柱下钢筋混凝土条形基础设计

7.8.1地基、基础与上部结构相互作用的概念1基本概念上部结构基础地基较简单的基础型式较复杂的基础型式上部结构基础地基7.8柱下钢筋混凝土条形基础设计建筑结构常规设计方法结构体系的力学模型上部结构设计：用固定支座代替基础，假设支座没有任何变形，求的结构的内力和支座反力。基础设计：把支座反力作用于基础，用材料力学的方法求得地基反力，再进行基础得内力和变形验算。地基验算：把基础反力作用于地基，验算地基的承载力和沉降。常规设计得结果：上部底层和边跨的实际内力大于计算值，而基础的实际内力要比计算值小很多。2相对刚度影响（上部结构+基础）与地基之间的刚度比结构绝对柔性：结构绝对刚性：结构相对刚性：相对刚度为0，产生整体弯曲，排架结构相对刚度为无穷大，产生局部弯曲，剪力墙、筒体结构相对刚度为有限值，既产生整体弯曲，又产生局部弯曲砌体结构、钢筋混凝土框架结构(敏感性结构)3工程处理中的规定①按照具体条件不考虑或计算整体弯距时，必须采取措施同时满足整体弯曲的受力要求。②从结构布置上，限制梁板基础（或称连续基础）在边柱或边墙以外的挑出尺寸，以减轻整体弯曲效应。③在确定地基反力图形时，除箱形基础按实测以外，柱下条形基础和筏形基础纵向两端起向内一定范围，如1-2开间，将平均反力加大10%～20%设计。④基础梁板的受力钢筋至少应部分通长配置（具体数量见有关规范），在合理的条件下，通长钢筋以多为好，尤其是顶面抵抗跨中弯曲的受拉钢筋，对筏板基础，这种钢筋应全部通长配置为宜。7.8.2柱下刚进混凝土条形基础的设计地基模型：用以描述地基σ～ε的数学模型。下面介绍的地基模型应注意其适用条件。7.8.2.1地基模型k—地基基床系数，表示产生单位变形所需的压力强度(kN／m3)；p—地基上任—点所受的压力强度(kPa)；s—p作用位置上的地基变形(m)。注：基床系数k可根据不同地基分别采用现场荷载试验、室内三轴试验或室内固结试验成果获得。见下表。1文克尔地基模型基本假定：地基上任一点所受的压力强度与该点的地基沉陷s成正比，关系式如下:P=ks适用条件：抗剪强度很低的半液态土(如淤泥、软粘土等)地基或塑性区相对较大土层上的柔性基础;厚度度不超过梁或板的短边宽度之半的薄压缩层地基(如薄的破碎岩层)上的柔性基础.地基基床系数表这个假定是文克勒于1867年提出的．故称文克勒地基模型。该模型计算简便，只要k值选择得当，可获得较为满意的结果。地基土越软弱，土的抗剪强度越低，该模型就越接近实际情况。缺点：文克勒地基模型忽略了地基中的剪应力，按这一模型，地基变形只发生在基底范围内，而基底范围外没有地基变形，这与实际情况是不符的，使用不当会造成不良后果。2半无限弹性体法基本假定：假定地基土半无限弹性体，柱下条形基础看作时放在半无限弹性体上的梁，当荷载作用与半无限弹性体上时，某点的沉降不但和该点上的压力有关，和该点附近作用的荷载也有关。特点：考虑了应力扩散，但扩散范围超出实际，未考虑地基的非均匀性。适用条件：压缩层深度较大的一般土层的柔性基础。要求土的弹性模量和泊松比角准确。7.8.2.2柱下条形基础设计1构造要求两端宜伸出边柱0.25L1等厚翼板变厚翼板宜为柱距的1/4-1/82内力计算方法方法种类：倒梁法、剪力平衡法（1）倒梁法1）基本假定：a、刚度较大，基础的弯曲挠度不致改变地基反力；b、地基反力分布呈直线，其重心与作用于板上的荷载合力作用线重合。简化的内力计算方法（按线形分布的基底净反力）2）适用条件：地基较均匀，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度大于1/6柱距（设计时尽可能按此设计），地基反力按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯距及第一支座的弯距值乘以1.2系数。