柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)講解

獨(dú)立基礎(chǔ)的概念

一、獨(dú)立基礎(chǔ)的概念

當(dāng)建筑物上部結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)或單層排架結(jié)構(gòu)承重時(shí)，基礎(chǔ)常采用方行或矩形的獨(dú)立式基礎(chǔ)，這類基礎(chǔ)稱為獨(dú)立式基礎(chǔ).也稱單獨(dú)基礎(chǔ)，是整個(gè)或局部結(jié)構(gòu)物下的無筋或配筋基礎(chǔ).一般是指結(jié)構(gòu)柱基，高煙囪，水塔基礎(chǔ)等的形式

。當(dāng)前1頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容二、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.基礎(chǔ)分類：

基礎(chǔ)的主要受力取自柱在基頂?shù)慕孛姊蟆蟮牟焕麅?nèi)力組。如圖所示，若基底土反力均布，則稱為軸壓基礎(chǔ)，否則稱為偏壓基礎(chǔ)。當(dāng)前2頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容2.柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有四項(xiàng)：

（1）按地基承載力確定基礎(chǔ)底面面積，以防止基礎(chǔ)底板面積過小，基底應(yīng)力超過地基承載力造成地基破壞；（2）按基礎(chǔ)沖切承載力確定基礎(chǔ)高度，以防止基礎(chǔ)高度不足，發(fā)生沿柱周邊與基底連線約呈45°方向的沖切面的拉開破壞；（3）按基礎(chǔ)受彎承載力確定底板上的雙向受力鋼筋，以防止擴(kuò)展式基礎(chǔ)因底板雙向懸挑受力，造成控制截面的彎曲破壞；（4）基礎(chǔ)構(gòu)造處理，以防止發(fā)生其他問題。當(dāng)前3頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容3.柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要計(jì)算過程：

3.1.地基承載力計(jì)算

3.1.1軸心受壓基礎(chǔ)設(shè)基底面積為A、反力為P，則設(shè)計(jì)應(yīng)滿足公式：—修正后的地基承載力設(shè)計(jì)值，按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的相應(yīng)規(guī)定計(jì)算用；—基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上土重的重力設(shè)計(jì)值；設(shè)基礎(chǔ)埋深d，近似取基礎(chǔ)及上覆土重力密度平均值。當(dāng)前4頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

則，代入上式可得：求得后，只要選定基底的一個(gè)邊長(zhǎng)，則可求知另一邊長(zhǎng)。當(dāng)前5頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3.1.2偏心受壓基礎(chǔ)基礎(chǔ)邊緣的最大和最小反力為：—作用于基礎(chǔ)底面形心處力矩設(shè)計(jì)值；—與對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)底面的抵抗矩，取代入上式則:當(dāng)前6頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容計(jì)算知：當(dāng)e＜b/6時(shí)，pmin＞0，說明此時(shí)基底土反力呈梯形分布；當(dāng)e=b/6時(shí)，pmin=0，此時(shí)基底土反力呈全三角形分布；當(dāng)e＞b/6時(shí)，pmin

＜0，說明此時(shí)基底面積與土部分脫離，土反力呈部分三角形分布，此時(shí)pmax計(jì)算如下：設(shè)土反力分布長(zhǎng)度為3a，則合力作用點(diǎn)距基礎(chǔ)近邊為a，且當(dāng)前7頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容所以:偏壓基礎(chǔ)基底面積的應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)條件公式為：當(dāng)前8頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容考慮到Pmax僅發(fā)生在基礎(chǔ)邊緣，為節(jié)省，式中將地基承載力的設(shè)計(jì)值提高20%是可行的。工程設(shè)計(jì)一般采用試算法，即先假設(shè)基底面積：定出面積尺寸，然后驗(yàn)算是否滿足兩個(gè)條件公式，若不滿足，則按估計(jì)加大尺寸后再算，直到滿足為止。當(dāng)前9頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3.2.基礎(chǔ)沖切承載力計(jì)算計(jì)算是在按構(gòu)造要求確定出初步的基礎(chǔ)高度后進(jìn)行的。3.2.1基底凈反力的概念

使基礎(chǔ)構(gòu)件產(chǎn)生沖切效果的基底應(yīng)力稱為基底凈反力，用Pj表示。對(duì)于軸壓基礎(chǔ)：對(duì)于偏壓基礎(chǔ):當(dāng)前10頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容基礎(chǔ)沖切承載力計(jì)算對(duì)最常見的矩形截面柱下的矩形基礎(chǔ)，應(yīng)分別驗(yàn)算柱與基礎(chǔ)交接處和基礎(chǔ)變階處的沖切承載力，見下頁圖。為簡(jiǎn)便起見，驗(yàn)算時(shí)取一個(gè)最不利沖切破壞錐面即可，只要該面不壞，則其他錐面也不會(huì)破壞。另外，對(duì)于沖切破壞錐面大于基礎(chǔ)底面積的情形，沖切破壞永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生，故不必驗(yàn)算。當(dāng)前11頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容沖切破壞面當(dāng)前12頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容式中:沖切荷載計(jì)算長(zhǎng)度―受沖切承載力截面高度影響系數(shù)當(dāng)前13頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容當(dāng)前14頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容對(duì)于矩形柱下矩形基礎(chǔ)，由圖不難看出：當(dāng)基底寬度小于四棱臺(tái)底面寬度時(shí)，則：當(dāng)前15頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3.3基礎(chǔ)受彎承載力計(jì)算在基底凈反力作用下，柱下單獨(dú)基礎(chǔ)可視為雙向挑出并固定于柱周邊的懸臂板，為分析方便，將基礎(chǔ)倒置，視底板為四邊懸挑的變截面懸臂板，按對(duì)角線，把基礎(chǔ)底板分成四塊梯形面積，近似把每塊面積上的合力視為作用在該懸臂方向的荷載，當(dāng)為階形基礎(chǔ)時(shí)，還應(yīng)再取變階截面為配筋控制截面計(jì)算。當(dāng)前16頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容一種近似的計(jì)算辦法是：沿長(zhǎng)邊取彎矩控制截面Ⅰ-Ⅰ，利用：控制彎矩=合力×合力作用點(diǎn)到控制截面的距離，可得：當(dāng)前17頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容式中：b—矩形基礎(chǔ)長(zhǎng)邊；

L—矩形基礎(chǔ)短邊；

hc—柱截面或變階截面長(zhǎng)邊；

bc—柱截面或變階截面短邊；對(duì)于偏壓基礎(chǔ)：偏壓方向時(shí)垂直偏壓方向時(shí)當(dāng)前18頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3.4基礎(chǔ)構(gòu)造規(guī)定詳見相關(guān)規(guī)范.當(dāng)前19頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例三、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例

上部結(jié)構(gòu)參見“標(biāo)準(zhǔn)化鐵塔DGT(B)-30-0.45”，地質(zhì)參數(shù)依據(jù)XXXXX勘察院2009年2月提供的《XXXXXX移動(dòng)基站巖土工程勘察報(bào)告》。當(dāng)前20頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)前21頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)前22頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)前23頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)前24頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)前25頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)前26頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)前27頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)前28頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)前29頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)前30頁，總共36頁。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例當(dāng)