第五章 条形基础.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 条形基础,条形基础的特点、与独立基础的不同点，条形基础的构造及主要计算方法、条基加防水板基础的受力特点及构造等。,本章应把握的主要问题,:,2,条形基础的种类很多。,如砖墙下混凝土刚性基础,柱（混凝土墙）下钢筋混凝土单向条形基础,柱（混凝土墙）下钢筋混凝土双向条形基础（又称为交叉梁基础）。,第五章 条形基础,说明,3,钢筋混凝土条形基础的设计计算，涉及上部结构与地基的共同工作，问题比较复杂，目前尚无统一的设计计算方法。工程设计中通常采用下列三种简化计算方法：,1,）不考虑上部结构参与共同工作，按地基上的梁计算理论来分析；,2,）考虑上部结构刚度影响的简化计算方法；,3,）结合经验的设计计算方法。,本章重点介绍工程中实用的某些简化计算方法。,第五章 条形基础,说明,4,砖墙下混凝土刚性基础,，见本书第四章，此处不再重复。,5,柱下条形基础,一般用于柱网布置比较有规律的结构中，柱下条形基础的设计计算,应满足规范的相关构造要求,，当采用连续梁法计算时，,应符合相关要求,。,6,一般情况下，柱墙下条形基础尤其是,单向条形基础不用作高层建筑基础。,第五章 条形基础,说明,7,单向（或双向）条基加防水板基础,在工程中应用也相当普遍，相比独基加防水板基础的设计，条基加防水板基础相对简单。,当地下室边角部条形基础与独基加防水板基础组合时，应考虑不同基础形式的不同受力特点，问题相对复杂。,本节介绍工程实践中使用的设计方法供参考。,第五章 条形基础,说明,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,本节介绍墙下单向条形基础和双向条形基础的设计规定及设计要点，涉及砖墙和钢筋混凝土墙。,单向条形基础相对简单，双向条形基础相对复杂，宜按弹性地基梁法计算，也可拆分为两个不同方向的单向条形基础设计。,【,要点,】,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,墙下条形基础分为墙下单向条形基础和墙下双向条形基础（图,5.1.1,）。,墙下条形基础受力简单、传力直接；,墙下双向条形基础一般均可拆分为两个单向条形基础计算。,图,5.1.1,墙下条形基础,（,a,）单向条形基础（,b,）双向条形基础,第五章,条形基础,5.1,墙下条形基础,5.2,柱下条形基础,5.3,条基加防水板基础,5.4,工程实例及实例分析,5.5,条形基础的常见设计问题,第五章,条形基础,5.1,墙下条形基础,一、受力特点,二、防水板计算,三、结构设计的相关问题,四、设计建议,五、相关索引,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,一、墙下条形基础的设计要求,1,基础底面面积的确定,墙下条形基础底面面积应根据上部荷载、地基持力层情况按第二章第二节的相关要求综合确定。,2,钢筋混凝土条形基础的最大弯矩截面位置,（“地基规范”第,8.2.7,条）对于墙下条形基础任意截面的弯矩（,图,5.1.2,），可取条基的单位长度（即,l,a,1m,）按式（,4.2.10,）进行计算，其最大弯矩截面的位置，应符合下列规定：,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,一、墙下条形基础的设计要求,2,钢筋混凝土条形基础的最大弯矩截面位置,图,5.1.2,墙下条形基础,（,a,）钢筋混凝土墙下条基 （,b,）砖墙下条基,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,一、墙下条形基础的设计要求,2,钢筋混凝土条形基础的最大弯矩截面位置,1,）钢筋混凝土墙下条形基础，取,（图,5.1.2a,）；,2,）砖墙下条形基础，当放脚宽度不大于,1/4,砖长时，取,（图,5.1.2b,）。,图,5.1.2,墙下条形基础,（,a,）钢筋混凝土墙下条基 （,b,）砖墙下条基,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,3,钢筋混凝土条形基础的最大弯矩及剪力计算（图,5.1.3,）,图,5.1.3,墙下条形基础的计算示意,（,a,）轴向荷载作用下 （,b,）偏心荷载作用下,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,3,钢筋混凝土条形基础的最大弯矩及剪力计算（图,5.1.3,）,1,）轴向荷载作用时（图,5.1.3a,）：,（,1,）最大弯矩按公式（,5.1.1,）计算：,（,5.1.1,）,（,2,）最大剪力按公式（,5.1.2,）计算：,（,5.1.2,）,（,3,）基础的抗剪承载力按公式（,5.1.3,）计算：,（,5.1.3,）,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,3,钢筋混凝土条形基础的最大弯矩及剪力计算（图,5.1.3,）,1,）轴向荷载作用时（图,5.1.3a,）：,扣除基础自重及其上土重后，相应于荷载效应基本组合时基础底面地基反力值，,kPa,（,kN/m,2,）。