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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,1.8 柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì),柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先考慮采用獨(dú)立基礎(chǔ),但是,當(dāng)柱荷載大地基承載力低或柱荷載差過大、地基土質(zhì)變化較大時(shí),采用獨(dú)立基礎(chǔ)無法滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),可考慮采用柱下條形基礎(chǔ)、伐基或箱基,本節(jié)主要講述柱下條形基礎(chǔ)的構(gòu)造和計(jì)算方法,并簡單介紹伐基或箱基設(shè)計(jì)。,1.8.1 地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的概念,上部結(jié)構(gòu),基礎(chǔ),地基,框架結(jié)構(gòu),原則上應(yīng)該以地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間必須同時(shí)滿足靜力平衡和變形協(xié)調(diào)兩個(gè)條件為前提,1、基本概念:,2、相對剛度的影響,兩種極端,結(jié)構(gòu)絕對柔性,結(jié)構(gòu)絕對剛性,整
2、體彎曲,實(shí)際工作中屬于結(jié)構(gòu)絕對柔性的框架結(jié)構(gòu)是沒有的,而以“屋架-柱-基礎(chǔ)”為承重結(jié)構(gòu)的木結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)與之接近,所以稱這兩種結(jié)構(gòu)為“柔性結(jié)構(gòu)。,結(jié)構(gòu)絕對剛性,z1,z2,產(chǎn)生類似連續(xù)梁彎曲“局部彎曲”,沉降總在一條線上,體形簡單,長高比很小,采用框架、剪力墻或筒體結(jié)構(gòu)的高層建筑及其煙囪、水塔等高聳結(jié)構(gòu)屬于這種情況,稱之為剛性結(jié)構(gòu)。,z1,z2,沉降為一條曲線,整體彎曲和局部彎曲疊加,砌體承重結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),其剛度一般都是有限的稱為相對剛性或彈性結(jié)構(gòu)。,3、工程處理中的規(guī)定,考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基共同作用時(shí)的工程處理方法可參照以下規(guī)定:,(1)按照具體條件可不考慮或計(jì)算整體彎曲時(shí),
3、必須采取措施同時(shí)滿足整體彎曲的受力要求。,(2)從結(jié)構(gòu)布置上,限制梁板基礎(chǔ)(或稱連續(xù)基礎(chǔ),),在邊柱或邊墻以外的挑出尺寸,以減輕整體彎曲效應(yīng)。,(3)在確定地基反力圖形時(shí),除箱形基礎(chǔ)外。柱下條形基礎(chǔ)和筏基縱向兩端起向內(nèi)一定范圍,如12開間,將平均反力加大10%20%,(4)基礎(chǔ)梁板的受拉鋼筋至少應(yīng)部分通長配置,1.8.2.1柱下混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì),1.8.2.1構(gòu)造要求,(1),外形尺寸,l,0,宜為邊跨柱距1/4,H,0,計(jì)算確定,宜為柱距1/8-1/4。,b,0,抗剪條件確定,,頂部鋼筋全部通長部置,底部鋼筋不少1/3通長部置,箍筋6-12,mm,H,0,800,6肢箍,混凝土:基礎(chǔ),C2
4、0,墊層,C10,1.8.2.2 柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算方法,(,1)彈性地基梁方法,1)基床系數(shù)法(文克勒法),基本假定:地面上任一點(diǎn)所受的壓力強(qiáng)度,p,與該點(diǎn)的地,基,s,成正比,2)半無限彈性體法,:,基本假定:假定地基為半無限彈性題,將柱下條形基礎(chǔ)作為放在半無限彈性體表面上的梁,當(dāng)荷載 作用在半無限彈性體表面時(shí),某點(diǎn)的沉降不僅與作用在該點(diǎn)上的壓力大小有關(guān),同時(shí)和鄰近處作用的荷載有關(guān),(,2)簡化的內(nèi)力計(jì)算方法,1)倒梁法,基本假定:基礎(chǔ)板與地基土相比為絕對剛性,基礎(chǔ)的彎曲撓度不致改變地基壓力;地基的壓力分布呈線性或平面分布,其重心與作用于板上的合力作用線向重合。,上部結(jié)構(gòu)完全剛
5、性,各柱間無沉降差,可把柱腳看成條形基礎(chǔ)鉸支座。,使用條件:地基較均勻,上部結(jié)構(gòu)剛度好,荷載分布較均勻,條形基礎(chǔ)梁的高度大于1/6柱距,內(nèi)力計(jì)算,a.,計(jì)算凈反力,b.,將柱底視為不動(dòng)鉸支座,地基凈反力為荷載,按多跨連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力,c.,倒梁法計(jì)算的有可能會(huì)不等于原先用于計(jì)算凈反力的豎向荷載??衫斫鉃樯喜拷Y(jié)構(gòu)的剛度對基礎(chǔ)的抑制作用時(shí)柱荷載分布均勻化;也反映了該方法計(jì)算的支座與基底反力不平衡這一主要缺點(diǎn)。,2)剪力平衡法(靜力分析方法),假定:地基反力按直線分布,求出凈反力分布后,基礎(chǔ)上所有的作用力都已確定,可根據(jù)靜力平衡條件(剪力平衡)計(jì)算出任一截面上的彎矩和剪力。,例題1.11 試確定圖1.
