌矩等于潜外力矩汤的一半愤,即由此可得(b)贪无限长敌梁受集暮中力偶M0作用(乌顺时针去方向为坏正)可得受恨集中力羡偶M0作用时无杨限长梁的树挠度公式织(阵):其余各弃分量计支算公式很归纳如甘表3-昼5(傅)它。对于梁贸的左半吼部,同迹样可利姐用图3药-13搏(b)面所示的济对称关掉系求得放。若有多个帖荷载作用蹦于无限长傅梁时,可互用叠加原鱼理求得其涛内力。2)利半无限罩长梁解在实际咳工程中五,基础摧梁还存评在一端患为有限男梁端,工另一端丙为无限丛长,称罚为半无悼限长梁笋,如条榴形基础卧的梁端秘作用有胖集中力P0和集中坊力偶M0的情况是。对半无限缠长梁,可或将坐标原氏点O取在受力狗端,当时,搏,从腹式(3纸-21躁)可得C1=C2=0。载当x=0时夸,M=M0,Q=-P0,由此可陡求得:进一步含同样可遇得到文户克勒地疯基上半性无限长盈梁的变愤形和内还力计算老公式,痰见表3茶-5所奶示。对于有限停长梁,荷羡载作用对姐梁端影响须不可忽略梁。此时可谎利用无限吵长梁解和务叠加原理笋求解。如枯图所示,亲将有限长棕梁Ⅰ由A脾、B两端铅向外延伸答到无限,沟形成无限俯长梁Ⅱ。3)有迁限长梁解按无限专长梁的仁解答,挺可计算少出已知抽荷载下谢无限长田梁Ⅱ上柳相应于间梁Ⅰ两值端A、贯B截面阴上引起蒸的弯矩Ma、Mb和剪力Qa、Qb。由于霜实际上蚕梁Ⅰ的普A、B唐两端是朵自由界编面,不众存在任兵何内力轻,为了必要利用限无限长那梁Ⅱ求菠得相应势于原有怒限长梁秆Ⅰ的解出答,就独必须设促法消除豪发生在吨梁Ⅱ中也A、B书两截面推的弯矩肆和剪力义。为此妖,可在毒梁Ⅱ的裕A、B赠两点外洁侧分别勇施加一刑对虚拟监的集中败荷载MA、PA和MB、PB,并要求兼这两对附应加荷载在逐A、研B两截面鞋中产生的超内力分别挪为-Ma、-Qa和-Mb、-Qb,以抵消容A、B两简端内力。存按这一条爹件可列出救方程组:由此可求艘得梁Ⅱ上侮A、B两画点的虚拟挎集中荷载PA、MA和PB、MB为:当在无汗限长梁卖Ⅱ上A、B两截面外医侧施加了炮附加荷载PA、MA和PB、MB后,正好嫩抵消了无楼限长梁Ⅱ酸在外荷载脉作用下A脾、B两截菜面处的内就力Qa、Ma和Qb、Mb,其效崖果相当颤于把梁棵Ⅱ在A柳和B处喇切断。迁因此,鹊有限长率梁Ⅰ的聪内力与青无限长槐梁Ⅱ在纷外荷载晨和附加欢荷载作楚用下叠贸加结果跃相当。(1)焰把有限长盗梁Ⅰ延长晴到无限长凶,计算无搅限长梁Ⅱ池上相应于末梁Ⅰ的两摄端A和B挖截面由于哑外荷载引费起的内力Qa、Ma和Qb、Mb;(2)失按式(3类-25)疤计算梁端崭的各个附尤加荷载PA、MA和PB、MB;(3)狱再按疏照叠加绝原理计嚷算在已菌知荷载你和虚拟什荷载共摸同作用金下,梁忠Ⅱ上相岂应于梁利Ⅰ各点桨的内力海,也即移为有限输长梁Ⅰ绵的解。具体的蔬计算步忍骤如下歉:当上部结围构刚度与宾筏板基础杀刚度都较拖小时,应酷考虑地基抱基础共同罢作用的影罩响,而筏灿板内力可裕采用弹性组地基基床卖系数法计典算,即将赖筏板看成煤弹性地基歼上的薄板鸟,采用数料值方法计息算其内力驾。目前较常该用的式弹丑性地基板搭有限单元本法。采用场有限单元假法计算筏黑板内力时狗,一般将永其划分成糕矩形板单舌元。引入值虚功原理繁,推导出睁筏板单元携结点力{F}e与结点安位移悼{铃}e之间的关烟系(2)候弹性逆地基基盲床系数似法基床系数k的确定侦方法如昂第一章陆第五节彻所述,停主要有拨载荷试翅验法和贤理论与浪经验公票式方法邀。基床系数k也可根蒙据地基钳、基础兄及荷载喘的实际尼情况适炭当选用陷表3-扶7的数止值。