,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,3,钢筋混凝土条形基础的最大弯矩及剪力计算（图,5.1.3,）,1,）轴向荷载作用时（图,5.1.3a,）：,基础截面高度影响系数,基础的抗剪计算宽度，对条形基础为,1000mm,；,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,3,钢筋混凝土条形基础的最大弯矩及剪力计算（图,5.1.3,）,（,5.1.4,）,（,2,）最大剪力按公式（,5.1.5,）计算：,（,5.1.5,）,2,）偏心荷载作用时（图,5.1.3b,）：,（,1,）最大弯矩按公式（,5.1.4,）计算：,扣除基础自重及其上土重后，相应于荷载效应基本组合时基础底面地基反力的最大值，,kPa,（,kN/m,2,）。,扣除基础自重及其上土重后，相应于荷载效应基本组合时，位于墙边最大弯矩截面处基础底面的地基反力值，,kPa,（,kN/m,2,）。,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,实例,5.1,（,P215,）北京谷泉会议中心工程条形基础设计,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,二、理解与分析,1,砖墙下钢筋混凝土条形基础，一般用于单层或多层的砌体结构房屋。,2,钢筋混凝土墙下条形基础，广泛应用于多层及小高层钢筋混凝土剪力墙结构的房屋中。,3,对砖墙下条形基础的最大弯矩截面位置，规范考虑砖墙与钢筋混凝土两种不同材料的弹性模量差异，,当放脚宽度不大于,1/4,砖长,（注意：此处的砖长为砖墙的块体长度，根据所采用的砖的类型确定）时，基础的悬挑计算长度按增加,1/4,砖长考虑。,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,二、理解与分析,（,1,）为,实现地基反力按直线分布的假定,，条形基础的宽高比要求：,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,三、结构设计的相关问题,1,在墙下条形基础的设计计算中，由于基础及其上部结构的刚度很大，因此，基础底面的地基反力，可按直线分布的假定计算。,2,受替代材料的限制，在限制采用实心粘土砖的地区，多层住宅中采用钢筋混凝土剪力墙结构，是一种不得已而采取的措施。新近颁布的,混凝土异形柱结构技术规程,JGJ149-2006,有益于丰富多层建筑的结构选型。,3,对砖墙下条形基础，规范未明确当墙下放脚宽度大于砖长,1/4,时的条基最大弯矩截面位置,。,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,1,墙下双向条形基础可拆分为两个方向的单向条形基础分别计算，计算时应特别注意,条形基础相交部位基础底面面积的重叠问题,，确保结构安全。,2,应特别注意对,墙体洞口部位的条形基础梁进行验算,，一般可不考虑洞口上部过梁的有利影响（即全部荷载由基础梁承担），当必须考虑洞口上部过梁的有利影响时，可按下列公式计算：,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,2,应特别注意对墙体洞口部位的条形基础梁进行验算，一般可不考虑洞口上部过梁的有利影响（即全部荷载由基础梁承担），当必须考虑洞口上部过梁的有利影响时，可按下列公式计算：,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,（,1,）洞口上部过梁、下部基础梁的受剪截面要求：,（,5.1.6,）,（,5.1.7,）,（,5.1.8,）,（,5.1.9,）,（,5.1.10,）,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,（,1,）洞口上部过梁、下部基础梁的受剪截面要求：,洞口上部过梁、下部基础梁的剪力设计值；,洞口上部过梁、下部基础梁的有效截面面积，可取图,5.1.4a,及图,5.1.4b,的阴影部分计算，并取较大值（当条形基础顶面有坡时，图,5.1.4b,的,A2,应按实际梯形截面面积确定）。,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,（,1,）洞口上部过梁、下部基础梁的受剪截面要求：,洞口中点处（即洞口净宽,ln,的,1/2,处）的剪力设计值；,作用在洞口上部过梁、下部基础梁上的均布荷载设计值；,洞口的净宽；,剪力分配系数；,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,（,2,）洞口上部过梁、下部基础梁的抗剪箍筋配置：,根据已计算出的,V,1,、,V,2,，按混凝土规范第,7.5.4,条的要求，分别计算出洞口上部过梁、下部基础梁的抗剪箍筋。