补充：倒梁法计算假定1.将地基净反力作为基础梁的荷载，柱子看成铰支座，基础梁看成倒置的连续梁；2.作用在基础梁上的荷载为直线分布；3.竖向荷载合力作用点必须与基础梁形心相重合，若不能满足，两者偏心距以不超过基础梁长的3%为宜；4.结构和荷载对称时，或合力作用点与基础形心相重合时，地基反力为均匀分布；3）计算步骤：①绘出条形基础的计算草图，包括荷载、尺寸等；ABCDGwNiMiTiXcaia1a2a②求合力作用点的位置(目的是尽可能的将偏心地基净反力化成均匀的地基反力，然后确定基础梁的长度)。ABCDGwNiMiTiXcaia1a2a设合力作用点离边柱的距离为Xc，用合力矩定理，以A点为参考点，则有：③确定基础梁的底面尺寸L,B当Xc确定后，按合力作用点与底面心形相重合的原则，可定出基础的长度L。ABCDGwNiMiTiXcaia1a2a确定后，宽度B按地基承载力fa确定中心受荷：偏心受荷：作用在基础梁上墙梁自重及墙体重量之和④基础底板净反力计算⑤确筑定基冰础梁盾的底女板厚两度h者及配丛筋NiMiTibihHpnmaxpnminpn1l1pn2先求册出靠隙近pnm脆ax的柱洗边净务反力pn1众，在柱序边M恋、V桨值有伴：则有封：⑥求糟基础深梁纵续向正嚼截面拌强度繁计算钉斜截牵面强志度计数算对连话续梁版可用柳弯矩壳分配栋法或掉连续怎梁系倚数法细求解钻。由静于柱纷下条灿基一更般两惯端都慎有外嫌伸部塌分，稿因此王，若逆用连挣续梁派系数沫法，桑要对片悬臂养端进愁行处新理，县现有傻两种骡方法秀：1）俱悬臂宁端在棍净反固力作吓用下塞的弯灾矩全期部由豪悬臂府端承劲担，想不再疗传给普其他粪支座培，其天他跨秧按连它续梁索系数合法计污算；2）颂悬臂申端弯贯矩对槽其他谎跨有亩影响袜，此肌弯矩牲要传痰给其跑他支层座，队因此耀，悬既臂端废用弯箱矩分皱配法坡求出址各支轿座及偷跨中或弯矩底，其鸣他跨倚用连凝续梁雀系数舟法求红出各刺支座招及跨靠中弯习矩，连然后烧将所霸得结模果叠译加，诞或全痒梁用事弯矩的分配遮法求赢出各科支座尚及跨它中弯芬矩。=+注意捉：按倒售梁法老求得翁的梁忌的支浸座反姑力，鞭往往毒会不您等于冰柱传惑来的跃竖向遭荷载秀（轴五力）。此时板，可述采用雹所谓府“基棉底反盗力局研部调驱整法纸”，盖即：己将支愿座处韵的不画平衡裂力均混匀分低布在国本支累座两消侧各1/钓3跨度早范围寸内，住从而蔑将地材基反渗力调食整为检台阶纹状，碰再按询倒梁语法计庸算出伏内力舰后与忧原算前得的嫁内力效叠加量。经碎调整搏后的民不平奸衡力伍将明亭显减恒少，美一般沟调整哈1～2次熊即可胶。据基搁础梁扑的M图，笨对各赖支座傻、跨察中分唇别按澡矩形泻、T形截戒面进枯行强乡丰度计膀算；宰据V图，核进行纪斜截抗面抗垫剪强翠度计佩算，牌并应锯满足凶构造葬要求深。（2练）剪哈力平武衡法忘（静寸定分丽析法捡）适用已范围支：上部业结构震为柔拣性结是构，色且自率身刚馅度较漠大的朋条形适基础值以及笔联合氧基础点。计算伞方法：静掩力平凭衡条河件（怠剪力灿平衡佩）计玩算出岗任意妻截面熔上的蓝弯距M和剪乡丰力养V。【例着】试头确定挡如下论图所车示条扎形基晓础的勿底面墙尺寸窗，并笋用简垮化计苗算方宁法分颤析内为力。盗已知贤：基厘础埋撇深d肆=1秀.5追m,商地基鹊承载擦力特椒征值宗fa=1吨20膀Kp狗a,锐其余色数据肾见图咬示。如果劳要求桥竖向争合力六与基腔底形倡心重助合，岩则基楚础必售须伸旧出图春中D胶点之红外x2：x2=2×亩(7仆.8瞧5+驱0.答5)污-(优14半.7底+0文.5堵)=薪1.泳5m就(等示于边铃距的膛1/篇3)基础炕总长拜度：依L=胆1裕4.趁7+摸0.脂5+搂1.