阶的有效高度便可2. 2. 基础底板内力计算与配筋基础底板内力计算与配筋基础底板内力计算与配筋基础底板内力计算与配筋简化模型:将单独基础简化模型:将单独基础的底板看作为固定在柱的底板看作为固定在柱子四周的悬臂板子四周的悬臂板简化计算:近似将地基简化计算:近似将地基反力按对角线划分,沿反力按对角线划分,沿基础长宽方向的弯矩等基础长宽方向的弯矩等于梯形基础底面上的静于梯形基础底面上的静反力产生的力矩反力产生的力矩纵向和横向两个方向的验算截面弯矩纵向和横向两个方向的验算截面弯矩纵向和横向两个方向的验算截面弯矩纵向和横向两个方向的验算截面弯矩适用条件:适用条件:适用条件:适用条件: b/h b/h≤≤≤≤2525,偏心距,偏心距,偏心距,偏心距e e≤≤≤≤b/6b/6,单向偏心,单向偏心,单向偏心,单向偏心底板长边方向和短边方向的受力钢筋面积底板长边方向和短边方向的受力钢筋面积柱下钢筋砼单独基础,除应满足墙下钢筋砼条柱下钢筋砼单独基础,除应满足墙下钢筋砼条形基础的要求外,尚应满足其它一些要求形基础的要求外,尚应满足其它一些要求二、二、 构造要求构造要求1.满足满足墙下钢筋砼条形基础的一般要求墙下钢筋砼条形基础的一般要求2.长边与短边的比值长边与短边的比值l/b取取1-1.5 3.基础高度根据总高度设计基础高度根据总高度设计 H ≤≤ 500mm 仅设一阶仅设一阶 500900分三阶分三阶4.基础边缘高度基础边缘高度200 ≤≤ h≤≤500mm,,i ≤≤ 35°,,t=50mm5.当基础宽度当基础宽度B≥2.5m≥2.5m,底板钢筋长度为,底板钢筋长度为0.9B0.9B底板钢筋直径不宜小于底板钢筋直径不宜小于10mm,,间距不宜大于间距不宜大于200mm,,也不宜小于也不宜小于100mm。
边长超过边长超过2.5m,,钢筋长钢筋长可取可取0.9B,交错布置交错布置5.当基础宽度当基础宽度B≥2.5m≥2.5m,底板钢筋长度为,底板钢筋长度为0.9B0.9B§3.5 柱下条形基础柱下条形基础 一、受力特征一、受力特征1. 横向受力按墙下条基考虑横向受力按墙下条基考虑2. 纵向受力由基础梁承担纵向受力由基础梁承担 (一)直线分布法(一)直线分布法1.静定分析法静定分析法 适用条件:上部为柔性基础,且基础本身刚度较大适用条件:上部为柔性基础,且基础本身刚度较大 的条形基础的条形基础2.倒梁法倒梁法 适用条件:上部结构刚度很大,各柱之间沉降差异适用条件:上部结构刚度很大,各柱之间沉降差异 很小的情况很小的情况二、纵向内力计算二、纵向内力计算 1 1、静力平衡法、静力平衡法 基本思路:按基底反力的直线分布假设和整体静力基本思路:按基底反力的直线分布假设和整体静力基本思路:按基底反力的直线分布假设和整体静力基本思路:按基底反力的直线分布假设和整体静力平衡条件求出基底净反力,并将其与柱荷载一起作平衡条件求出基底净反力,并将其与柱荷载一起作平衡条件求出基底净反力,并将其与柱荷载一起作平衡条件求出基底净反力,并将其与柱荷载一起作用于基础梁上,然后按一般静定梁的内力分析方法用于基础梁上,然后按一般静定梁的内力分析方法用于基础梁上,然后按一般静定梁的内力分析方法用于基础梁上,然后按一般静定梁的内力分析方法计算各截面的弯矩和剪力。