6、43(,a),所示條形基礎(chǔ)的底面尺寸,并用簡化方法分析內(nèi)力。已知:基礎(chǔ)埋深,d=1.5m,,地基承載力設(shè)計(jì)值,f=150kPa,,其余數(shù)據(jù)見圖,解:,1.確定基礎(chǔ)底面尺寸:,合力距,A,點(diǎn)之距,x,:,按構(gòu)造,x,1,=0.5m,,基礎(chǔ)底板寬:,2.內(nèi)力分析,(1),倒梁法,中心受荷,地基反力均布,,q,n,=300kN/m,,以,A|、B、C、D,位支座,按彎距分配法分析三跨連續(xù)梁,計(jì)算彎距,M,和剪力,V。,(,2)剪力平衡法,按靜力平衡條件計(jì)算內(nèi)力,AB,跨:,剪力為0,,M,最大,其余各截面計(jì)算方法相同,19 減輕不均勻沉降損害的措施,一般地說,地基發(fā)生變形即建筑物出現(xiàn)沉降是難以避免的
7、,但是,過量的地基變形將使建筑物損壞或影響其使用功能;,虎丘塔建于五代,磚木塔身,由于多次遭遇火災(zāi),現(xiàn)存已只是磚砌塔身,虎丘塔造型優(yōu)美,質(zhì)樸素雅,據(jù)文獻(xiàn)資料記載,從明朝起,虎丘塔即已開始傾斜,至今,塔身已傾斜2.34米,由于傾斜,更增添了它的魅力和神秘感,稱為古城蘇州又一道與眾不同的風(fēng)景線。,從地基角度處理沉降方法,(1)采用柱下條形基礎(chǔ)、筏基和箱基等;,(2)采用樁基或其它深基礎(chǔ);,(3)采用各種地基處理方法。,1.9.1 建筑措施,1.建筑物體型力求簡單,平面形狀復(fù)雜(如,L,、,T,、,E,、,Z,、,形等)的建筑物,單元交又處基礎(chǔ)密集,附加應(yīng)力互相重疊,使局部沉降量增加;,同時(shí),此類建
8、筑物整體剛度差,不對稱,不均勻沉降時(shí),易產(chǎn)生扭曲應(yīng)力,更易使建筑物開裂。,造價(jià)偏高,需要具備一定的施工條件,建筑物高低(或輕重)變化太大,地基各部分所受的荷載輕重不同,自然也容易出現(xiàn)過量的不均勻沉降。,因此,遇軟弱地基時(shí),要力求,(1)平面形狀簡單,如用“一”字形建筑物;,(2)立面體型變化不宜過大,砌體承重結(jié)構(gòu)房屋高差不直超過,l-2,層。,據(jù)調(diào)查,軟土地基上緊接高差超過一層的砌體承重結(jié)構(gòu)房屋,低者很容易開裂。,縱橫墻的連結(jié)和房屋的樓(屋)面共同形成砌體承重結(jié)構(gòu)的空間剛度,當(dāng)砌體承重房屋長高比較小時(shí),建筑物的整體剛度好,能較好地防止不均勻沉降的危害。,2.,控制建筑物長高比及合理布置縱橫墻,
9、相反,長高比大的建筑物整體剛度小,縱墻很容易因撓曲變形過大而開裂。,根據(jù)調(diào)查認(rèn)為,二層以上的砌體承重房屋,當(dāng)預(yù)估的最大沉降量超過120,mm,時(shí),長高比不宜大干2.5;平面簡單,內(nèi)外墻貫通,橫墻間隔較小的房屋,長高比的限制可放寬至不大于3.0,。,不符合上述條件時(shí),可考慮設(shè)置沉降縫。,內(nèi)、外縱墻的中斷、轉(zhuǎn)折,都會(huì)削弱建筑物的縱向剛度。當(dāng)遇地基不良時(shí),應(yīng)盡量使內(nèi)、外縱墻都貫通,另外,縮小橫墻的間距,也可有效地改善房屋的整體性,從而增強(qiáng)調(diào)整不均勻沉降的能力。,合理布置縱橫墻,是增強(qiáng)砌體承重結(jié)構(gòu)房屋整體剛度的重要措施之一。一般地說,房屋的縱向剛度較弱,故地基不均勻沉降的損害主要表現(xiàn)為,縱墻的撓曲破壞
