[PPT]礎(chǔ)工程第4章柱下條形基礎(chǔ)、筏形和箱形基礎(chǔ)

1、在實(shí)際工程中，當(dāng)荷載較大、地基較軟或上部結(jié)構(gòu)對(duì)基在實(shí)際工程中，當(dāng)荷載較大、地基較軟或上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的整體性有較高要求時(shí)可將柱下獨(dú)立基礎(chǔ)或墻下條形基礎(chǔ)礎(chǔ)的整體性有較高要求時(shí)可將柱下獨(dú)立基礎(chǔ)或墻下條形基礎(chǔ)連接起來，形成柱下條形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)，當(dāng)需要進(jìn)一步增連接起來，形成柱下條形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)，當(dāng)需要進(jìn)一步增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體剛度時(shí)，可將基礎(chǔ)在立面上設(shè)置成一層或若干強(qiáng)基礎(chǔ)的整體剛度時(shí)，可將基礎(chǔ)在立面上設(shè)置成一層或若干層，這就成為了箱形基礎(chǔ)。層，這就成為了箱形基礎(chǔ)。這幾類基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式如圖這幾類基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式如圖4-14-4（p. 77）。）。來源：/introduce/l

2、eading.asp?skeyword=%e8%ab%8b%e8%bc%b8%e5%85%a5%e9%97%9c%e9%8d%b5%e5%ad%97&id=7a394de1-2d34-4ffd-9e66-8fbb2f23b9793124與柱下獨(dú)立基礎(chǔ)相比，柱下條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)和箱形與柱下獨(dú)立基礎(chǔ)相比，柱下條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)具有更好的整體性、更高的承載力和更強(qiáng)的調(diào)節(jié)地基基基礎(chǔ)具有更好的整體性、更高的承載力和更強(qiáng)的調(diào)節(jié)地基基礎(chǔ)變形的能力。筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)還可結(jié)合考慮地下空間礎(chǔ)變形的能力。筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)還可結(jié)合考慮地下空間的開發(fā)利用。然而這的開發(fā)利用。然而這3類基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)較

3、為復(fù)雜，施工難度相對(duì)類基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，施工難度相對(duì)較大，造價(jià)也相對(duì)較高。較大，造價(jià)也相對(duì)較高。 3類基礎(chǔ)適用于規(guī)模大、層數(shù)多、結(jié)構(gòu)和地基條件較為復(fù)類基礎(chǔ)適用于規(guī)模大、層數(shù)多、結(jié)構(gòu)和地基條件較為復(fù)雜的工程。雜的工程。 上部結(jié)構(gòu)、地基和基礎(chǔ)是建筑體系中的上部結(jié)構(gòu)、地基和基礎(chǔ)是建筑體系中的3個(gè)有機(jī)組成部分。個(gè)有機(jī)組成部分。在荷載的作用下，在荷載的作用下，3者不但要保持力的平衡，在變形上也必須者不但要保持力的平衡，在變形上也必須協(xié)調(diào)一致。也就是說，這協(xié)調(diào)一致。也就是說，這3部分之間不但要滿足力的平衡關(guān)系，部分之間不但要滿足力的平衡關(guān)系，也需要滿足變形協(xié)調(diào)條件。也需要滿足變形協(xié)調(diào)條件。 基礎(chǔ)的變形情

4、況對(duì)地基反力有重要影響，例如對(duì)于絕對(duì)基礎(chǔ)的變形情況對(duì)地基反力有重要影響，例如對(duì)于絕對(duì)剛性和絕對(duì)柔性的基礎(chǔ)，其地基反力的分布有極大的差異。剛性和絕對(duì)柔性的基礎(chǔ)，其地基反力的分布有極大的差異。反過來，地基的變形和地基反力的分布又會(huì)對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)反過來，地基的變形和地基反力的分布又會(huì)對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力產(chǎn)生影響。這就是通常所說的上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地構(gòu)的內(nèi)力產(chǎn)生影響。這就是通常所說的上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的相互作用，也就是基的相互作用，也就是3者的共同作用問題。者的共同作用問題。上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的相互作用在建筑體系中是廣泛上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的相互作用在建筑體系中是廣泛存在的現(xiàn)象，但不同的結(jié)構(gòu)體系有