计算各截面的弯矩和剪力计算各截面的弯矩和剪力计算各截面的弯矩和剪力 静力平衡法示意图 静力平衡法适用静力平衡法适用 条基上各柱荷载及间距不同、柱距较小、基础梁条基上各柱荷载及间距不同、柱距较小、基础梁较短、上部结构和基础梁刚度大、地基均匀;较短、上部结构和基础梁刚度大、地基均匀; 基础梁上柱子合力作用点与基础梁形心重合基础梁上柱子合力作用点与基础梁形心重合2、倒梁法、倒梁法 基本思路:以柱脚为条形基础的固定铰支座,将基本思路:以柱脚为条形基础的固定铰支座,将基本思路:以柱脚为条形基础的固定铰支座,将基本思路:以柱脚为条形基础的固定铰支座,将基础梁视作倒置的多跨连续梁,以地基净反力及基础梁视作倒置的多跨连续梁,以地基净反力及基础梁视作倒置的多跨连续梁,以地基净反力及基础梁视作倒置的多跨连续梁,以地基净反力及柱脚处的弯矩当作基础梁的荷载,用弯矩分配法柱脚处的弯矩当作基础梁的荷载,用弯矩分配法柱脚处的弯矩当作基础梁的荷载,用弯矩分配法柱脚处的弯矩当作基础梁的荷载,用弯矩分配法或弯矩系数法来计算内力或弯矩系数法来计算内力或弯矩系数法来计算内力或弯矩系数法来计算内力。
l悬臂端净反力作用下的弯矩由悬臂端承担,不传递悬臂端净反力作用下的弯矩由悬臂端承担,不传递悬臂端净反力作用下的弯矩由悬臂端承担,不传递悬臂端净反力作用下的弯矩由悬臂端承担,不传递到其他支座,其他跨按连续梁系数法计算到其他支座,其他跨按连续梁系数法计算到其他支座,其他跨按连续梁系数法计算到其他支座,其他跨按连续梁系数法计算l悬臂端弯矩对其他跨有影响,传递到其他支座,传悬臂端弯矩对其他跨有影响,传递到其他支座,传悬臂端弯矩对其他跨有影响,传递到其他支座,传悬臂端弯矩对其他跨有影响,传递到其他支座,传递到其他支座及跨中弯矩其他跨用连续梁系数法递到其他支座及跨中弯矩其他跨用连续梁系数法递到其他支座及跨中弯矩其他跨用连续梁系数法递到其他支座及跨中弯矩其他跨用连续梁系数法求出各个支座的弯矩及跨中弯矩,然后叠加求出各个支座的弯矩及跨中弯矩,然后叠加求出各个支座的弯矩及跨中弯矩,然后叠加求出各个支座的弯矩及跨中弯矩,然后叠加倒梁法的计算步骤倒梁法的计算步骤(二)弹性地基梁法(二)弹性地基梁法 1.基床系数法基床系数法 以文克勒地基模型为基础,假定地基每单位面积上所以文克勒地基模型为基础,假定地基每单位面积上所受的压力与其相应的沉降量成正比,而地基是由许多受的压力与其相应的沉降量成正比,而地基是由许多互不联系的弹簧组成,某点的地基沉降仅有该点上作互不联系的弹簧组成,某点的地基沉降仅有该点上作用的荷载产生。
用的荷载产生 采用采用——解析法解析法2.半无限弹性法半无限弹性法 假定地基为半无限弹性体,将柱下条形基础看作放在假定地基为半无限弹性体,将柱下条形基础看作放在半无限弹性体表面的梁,而基础梁在荷载作用下,满半无限弹性体表面的梁,而基础梁在荷载作用下,满足一般的挠曲微分方程足一般的挠曲微分方程 采用采用——有限单元法等数值法有限单元法等数值法二、纵向内力计算二、纵向内力计算1 1、弹性地基梁的解析法、弹性地基梁的解析法 基本假定基本假定 文文克克勒勒地地基基模模型型假假定定地地基基上上任任一一点点所所受受的的压压力力强强度度p p与与该该点的地基沉降点的地基沉降s s成正比,即:成正比,即:文克尔地基模型文克尔地基模型文克尔地基模型文克尔地基模型挠曲微分方程及其通解挠曲微分方程及其通解弹性地基梁受力弹性地基梁受力弹性地基梁受力弹性地基梁受力计算简图计算简图计算简图计算简图根据截面剪力与弯矩的关系根据截面剪力与弯矩的关系根据截面剪力与弯矩的关系根据截面剪力与弯矩的关系梁的挠曲方程梁的挠曲方程梁的挠曲方程梁的挠曲方程当当q=0q=0可写成可写成 ----柔性指数,柔性指数,l l为梁的长度为梁的长度1)) 无限长梁解无限长梁解 (1)无限长梁受集中荷载(向下为正)无限长梁受集中荷载(向下为正)对于梁的左半部对于梁的左半部(X<0)挠度挠度ω、弯矩、弯矩M和地基反力和地基反力——关于原点关于原点O对称对称转角转角θ、剪力、剪力Q——关于原点关于原点O反对称反对称(2)无限长梁受力偶作用(顺时针方向为正)无限长梁受力偶作用(顺时针方向为正)对于梁的左半部对于梁的左半部(X<0)挠度挠度ω、弯矩、弯矩M——关于原点关于原点O反对称反对称转角转角θ、剪力、剪力Q——关于原点关于原点O对称对称2 2)))) 半无限长梁解半无限长梁解半无限长梁解半无限长梁解3)) 有限长梁解有限长梁解①①①①解析解解析解解析解解析解②②②②叠加法叠加法叠加法叠加法1.1.