基础工程-7柱下钢筋混凝土条形基础设计.pptx

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,单击此处编辑母版标题样式,基础工程,Foundation engineering,刘海龙,liuhailong,2016,年,9,月,一般情况下，柱下应先考虑设置独立基础,在柱荷载较大、各柱之间荷载差异过大、地基承载力低或地基土不均匀土质变化大等不利条件下，若独立基础无法满足要求时，可考虑采用柱下条形基础、筏形基础或箱形基础等,柱下条形基础,当,地基较为软弱、柱荷载较大或者分布不均匀，基础可能产生,较大沉降,时，,将若干个柱下独立基础连成整体,。,抗弯性能和抗剪性能良好,，具有较大调节不均匀沉降的能力,。,柱下交叉条形基础,：两个方向均为条形基础，双向抗弯刚度均较大，抵抗双向不均匀沉降能力强。,连梁式交叉条形基础,：一个方向为条形基础，另一个方向为联系梁，联系梁用于提高基础的整体刚度。,筏板基础,：将建筑物的柱子和墙体下方做成满堂的基础。,基础底面积大，刚度大，抵抗不均匀沉降能力强，整体性好。,地下空间可以充分利用，功能布局容易。,作为软弱地基上重要结构物的基础型式。,根据基础刚度的要求，可以分为平板式筏板（等厚度）和梁板式筏板（下翻地梁）。,造价相对较高,。,多,用于框架、框架剪力墙、剪力墙等高层结构,烟囱的圆形变厚度筏板基础,箱形基础,：由钢筋混凝土底板、顶板、外墙和内隔墙组成的有一定高度的整体空间结构。,基础整体刚度很大，抵抗不均匀沉降能力非常强，一般基础只会发生均匀沉降及倾斜变形。,由于众多内墙存在，地下空间功能布局较困难。,作为软弱地基上重要结构物的基础型式。,造价较高。,土与结构相互作用理论,上部结构,-,基础,-,地基共同作用：,上部结构、基础、地基之间满足力和变形的协调,K,M1,K,z1,K,x1,K,M2,K,z2,K,x2,K,M3,K,z3,K,x3,P,1,M,1,P2,M,2,P,3,M,3,K,M,K,z,K,x,上部结构凝聚到基础顶面的,抗弯，抗压和抗水平变形刚度,P,，,M,上部结构传递到基础顶面的,轴力，弯矩,等,土与结构相互作用理论,简化设计方法：,将整体结构分离出上部结构、基础、地基，分别进行受力计算,上部结构：,假定上部结构柱（墙）脚为固接。,采用结构力学、弹性力学方法计算上部结构内力，以及,柱（墙）脚的反力,（轴力、剪力、弯矩等）,基础：,假定基底反力线性分布。,将,柱（墙）脚的反力,作为反向荷载作用于基础上，根据基础上的荷载与基底反力力的平衡条件（合力相同，作用力相同），获得,基底反力,分布。按照材料力学或者弹性力学方法计算基础的内力及变形，进行基础配筋设计,地基：,假定基础为柔性，,将,基底压力,（与基底反力大小相等，方向相反）作用于地基上，验算地基承载力，计算地基沉降,上部结构,基础,地基,柱荷载,P,，,M,基底反力,p,上部结构荷载,+,土与结构相互作用理论,简化设计方法,：,满足,了上部结构、基础、地基三者之间,力的平衡,不满足,三者之间,变形协调,计算方法简单，可以采用手工计算,所获得的上部结构、基础和地基的反力及变形与实际情况有差异,简化设计方法的,适用条件,：,（,1,）,上部结构,布置均匀，对沉降要求不敏感,（,2,）,基础刚度较大,。基础刚度大，基础不均匀沉降小，对上部结构的影响小,（,3,）,地基沉降较小或者较均匀,。如果地基不均匀沉降较大，就会在上部结构中引起很大附加内力，导致结构设计不安全,基础刚度对基底反力的影响,柔性基础基底反力分布,：柔性基础抗弯刚度很小，不能抵抗弯矩，基础不能扩散应力。基础底面的反力分布与荷载分布完全一致。