柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課件

7.8.1地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的概念1基本概念基礎(chǔ)地基較簡單的基礎(chǔ)型式較復(fù)雜的基礎(chǔ)型式基礎(chǔ)地基7.8柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)常規(guī)設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)模型上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：用固定支座代替基礎(chǔ)，假設(shè)支座沒有任何變形，求的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和支座反力?；A(chǔ)設(shè)計(jì)：把支座反力作用于基礎(chǔ)，用材料力學(xué)的方法求得地基反力，再進(jìn)行基礎(chǔ)得內(nèi)力和變形驗(yàn)算。地基驗(yàn)算：把基礎(chǔ)反力作用于地基，驗(yàn)算地基的承載力和沉降。常規(guī)設(shè)計(jì)得結(jié)果：上部底層和邊跨的實(shí)際內(nèi)力大于計(jì)算值，而基礎(chǔ)的實(shí)際內(nèi)力要比計(jì)算值小很多。2相對剛度影響（上部結(jié)構(gòu)+基礎(chǔ)）與地基之間的剛度比結(jié)構(gòu)絕對柔性：結(jié)構(gòu)絕對剛性：結(jié)構(gòu)相對剛性：相對剛度為0，產(chǎn)生整體彎曲，排架結(jié)構(gòu)相對剛度為無窮大，產(chǎn)生局部彎曲，剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)相對剛度為有限值，既產(chǎn)生整體彎曲，又產(chǎn)生局部彎曲砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)(敏感性結(jié)構(gòu))7.8.2柱下剛進(jìn)混凝土條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)地基模型：用以描述地基σ～ε的數(shù)學(xué)模型。下面介紹的地基模型應(yīng)注意其適用條件。7.8.2.1地基模型k—地基基床系數(shù)，表示產(chǎn)生單位變形所需的壓力強(qiáng)度(kN／m3)；p—地基上任—點(diǎn)所受的壓力強(qiáng)度(kPa)；s—p作用位置上的地基變形(m)。注：基床系數(shù)k可根據(jù)不同地基分別采用現(xiàn)場荷載試驗(yàn)、室內(nèi)三軸試驗(yàn)或室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)成果獲得。見下表。1文克爾地基模型基本假定：地基上任一點(diǎn)所受的壓力強(qiáng)度與該點(diǎn)的地基沉陷s成正比，關(guān)系式如下:P=ks適用條件：抗剪強(qiáng)度很低的半液態(tài)土(如淤泥、軟粘土等)地基或塑性區(qū)相對較大土層上的柔性基礎(chǔ);厚度度不超過梁或板的短邊寬度之半的薄壓縮層地基(如薄的破碎巖層)上的柔性基礎(chǔ).地基基床系數(shù)表2半無限彈性體法基本假定：假定地基土半無限彈性體，柱下條形基礎(chǔ)看作時(shí)放在半無限彈性體上的梁，當(dāng)荷載作用與半無限彈性體上時(shí)，某點(diǎn)的沉降不但和該點(diǎn)上的壓力有關(guān)，和該點(diǎn)附近作用的荷載也有關(guān)。特點(diǎn)：考慮了應(yīng)力擴(kuò)散，但擴(kuò)散范圍超出實(shí)際，未考慮地基的非均勻性。適用條件：壓縮層深度較大的一般土層的柔性基礎(chǔ)。要求土的彈性模量和泊松比角準(zhǔn)確。7.8.2.2柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1構(gòu)造要求兩端宜伸出邊柱0.25L1等厚翼板變厚翼板宜為柱距的1/4-1/82）適用條件：地基較均勻，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，荷載分布較均勻，且條形基礎(chǔ)梁的高度大于1/6柱距（設(shè)計(jì)時(shí)盡可能按此設(shè)計(jì)），地基反力按直線分布，條形基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁計(jì)算，此時(shí)邊跨跨中彎距及第一支座的彎距值乘以1.2系數(shù)。補(bǔ)充：倒梁法計(jì)算假定1.將地基凈反力作為基礎(chǔ)梁的荷載，柱子看成鉸支座，基礎(chǔ)梁看成倒置的連續(xù)梁；2.作用在基礎(chǔ)梁上的荷載為直線分布；3.豎向荷載合力作用點(diǎn)必須與基礎(chǔ)梁形心相重合，若不能滿足，兩者偏心距以不超過基礎(chǔ)梁長的3%為宜；4.結(jié)構(gòu)和荷載對稱時(shí)，或合力作用點(diǎn)與基礎(chǔ)形心相重合時(shí)，地基反力為均勻分布；3）計(jì)算步驟：①繪出條形基礎(chǔ)的計(jì)算草圖，包括荷載、尺寸等；ABCDGwNiMiTiXcaia1a2a③確定基礎(chǔ)梁的底面尺寸L,B當(dāng)Xc確定后，按合力作用點(diǎn)與底面心形相重合的原則，可定出基礎(chǔ)的長度L。ABCDGwNiMiTiXcaia1a2a確定后，寬度B按地基承載力fa確定中心受荷：偏心受荷：作用在基礎(chǔ)梁上墻梁自重及墻體重量之和④基礎(chǔ)底板凈反力計(jì)算則有：⑥求基礎(chǔ)梁縱向正截面強(qiáng)度計(jì)算斜截面強(qiáng)度計(jì)算對連續(xù)梁可用彎矩分配法或連續(xù)梁系數(shù)法求解。由于柱下條基一般兩端都有外伸部分，因此，若用連續(xù)梁系數(shù)法，要對懸臂端進(jìn)行處理，現(xiàn)有兩種方法：1）懸臂端在凈反力作用下的彎矩全部由懸臂端承擔(dān)，不再傳給其他支座，其他跨按連續(xù)梁系數(shù)法計(jì)算；2）懸臂端彎矩對其他跨有影響，此彎矩要傳給其他支座，因此，懸臂端用彎矩分配法求出各支座及跨中彎矩，其他跨用連續(xù)梁系數(shù)法求出各支座及跨中彎矩，然后將所得結(jié)果疊加，或全梁用彎矩分配法求出各支座及跨中彎矩。=+注意：按倒梁法求得的梁的支座反力，往往會(huì)不等于柱傳來的豎向荷載（軸力）。此時(shí)，可采用所謂“基底反力局部調(diào)整法”，即：將支座處的不平衡力均勻分布在本支座兩側(cè)各1/3跨度范圍內(nèi)，從而將地基反力調(diào)整為臺(tái)階狀，再按倒梁法計(jì)算出內(nèi)力后與原算得的內(nèi)力疊加。經(jīng)調(diào)整后的不平衡力將明顯減少，一般調(diào)整1～2次即可。據(jù)基礎(chǔ)梁的M圖，對各支座、跨中分別按矩形、T形截面進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；據(jù)V圖，進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算，并應(yīng)滿足構(gòu)造要求?！纠吭嚧_定如下圖所示條形基礎(chǔ)的底面尺寸，并用簡化計(jì)算方法分析內(nèi)力。已知：基礎(chǔ)埋深d=1.5m,地基承載力特征值fa=120Kpa,其余數(shù)據(jù)見圖示。（2）剪力平衡法按靜力平衡條件計(jì)算內(nèi)力：