,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,（,3,）洞口上部过梁、下部基础梁的弯矩设计值，按下列公式计算：,（,5.1.11,）,（,5.1.12,）,洞口上部过梁、下部基础梁的弯矩设计值。,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,（,4,）洞口上部过梁、下部基础梁的抗弯钢筋配置：,根据已计算出的,M1,、,M2,，可按公式（,4.2.21,）分别计算出洞口上部过梁、下部基础梁的纵向钢筋。,第一节 墙下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,3,对砖墙下条形基础，墙下放脚宽度一般不宜大于砖长,1/4,，当墙下放脚宽度大于砖长,1/4,时，可取条基最大弯矩截面位置为墙边缘，即取：,第五章,条形基础,5.2,柱下条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,二、理解与分析,三、结构设计的相关问题,四、设计建议,五、相关索引,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,柱下交叉梁式基础,连梁式交叉梁式基础,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,墙下钢筋混凝土扩展基础,a),无肋的,b),有肋的,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,加腋梁与现浇柱交叉处的做法,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,本节介绍柱下条形基础的设计规定及设计要点，涉及柱下,单向条形基础计算的连续梁法和交叉条形基础的刚度分配法,。,柱下条形基础一般应采用,弹性地基梁法,计算。,【,要点,】,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,柱下条形基础分为柱下单向条形基础和柱下双向条形基础（图,5.2.1,）。柱下条形基础受力情况与荷载的分布情况、基础梁的刚度和地基承载力等关系密切；,柱下双向条形基础的受力情况较为复杂，一般应采用,弹性地基梁法,计算。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,1,）基础底面积，应按第二章第二节的相关要求确定。,2,）在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于,1/6,柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以,1.2,的系数。,3,）当不满足上述,2,）的要求时，宜按弹性地基梁计算。,4,）验算柱边缘处基础梁的受剪承载力。,5,）当存在扭矩时，尚应作抗扭计算。,6,）当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,简化计算方法,：（,1,）静力分析法；（,2,）倒梁法,弹性地基梁法,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,（,1,）静力分析法,静定分析法,是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静反力，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计算各截面的弯矩和剪力。,由于基础自重不会引起基础内力，故基础的内力分析应该用净反力，基础梁任意截面的弯矩和剪力可取脱离体按静力平衡条件求得。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,（,1,）静力分析法,静定分析法,适用于上部为柔性结构，且本身刚度较大的条形基础或联合基础。,该方法,没有考虑基础与上部结构的相互作用,，因而在,荷载和直线分布的基底净反力共同作用下产生整体弯曲,，计算所得的不利截面上的,弯矩绝对值一般较大,。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,（,2,）倒梁法,倒梁法,认为上部结构是刚性的，各柱之间没有沉降差异，因而可把柱脚视为条形基础的固定铰支座，支座间不存在相对的竖向位移，将基础梁视作倒置的多跨连续梁。以直线分布的地基净反力以及除去柱的竖向集中力所余下的各种作用（包括柱传来的力矩）为已知荷载，用弯矩分配法或弯矩系数法来计算其内力。