5、顯著的差異。當(dāng)結(jié)構(gòu)的體存在的現(xiàn)象，但不同的結(jié)構(gòu)體系有顯著的差異。當(dāng)結(jié)構(gòu)的體型較小，或地基的差異變形對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布不會(huì)產(chǎn)生顯著型較小，或地基的差異變形對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布不會(huì)產(chǎn)生顯著影響時(shí)，也沒有必要完全按照共同作用的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)。常影響時(shí)，也沒有必要完全按照共同作用的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)。常規(guī)設(shè)計(jì)方法的思想如圖規(guī)設(shè)計(jì)方法的思想如圖4-5所示?？紤]所示?？紤]3者共同作用的設(shè)計(jì)方者共同作用的設(shè)計(jì)方法則需要采用迭代法，通常計(jì)算工作量很大，所以目前僅用法則需要采用迭代法，通常計(jì)算工作量很大，所以目前僅用于重要和大型的建筑物。于重要和大型的建筑物。常規(guī)設(shè)計(jì)方法僅滿足了力的平衡關(guān)系。本章介紹的三類常規(guī)設(shè)計(jì)方法僅滿足

6、了力的平衡關(guān)系。本章介紹的三類基礎(chǔ)的平面尺寸均比高度大得多，從力學(xué)上看均屬于柔性基基礎(chǔ)的平面尺寸均比高度大得多，從力學(xué)上看均屬于柔性基礎(chǔ)，而且由于基礎(chǔ)的平面尺寸很大，基礎(chǔ)的變形狀態(tài)對(duì)于地礎(chǔ)，而且由于基礎(chǔ)的平面尺寸很大，基礎(chǔ)的變形狀態(tài)對(duì)于地基反力的分布有重要影響，故不應(yīng)采用常規(guī)方法設(shè)計(jì)。基反力的分布有重要影響，故不應(yīng)采用常規(guī)方法設(shè)計(jì)。圖圖4-5在實(shí)際工作中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)大量建筑物通常采用在實(shí)際工作中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)大量建筑物通常采用簡(jiǎn)化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，即計(jì)算時(shí)只考慮地基和基礎(chǔ)的共同作用，簡(jiǎn)化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，即計(jì)算時(shí)只考慮地基和基礎(chǔ)的共同作用，而在構(gòu)造措施上體現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)共同作用的特點(diǎn)。而在構(gòu)造措

7、施上體現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)共同作用的特點(diǎn)。 考慮地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)共同作用的關(guān)鍵是確定地考慮地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)共同作用的關(guān)鍵是確定地基模型。所謂基模型。所謂。目前工程中使用的地基模型主要是。目前工程中使用的地基模型主要是線性模型。下面介紹線性模型。下面介紹3類有代表性的線性模型，其中主要類有代表性的線性模型，其中主要是是winkler地基模型。地基模型。 winkler將地基離散為一系列互不相干的彈簧，也就是將地基離散為一系列互不相干的彈簧，也就是將地基分解為一系列豎直的土柱并略去了土柱之間的剪力，將地基分解為一系列豎直的土柱并略去了土柱之間的剪力，由此得出了地基表面的沉降與壓力成正比而且地基表面各

8、點(diǎn)由此得出了地基表面的沉降與壓力成正比而且地基表面各點(diǎn)之間互不相干的結(jié)論。之間互不相干的結(jié)論。 winkler地基模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：地基模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：winkler地基模型適用于地基土軟弱或壓縮層較薄的情地基模型適用于地基土軟弱或壓縮層較薄的情形，因?yàn)檫@兩種情況與模型的假設(shè)條件比較近似。形，因?yàn)檫@兩種情況與模型的假設(shè)條件比較近似。 winkler地基模型只有一個(gè)參數(shù)地基模型只有一個(gè)參數(shù)k，稱為基床系數(shù)。，稱為基床系數(shù)。k可可由地基載荷試驗(yàn)或地區(qū)經(jīng)驗(yàn)求得。由地基載荷試驗(yàn)或地區(qū)經(jīng)驗(yàn)求得。skp（4-1）圖圖4-9 winkler 地基模型地基模型 該模型將地基視為均勻的彈性半無限體，當(dāng)?shù)鼗?/p>