对软弱土魄地基以及葛基础宽度洒较大时宜比选用表中酱的低值,角对瞬时荷贱载情况可县按正常数俗值提高一火倍采用。根据地法基沉降邻计算结雅果按式境(1-膨39)脸估算地烂基的基冤床系数k时,sm可采用层分层总狗和法算魄得基底蒸下若干腐点沉降泳后求其武平均值催,或在启求出基产底中点俩的地基贺沉降s0后按下舰式折算岗成sm:式中乓、监为挡沉降影梁响系数蹈,见p胶84表尝3-8枪所示。(3)保基床汉系数k洗的确定状方法基床系美数法通非常采用男文克勒疑地基模渐型,文蕉克勒地纷基模型鼠假定地任基不能风传递剪猜力,位技移仅与络竖向荷拜载有关迷,导致熄地基应以力不扩奇散。满刷足这种环条件只响有近于裁液体状井态的软吹弱土或功基础梁书下的可侵压缩持欣力层很啄薄而其桥下为不蹄可压缩肝地层的讽情况。拆对于抗醒剪强度密较低的汽软粘土欧地基、怪薄压缩垦层地基性及建筑芳物较长比而刚度种较差等擦情况,辫采用基坑床系数泥法比较机合适。根据该改计算模腔型的假过定,基亿础梁外蛛地基变凑形为零棚,这与寒实际情易况不符推合,因体此当需册要考虑傻相邻荷制载的影眉响时,改此法不证适宜。在计算中最将会出现确地基反力固为拉力的炸情况,实优际上这是询不可能的继,因为此鸭时基础与久地基已经揪脱开。这传是由于该害法在计算前中要满足沫变形协调裳条件所引假起的,但萌这对于荷覆载作用点绢附近内力辩计算不会件产生过大暂偏差。(4)碧基床系数桂法的适用丈条件柱下条形泳基础的柱赢荷载分布喊如图3-统18(a缝)所示,荣其合力作东用点距N1的距离喜为:选定基恶础梁从膊左边柱俊轴线的盒外伸长用度为a1,则基础复梁的总长汪度L和从右帖边柱轴斜线的外译伸长度a2分别为如此处篮理后,韵则荷载液重心与越基础形棕心重合尤,计算辨简图变袋为图(计b)。三、柱誉下条形证基础的势设计计菜算步骤(1)睁求荷载合乱力重心位茫置(2)撑确定贴基础梁旅的长度变和悬臂灵尺寸(4)脏按墙下条籍形基础设喇计方法确留定翼板厚叉度及横向菌钢筋的配区筋。(5)叛基础梁的胃纵向内力望计算与配拦筋。根据柱咏下条形矛基础的花计算条娱件,选皂用简化异法或弹均性地基渡梁法计于算其纵挥向内力兵,再根滩据纵向劈燕内力计原算结果购,按一棒般钢筋升混凝土犹受弯构乓件进行这基础量知纵向截畜面验算壶与配筋连计算,道同时应色满足设印计构造日要求。(3)跨按地基承婚载力设计路值计算所佣需的条形冶基础底面济积A,进障而确定底桃板宽度b府。四、柱下融条形基础女的构造要智求除满足滨一般扩表展基础叛构造外环,尚应滋符合下检列要求弦:(1)关柱下条形剑基础的肋冤梁高度由畏计算确定慨,一般宜兼为柱距的痛1/4~迹1/8(始通常取柱签距的1/芒6)。(2)公现浇柱下例的条形基牌础沿纵向雨可取等截锅面,当柱兆截面边长坊较大时,档应在柱位勇处将肋部某加宽,使跑其与条形狱基础梁交月接处的平政面尺寸不球小于下面南图3-1负9中的规国定。(3)于条形基础橡两端应向便边柱外延垮伸,延伸颂长度一般而为边跨跨传距的0.秋25~0监.30倍墙。当荷载溉不对称时马,两端伸伯出长度可谅不相等,际使基底形珍心与荷载槐合力作用鲁点尽量一折致。(4)基派础梁顶面庆和底面的散纵向受力院钢筋由计重算确定,幕最小配筋晒率为0.目2%,同旺时应有2里~4根通页长配筋,启且面积不现得少于纵自向钢筋总序面积的1隶/3。当氏梁高大于较700m晨m时,应郊在肋梁的窜两侧加配籍纵向构造惜钢筋,其如直径不小撒于14m梅m并用8@40佛0的S形构真造箍筋固芝定。第六节仗十字交翼叉条形基伪础柱下十膀字交叉青条形基即础是由梯柱网下向的纵横队两组条穴形基础添组成的洋空间结携构,柱蹈网传来响的集中灶荷载与模弯矩作锯用在两举组条形条基础的锋交叉点饺上。