,倒梁法计算简图,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,（,2,）倒梁法,倒梁法计算简图,倒梁法,适用于上部结构刚度较大，各柱之间沉降差异很小的情况。这种计算模式只考虑出现于,柱间的局部弯曲,，忽略了,基础的整体弯曲,，计算出的柱位处弯矩与柱间最大弯矩较均衡，因而,所得的不利截面上的弯矩绝对值一般较小,。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,（,2,）倒梁法,例题：,柱下条形基础的荷载分布图如图所示，基础埋深,1.5m,，地基土承载力设计值为,160kPa,，试确定基础底面尺寸并用倒梁法计算基础梁内力。,1000,A,B,C,D,850kN,850kN,1850kN,1850kN,6000,6000,6000,1000,20,000,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,静力分析法：,A,B,C,D,850kN,850kN,1850kN,1850kN,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,倒梁法,1000,A,B,C,D,850kN,850kN,1850kN,1850kN,6000,6000,6000,1000,20,000,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,倒梁法,1),用弯矩分配法计算：,力的初始内力和支座反力。,弯矩：,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,倒梁法,1),用弯矩分配法计算：,力的初始内力和支座反力。,剪力：,支座反力：,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,倒梁法,2),计算调整荷载,由于支座反力与原柱荷载不相等，,需进行调整，将差值折算成分布荷载。,调整荷载计算简图,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,倒梁法,调整荷载计算简图,3,）计算调整荷载作用下的连续梁内力和支座反力。,弯矩：,剪力：,支座反力：,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,倒梁法,3,）计算调整荷载作用下的连续梁内力和支座反力。,将两次计算结果叠加：,与柱荷载已经非常接近，可以停止迭代计算。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,倒梁法,4,）计算连续梁的最终内力,弯矩：,剪力：,A,B,C,D,850kN,850kN,1850kN,1850kN,6000,6000,6000,1000,20,000,607.3,607.3,969.3,969.3,119.1,119.1,238.3,-238.3,-980.7,980.7,-623.5,623.5,857.6,-857.6,最终剪力图,最终弯矩图,1,）根据初步选定的柱下条形基础尺寸和外荷载,，确定计算简图；,2,）计算基底净反力及分布,（按刚性梁基底反力线性分布进行计 算）；,3,）用弯矩分配法或弯矩系数法,计算弯矩和剪力；,4,）调整不平衡力，,由于上述假定不满足支座处静力平衡条件，因此应通过逐次调整消除不平衡力；,5,）继续用弯矩分配法或弯矩系数法,计算内力,，并重复步骤（,4,），直至不平衡力在计算允许精度范围内，一般不超过荷载的,20%,；,6,）,将逐次计算结果叠加，得到最终内力分布。,倒梁法的计算步骤如下：,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,弹性地基梁法,地基上梁计算方法,是考虑了基础与地基的相互作用，以静力平衡条件和变形协调条件为基础，利用不同的地基应力,应变关系建立满足上述条件的方程，直接或近似求解基础内力。不需要事先假设反力分布。如,Winkler,地基上梁的解法、有限压缩层地基上梁近似解法、有限元法和有限差分法。,适用条件：,不同基础与地基刚度比、荷载分布及地基条件。,工程实践中应用较为广泛。,但由于没有考虑上部结构刚度的影响，内力计算偏离实际。尤其是地基较为软弱，在上部结构刚度很大情况下，对基础的变形和内力有显著的调整作用。而上述方法计算结构对于基础一般偏于安全。这里主要介绍,Winkler,地基梁计算方法。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,Winkler,地基梁计算方法（亦称基床系数法）,是弹性地基上梁解法中较为典型的，对于抗剪强度较低的软弱地基、薄压缩层地基及建筑较长而刚度较差等情况较为适用。,具体计算有解析法、有限差分法和有限元法。通过解析法说明计算原理。