求荷载合力重心位置求荷载合力重心位置2.2.基础梁的长度和悬臂尺寸基础梁的长度和悬臂尺寸3.3.确定底板宽度确定底板宽度4.4.确定翼板厚度及横向钢筋的配筋确定翼板厚度及横向钢筋的配筋5.5.基础梁的纵向内力计算与配筋基础梁的纵向内力计算与配筋三、设计计算步骤三、设计计算步骤1.1.求荷载合力重心位置求荷载合力重心位置2.2.基础梁的长度和悬臂尺寸基础梁的长度和悬臂尺寸1.1.基础梁高取柱距的基础梁高取柱距的1/41/4—1/81/82.2.翼板厚度不宜小于翼板厚度不宜小于200mm200mm3.3.延伸长度延伸长度a1=0.25-0.30L1a1=0.25-0.30L14.4.配筋配筋 (1) (1)主筋:最小配筋率主筋:最小配筋率0.2%0.2% 保证保证2-42-4根通长配筋,且根通长配筋,且≥≥1/3As1/3As (2) (2)箍筋:封闭直径箍筋:封闭直径≥≥φφ8 8 基础梁宽基础梁宽≤≤350mm350mm,,2 2肢筋肢筋 当基础梁宽当基础梁宽350-800mm350-800mm,,4 4肢筋肢筋 当基础梁宽当基础梁宽>800mm>800mm,,6 6肢筋肢筋四、构造要求四、构造要求4.4.配筋配筋(1)(1)梁内纵向受力钢筋:梁内纵向受力钢筋:((正截面承载力计算正截面承载力计算)) 保证保证2-42-4根通长配筋,且根通长配筋,且≥≥1/3As1/3As (2)(2)梁内侧向配筋:梁内侧向配筋: 梁高梁高>700mm>700mm,肋梁两侧,直径,肋梁两侧,直径≥≥φφ1414,,间距间距≤≤200 并用并用φφ8@4008@400的的S S形构造箍筋固定形构造箍筋固定(3)(3)箍筋:箍筋:((斜截面承载力计算)斜截面承载力计算) 采用封闭式箍筋,直径采用封闭式箍筋,直径≥≥φφ8 8 当肋梁宽当肋梁宽≤≤350mm350mm,双肢筋;当肋梁宽,双肢筋;当肋梁宽350-800mm350-800mm,, 四肢筋;当肋梁宽四肢筋;当肋梁宽>800mm>800mm,六肢筋,六肢筋(4)(4)底板配筋:墙下条形基础底板配筋:墙下条形基础 ①①底板受力钢筋直径底板受力钢筋直径≥≥φφ10,间距,间距100-200 ②②分布筋直径分布筋直径≥≥φφ8,间距,间距≤≤300 当上部结构荷载较大而地基承载力又较低时,为了扩大基当上部结构荷载较大而地基承载力又较低时,为了扩大基础的底面积和增强基础的刚性,常采用纵向、横向条形础的底面积和增强基础的刚性,常采用纵向、横向条形基础组成的十字交叉条形基础基础组成的十字交叉条形基础§3.6 十字交叉基础十字交叉基础一、节点荷载的初步分配一、节点荷载的初步分配 1. 节点荷载的分配原则节点荷载的分配原则2. 节点荷载的分配方法节点荷载的分配方法(1) 内柱结点内柱结点(2) 边柱结点边柱结点(3) 角柱结点角柱结点二、节点荷载的调整二、节点荷载的调整1.计算调整前得地基平均反力计算调整前得地基平均反力2.2. 地基反力增量地基反力增量3. x和和y方向分配荷载增量方向分配荷载增量4. 