基础工程-柱下条形基础.ppt

1、1,柱下条形基础、筏形基础和箱形基础,2,柱下条形基础、筏形基础和箱形基础,3,连续基础的特点,基础底面大，能承受荷载较大，易满足承载力要求。 可加大建筑整体刚度，减小不均匀沉降，提高抗震性能。 箱基或设置了地下室的筏形基础，以挖去土重量补偿建筑的部分重量。 连续基础可看成是地基上的受弯构件，它挠曲特征、基底反力和截面内力都与地基、基础及上部结构的相对刚度有关。应从三者相互作用观点出发，采用适当的方法进行计算。,4,地基、基础与上部结构相互作用,地基与基础的相互作用 仅考虑基础本身刚度影响时基底反力的分布规律 1）柔性基础 抗弯刚度很小的基础，随着地基变形任意弯曲，不能扩散应力，因此基底反力分

2、布与作用于基础上的荷载分布完全一致。沉降呈碟形，若要使柔性基础的沉降趋于均匀，就必须增大基础边缘的荷载。,5,柔性基础,6,2）刚性基础 抗弯刚度极大，原来是平面的基底，沉降后依然保持平面。, 荷载较小 荷载较大 荷载很大,砂性土地基 粘性土地基,7,基础相对地基刚度影响,基础相对地基的刚度越强，沉降越均匀，但内力增大。 局部软硬变化时，采用连续基础。当地基为岩石或压缩性很低的土层时，优先考虑采用扩展基础。,8,地基非均质的影响,同样荷载在不同地基上，情况不同。 荷载分布不同，地基相同，情况不同,9,10,地基变形对上部结构影响,上部结构刚度：上部结构对基础不均匀沉降抵抗能力称为上部结构刚度。

3、 分为柔性、敏感性、刚性三类。 排架结构、柔性结构：基础沉降不会对结构内力产生大附加应力，围护结构开裂。 砌体结构、框架结构，属敏感结构：基础沉降会引起较大附加内力。 烟囱、水塔、剪力墙、刚性结构：只发生倾斜、不会挠曲。,11,上部结构刚度对基础受力状况影响,绝对刚性上部结构，上部柱可视为铰支座。 完全柔性上部结构，上部不参与工作。 绝大多数建筑介于二者之间。 现在不能定量判断，只能定性判断。 剪力墙体系和筒体结构 刚性 排架 柔性 地基压缩性低 沉降小 考虑三者作用不大，起主导作用是地基。,12,13,地基计算模型,进行地基上梁和板分析时，必须解决基地压力分布和沉降计算问题，它涉及土应力应变

4、关系，表达这种关系模式称为地基模型。 地基模型类别： 线性弹性地基模型 非线性弹性地基模型 弹塑性地基模型,14,文克尔地基模型,文克尔地基模型：假定地基土表面上任一点处的变形与该点所承受的压力成正比，而与其它点上的压力无关： pi=ksi k:地基抗力系数（基床系数），kN/m3,15,1）把地基划分许多竖直土柱，每条土柱可由一根弹簧代替。 2）基底反力图形与竖向位移相似，如刚度大（基础）受荷后基础底面仍保持平面，基底反力图形按直线规律变化。,16,弹性半空间地基模型,假定将地基视为均质的线性变形半空间，用弹性力学求解地基附加应力或位移，地基上任意点沉降与整个基底反力及相邻荷载分布有关。 1

5、）作用集中力p时，距作用点r的表面沉降s为 2）矩形均布荷载作用下，矩形角点沉降为,17,18,即对于整个基础,柔度矩阵,19,优点： 1）能扩散应力和变形，可以反应临近荷载的影响。 2）扩散能力超过地基实际情况。 3）计算沉降量和地表的沉降范围较实测大。 未考虑地基成层性，非均质性，土体应力应变关系的非线性等因素。,20,有限压缩层地基模型,把计算沉降的分层总和法应用于地基上梁和板的分析，地基沉降等于各计算分层在侧限条件下压缩量之和。 第i个棱柱体中第t分层由p引起的竖向附加应力的平均值(取中点),21,22,基础分析方法,不考虑共同作用分析法 将上部结构、基础与地基按静力平衡条件分割成3独