9、表面一點(diǎn)該模型將地基視為均勻的彈性半無限體，當(dāng)?shù)鼗砻嬉稽c(diǎn)作用有豎向集中荷載作用有豎向集中荷載f時(shí)，地基表面任意點(diǎn)的豎向位移為：時(shí)，地基表面任意點(diǎn)的豎向位移為：式中各符號(hào)的含義見式中各符號(hào)的含義見p.82p.82。 當(dāng)?shù)鼗砻孀饔糜芯匦畏植己奢d時(shí)，以荷載的某一角點(diǎn)為當(dāng)?shù)鼗砻孀饔糜芯匦畏植己奢d時(shí)，以荷載的某一角點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，則任意微元面積上的荷載在地基表面任坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，則任意微元面積上的荷載在地基表面任意點(diǎn)引起的沉降可根據(jù)（意點(diǎn)引起的沉降可根據(jù)（4-24-2）改寫為：）改寫為：（4-2）222(1)()()pd ddsexy 2222(1)(1)ffsere xyrxyzfi

10、ocsbxyojyddx 利用上述公式對(duì)整個(gè)荷載區(qū)域積分，可以求得地基表面利用上述公式對(duì)整個(gè)荷載區(qū)域積分，可以求得地基表面任意點(diǎn)任意點(diǎn)i（x，y）的豎向位移為：）的豎向位移為： 當(dāng)當(dāng)p為常數(shù)時(shí)，地基表面任意點(diǎn)為常數(shù)時(shí)，地基表面任意點(diǎn)i（x，y）的豎向位移為：）的豎向位移為： 求解時(shí)應(yīng)注意公式的奇異點(diǎn)。求解時(shí)應(yīng)注意公式的奇異點(diǎn)。當(dāng)荷載分布復(fù)雜時(shí)，通常可對(duì)積分進(jìn)行離散化求解。如當(dāng)荷載分布復(fù)雜時(shí)，通?？蓪?duì)積分進(jìn)行離散化求解。如將荷載區(qū)域劃分為若干個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格的分布荷載可視為將荷載區(qū)域劃分為若干個(gè)網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格的分布荷載可視為一個(gè)作用于網(wǎng)格中心的小集中荷載，然后按下述方法求解。一個(gè)作用于網(wǎng)格中心的

11、小集中荷載，然后按下述方法求解。22200(1)()()cbipd dsexy 22200(1)()()cbipd dsexy 取網(wǎng)格取網(wǎng)格j的集中力為的集中力為fj，如網(wǎng)格，如網(wǎng)格j中點(diǎn)受單位集中力作中點(diǎn)受單位集中力作用即用即fj =l時(shí)，在網(wǎng)格時(shí)，在網(wǎng)格i中點(diǎn)引起的豎向變形為中點(diǎn)引起的豎向變形為ij（i=l，2，n；j=l，2，n），則各網(wǎng)格中點(diǎn)的豎向變形），則各網(wǎng)格中點(diǎn)的豎向變形si可計(jì)算如下：可計(jì)算如下： 寫為矩陣形式：寫為矩陣形式： s=f （4-4）（4-3）或（）或（4-4）即為所求的彈性半空間地基模型。）即為所求的彈性半空間地基模型。彈性半空間地基模型假定地基是各向均勻同性體，

12、這彈性半空間地基模型假定地基是各向均勻同性體，這是其不足之處，但該模型克服了是其不足之處，但該模型克服了winkler地基模型的主要地基模型的主要缺點(diǎn)，比缺點(diǎn)，比winkler地基模型合理。地基模型合理。11 112121212122221122nnnnnnnnnnsfffsfffsfff（4-3） 天然地基不但在水平方向不均勻，在豎直方向還是成層天然地基不但在水平方向不均勻，在豎直方向還是成層分布的。有限壓縮層地基模型（分層地基模型）能考慮土的分布的。有限壓縮層地基模型（分層地基模型）能考慮土的上述特點(diǎn)。上述特點(diǎn)。 考慮地基表面作用有分布荷載，如圖考慮地基表面作用有分布荷載，如圖4-12，將