调整后的分配荷载调整后的分配荷载柱下钢筋混凝土筏板基础柱下钢筋混凝土筏板基础加大底面积,减小附加应力加大底面积,减小附加应力压缩层厚度增大压缩层厚度增大(深厚软土)(深厚软土)§3.7 筏形基础筏形基础等厚、局部加厚、变厚度等厚、局部加厚、变厚度(适合复杂柱网、刚度大、受力均匀,(适合复杂柱网、刚度大、受力均匀,钢筋布置简单、降水支护费用低、施工容易)钢筋布置简单、降水支护费用低、施工容易)连续双向板(刚度大,构成格子,容易降水;连续双向板(刚度大,构成格子,容易降水; 适合柱网规则、受力不均、降水支护费用高、施工难度大)适合柱网规则、受力不均、降水支护费用高、施工难度大)一、地基承载力验算一、地基承载力验算二、筏板的内力计算二、筏板的内力计算1 1 1 1、、、、刚刚刚刚性法性法性法性法 上部上部结结构构刚刚度很大,地基土度很大,地基土层层均匀,持力均匀,持力层层Es≤4MPaEs≤4MPa,, 板厚板厚≥1/6≥1/6墙间墙间距离,可距离,可认为认为基底反力成直基底反力成直线线或平面分布或平面分布2 2 2 2、、、、弹弹弹弹性地基基床系数法(有限性地基基床系数法(有限性地基基床系数法(有限性地基基床系数法(有限单单单单元法)元法)元法)元法) 当上部当上部结结构构刚刚度与筏板基度与筏板基础刚础刚度都度都较较小小时时,,应应考考虑虑地基基地基基 础础共同作用的影响,共同作用的影响, 将筏板看成将筏板看成弹弹性地基上的薄板,采用数性地基上的薄板,采用数值值方法方法计计算其内力算其内力1 1 1 1、、、、刚刚刚刚性法性法性法性法(1)(1)(1)(1)倒楼盖法倒楼盖法倒楼盖法倒楼盖法 将筏板作将筏板作为为楼盖,地基楼盖,地基净净反力作反力作为为荷荷载载,, 底板按底板按连续单连续单向板或双向板向板或双向板计计算算1 1 1 1、、、、刚刚刚刚性法性法性法性法(2)(2)(2)(2)刚性板条法刚性板条法刚性板条法刚性板条法 将筏板基将筏板基础础在在x x、、y y方向从跨中到跨中分成若干条方向从跨中到跨中分成若干条带带,, 而后取出每一条而后取出每一条带进带进行分析行分析 三、截面强度验算与配筋验算三、截面强度验算与配筋验算《《混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范》》(GB50010-2010)(GB50010-2010)1.1.抗剪与抗冲切强度验算方法确定筏板厚度抗剪与抗冲切强度验算方法确定筏板厚度2.2.抗弯强度验算确定筏板的纵向和横向配筋抗弯强度验算确定筏板的纵向和横向配筋四、筏板基础的构造与基本要求四、筏板基础的构造与基本要求1.1.尽可能使尽可能使荷载合力点位置与筏基底面形心荷载合力点位置与筏基底面形心相重合相重合2.2.平板式筏基的厚度不宜小于平板式筏基的厚度不宜小于200mm200mm;;3.3.筏板筏板配筋率一般在配筋率一般在0.5-1.0%0.5-1.0%;;4.4.不埋式筏板的四周必须设置边梁;不埋式筏板的四周必须设置边梁;5.5.混凝土等级混凝土等级C20C20。
由顶顶顶顶板板板板、、、、底底底底板板板板、、、、外外外外墙墙墙墙和和和和内内内内墙墙墙墙组成的空间整体结构,一般由钢 筋混凝土建造,空间部分可结合建筑使用功能设计成地地地地下下下下室室室室\ \ \ \人人人人防防防防\ \ \ \抗抗抗抗震震震震,是多层和高层建筑中广泛采用的一种基础形式§3.8 箱形基础箱形基础 内外墙布置内外墙布置箱基高度箱基高度箱基的埋置深度箱基的埋置深度板、墙厚度板、墙厚度墙体配筋墙体配筋混凝土等级:混凝土等级:不应低于不应低于C20C20,抗渗等级不应小于,抗渗等级不应小于0.6Mpa0.6Mpa箱型基础的构造要求箱型基础的构造要求1.箱箱型型基基础础的的平平面面尺尺寸寸应应根根据据地地基基强强度度、、上上部部结结构构的布局和荷载分布等条件确定的布局和荷载分布等条件确定 偏心距偏心距偏心距偏心距e e e e宜符合宜符合宜符合宜符合 W: :基础底面偏心一侧抵抗矩基础底面偏心一侧抵抗矩A: A: 基础底面积基础底面积2.2.箱形基础的高度箱形基础的高度( (底板底面到顶面外包尺寸底板底面到顶面外包尺寸) ) 应满足结构强度、结构刚度和使用要求应满足结构强度、结构刚度和使用要求,一般取建一般取建筑物高度筑物高度1/8~1/12,也不宜小于箱形基础长度的,也不宜小于箱形基础长度的1/8,不宜小于,不宜小于3m。