,图,4-7,文克尔地基模型,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,文克尔地基梁计算,无限长梁,有限长梁,半无限长梁,仅集中力,仅集中力偶,荷载组合,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,弹性特征长度：,L,值愈大，梁对地基的相对刚度越大。,短梁（刚性梁）,有限长梁,无限长梁,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,1,（“地基规范”第,8.3.2,条）柱下条形基础的计算,梁,梁,有限长梁计算图示,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,2,（“地基规范”第,8.3.1,条）柱下条形基础的构造要求,柱下条形基础的构造，除满足第四章第二节扩展基础的相关要求外，尚应符合下列规定：,1,）柱下条形基础梁的截面高度宜为柱距的,1/41/8,。翼板厚度不应小于,200mm,。当翼板厚度大于,250mm,时，宜采用变厚度翼板，其坡度宜小于或等于,1:3,。,2,）条形基础的端部宜向外伸出，其长度宜为第一跨距的,0.25,倍。,3,）现浇柱与条形基础梁的交接处，其平面尺寸不应小于图,5.2.2,的规定。,4,）条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计算要求外，每跨的顶部钢筋按计算配筋全部贯通，底部通长钢筋不应少于该跨左右支座截面底部受力钢筋截面面积较大值的,1/3,。,5,）柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于,C20,。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,2,（“地基规范”第,8.3.1,条）柱下条形基础的构造要求,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,一、柱下条形基础的相关规定,2,（“地基规范”第,8.3.1,条）柱下条形基础的构造要求,3,对柱下交叉条形基础，交点上的柱荷载，可按交,叉梁的刚度或变形协调,的要求，进行分配并分别进行计算。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,二、理解与分析,1,地基反力为直线分布的连续梁法,（1）地基土较均匀；,（2）上部结构刚度较好；,（,3,）荷载分布较均匀；,（,4,）条形基础的梁截面高度,h,宜,l/6,，,l,为柱距。,上述条件（,4,）是根据柱距与文克勒地基模型中的弹性特征系数,的乘积：,时，对一般柱距及中等压缩性的地基都可以考虑地基反力为直线分布。,1,）地基反力为直线分布的连续梁法的应用条件如下：,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,二、理解与分析,1,地基反力为直线分布的连续梁法,2,）对地基“比较均匀”、上部结构“刚度较好”及荷载分布“比较均匀”的定量把握，规范未予具体规定，应根据工程经验确定，当无可靠设计经验时，建议按弹性地基梁计算。,3,）条形基础的端部宜向外伸出，其伸出长度宜为,l/4,，,l,为第一跨的跨距。,4,）按本法计算时，两端边跨的跨中及第一内支座的弯矩值应乘以,1.2,的放大系数。,1,）地基反力为直线分布的连续梁法的应用条件如下：,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,二、理解与分析,1,地基反力为直线分布的连续梁法,2,弹性地基梁法,当构造不满足上述各项要求时，应采用弹性地基梁法，并选用合适的程序、恰当的计算模型进行计算。当采用文克勒地基模型时，应选择适当的基床系数,k,值。,3,有限元法,对特殊情况的条形基础（如平面形状不规则、荷载变化大、特别,重要的条形基础等,编者注），不宜采用上述简化方法时，可,采用有限元法计算。,4,规范提出对柱下交叉条形基础交点上的柱荷载，可按交叉梁的刚度,或变形协调的要求进行分配并分别进行计算。,5,按交叉梁的刚度或变形协调的要求进行分配，一般需采用专门计算,程序计算。,6,对条基变厚度翼板提出顶面坡度的限值要求（宜不大于,1:3,），其,目的在于确保条基的混凝土施工质量。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,三、结构设计的相关问题,1,不考虑基础挠度与地基变形协调的连续梁法，地基反力为直线分布，按倒楼盖计算，此计算结果所得的支座反力与柱子的作用力不平衡，计算精度相对较差。,2,考虑基础挠度与地基变形协调的连续梁法，地基反力为直线分布，按倒楼盖计算，并考虑计算结果所得的支座反力与柱子的作用力不平衡问题，对反力进行局部调整，计算结果的准确性相对较高。,3,柱下交叉条形基础的设计计算比柱下单向条形基础复杂得多，主要难点在于条基交叉点的荷载分配问题,。