13、荷載作用，將荷載作用區(qū)域分為若干個(gè)小塊，每一小塊的荷載可以合并起來形成一區(qū)域分為若干個(gè)小塊，每一小塊的荷載可以合并起來形成一個(gè)小的集中荷載，而集中荷載作用下地基中的應(yīng)力已有彈性個(gè)小的集中荷載，而集中荷載作用下地基中的應(yīng)力已有彈性解答。由此可以得到地基中的附加應(yīng)力分布，于是可以用分解答。由此可以得到地基中的附加應(yīng)力分布，于是可以用分層總和法求出地基表面任意點(diǎn)的沉降。以此為基礎(chǔ)利用疊加層總和法求出地基表面任意點(diǎn)的沉降。以此為基礎(chǔ)利用疊加法可以求得所有荷載同時(shí)作用時(shí)地基表面各點(diǎn)的沉降。這就法可以求得所有荷載同時(shí)作用時(shí)地基表面各點(diǎn)的沉降。這就是有限壓縮層地基模型的基本思想。是有限壓縮層地基模型的基本思

14、想。jjihcjjbxy0ixyiiptitbczj圖圖4-12 考慮地基表面作用有分布荷載，荷載分塊，第考慮地基表面作用有分布荷載，荷載分塊，第j 塊荷載塊荷載的強(qiáng)度為的強(qiáng)度為pj j，所形成的合力為，所形成的合力為fj j，則在地基表面則在地基表面i（x，y）點(diǎn)點(diǎn)產(chǎn)生的沉降可以表示為：產(chǎn)生的沉降可以表示為：式中：式中： 這就是有限壓縮層地基模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式。這就是有限壓縮層地基模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式。有限壓縮層地基模型的假設(shè)更加接近實(shí)際，因而其計(jì)算有限壓縮層地基模型的假設(shè)更加接近實(shí)際，因而其計(jì)算結(jié)果更加可靠。但從上述公式可以看出，模型的計(jì)算工作量結(jié)果更加可靠。但從上述公式可以看出，模型的計(jì)算工作

15、量很大，而且真實(shí)地基中的應(yīng)力狀態(tài)與分層總和法的假設(shè)有一很大，而且真實(shí)地基中的應(yīng)力狀態(tài)與分層總和法的假設(shè)有一定差距。定差距。 1niijjjsf( )1ijmztitijtsithe（4-3）（4-8）4.4.1 基本微分方程及通解基本微分方程及通解4.4.2 簡(jiǎn)單條件下梁的計(jì)算簡(jiǎn)單條件下梁的計(jì)算 設(shè)彈性地基上的梁在荷載作用下產(chǎn)生如圖設(shè)彈性地基上的梁在荷載作用下產(chǎn)生如圖4-13所示的變所示的變形，按變形協(xié)調(diào)和靜力平衡條件可以列出梁的基本微分方程。形，按變形協(xié)調(diào)和靜力平衡條件可以列出梁的基本微分方程。由于方程中涉及到地基反力，而地基反力又取決于地基模型，由于方程中涉及到地基反力，而地基反力又取決于

16、地基模型，故問題的求解較為復(fù)雜。目前對(duì)于彈性地基上的梁通常采用故問題的求解較為復(fù)雜。目前對(duì)于彈性地基上的梁通常采用winkler地基模型，而且只有簡(jiǎn)單條件下的解答。地基模型，而且只有簡(jiǎn)單條件下的解答。 對(duì)圖對(duì)圖4-13的梁建立坐標(biāo)系。對(duì)任意微段進(jìn)行力學(xué)分析，的梁建立坐標(biāo)系。對(duì)任意微段進(jìn)行力學(xué)分析，由靜力平衡關(guān)系，可以寫出由靜力平衡關(guān)系，可以寫出qbpxvdd圖圖4-13由材料力學(xué)，有：由材料力學(xué)，有： xwmxeivxmdddddd, 將上列關(guān)系帶入（將上列關(guān)系帶入（4-10），得到：），得到： 對(duì)上式引入對(duì)上式引入winkler地基模型，得到地基模型，得到 寫為標(biāo)準(zhǔn)形式寫為標(biāo)準(zhǔn)形式 當(dāng)當(dāng)q=