10、,。,裂縫,中斷、轉(zhuǎn)折,3.,設(shè)置沉降縫,沉降縫是從屋面到基礎(chǔ)把建筑物斷開,將建筑物劃分成,若干個(gè)長高比較小、體型簡單、整體剛度較好、結(jié)構(gòu)類型相同、自成沉降體系的獨(dú)立單元。,平面形狀復(fù)雜的建筑物,的轉(zhuǎn)折部位,建筑物的高度或荷載突,變處;,長高比較大的建筑物適,當(dāng)部位;,地基土壓縮性顯著變化,處;,建筑結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ)),類型不同處;,分期建造房屋的分界,處。,砌體結(jié)構(gòu)沉降縫,沉降縫的寬度:,2、3層房屋:50-80,;,4、5層房屋:80-1,20,6 層及以上:,120,m,柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ),注意,沉降縫的造價(jià)頗高,且要增加建筑及結(jié)構(gòu)處理上的困難,所以不宜輕率使用。沉降縫可結(jié)合伸縮縫設(shè)置
11、,在抗震區(qū),最好與抗震縫共用。,縫內(nèi)一般不能填塞,跨越式沉降縫,偏心沉降縫,整片基礎(chǔ)沉降縫,4,控制相鄰建筑物基礎(chǔ)的間距,由于地基附加應(yīng)力的擴(kuò)散作用,使相鄰建筑物產(chǎn)生附加不均勻沉降,可能導(dǎo)致建筑物的開裂或互傾。,同期建造的兩相鄰建筑物之間的影響,特別是當(dāng)兩建筑物輕(低)重(高)差別太大時(shí),輕者受重者的影響更甚。,原有建筑物受鄰近新建重型或高層建筑物的影響,為了避免相鄰建筑物影響的損害,建造在軟弱地基上的建筑物基礎(chǔ)之間要有一定的凈距,5.調(diào)整建筑物的局部標(biāo)高,根據(jù)預(yù)估沉降,適當(dāng)提高室內(nèi)地坪和地,下設(shè)施的標(biāo)高;,將相互有聯(lián)系的建筑物各部分(包括設(shè),備)中預(yù)估沉降較大者的標(biāo)高適當(dāng)提高;,建筑物與設(shè)備
12、之間應(yīng)留有足夠的凈空;,有管道穿過建筑物時(shí),應(yīng)留有足夠尺寸,的孔洞,或采用柔性管道接頭。,1.9.2 結(jié)構(gòu)措施,1減輕建筑物自重:,基底壓力中,建筑物自重(包括基礎(chǔ)及回填土重),所占的比例很大,據(jù)統(tǒng)計(jì),一般工業(yè)建筑約占40-50%一般民用建筑可高達(dá)60%-80%。措施如下:,減輕墻體重量:,例如:砌體承重結(jié)構(gòu),墻體占總重量50%以上。,選用輕型結(jié)構(gòu):,預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)及各種輕型空間結(jié)構(gòu)。,減少基礎(chǔ)和回填土重量:,首先是盡可能考慮采用淺埋基礎(chǔ),如果要求大量抬高室內(nèi)地坪,時(shí),采用架空層,2設(shè)置圈梁,砌體承重房屋,不均勻沉降的損害突出地表現(xiàn)為墻體的開裂。因此,實(shí)踐中常在基礎(chǔ)頂面附近(俗
