三層框架結(jié)構(gòu)地基圖 框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探討

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建筑布局設(shè)計(jì)關(guān)系到建筑的使用功能、建筑的質(zhì)量、建筑的外觀布局等多方面的問(wèn)題，因此，在建筑工程設(shè)計(jì)中，布局設(shè)計(jì)務(wù)必要符合相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，更加是框架布局的根基設(shè)計(jì)，涉及到建筑的框架根基的穩(wěn)定性，更需要設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注，文章將就框架布局根基設(shè)計(jì)舉行探討，主要內(nèi)容包括根基的類型及其選型、根基分析模型、條形根基設(shè)計(jì)等主要的片面。

框架布局根基設(shè)計(jì)是建筑框架布局的重要組成片面，在建筑設(shè)計(jì)中有著重要的地位。為了保證設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員需要對(duì)根基的類型有明顯的了解，然后在根據(jù)實(shí)際的需要舉行正確的選型，此外，還需要對(duì)根基舉行適當(dāng)?shù)姆治?，?duì)其中的條形根基設(shè)計(jì)等概括內(nèi)容舉行細(xì)化分析和選擇。

1.根基的類型及其選型

首先，在設(shè)計(jì)時(shí)需要了解根基的主要作用。根基的作用就是要把上部布局的荷載穩(wěn)當(dāng)?shù)貍鬟f給地基。這就意味這根基一方面要得志承載力要求，另一方面要有足夠的剛度，保證其能夠順?biāo)斓恼{(diào)理可能展現(xiàn)的地基不平勻沉降的處境。一般而言，根基都是采用鋼筋混凝土。在多層房屋的框架根基設(shè)計(jì)中，條形根基、十字形根基、獨(dú)立根基、片筏根基、箱形根基和樁根基是常用的形式。前5種根基稱為淺根基，而樁根基屬于深根基。假設(shè)建筑的層數(shù)不多、而且荷載不大，場(chǎng)地土地質(zhì)條件較好時(shí)，多層框架布局也可采用柱下獨(dú)立根基。但是，假設(shè)柱距、荷載較大，或者說(shuō)當(dāng)?shù)鼗休d力不高時(shí)，單個(gè)根基的底面積就會(huì)分外大，此時(shí)可以考慮把單個(gè)根基在一個(gè)方向連成條形，做成柱下條形根基。

與獨(dú)立根基相比，條形根基可以適當(dāng)調(diào)理地基可能產(chǎn)生的不平勻沉降，能夠有效的減輕不平勻沉降對(duì)上部布局造成的危害，這樣一方面保證了確定的底板面積，另一方面就增加了根基的剛度，以及調(diào)理地基不平勻沉降的才能，柱下條形根基常做成肋梁式的。一般來(lái)說(shuō)，在布置時(shí)條形根基的向與承重框架方向是一樣的，也就是說(shuō)對(duì)于橫向框架承重方案，就把條形根基布置在橫向方向，而在縱向布置構(gòu)造連系梁；假設(shè)是縱向框架承重方案，就需在縱向布置條形根基，而在橫向那么布置構(gòu)造連系梁。一般來(lái)說(shuō)，縱橫向框架承重方案，需要在兩個(gè)方向布置條形根基，也就稱為十字形根基。

當(dāng)上部荷載不斷增加的時(shí)候，所要求的底板面積也就會(huì)相應(yīng)的增大，而到確定程度時(shí)，底板會(huì)連成一片，此時(shí)我們就稱為片筏根基。片筏根基有兩種形式，即平板式和梁板式。平板式片筏根基，施工便捷，不過(guò)需要用大量的混凝土；梁板式片筏根基的主要優(yōu)點(diǎn)在于，能夠通過(guò)布置肋梁來(lái)有效的增加根基的剛度，所以能夠減小板的厚度，但是其也有其缺點(diǎn)，譬如說(shuō)施工較為繁雜。

假設(shè)房屋設(shè)有地下室，那在設(shè)計(jì)中可以考慮把地下室底板、側(cè)板和頂板連成整體，同時(shí)根據(jù)需要設(shè)置確定數(shù)量的隔板，以便能夠形成箱形根基。使用箱形根基的主要優(yōu)勢(shì)就在于其剛度大，調(diào)理地基不平勻沉降的才能很強(qiáng)。一般而言，箱形根基主要用于高層建筑。當(dāng)然，務(wù)必要說(shuō)明的是，為了能夠形成整體工作，務(wù)必要設(shè)置箱形根基的隔墻。由于，要是沒(méi)有隔墻，那地下室的底板就只能按一般片筏根基設(shè)計(jì)；頂板按一般樓蓋設(shè)計(jì)；側(cè)板那么按承受土壓力的板設(shè)計(jì)。

選中用片筏根基后地基的承載力和變形仍達(dá)不到要求時(shí)，就需要考慮采用樁根基把上部荷載傳至較深的持力層。高層建筑的主要根基形式是樁根基，有時(shí)也會(huì)結(jié)合地下室，往往采用樁一箱復(fù)合根基的形式。在正常處境下，淺根基的工程造價(jià)比深根基低，但假使持力層較深，那為了裁減挖土量，使用樁根基或是更為經(jīng)濟(jì)。

在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，根基類型的選擇，需要舉行綜合的考慮，包括考慮場(chǎng)地土的工程地質(zhì)處境、上部布局對(duì)地基不平勻沉降的敏感程度、上部糾陶荷載的大小以及現(xiàn)場(chǎng)施工條件等因素。假設(shè)是大型工程，那在設(shè)計(jì)時(shí)就需要舉行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比，在舉行綜合考慮后在選定。