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,1,关于连续梁法,（也称倒梁法，见图,5.2.3,）,1,）“地基规范”划分了按连续梁计算内力（地基反力可按直线分布考虑）的适用条件。,其中规定梁高大于或等于,1/6,柱距的条件，当高跨比大于或等于,1/6,时，对一般柱距及中等压缩性的地基都可以考虑地基反力为直线分布。,2,）本法未考虑基础挠度,与地基变形的协调。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,2,对称交叉基础的计算,对两方向刚度及荷载分布比较均匀的交叉梁基础，可按两方向刚度及荷载相等的原则拆分为两个方向的单向条形基础。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,3,一般交叉基础的计算,对一般交叉基础可采用如下交叉条形基础的刚度分配法，该计算法,采用如下假定：,1,）采用文克勒地基模型；,2,）假定纵、横基础梁在交点处为铰接关系，有：,3,）作用在节点,i,上的弯矩,由,x,向及,y,向的基础梁各自承担，不再进行分配。当柱脚弯矩不大、,x,向及,y,向的梁长度较长时，则可不考虑上述弯矩的影响。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,3,一般交叉基础的计算,4,）根据算得的分配力,将,x,向及,y,向的基础梁分别计算其内力。梁的内力计算方法仍宜用文克勒地基模型，当各柱脚作用力值比较接近时，也可采用连续梁法计算。,需根据节点的部位、梁端是否有外伸梁，以及梁的刚度特征值,按表,5.2.1,取用相应的算式。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,3,一般交叉基础的计算,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,内柱节,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,边柱节点,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,边柱节点,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,(5.2.3),(5.2.4),式中：,分别为,x,向及,y,向基础梁的底面宽度,(m),；,分别为,x,向及,y,向基础梁的惯性矩,(m,4,),；,基础梁混凝土的弹性模量,(kN/m,2,),；,地基土的基床系数,(kN/m,3,),；,基础梁的弹性特征值，也称其为柔度特征值,(1/m),；,分别为,x,向及,y,向的基础梁刚度特征值，也称,其为弹性特征长度,(m),。,第二节 柱下条形基础,第五章 条形基础,四、设计建议,序号,地基类别,K,值（,10,4,kN/m,3,）,1,淤泥质土、有机质土或新填土,0.10.5,2,软弱粘土,0.51.0,3,粘土及粉质粘土,软塑,1.02.0,4,可塑,2.04.0,5,硬塑,4.010.0,6,松散砂,1.01.5,7,中密砂或松散砾石,1.52.5,8,密实砂或密砾石,2.54.0,9,黄土及黄土类粉质粘土,4.05.0,10,紧密砾石,5.010.0,11,风化岩石、石灰岩或砂岩,20100,12,完好的坚硬岩石,1001500,13,软弱土层摩擦桩,1.05.0,14,穿越软弱土层达到密实砂层或粘土层桩,5.015.0,15,打至岩层的支承桩,800,基床系数,k,的参考值 表,5.2.2,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,条基加防水板基础与独基加防水板基础有许多相似之处，,可相互参照。,第五章,条形基础,5.3,条基加防水板基础,一、受力特点,二、防水板计算,三、条形基础计算,四、构造要求,五、结构设计相关问题,六、设计建议,七、相关索引,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,本节通过对条基加防水板基础的受力分析，提出现阶段满足设计要求的实用方法。涉及,防水板的内力,考虑防水板影响的条形基础计算,软垫层的设置,地下室边角部条基与独立基础加防水板组合基础的设计计算等问题。,分析条基加防水板基础与独基加防水板基础的异同点，当地下水位较高时，忽略防水板对条形基础内力的影响会给结构设计带来隐患。,此部分内容是编者对实际工程经验的总结，读者可根据工程的具体情况参照使用。,【,要点,】,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,条基加防水板基础是近年来伴随基础设计与施工发展而形成的一种新的基础形式（,图,5.3.1,）。,相对于独基加防水板基础，条基加防水板基础的受力更加直接，计算更加简单明确，因此在工程中应用相当普遍。