17、0時(shí)，上式成為時(shí)，上式成為4階常系數(shù)齊次微分方程（階常系數(shù)齊次微分方程（4-15），），式中的式中的 為基于為基于winkler地基模型的參數(shù)，它綜合表達(dá)了梁土地基模型的參數(shù)，它綜合表達(dá)了梁土體系抵抗變形的能力，體系抵抗變形的能力， 的表達(dá)式為：的表達(dá)式為：qbpxwei44ddqbkwxwei44ddqwxw4444dd 的單位為的單位為m-1，稱為梁的柔度系數(shù)或特征系數(shù)，其倒，稱為梁的柔度系數(shù)或特征系數(shù)，其倒數(shù)數(shù)1/ 稱為梁的特征長(zhǎng)度，而稱為梁的特征長(zhǎng)度，而 l 稱為梁的柔度指數(shù)稱為梁的柔度指數(shù)。 微分方程（微分方程（4-15）的通解為）的通解為 式中的式中的c1c4為待定常數(shù)，決定于梁的

18、邊界條件。為待定常數(shù)，決定于梁的邊界條件。 44eibk )sincos()sincos(xcxcexcxcewxx 4321 無限長(zhǎng)梁承受集中荷載無限長(zhǎng)梁承受集中荷載f0作用時(shí)，可將坐標(biāo)系的原點(diǎn)作用時(shí)，可將坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)于設(shè)于f0處，從而可以利用對(duì)稱性（圖處，從而可以利用對(duì)稱性（圖4-14）。于是邊界條）。于是邊界條件可以寫為：件可以寫為： 1）x時(shí)，時(shí)，w=0； 2）由對(duì)稱性，當(dāng)）由對(duì)稱性，當(dāng)x=0時(shí)，時(shí)， =dw/dx=0； 3）由對(duì)稱性和平衡條件，）由對(duì)稱性和平衡條件， 在在x=0處的左右截面上的剪處的左右截面上的剪力的量值相等，均為力的量值相等，均為f0 /2。 由由1），得到），得

19、到c1=c2=0，于是，于是)sincos(xcxcewx 43 微分后引入邊界條件微分后引入邊界條件2），有），有 所以有所以有 再由邊界條件再由邊界條件3），有），有c=f0 /2kb，所以，所以 這就是這就是無限長(zhǎng)梁承受集中荷載無限長(zhǎng)梁承受集中荷載f0作用時(shí)的基本解答。作用時(shí)的基本解答。 對(duì)上式求導(dǎo)，利用微分關(guān)系對(duì)上式求導(dǎo)，利用微分關(guān)系ccc430dd340433400)(sin)(cos)(ccxccxccexwxxxx )sin(cosxxekbfwx 20 xwmxeivxmdddddd,可以求得梁在任意截面處的位移和內(nèi)力，再由可以求得梁在任意截面處的位移和內(nèi)力，再由winkler

20、地基模型可以確定地基反力地基模型可以確定地基反力p=kw，結(jié)果如公式，結(jié)果如公式（4-19），式中的系數(shù)如公式（），式中的系數(shù)如公式（4-20）。）。 公式（公式（4-19）只適用于）只適用于x 0的情形，對(duì)于的情形，對(duì)于x0（即梁的（即梁的左半段）的情況，應(yīng)利用對(duì)稱性求解，請(qǐng)見圖左半段）的情況，應(yīng)利用對(duì)稱性求解，請(qǐng)見圖4-15。實(shí)際。實(shí)際上，當(dāng)上，當(dāng)x0 時(shí)，邊界條件時(shí)，邊界條件1）有所改變，公式（）有所改變，公式（4-17）保留）保留下來的是第下來的是第1項(xiàng)，故得到的解答在形式上與（項(xiàng)，故得到的解答在形式上與（4-19）稍有）稍有差異。差異。圖圖4-15圖圖4-16 梁上只作用力矩梁上只作

21、用力矩m0時(shí)，如圖時(shí)，如圖4-16，梁的邊界條件為：，梁的邊界條件為： 1）x時(shí)，時(shí)，w=0； 2）x=0時(shí)，時(shí)，w=0； 3）由對(duì)稱性和平衡條件，）由對(duì)稱性和平衡條件， 在在x=0處的左右截面上的彎矩處的左右截面上的彎矩的數(shù)值相等，均為的數(shù)值相等，均為m0/2，但按材料力學(xué)的規(guī)定，兩者的符號(hào)，但按材料力學(xué)的規(guī)定，兩者的符號(hào)相反。相反。 根據(jù)上述邊界條件可以求得根據(jù)上述邊界條件可以求得c1=c2=c3=0， c4=m0 2/kb，相應(yīng)的解答如公式（相應(yīng)的解答如公式（4-21），式中的系數(shù)仍為公式（），式中的系數(shù)仍為公式（4-20）。）。與公式（與公式（4-19）的情況相同，）的情況相同，（4-

