基础工程-柱下条形基础.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,*,*,*,柱下条形基础、筏形基础和箱形基础,1,柱下条形基础、筏形基础和箱形基础,2,连续基础的特点,基础底面大，能承受荷载较大，易满足承载力要求。,可加大建筑整体刚度，减小不均匀沉降，提高抗震性能。,箱基或设置了地下室的筏形基础，以挖去土重量补偿建筑的部分重量。,连续基础可看成是地基上的受弯构件，它挠曲特征、基底反力和截面内力都与,地基、基础及上部结构的相对刚度,有关。应从三者相互作用观点出发，采用适当的方法进行计算。,3,地基、基础与上部结构相互作用,地基与基础的相互作用,仅考虑基础本身刚度影响时基底反力的分布规律,1,）柔性基础,抗弯刚度很小的基础，随着地基变形任意弯曲，不能扩散应力，因此基底反力分布与作用于基础上的荷载分布完全一致。沉降呈碟形，若要使柔性基础的沉降趋于均匀，就必须增大基础边缘的荷载。,4,柔性基础,5,2,）刚性基础,抗弯刚度极大，原来是平面的基底，沉降后依然保持平面。,荷载较小,荷载较大,荷载很大,砂性土地基 粘性土地基,接近弹性解,马鞍型,倒钟型,6,基础相对地基刚度影响,基础相对地基的刚度越强，沉降越均匀，但内力增大。,局部软硬变化时，采用连续基础。当地基为岩石或压缩性很低的土层时，优先考虑采用扩展基础。,7,地基非均质的影响,同样荷载在不同地基上，情况不同。,荷载分布不同，地基相同，情况不同,8,9,地基变形对上部结构影响,上部结构刚度：上部结构对基础不均匀沉降抵抗能力称为上部结构刚度。,分为柔性、敏感性、刚性三类。,排架结构、柔性结构：基础沉降不会对结构内力产生大附加应力，围护结构开裂。,砌体结构、框架结构，属敏感结构：基础沉降会引起较大附加内力。,烟囱、水塔、剪力墙、刚性结构：只发生倾斜、不会挠曲。,10,上部结构刚度对基础受力状况影响,绝对刚性上部结构，上部柱可视为铰支座。,完全柔性上部结构，上部不参与工作。,绝大多数建筑介于二者之间。,现在不能定量判断，只能定性判断。,剪力墙体系和筒体结构 刚性,排架 柔性,地基压缩性低 沉降小,考虑三者作用不大，起主导作用是地基。,11,12,地基计算模型,进行地基上梁和板分析时，必须解决基地压力分布和沉降计算问题，它涉及土应力应变关系，表达这种关系模式称为地基模型。,地基模型类别：,线性弹性地基模型,非线性弹性地基模型,弹塑性地基模型,13,文克尔地基模型,文克尔地基模型：假定地基土表面上任一点处的变形与该点所承受的压力成正比，而与其它点上的压力无关：,p,i,=,ks,i,k,:,地基抗力系数（基床系数），,kN/m,3,14,1,）把地基划分许多竖直土柱，每条土柱可由一根弹簧代替。,2,）基底反力图形与竖向位移相似，如刚度大（基础）受荷后基础底面仍保持平面，基底反力图形按直线规律变化。,15弹性半空间地基模型,假定将地基视为均质的线性变形半空间，用弹性力学求解地基附加应力或位移，地基上任意点沉降与整个基底反力及相邻荷载分布有关。,1,）作用集中力,p,时，距作用点,r,的表面沉降,s,为,2,）矩形均布荷载作用下，矩形角点沉降为,16,17,即对于整个基础,柔度矩阵,18,优点：,1,）能扩散应力和变形，可以反应临近荷载的影响。,2,）扩散能力超过地基实际情况。,3,）计算沉降量和地表的沉降范围较实测大。,未考虑地基成层性，非均质性，土体应力应变关系的非线性等因素。,19,有限压缩层地基模型,把计算沉降的分层总和法应用于地基上梁和板的分析，地基沉降等于各计算分层在侧限条件下压缩量之和。,第,i,个棱柱体中第,t,分层由,p,引起的竖向附加应力的平均值,(,取中点,),20,21,基础分析方法,不考虑共同作用分析法,将上部结构、基础与地基按静力平衡条件分割成,3,独立部分求解,考虑基础地基共同作用分析法,基础地基满足变形协调的要求,考虑上部结构基础地基共同作用分析法,三者连接点同时满足静力平衡和变形协调,22,柱下条形基础,23,适用条件：,地基软弱，承载力较低，荷载较大，地基压缩不均匀时。