13、稱“地圈粱”)、門窗頂部樓(屋)面處設(shè)置圈梁。每道圈梁應(yīng)盡量貫通外墻,承重內(nèi)縱墻及主要內(nèi)橫墻,并在平面內(nèi)形成閉合的網(wǎng)狀系統(tǒng)。這是砌體承重結(jié)構(gòu)防止出現(xiàn)裂縫和阻止裂縫開展的一項(xiàng)十分有效的措施。,3減小或調(diào)整基底附加壓力,減小基底陳附加壓力:置地下室(或半地下室、架空層),改變基底尺寸:,按照沉降控制的要求,選擇、調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸,4.增強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度或采用非敏感性結(jié)構(gòu),敏感性結(jié)構(gòu):,根據(jù)地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用的概念,上部結(jié)構(gòu)的整體剛度很大時(shí)能調(diào)整和改善地基的不均勻 沉降;反過來,地基的不均勻沉降,能引起上部結(jié)內(nèi)(敏感性結(jié)構(gòu))產(chǎn)生附加應(yīng)力,但只要在設(shè)計(jì)中合理地增加 上部結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度,地基不
14、均勻沉降(相當(dāng)于支座位移)所產(chǎn)生的附加應(yīng)力是完全可以承受的。,非敏感性結(jié)構(gòu):,與剛性較好的敏感性結(jié)向相反,排架三鉸拱(架)等餃磺結(jié)構(gòu),支座發(fā)生相對位移時(shí)不會(huì)引起上部結(jié)構(gòu) 中很大的附加應(yīng)力,故可以避免不均勻沉降對上部主體結(jié)構(gòu)的損害。但是這類非敏感性結(jié)構(gòu)型式通常只適 用于單層工業(yè)廠房、倉庫和某些公共建筑。,必須注意:即使采用了這些結(jié)嚴(yán)重的不均勻沉降對于屋蓋系 統(tǒng)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、吊車梁及各種縱、橫連系構(gòu)件等仍是有害的,因此,必須考慮采取相應(yīng)的防范措施,例如:避免 用連續(xù)吊車梁剛性屋面防水層等。,193 施工措施:,理安排施工程序、注意某些施工方法,也能收到減小或調(diào)整不均勻沉降的效果。,當(dāng)擬建的相鄰建筑物
15、之間輕(低,),重(高)懸殊時(shí),一般應(yīng)按,先重后輕,的程序施工;有時(shí)還需要在重建筑物,竣工后歇一段時(shí)間后,再建造輕的鄰近建筑物(或建筑物單元);,當(dāng)高層建筑的主、裙樓下有地下室時(shí),可在主、裙樓相交的裙樓一側(cè)適當(dāng)位置(一般是1/3跨度處)設(shè)置施工,后澆帶,,同樣以先主樓后裙樓的施工順序,以減小 不均勻沉降的影響。,在軟弱土地基上,在已連房屋周圍和在建房屋外,都應(yīng)避免長時(shí)間堆放大量集中的地面荷載,以免引起 新、舊房屋的附加沉降。,細(xì)粒土尤其是淤泥及淤泥質(zhì)土的,結(jié)構(gòu)性很強(qiáng),,施工時(shí)應(yīng)盡可能地保持地基土的原狀結(jié)構(gòu)。在開挖基槽 時(shí),可暫不挖到基底標(biāo)高,保留約200,mm,,等基坑臨砌筑或澆筑時(shí)再挖,如槽底已擾動(dòng),可先挖去擾動(dòng)部分,再用砂,碎石等回填處理。,