,刚性基础基底反力分布,：刚性基础抗弯刚度很大，基础不发生出平面变形（挠曲变形）。基础具有调节地基反力分布的能力，基础底面反力分布与荷载分布不一致。,架越作用,基础相对刚度越大,，架越作用越明显（基础边缘反力大，中间反力小）。,相同基础刚度情况下，,荷载水平越大,，基础反力分布越接近线性；,荷载水平越小,，基础边缘反力与中心反力分布越不均匀。,基底反力分布与基础刚度（包括上部结构刚度）、地基刚度（压缩性）、地基土种类（粘土，砂土）、埋深、荷载水平有关。,基础刚度对基底反力的影响,地基,变形对上部结构内力,影响,完全柔性结构（极端情况，相对刚度,=0,）,木结构、土堤、钢筋混凝土排架结构等，地基变形对上部结构不产生附加应力，上部结构没有调整地基不均匀变形的能力，对基础的挠曲没有制约作用，即上部结构不参与地基、基础的共同作用，,基础间沉降差不会引起主体结构的次应力,敏感性结构,砖石砌体承重结构和钢筋混凝土框架结构等，对基础间沉降差较敏感，,很小的沉降差足以引起可观的次应力，结构容易出现开裂,刚性结构（极端情况，相对刚度无穷大）,基础转动倾斜，几乎不会发生相对挠曲（剪力墙、核心筒、烟囱水塔等）,基础刚度,基础刚度越大，挠曲越小，上部结构的次应力越小,对于高压缩性地基上框架结构，基础刚度一般宜刚不宜柔；柔性结构，在满足允许沉降值的前提下，基础刚度宜小不宜大,上部结构,、基础、地基,之间相互作用分析中构筑物和地基之间,相对刚度比,是重要影响因素,上部结构刚度对地基内力影响,完,全刚性结构,对条形基础变形来说，相当于在柱位处提供了不动支座；在地基反力作用下，犹如,倒置的连续梁,，如剪力墙体系、筒体结构等,完全柔性结构,对条形基础变形无制约作用，如单层排架、静定结构,上部结构刚度,增大上部结构刚度，将上部荷载向沉降小的部位传递，减小基础挠曲和内力,在地基,-,基础,-,上部结构相互作用中,起主导作用的是地基，其次是基础，而上部结构在压缩性地基上基础整体刚度有限时起重要作用,在同一整体大面积基础上建有多栋高层和低层建筑，应该考虑上部结构、基础与地基的共同作用,建筑地基基础设计规范,杭州市民中心,大底盘基础,（,6,座高层建筑坐落在同一个筏板基础）,柱下钢筋混凝土条形基础构造要求,柱下钢筋混凝土条形基础内力计算,弹性地基梁方法,文科,勒法：,假定地基中任一点荷载,P,与该点地基沉降,s,成正比，比例系数,k,称为基床反力系数（物理模型：弹性土弹簧上连续梁）,缺陷：,计算沉降只在基础范围内，与实际不符（未考虑附加应力扩散效应）,适用条件：,抗剪强度很低的半液态土地基（如淤泥、软粘土等）或塑性区相对较大土层上的柔性地基,半无限弹性体法：,假定地基为半无限弹性体，柱下条形基础为放在弹性体表面的梁,优点：,能考虑附加应力扩散效应对地基沉降的影响，变形不局限于基础范围内,缺点：,未考虑地基成层性，计算深度过大使得计算结果往往偏大,适用条件：,压缩层厚度较大的一般土层上的柔性基础，荷载不能很大（尽量接近弹性状态）,柱下钢筋混凝土条形基础内力计算,简化内力计算方法（基底净反力简化为线性分布）,倒梁法：,假,定,基础就相对地基绝对刚性，各柱之间无沉降差异（物理模型：固定支座的铰支梁）只考虑柱间基础的局部弯曲，不考虑基础的整体弯曲,适用条件：,地基较均匀，上部结构刚度较好，荷载分布均匀，且基础梁高度大于,1/6,柱距（注意对边跨处弯矩的修正，考虑架越作用的影响）,剪力平衡法：,假定地基反力直线分布，在得到基底净反力后根据静力平衡条件计算各截面弯矩和剪力,缺点：,未考虑基础与上部的相互作用，弯矩计算结果往往偏大,适用条件：,上部为柔性结构且自身刚度较大的条形基础,