,荷载分布不均匀，有可能有不均匀沉降时。,上部为敏感性建筑。,24,构造要求,柱下条基除满足钢筋混凝土独立基础构造要求外，应满足：,1,、采用倒,T,形截面，由肋梁和翼板组成,2,肋深高度,1/41/8,柱矩，并满足受剪要求，当柱荷载加大时可加腋。,3,、梁沿纵向取等截面，梁比柱至少宽出,50mm,。,4,、翼板厚度不小于,200mm,200250,时用等厚度,翼板，,250,变厚度翼板，其坡度小于等于,1:3,25,5,、端部外伸长度为跨距的,0.25,倍。,6,、梁顶底纵向受力钢筋除应满足计算要求外，顶部受力钢筋全部贯通，底面通长钢筋面积不少于底面受力钢筋总面积的,1/3,。（可能出现整体弯曲，内力分析不准）,26,27,28,柱下条形基础的内力计算,倒梁法,文克尔地基上梁的计算,弹性半空间上梁的简化计算,29,倒梁法,假定上部结构为绝对刚性。柱为条形基础的铰支座按倒置的连续梁计算。,倒梁法适用于上部结构刚度和基础刚度都较大，上部结构荷载分布比较均匀，且地基土层分布和土质比较均匀的情况。,30,文克尔地基上梁的计算,31,挠曲微分方程式,柔度特征值,32,柔度指数,33,34,无限长梁,有限长梁,35,36,链杆法,把连续支承于地基上的梁简化为用有限个链杆支承于地基上的梁。,37,柱下交叉条形基础,1,、组成：纵横两个方向柱下条基组成的一种空间结构，柱位于交叉节点处。,2,、作用：可以进一步扩大基础底面，利用巨大的空间刚度以调整不均匀沉降。,3,、适用于：软弱地基上框架结构，构造同柱下条形基础。,4,、计算方法：将基础作为二方向连续梁来对待，把交叉结点处柱荷载分到纵横两方向梁上，按两方向柱下条基计算。,38,39,筏基与箱基,1,、用于高层建筑，执行高层建筑箱筏技术规范。,2,、承载力验算：,地基计算抗震区执行抗震规范,40,2,）高层建筑箱基、筏基深度较大，应将地基回弹再压缩变形考虑在内。,41,3,）横向整体倾斜允许沉降和整体倾斜值，根据建筑使用要求，及对相邻建筑造成影响按地区经验确定，但横向整体倾斜的计算值,42,筏形基础,1,、构造要求,1,）,板厚由冲切和受剪承受力确定,。平板式筏基的最小板厚不宜小于,400mm,。当柱荷载较大时，局部加厚，抗冲切箍筋。,12,层以上，不应小于,400mm,，板厚与短边板净跨之比不小于,1/14外伸长度不大于,1.5m,。,2,）梁板式,肋梁应满足正截面受弯及斜截面受剪和顶面局压。,3,）考虑整体弯曲影响,梁板：支座,1/21/3,贯通，配筋率,0.15,，跨中配筋全通,柱下板带和跨中板带的底部钢筋应有,1/21/3,贯通全跨。配筋率不应小,0.15%,4,）当筏板厚度大于,2000mm,时，设置直径不小于,12mm,、间距不大于,300mm,5,）高层混凝土强度等级不应低于,C30,底板肋梁其抗渗等级不应小于,0.6MPa,43,构造要求,44,2,、内力计算,1,）简化计算法,a.,条带法：假定受荷载后基底保持平面,b.,倒楼盖法：将地基上筏板简化为倒置楼盖，筏板被基础梁分割为不同条件下的双向板和单向板。,2,）弹性地基板法,45,地下室设计施工应注意问题,1,、补偿性设计概念,把建筑基础，地下部分做成中空、封闭的形式，被挖取的土重就可以补偿上部结构部分或全部重量。按照上述原理进行的地基基础设计，可称为补偿性基础。,46,2,、地下室抗浮设计,1,）抗浮稳定,不满足时采取措施,a,：增加重量，充水、堆石,b,：底板下设置抗拔桩,47,2,）底板强度验算,抗拔桩，改变受力状态。,3,）后浇带的设置,为避免大体积收缩而开裂。长度,40m,时，后,浇,施工缝,缝宽不小于,800mm,，在此处钢筋必须贯通。,48,