,条基加防水板基础与独基加防水板基础在受力特点及设计原则等方面有诸多相似之处，可对照第四章第三节。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,一、受力特点,1,在条基加防水板基础中，防水板的作用有二：,一是将自重及其上部填土重量通过其下部设置的软垫层直接传给防水板下部的地基。,二是用来抵抗水浮力。,由于防水板下设置软垫层，可不考虑防水板下的地基土对上部结构荷载的分担作用，条基承担上部结构的全部荷重，当水浮力达到某一量值时，防水板和条基共同承担水浮力（在条基加防水板基础中条基及防水板一般可各自单独计算）。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,一、受力特点,图,5.3.2,条基加防水板基础的受力特点,（,a,）,（,b,）,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,一、受力特点,2,考虑施工流程（降水施工）及建筑物,使用过程中地下水位的变化影响，,即水浮力起控制作用时的荷载设计值，而不是荷载标准值）时，上部建筑物的重量将全部由条基传给地基。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,一、受力特点,2,考虑施工流程（降水施工）及建筑物,使用过程中地下水位的变化影响，,防水板对条基底面的地基反力起一定的分担作用，使条基底面的部分地基反力转移至防水板并以水浮力的形式直接作用在防水板底面，这种地基反力的转移对条基的底部弯矩有加大的作用，并且随水浮力的加大而增加。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,一、受力特点,3在条基加防水板基础中，防水板是一种随荷载情况变化而变换支承情况的复杂板类构件，,当,防水板及其上部重量直接传给地基土，条基对其不起支承作用。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,一、受力特点,防水板在水浮力的作用下，将净水浮力：,3在条基加防水板基础中，防水板是一种随,荷载情况变化而变换支承情况的复杂板类构件,，,当,传给条基，并加大了条基的弯矩及剪力数值。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,二、防水板计算,1,、防水板支承条件的确定,1,）单向条基时防水板的支承条件,2,）双向条基时防水板的支承条件,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,二、防水板计算,1,、防水板支承条件的确定,1,）单向条基时防水板的支承条件,单向条基时的防水板可以简化成两边支承在条基上的单向板，防水板按两端固定在条基上的单向板计算，,防水板的计算跨度,防水板的净跨度,（即相邻条基边缘之间的距离）,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,二、防水板计算,1,、防水板支承条件的确定,2,）双向条基时防水板的支承条件,（即相邻条基边缘之间的距离）,双向条基时的防水板可以简化成周边支承在条基上的双向板，防水板按周边固定在条基上的双向板计算，,防水板的计算跨度,防水板的净跨度,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,二、防水板计算,1,、防水板支承条件的确定,3,）防水板的设计荷载（图,5.3.3c,）,（,1,）重力荷载,防水板上的重力荷载一般包括：防水板自重、防水板上部的填土重量、建筑地面重量、地下室地面的固定设备重量等；,（,2,）活荷载,防水板上的活荷载一般包括：地下室地面的活荷载、,地下室地面的非固定设备重量等；,（,3,）水浮力,防水板的水浮力根据抗浮设计水位确定。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,二、防水板计算,1,、防水板支承条件的确定,3,）防水板的设计荷载（图,5.3.3c,）,4,）荷载分项系数的确定,（,1,）当地下水水位变化剧烈时，水浮力荷载分项系数按可变荷载分项系数确定，取,1.4,；,（,2,）当地下水水位变化不大时，水浮力荷载分项系数按永久荷载分项系数确定，取,1.35,；,（,3,）注意防水板计算时，应根据重力荷载效应对防水板的有利或不利情况，合理取用,永久荷载的分项系数，当防水板由水浮力效应控制时应取,1.0,。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,二、防水板计算,1,、防水板支承条件的确定,5,）防水板的设计计算,（,1,）单向条基之间的防水板按两端固接在条基上的单向板计算：,支座弯矩设计值,跨中弯矩设计值,支座剪力设计值,（,5.3.1,）,（,5.3.2,）,（,5.3.3,）,垂直荷载设计值。