AB跨內(nèi)最大負(fù)彎距的截面至A點(diǎn)的距離:則：其余各截面的M、V均仿此計(jì)算，結(jié)果見圖7-43c。比較兩種方法的計(jì)算結(jié)果，按剪力平衡法算出的支座彎距較大；按倒梁法算得的跨中彎距較大。倒梁法剪力平衡法【書例7-12】如圖7-44為某柱網(wǎng)布置圖。已知B軸線上邊柱荷載設(shè)計(jì)值中柱初選基礎(chǔ)埋深為1.5m，地基承載力特征值fa=120Kpa，試設(shè)計(jì)B軸線上條形基礎(chǔ)。2、梁的彎矩計(jì)算在對稱荷載作用下，由于基礎(chǔ)底面反力為均勻分布，因此單位長度地基的凈反力為：【解】1、確定基底面積基礎(chǔ)底寬度（綜合荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35）：基礎(chǔ)兩邊各放出：取b=2.50m設(shè)計(jì)?；A(chǔ)梁可看成在均布線荷載qn作用下以柱為支座的五跨等跨度連續(xù)梁。為了計(jì)算方便，可將圖7-45a分解為圖7-45b和圖7-45c兩部分。圖7-45b用力矩分配法計(jì)算，A截面處的固端彎矩為：在圖7-45c的荷載作用下，利用五跨等跨度連續(xù)梁的相應(yīng)彎矩系數(shù)m，可得有關(guān)截面的彎矩：支座B（和B＇）：其余同（略）。將圖7-45b與c的彎矩疊加，即為按倒梁法計(jì)算所得的JL—2梁的彎矩圖[見圖7-45d].3、梁的剪力計(jì)算基礎(chǔ)梁TL—2的剪力圖繪于圖7-45e。

基底寬2500㎜，主助寬500㎜（400+2×50），翼板外挑長度1/2×（2500-500）=1000㎜，翼板外邊緣厚度200㎜，梁助處（相當(dāng)于翼板固定端）翼板厚度300㎜（見圖7-46）。翼板采用C20混凝土，HPB235鋼筋?；變舴戳υO(shè)計(jì)值：4、梁板部分計(jì)算（2）翼板受力筋計(jì)算配12@120(實(shí)際AS=942mm2)。

(1)斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算（按每米長計(jì)）實(shí)際

>113.2㎜，可以。5、肋梁部分計(jì)算肋梁高取寬500㎜。主筋用HRB335鋼筋，C20混凝土。（1）正截面強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)圖7-45d的JL-2梁M圖，對各支座、跨中分別按矩形、T形截面進(jìn)行正截面強(qiáng)度計(jì)算。軸②支座處（M=700KNm）由查混凝土設(shè)計(jì)手冊可知

（2）斜截面強(qiáng)度計(jì)算軸②左邊截面（V=698KN）：

配10@250箍筋（四肢箍）。

Vcs=702kN>350KN，可以各部分的正、斜截面配筋均可列表計(jì)算，此略。統(tǒng)一調(diào)整后，JL-2梁的配筋見圖7-46。7.10.1建筑措施1.建筑物的體型力求簡單（1）平面形狀簡單（2）立面體形變化不宜過大，砌體承重結(jié)構(gòu)房屋高差不宜超過1～2層2、控制建筑物長高比及合理布置縱橫墻7.10減輕不均勻沉降損害的措施3、設(shè)置沉降縫:將建筑劃成若干長高比較小，體形簡單，整體剛度好，結(jié)構(gòu)類型相同，自成沉降體系的獨(dú)立單元。（1）設(shè)置的位置（2）沉降縫的寬度4.控制相鄰建筑物基礎(chǔ)的距離5、調(diào)整建筑物的局部標(biāo)高

7.10減輕不均勻沉