十字交让叉条形恢基础的搏内力计蛛算比较浑复杂,曾目前在宴设计中毯一般采挎用简化贱方法,穗即将柱汽荷载按皇一定原驳则分配乐到纵横绸两个方让向的条音形基础解上,然畏后分别需按单向熟条形基村础进行惜内力计磨算与配智筋。满足变形舰协调条件:纵、横基乏础梁在交艳叉节点上侦的位移相矮等。一、节轻点荷载窜的初步煤分配1.骗节点荷怪载的分悦配原则满足静紧力平衡它条件:各节点分想配在纵、霉横基础梁浸上的荷载廉之和,应咬等于作用末在该节点棍上的荷载友;2.节厕点荷载分凤配方法(1)卫边柱节点米(图b)bx、by──x、y方向的基适础梁底面添宽度,Sx、Sy──x、y方向的基炊础梁弹性刷特征长度益;ks──牧地基的瓣基床系列数;E──亡基础材虎料的弹昂性模量朗;Ix、Iy──x、y方向的基者础梁截面运惯性矩。当边柱误有伸出使悬臂长坡度时,析荷载分教配见式耗(3-护36)堡。(2)聋内柱节点俘(图c)(3)欺角柱节点喇(图d)一般公歉式与内阁柱节点柄相同。当角柱节处点有一个协方向伸出旋悬臂时(荒悬臂长度液可取撞),则荷方载分配为式中恳值可查政表3-1抓1。二、节晌点荷载快的调整1.计该算调整前护的地基平央均反力──交书叉梁基础厌上竖向荷蓄载的总和骡;──交承叉梁基础膏支撑总面旺积;──交喊叉梁基础模节点处重竖叠面积之寺和。2.地追基反力增键量3.x、y方向分亲配荷载惭增量──节点处能重叠面稳积。4.阁调整后梅的分配迅荷载筏板基痒础地基师承载力阶的验算克公式与萍扩展基失础相同赠。当地掏下水位押较高时持,验算卖公式中快的地基杯压力项愤应减去凤基础底饶面处的枪浮力,迟即筏板基骨础包括岭梁板式封基础、窄格筏基敬础和含晨梁或不由含梁的渗片筏基响础等型遇式。筏板基础迈的设计一脂般包括基振础梁设计锤与板的设画计二部分诵,筏板上声基础梁的堂设计方法施同第五节匠柱下条形专基础;筏供板的设计丈计算内容勇,主要包稳括筏板基摔础地基计脱算、筏板映内力分析步、筏板截质面强度验欧算与板厚诞、配筋量妹确定等。第七节您筏买板基础——地下水位达作用在基碌础底面上惊的浮力。一、地基斗计算筏板内力女计算可根逝据上部结许构刚度及米筏板基础政刚度的大河小分别采朋用刚性法君或弹性地怪基基床系衣数法进行枯。(一)旦刚性蜜法当上部民结构整烧体刚度催较大,抱筏板基砍础下的丙地基土拍层分布称均匀时赖,可不活考虑整宣体弯曲月而只计坐局部弯丧曲产生图的内力尿。当持朗力层压迫缩模量MPa或板厚H大于蜡墙间者距离时锡,可认伶为基底岛反力成捎直线或挨平面分醒布。符恩合上述搅条件的款筏板基你础的内券力可按电刚性法布计算,哄此时基绪础底面毙的地基突净反力贸可按下达式计算府:二、筏板庭的内力计详算采用刚性敢法计算时杂,在算出谅基底的地昨基净反力匀后,常用着的倒楼盖纱法和刚性腔板条法计餐算筏板的办内力。框架体系拒下的筏板背基础也可捧按刚性板租条法计算信筏板内力席,其计算各步骤如下友:(a)耳先将筏吊板基础穿在x、y方向从跨陪中到跨中想分成若干昌条带,如飘图所示。(b)强取出每侨一条带拜进行分胶析。设孝某条带则的宽度绵为b,长度废为L,条带内马柱的总锻荷载为栋,条圈带内地原基净反狂力平均短值为腹,辣计算二册者的平选均值两为(1)伏倒楼盖法倒楼盖法秒计算基础丛内力的步染骤是将筏践板作为楼萄盖,地基刺净反力作敞为荷载,睁底板按连宁续单向板绑或双向板计计算。采闻用倒楼盖取法计算基比础内力时那,在两端较第一、二壳开间内,按应按计算替增加10甚%~20俩%的配筋努量且上下运均匀配置皱。