,条基中心线之间的距离。,条形基础的宽度。,考虑防水板与条形基础在交接处并非完全固接的实际受力状态，防水板的跨中弯矩可适当放大，一般可取放大系数,1.1,。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,二、防水板计算,1,、防水板支承条件的确定,5,）防水板的设计计算,（,2,）双向条基之间的防水板按周边固接在条基上的双向板计算,防水板的固端及跨中弯矩设计值，根据防水板的计算跨度：,按建筑结构静力计算手册,（第二版）表,4-19,计算。,考虑防水板与条形基础在交接处并非完全固接的实际受力状态，防水板的跨中弯矩可适当放大，一般可取放大系数,1.1,。,支座剪力设计值,（,5.3.4,）,为防水板的净跨度,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,三、条形基础计算,恰当考虑防水板水浮力对条形基础的影响，是条形基础计算的关键。在结构设计中可采用包络设计的原则，按下列步骤计算：,1.,此时的条形基础可直接按本章第二节相关规定进行计算。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,三、条形基础计算,2.,1,）将防水板的支承反力（取最大水浮力效应控制的组合计算），转化为沿条形基础边缘线性分布的等效线荷载及等效线弯矩，并按下列公式计算：,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,三、条形基础计算,2.,（,1,）沿单向条形基础边缘均匀分布的线荷载：,（,5.3.5,）,（,2,）沿单向条形基础边缘均匀分布的线弯矩：,（,5.3.6,）,相应于荷载效应基本组合时，防水板的荷载值，荷载分项系数根据有利（或不利）原则，按荷载规范第,3.2.5,条取值；,为条形基础的底面宽度,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,三、条形基础计算,2.,（,5.3.7,）,（,3,）沿双向条形基础边缘均匀分布的线荷载，采用等效方法计算，两方向线荷载数值相同，与防水板传给条形基础的剪力数值相等方向相反，可按公式（,5.3.7,）计算：,当防水板为正方形板时 ，,可取一定基础长度范围内的平均值，将按公式（,5.3.7,）的,计算结果乘以小于,1,的折减系数，一般情况下可取,0.75,。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,三、条形基础计算,2.,（,4,）沿双向条形基础边缘均匀分布的线弯矩,与防水板的固端弯矩数值相等方向相反，,当防水板为正方形板时，两个方向的,数值相同，,当为矩形板时，两个方向的,数值不相同，,按建筑结构静力计算手册（第二版）表,4-19,计算。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,三、条形基础计算,2.,2,）根据矢量叠加原理，进行在边缘线荷载（图,5.3.4b,）及普通均布荷载（图,5.3.4c,）共同作用下的条形基础计算，即在条形基础内力计算公式的基础上增加由防水板引起的内力，现以,图,5.3.4a,中墙根截面,-,为,例，计算过程说明如下：,（,1,）防水板对条基的基底边缘反力引起的附加内力计算（见图,5.3.4b,），根据结构力学原理，进行边缘线荷载作用下条基的内力计算；,弯矩设计值为,剪力设计值为,（,5.3.8,）,（,5.3.9,）,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,三、条形基础计算,2.,（,2,）条形基础基底反力,p,引起的内力计算，按本章第二节相关规定，进行普通均布荷载作用下条形基础的内力计算（见图,.3.4c,），注意此处均布荷载中应扣除防水板分担的水浮力，,（按公式（,5.1.1,或,5.1.4,）计算）,（按公式（,5.1.2,或,5.1.5,）计算）；,（,3,）将两部分内力叠加，进行条形基础的各项设计计算，,总弯矩,总剪力,3.,取上述,1,和,2,的大值进行条形基础的包络设计。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,实例,5.2,（,P216,）墙下单向条基加防水板基础设计,实例,5.3,（,P219,）墙下双向条基加防水板基础设计,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,四、构造要求,为实现结构设计构想，,防水板下应采取设置软垫层（见图,5.3.1,）,的相应结构构造措施。软垫层的相关技术要求同第四章第三节构造要求。,第三节 条基加防水板基础,第五章 条形基础,五、结构设计的相关问题,1,软垫层设计中对聚苯板性能的控制是关系到条基加防水板基础受力合理与否的关键问题。,2,