22、21）只適用于）只適用于x 0的的情形，對(duì)于情形，對(duì)于x ，所以可按無限長(zhǎng)梁計(jì)算。，所以可按無限長(zhǎng)梁計(jì)算。 b點(diǎn)處：點(diǎn)處：x=0，由公式（，由公式（4-20）：）： 按疊加法由公式（按疊加法由公式（4-19）和（）和（4-21），求得梁在），求得梁在b點(diǎn)處的點(diǎn)處的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩、剪力和地基反力：位移、轉(zhuǎn)角、彎矩、剪力和地基反力： -1474m3430018010242000014.eibk 1000)sin(cos)sin(cosexxeaxx 000sinsinexebxx 1000)sin(cos)sin(cosexxecxx 100coscosexedxx m0103001200001

23、2120034302200b.xxbkmakfw 弧度弧度0003012000013430150033020b.xxckmbkf 00b120015011949.6kn m4240.3432xxfmmcd 00b-120015011799.6kn m4240.3432xxfmmcd kn00260012000013430150121200200b.xxakmdfv kn99859912000013430150121200200b.xxakmdfv kpa82050112343012002200b.xxbbmabfp 提示：提示：1. w與與 總是連續(xù)的，總是連續(xù)的，m與與v則不一定則不一定;

24、2. 注意應(yīng)用對(duì)稱性（圖注意應(yīng)用對(duì)稱性（圖4-15和和4-16）。）。習(xí)題：習(xí)題：4-6補(bǔ)充：推導(dǎo)公式（補(bǔ)充：推導(dǎo)公式（4-22）4.5.1 柱下條形基礎(chǔ)的構(gòu)造柱下條形基礎(chǔ)的構(gòu)造4.5.2 柱下條形基礎(chǔ)的計(jì)算柱下條形基礎(chǔ)的計(jì)算4.5.3 柱下十字交叉條形基礎(chǔ)的計(jì)算柱下十字交叉條形基礎(chǔ)的計(jì)算 柱下條形基礎(chǔ)（圖柱下條形基礎(chǔ)（圖4-21）的構(gòu)造要求如下：）的構(gòu)造要求如下： （1）翼板厚度）翼板厚度h不應(yīng)小于不應(yīng)小于200mm，當(dāng)，當(dāng)h=200250mm時(shí)，時(shí)，翼板宜取等厚度；當(dāng)翼板宜取等厚度；當(dāng)h250mm時(shí)，可做成坡度時(shí)，可做成坡度i1:3的變厚的變厚度翼板。當(dāng)柱荷載較大時(shí)，可在柱位處加腋（圖度翼

25、板。當(dāng)柱荷載較大時(shí)，可在柱位處加腋（圖4-5c），以），以提高板的抗剪切能力，翼板的具體厚度尚應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。翼提高板的抗剪切能力，翼板的具體厚度尚應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。翼板寬度板寬度b應(yīng)按地基承載力計(jì)算確定。應(yīng)按地基承載力計(jì)算確定。 （2）肋梁高度）肋梁高度h應(yīng)由計(jì)算確定，初估截面時(shí)，宜取柱距應(yīng)由計(jì)算確定，初估截面時(shí)，宜取柱距的的1/81/4，肋寬，肋寬b1應(yīng)由截面的抗剪條件確定，且應(yīng)滿足圖應(yīng)由截面的抗剪條件確定，且應(yīng)滿足圖4-5e的要求。的要求。 （3）為了調(diào)整基礎(chǔ)底面形心的位置，以及使各柱下彎矩）為了調(diào)整基礎(chǔ)底面形心的位置，以及使各柱下彎矩與跨中彎跨均衡以利配筋，條形基礎(chǔ)兩端宜伸出柱邊，其外與跨中