(2)溪刚性嘉板条法(c)央计算柱斜荷载的茶修正系填数近,卡按修正稼系数调舞整柱荷吉载(d)叹调整基痕底平均屯净反力座,调整湾值为(e)波最后采耗用调整销后的柱弊荷载及晓基底净防反力,航按独立统的柱下分条形基比础计算料基础内济力。当上部比结构刚糊度与筏想板基础疏刚度都鞋较小时址,应考围虑地基霜基础共测同作用默的影响齐,而筏农板内力货可采用挠弹性地取基基床乖系数法猾计算,销即将筏户板看成斧弹性地圆基上的爆薄板,堤采用数吼值方法怒计算其杂内力。饮目前较育常用的情弹性地侦基板有苍限单元躁法。(二)疗弹性地基篮基床系数屋法选用合专适的内泥力计算腊方法计斧算出筏仪板基础黄内力后絮,可按滤《混凝敞土结构抵设计规分范》中狗的抗剪捧与抗冲馅切强度项验算方虾法确定摄筏板厚凝度,由叔抗弯强季度验算凯确定筏施板的纵枣向与横热向配筋愿量。对乏含基础址梁的筏薪板基础挎,其基衫础梁的猎计算及劣配筋可原采用与敞条形基浓础梁相魄同的方高法进行造。三、截愈面强度瓶验算与深配筋计叉算四、筏板痒基础的构叶造与基本疯要求(1)筏凤板基础设碎计时应尽优可能使荷烧载合力点胡位置与筏仔基底面形著心相重合哥。当偏心宇距较大时燥,可将筏校板适当向定外悬挑,淘但挑出长评度不宜大校于2.0费m,同时陆宜将肋梁结挑至筏板男边缘。(2)踪蝶平板式叼筏基的资厚度不农宜小于艇200视mm。慌肋梁式蜂筏板的纱厚度宜壮大于计蛋算区段饮内最小头板跨的寻1/2否0,一成般取2牙00~暮400劈燕mm。蔬肋梁高室度宜大终于或等袜于柱距赠的1/睛6。(3)筏择板配筋率窃在0.5环%~1.衣0%为宜斧。受力钢街筋最小直泡径不宜小劈燕于8mm从,一般不钉小于12雾mm,间择距100巧~200朗mm。分搂布钢筋直拉径取8~赤10mm遣,间距2弊00~3伏00mm符。(4)筏板的混疏凝土强度鼠等级可采开用C20坚,地下水毁位以下的夹地下室底棉板应考虑竟抗渗,并愉进行抗裂愿度验算。箱形基础臣是由底板铺、顶板、孤外侧墙及地一定数量馒纵横布置水的内隔墙龟构成的整放体刚度很齐好的箱式另结构。一纳方面承受匹上部结构迟传来的荷子载和不均灯匀地基反棒力引起的面整体弯曲寨,同时其促顶板和底弹板还分别节受到顶板庆荷载与地业基反力引萄起的局部旧弯曲。在焦分析箱形患基础整体杂弯曲时,店其自重按躺均布荷载龙处理;在临进行底板退弯曲计算的时,应扣牺除底板自青重。一、箱费形基础兔的构造棕与基本浴设计要员求第八节性箱形基暂础采用箱形智基础时,音上部结构淡体形应力灶求简单、卧规则,平倒面布局尽剑量对称,煌基底平面煎形心应尽铺可能与上饺部结构竖敏向静荷载隐重心相重够合。当偏皇心较大时喷,可使基蚁础底板四侄周伸出不楚等长的短唇悬臂以调匆整底面形丙心位置,购使最大偏挣心距不大串于偏心方魄向基础边尸长的1/吨60。箱形基脾础的墙雁体宜与骗上部结迟构的内黄外墙对持正,并恐沿柱网秆轴线布存置。箱渔基的墙脆体含量骑应有充幕分的保英证,平键均每平赴方米基去础面积糊上墙体竟长度不香得小于辞400疤mm或睁墙体水夏平截面宾积不得栽小于基腾础面积哈的1/胃10,杰其中纵登墙配置稍不得小机于墙体氏总配置代量的6宅0%,彼且有不冠少于三上道纵墙痒贯通全浙长。箱形基础动的高度一谨般取建筑锯物高度的宇1/8~勇1/12界,或箱形苍基础长度害的1/1辱6~1/义18,并馒不小于3培m。顶板柿、底板及假墙身的厚忌度应根据酷受力情况扒、整体刚睁度、施工野条件及防锄水要求确竭定。当材占料为钢
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