勒5=捎16揭.7珠m基础墙底板归宽度塞:【解右】1罢、确浮定基每础底报面尺御寸各柱割竖向败力的蚕合力潜，距淘图中膝A点敏的距物离x寨为考虑随构造馋需要滑，基贩础伸坏出A非点外取b闹=2抽.5舟m。2、写内力视分析猪：（1宵）倒劣梁法因荷废载的欺合力宜通过壶基底逐形心传，故矿地基杜反力罚是均循布的嗓，沿积基础即每米铃长度这上的毙净反将力值以柱者底A辆、B酷、C办、D源为支鱼座，热按弯高距分崭配法产分析烤三跨宝连续牧梁，泊其弯端距M尊和剪翼力V扫见图福7-鞠43福b。（2长）剪集力平消衡法按静轧力平饶衡条呼件计伏算内与力：AB跨内装最大胖负弯摆距的楚截面帝至A点的秀距离:则：其余偶各截布面的谜M、些V均言仿此怒计算纱，结豪果见滤图7犹-4帅3c疮。比较京两种精方法猴的计竞算结水果，浴按剪住力平秘衡法池算出星的支设座弯震距较忧大；算按倒荐梁法显算得剖的跨呀中弯学距较晌大。倒梁忠法剪力恭平衡手法【书顽例7述-1供2】挣如图焰7-冬44塌为某晋柱网喘布置厕图。刑已知谨B轴题线上个边柱练荷载脆设计宰值中使柱初柿选基女础埋桂深为肝1.芹5m治，地竟基承恒载力有特征哄值f艳a=有12辆0K描pa采，炒试设昂计B教轴线秧上条验形基巧础。2、配梁的浑弯矩办计算在对监称荷披载作互用下种，由鬼于基魔础底庸面反暮力为黑均匀莫分布蚕，因朱此单尝位长兄度地糕基的俘净反已力为深：【解堡】1尿、确宅定基桌底面纠积基础主底宽谜度（私综合销荷载跌分项殿系数尸取1搏.3昆5）狱：基础始两边治各放监出：取b畜=2淡.5被0m衡设计郊。基础算梁可务看成咬在均咐布线俊荷载灿qn作用寺下以报柱为谈支座银的五颜跨等董跨度虹连续进梁。碌为了虚计算滚方便巧，可云将图嚼7-仰45服a分向解为菠图7枯-4烛5b壁和图蜻7-充45钉c两双部分雀。图拼7-怠45贸b用嫁力矩乏分配辜法计插算，芹A截辨面处何的固基端弯硬矩为拔：在图井7-脉45椅c的坝荷载删作用死下，六利用善五跨医等跨窗度连觉续梁温的相们应弯辆矩系炕数m瓜，可厘得有培关截右面的输弯矩谊：支兵座B角（和煮B＇具）：其余煎同（陡略）宋。将图祝7-违45霸b与谅c的躲弯矩侮叠加屈，即壳为按窄倒梁宿法计籍算所朴得的出JL管—2竹梁的狭弯矩凤图[壳见图蛮7-炮45掘d]中.3、猎梁的曲剪力怨计算基础神梁TL—2的剪岸力图饼绘于芽图7-佩45须e。基底能宽2摄50杜0㎜伸，主五助宽鸽50割0㎜抹（4栋00慨+2援×5糖0）津，翼顶板外尼挑长遍度卖1技/2洪×握（2舱50绵0-茎50须0）击=1漫00熊0㎜贱，翼搅板外寻边缘仗厚度毒20常0㎜杠，梁痛助处盏（相谱当于拍翼板贸固定谋端）温翼板竖厚度烟30守0㎜励（见充图7监-4畏6）倡。翼降板采宝用C泼20信混凝偏土，疫HP摧B2疤35欲钢筋尽。基底犹净反喝力设威计值苍：4、母梁板展部分蛋计算（2窜）翼顺板受赵力筋颗计算配1电2@1碎20版(实际蛾AS=94榴2m定m²)。(1在)斜草截面击抗剪显强度剥验算食（按友每米珠长计悲）实际>1兴13映.2躬㎜，尘可以剩。5、话肋梁支部分咏计算肋梁永高取敲宽5缝00暑㎜。嫂主筋悼用H妙RB肝33闲5钢和筋，稀C2傅0混美凝土洲。（1袋）正姨截面溜强度皮计算根据涝图7忘-4剑5d裤的J外L-答2梁尼M图莲，对派各支烘座、愚跨中吩分别迁按矩闹形、史T形昌截面幸进行鹅正截知面强问度计乳算。轴②支座帖处（网M=作70还0K奴Nm要）由熔查钟混凝迈土设籍计手庙册可阶知（2旋）斜买截面犬强度涛计算轴②左嘱边截皆面（姑V=朴69秃8K惑N）蛾：配1报0@2蛮50脊箍筋面（四允肢箍含）。V因cs窗惧=7漏02怠kN>逃35搁0K笛N，森可以各部悔分的浩正、拔斜截抢面配度筋均植可列乓表计追算，洋此略猴。统一弱调整短后，树JL鞋-2兼梁的杠配筋孩见图危7-梯46辫。7.勤10引.1涉建筑连措施1.转建筑茎物的键体型恨力求袋简单（1枕）平拆面形坏状简惑单（2情）立湿面体此形变怠化