26、彎跨均衡以利配筋，條形基礎(chǔ)兩端宜伸出柱邊，其外伸懸臂長(zhǎng)度伸懸臂長(zhǎng)度l0宜為邊跨柱距的宜為邊跨柱距的1/4。圖圖4-21 （4）條形基礎(chǔ)肋梁的縱向受力鋼筋應(yīng)按計(jì)算確定。肋梁）條形基礎(chǔ)肋梁的縱向受力鋼筋應(yīng)按計(jì)算確定。肋梁頂部縱向鋼筋應(yīng)全部通長(zhǎng)配置，底部的通長(zhǎng)鋼筋，其面積不頂部縱向鋼筋應(yīng)全部通長(zhǎng)配置，底部的通長(zhǎng)鋼筋，其面積不得少于底部縱向受力鋼筋面積的得少于底部縱向受力鋼筋面積的1/3。當(dāng)肋梁的腹板高度。當(dāng)肋梁的腹板高度450 mm時(shí)，應(yīng)在梁的兩側(cè)沿高度配置直徑大于時(shí)，應(yīng)在梁的兩側(cè)沿高度配置直徑大于10mm縱向構(gòu)造腰縱向構(gòu)造腰筋，每側(cè)縱向構(gòu)造腰筋（不包括梁頂、底部受力或架立鋼筋）筋，每側(cè)縱向構(gòu)造腰筋

27、（不包括梁頂、底部受力或架立鋼筋）的截面面積不應(yīng)小于梁腹板截面面積的的截面面積不應(yīng)小于梁腹板截面面積的0.1，其間距不宜大，其間距不宜大于于200 mm。肋梁中的箍筋應(yīng)按計(jì)算確定，箍筋應(yīng)做成封閉式。肋梁中的箍筋應(yīng)按計(jì)算確定，箍筋應(yīng)做成封閉式。當(dāng)肋梁寬度當(dāng)肋梁寬度b1350 mm時(shí)，可用雙肢箍；當(dāng)時(shí)，可用雙肢箍；當(dāng)350mm b1800 mm時(shí)，可用六肢箍。時(shí)，可用六肢箍。箍筋直徑箍筋直徑612mm，間距，間距50200mm，在距柱中心線為，在距柱中心線為0.250.30倍柱距范圍內(nèi)箍筋應(yīng)加密布置。底板受力鋼筋按計(jì)倍柱距范圍內(nèi)箍筋應(yīng)加密布置。底板受力鋼筋按計(jì)算確定，直徑不宜小于算確定，直徑不宜小

28、于10mm，間距為，間距為100mm200mm。 （5）條形基礎(chǔ)用混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于）條形基礎(chǔ)用混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于c20，墊層為，墊層為c10，其厚度宜為，其厚度宜為70mm100mm。 1 1基礎(chǔ)底面尺寸的確定基礎(chǔ)底面尺寸的確定 2 2翼板的計(jì)算翼板的計(jì)算3 3基礎(chǔ)梁縱向內(nèi)力分析基礎(chǔ)梁縱向內(nèi)力分析 首先按上述構(gòu)造要求確定基礎(chǔ)長(zhǎng)度首先按上述構(gòu)造要求確定基礎(chǔ)長(zhǎng)度l，然后將基礎(chǔ)視為，然后將基礎(chǔ)視為剛性矩形基礎(chǔ)，按地基承載力特征值確定基礎(chǔ)底面寬度剛性矩形基礎(chǔ)，按地基承載力特征值確定基礎(chǔ)底面寬度b。在按構(gòu)造要求確定基礎(chǔ)長(zhǎng)度在按構(gòu)造要求確定基礎(chǔ)長(zhǎng)度l 時(shí)，應(yīng)盡量使其形心與基礎(chǔ)所時(shí)，應(yīng)盡量使其形心

29、與基礎(chǔ)所受外合力的重心相重合。受外合力的重心相重合。圖圖4-22 翼板可視為肋梁兩側(cè)的懸臂，由第翼板可視為肋梁兩側(cè)的懸臂，由第3章的公式計(jì)算肋梁章的公式計(jì)算肋梁根部的剪力和彎矩，然后按斜截面的抗剪強(qiáng)度確定翼板厚根部的剪力和彎矩，然后按斜截面的抗剪強(qiáng)度確定翼板厚度并由肋梁根部的彎矩度并由肋梁根部的彎矩m計(jì)算翼板內(nèi)的橫向配筋。計(jì)算翼板內(nèi)的橫向配筋。 橫向鋼筋通常布置在下層。橫向鋼筋通常布置在下層。 通常可采用靜定分析法、彈性地基梁法和倒梁法。其中通?？刹捎渺o定分析法、彈性地基梁法和倒梁法。其中彈性地基梁法已在前面作了論述，下面主要介紹靜定分析彈性地基梁法已在前面作了論述，下面主要介紹靜定分析法和倒