抗震设防区天然土质地基上的箱形基础,其埋深不抗震设防区天然土质地基上的箱形基础,其埋深不宜小于建筑高度的宜小于建筑高度的1/15;;当桩与箱基底板连接的构造符合规范规定时,桩箱当桩与箱基底板连接的构造符合规范规定时,桩箱基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的高度的1/18<浅基础结构设计>主要内容§3.1 概述概述 §3.2 无筋扩展基础无筋扩展基础§3.3 墙下条形基础墙下条形基础§3.4 柱下独立基础柱下独立基础§3.5 柱下条形基础柱下条形基础 §3.6 十字交叉条形基础十字交叉条形基础 §3.7 筏形基础筏形基础§3.8 箱形基础箱形基础1. 1. 根据地基承载力确定基础所需最小宽度根据地基承载力确定基础所需最小宽度b bminmin§3.2 无筋扩展基础无筋扩展基础2. 2. 根据基础台阶宽高比的允许值确定基础的上限根据基础台阶宽高比的允许值确定基础的上限 宽度宽度b bmaxmax§3.3 墙下条形基础墙下条形基础5. 受受力力钢筋截面面积钢筋截面面积4. 截面弯矩设计值截面弯矩设计值2. 截面剪力设计值截面剪力设计值 3. 基础高度的确定基础高度的确定1. 计算计算地基净反力地基净反力一、偏心荷载作用一、偏心荷载作用5.受受力力钢筋截面面积钢筋截面面积4.截面弯矩设计值截面弯矩设计值2.截面剪力设计值截面剪力设计值 3. 基础高度的确定基础高度的确定1.计算计算地基净反力地基净反力二、轴心荷载作用二、轴心荷载作用§3.4 柱下独立基础柱下独立基础1. 基础高度的确定基础高度的确定2. 纵向和横向两个方向的验算截面弯矩纵向和横向两个方向的验算截面弯矩3.长边方向和短边方向的受力钢筋面积长边方向和短边方向的受力钢筋面积§3.5 柱下条形基础柱下条形基础 一、横向受力按墙下条基考虑一、横向受力按墙下条基考虑二、纵向受力由基础梁承担二、纵向受力由基础梁承担 (一)直线分布法(一)直线分布法 1.静定分析法静定分析法 2.倒梁法倒梁法——悬臂梁悬臂梁(弯矩分配法弯矩分配法)和连续梁和连续梁(弯矩系数法弯矩系数法)(二)弹性地基梁法(二)弹性地基梁法 1.基床系数法基床系数法 (1) 无限长梁解无限长梁解 ①①无限长梁受集中荷载(向下为正)无限长梁受集中荷载(向下为正) ②②无限长梁受力偶作用(顺时针为正)无限长梁受力偶作用(顺时针为正) (2) (2) 半无限长梁解半无限长梁解半无限长梁解半无限长梁解 (3) 有限长梁解有限长梁解 2.半无限弹性法半无限弹性法 当上部结构荷载较大而地基承载力又较低时,为了扩大基当上部结构荷载较大而地基承载力又较低时,为了扩大基础的底面积和增强基础的刚性,常采用纵向、横向条形础的底面积和增强基础的刚性,常采用纵向、横向条形基础组成的十字交叉条形基础基础组成的十字交叉条形基础§3.6 十字交叉基础十字交叉基础§3.7 筏形基础筏形基础一、一、地基承载力验算地基承载力验算二、二、筏板的内力计算筏板的内力计算(一)刚性法(一)刚性法 1. 倒楼盖法倒楼盖法 2. 刚性板条法刚性板条法(二)弹性地基基床系数法(二)弹性地基基床系数法 由顶顶顶顶板板板板、、、、底底底底板板板板、、、、外外外外墙墙墙墙和和和和内内内内墙墙墙墙组成的空间整体结构,一般由钢 筋混凝土建造,空间部分可结合建筑使用功能设计成地地地地下下下下室室室室\ \ \ \人人人人防防防防\ \ \ \抗抗抗抗震震震震,是多层和高层建筑中广泛采用的一种基础形式。
§3.8 箱形基础箱形基础 本章作业题本章作业题P89 — [3-1]、、[3-3]P90 — [3-4]习题习题2。