6、立部分求解 考虑基础地基共同作用分析法 基础地基满足变形协调的要求 考虑上部结构基础地基共同作用分析法 三者连接点同时满足静力平衡和变形协调,23,柱下条形基础,24,适用条件： 地基软弱，承载力较低，荷载较大，地基压缩不均匀时。 荷载分布不均匀，有可能有不均匀沉降时。 上部为敏感性建筑。,25,构造要求,柱下条基除满足钢筋混凝土独立基础构造要求外，应满足： 1、采用倒T形截面，由肋梁和翼板组成 2、肋深高度 1/41/8柱矩，并满足受剪要求，当柱荷载加大时可加腋。 3、梁沿纵向取等截面，梁比柱至少宽出50mm。 4、翼板厚度不小于200mm,200250时用等厚度 翼板，250变厚度翼板，其

7、坡度小于等于1:3,26,5、端部外伸长度为跨距的0.25倍。 6、梁顶底纵向受力钢筋除应满足计算要求外，顶部受力钢筋全部贯通，底面通长钢筋面积不少于底面受力钢筋总面积的1/3。（可能出现整体弯曲，内力分析不准）,27,28,29,柱下条形基础的内力计算,倒梁法 文克尔地基上梁的计算 弹性半空间上梁的简化计算,30,倒梁法,假定上部结构为绝对刚性。柱为条形基础的铰支座。按倒置的连续梁计算。 倒梁法适用于上部结构刚度和基础刚度都较大，上部结构荷载分布比较均匀，且地基土层分布和土质比较均匀的情况。,31,文克尔地基上梁的计算,32,挠曲微分方程式,柔度特征值,33,柔度指数,34,35,无限长梁,

8、有限长梁,36,37,链杆法,把连续支承于地基上的梁简化为用有限个链杆支承于地基上的梁。,38,柱下交叉条形基础,1、组成：纵横两个方向柱下条基组成的一种空间结构，柱位于交叉节点处。 2、作用：可以进一步扩大基础底面，利用巨大的空间刚度以调整不均匀沉降。 3、适用于：软弱地基上框架结构，构造同柱下条形基础。 4、计算方法：将基础作为二方向连续梁来对待，把交叉结点处柱荷载分到纵横两方向梁上，按两方向柱下条基计算。,39,40,筏基与箱基,1、用于高层建筑，执行高层建筑箱筏技术规范。 2、承载力验算： 地基计算抗震区执行抗震规范,41,2）高层建筑箱基、筏基深度较大，应将地基回弹再压缩变形考虑在内

9、。,42,3）横向整体倾斜允许沉降和整体倾斜值，根据建筑使用要求，及对相邻建筑造成影响按地区经验确定，但横向整体倾斜的计算值,43,筏形基础,1、构造要求 1）板厚由冲切和受剪承受力确定。平板式筏基的最小板厚不宜小于400mm。当柱荷载较大时，局部加厚，抗冲切箍筋。12层以上，不应小于400mm，板厚与短边板净跨之比不小于1/14,外伸长度不大于1.5m。 2）梁板式 肋梁应满足正截面受弯及斜截面受剪和顶面局压。 3）考虑整体弯曲影响 梁板：支座1/21/3贯通，配筋率0.15，跨中配筋全通 柱下板带和跨中板带的底部钢筋应有1/21/3贯通全跨。配筋率不应小0.15% 4）当筏板厚度大于2000mm时，设置直径不小于12mm、间距不大于300mm 5）高层混凝土强度等级不应低于C30 底板肋梁其抗渗等级不应小于0.6MPa,44,构造要求,45,2、内力计算 1）简化计算法 a.条带法：假定受荷载后基底保持平面 b.倒楼盖法：将地基上筏板简化为倒置楼盖，筏板被基础梁分割为不同条件下的双向板和单向板。 2）弹性地基板法,46,地下室设计施工应注意问题,1、补偿性设计概念 把建筑基础，地下部分做成中空、封闭的形式，被挖取的土重就可以补偿上部结构部分或全部重量。按照上述原