2.根基分析模型

由于上部布局、根基和地基其實(shí)是一個(gè)整體，在整個(gè)布局中是共同作用的，所以較為夢(mèng)想的方法就是把三者作為一個(gè)整體舉行分析。然而工程中往往采用簡(jiǎn)化分析模型，把上部布局與地基根基分開分析，這主要為了減輕計(jì)算工作量。一般來(lái)說(shuō)，任意一種分析模型都需要得志上部布局與根基、根基與地基之間的力的平衡和變形協(xié)調(diào)條件。根基主要是受上部布局傳來(lái)的荷載以及地基反力的作用。通過(guò)上部布局內(nèi)力分析可以得到前者；而后者需要運(yùn)用到地基模型。

2.1地基模型

地基模型主要是對(duì)地基沉降與基底壓力之間關(guān)系的描述。地基的模型的種類好多，最簡(jiǎn)樸、使用最廣泛的地基模型是文克勒模型。這種模型是通過(guò)假定地基上某一點(diǎn)所受到的壓強(qiáng)與該點(diǎn)的地基沉降成正比，把其比例系數(shù)稱為基床系數(shù)。這種模型主要是認(rèn)為，任意一點(diǎn)的沉降只是和該點(diǎn)受到的壓強(qiáng)有關(guān)，和其它點(diǎn)的壓強(qiáng)沒(méi)有關(guān)系，實(shí)質(zhì)上其是疏忽了地基土的剪應(yīng)力。這就使得地基相當(dāng)于是由一根根單獨(dú)的彈簧組成，所以這一模型也會(huì)被稱為彈簧地基模型。

由于這種模型疏忽了剪應(yīng)力的存在，所以假設(shè)根據(jù)該模型地基中的附加應(yīng)力，是十足不成能向四周分散分布的，也就不會(huì)展現(xiàn)基地以外的地表發(fā)生沉降的處境，這鮮明不太符合實(shí)際處境。然而由于這種模型簡(jiǎn)樸，所以現(xiàn)在仍被廣泛地使用。假設(shè)厚度不超過(guò)根基寬度一半的薄壓縮層地基，那就可以選擇這種模型。

半空間地基模型另一種較為常用的地基模型。這種模型把地基假定為半無(wú)限空間勻質(zhì)彈性體，地基上的任意一點(diǎn)的沉降都與整個(gè)基底反力的分布有關(guān)。盡管彈性半空間模型留神到了應(yīng)力和變形的分散，單身其計(jì)算所得的沉降量和地表的沉降范圍，往往會(huì)超過(guò)實(shí)測(cè)結(jié)果。通常我們會(huì)認(rèn)為這是由于實(shí)際地基的壓縮層厚度都是有限的理由造成的。另外，就算是同種土層組成的地基，其力學(xué)指標(biāo)也是隨深度變化的，并不會(huì)是勻質(zhì)體。

壓縮層地基模型假定地基沉降等于壓縮層范圍內(nèi)，各計(jì)算分層在完全側(cè)限條件下的壓縮量之和。這種模型可以很好的反映地基土分散應(yīng)力和變形才能，而且也充分的考慮了土層沿深度和平面上的變化以及非勻質(zhì)性。不過(guò)，由于它只能計(jì)及土的壓縮變形，所以也是沒(méi)有手段考慮地基反力的塑性重分布。所以，為了更進(jìn)一步了解實(shí)際地基反力與沉降的關(guān)系，一些典型工程會(huì)通過(guò)舉行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的前提下，提出基底反力的閱歷計(jì)算公式。

3.條形根基設(shè)計(jì)

在條形根基設(shè)計(jì)中，首先要舉行的是條形根基的內(nèi)力分析，這也是設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。

3.1確定基底反力和根基底面尺寸

根據(jù)文克勒地基模型，再加上剛性根基假定，我們可以急速的推出基底反力為線性分布。假設(shè)設(shè)條形根基的長(zhǎng)為L(zhǎng)，寬為B，那按照根基的平衡條件，可以得到基底反力的最大值和最小值為：

3.2靜力法

由于沿長(zhǎng)度方向等截面的根基梁，它的自重和覆土重，一般不會(huì)在梁內(nèi)造成彎矩和剪力，所以在舉行根基內(nèi)力分析時(shí)，基底反力采用通常是不包括根基自重和覆土重的凈反力的。在基底凈反力和柱子傳來(lái)的豎向力、力矩作用下，根基梁的任一截面的彎矩和剪力都可以通過(guò)理論力學(xué)中的截面法求出。通常會(huì)選取若干個(gè)截面舉行計(jì)算，然后繪制彎矩圖、剪力。

3.3倒梁法

倒梁法主要是把根基梁作為以柱子為鉸支座的連續(xù)梁，通過(guò)布局力學(xué)中力法、位移法或彎矩調(diào)配法可以切實(shí)的計(jì)算出來(lái)。但是，我們要留神的是用倒梁法計(jì)算所得的支座反力，往往不會(huì)等于上部柱子傳來(lái)的豎向荷載。也就是說(shuō)在上部布局與根基之間，不得志力的平衡條件，計(jì)算的結(jié)果就需要舉行調(diào)整。而在實(shí)用中，利用調(diào)整局部基底反力可以完全消釋這種差異。首先可以把支座反力與軸力間的差值平勻分布在相應(yīng)支座兩側(cè)各1／3跨度范圍內(nèi)，當(dāng)成基底反力的調(diào)整值，接著再舉行一次連續(xù)梁分析。假使