30、梁法。法和倒梁法。 靜力平衡法是一種按線性分布分析基底反力，然后再進(jìn)靜力平衡法是一種按線性分布分析基底反力，然后再進(jìn)一步求解基礎(chǔ)內(nèi)力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，其適用前提是要求基一步求解基礎(chǔ)內(nèi)力的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，其適用前提是要求基礎(chǔ)具有足夠的相對(duì)抗彎剛度以及上部結(jié)構(gòu)對(duì)于地基的差異礎(chǔ)具有足夠的相對(duì)抗彎剛度以及上部結(jié)構(gòu)對(duì)于地基的差異變形不敏感。變形不敏感。 該法假定基底反力呈線性分布，求得基底凈反力該法假定基底反力呈線性分布，求得基底凈反力pj，基，基礎(chǔ)上所有的作用力都已確定（圖礎(chǔ)上所有的作用力都已確定（圖4-23），并按靜力平衡條件），并按靜力平衡條件計(jì)算出任意截面上的剪力計(jì)算出任意截面上的剪力v及彎距及彎距

31、m，由此繪出沿基礎(chǔ)長(zhǎng)度，由此繪出沿基礎(chǔ)長(zhǎng)度方向的剪力圖和彎距圖，依此進(jìn)行肋梁的抗剪計(jì)算及配筋。方向的剪力圖和彎距圖，依此進(jìn)行肋梁的抗剪計(jì)算及配筋。 靜定分析法沒有考慮基礎(chǔ)自身的變形以及與上部結(jié)構(gòu)靜定分析法沒有考慮基礎(chǔ)自身的變形以及與上部結(jié)構(gòu)的相互作用，與其他方法比較，計(jì)算所得基礎(chǔ)不利截面上的相互作用，與其他方法比較，計(jì)算所得基礎(chǔ)不利截面上的彎矩絕對(duì)值一般偏大。此法只宜用于上部為柔性或簡(jiǎn)支的彎矩絕對(duì)值一般偏大。此法只宜用于上部為柔性或簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)、且基礎(chǔ)自身剛度較大的條形基礎(chǔ)以及聯(lián)合基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)、且基礎(chǔ)自身剛度較大的條形基礎(chǔ)以及聯(lián)合基礎(chǔ)。圖圖4-23 倒梁法把柱腳視為條形基礎(chǔ)的支座，支座間不存在差倒梁

32、法把柱腳視為條形基礎(chǔ)的支座，支座間不存在差異沉降，并假定基底凈反力（異沉降，并假定基底凈反力（bpj，kn/m）呈線性分布，且）呈線性分布，且柱作用于基礎(chǔ)的荷載已求出，于是可按倒置的普通連續(xù)梁柱作用于基礎(chǔ)的荷載已求出，于是可按倒置的普通連續(xù)梁計(jì)算梁沿縱向的內(nèi)力（圖計(jì)算梁沿縱向的內(nèi)力（圖4-24），例如采用力矩分配法、），例如采用力矩分配法、力法、位移法等。力法、位移法等。 圖圖4-24 應(yīng)該指出，該計(jì)算模型僅考慮了柱間基礎(chǔ)的局部彎曲，應(yīng)該指出，該計(jì)算模型僅考慮了柱間基礎(chǔ)的局部彎曲，而忽略了基礎(chǔ)全長(zhǎng)發(fā)生的整體彎曲，所以基礎(chǔ)最不利截面的而忽略了基礎(chǔ)全長(zhǎng)發(fā)生的整體彎曲，所以基礎(chǔ)最不利截面的計(jì)算彎矩較

33、小。另外，用倒梁法求得的支座反力一般不等于計(jì)算彎矩較小。另外，用倒梁法求得的支座反力一般不等于原柱作用的豎向荷載，可理解為上部結(jié)構(gòu)的整體剛度對(duì)基礎(chǔ)原柱作用的豎向荷載，可理解為上部結(jié)構(gòu)的整體剛度對(duì)基礎(chǔ)整體彎曲的抑制作用，使柱荷載分布均勻化。實(shí)際上，如荷整體彎曲的抑制作用，使柱荷載分布均勻化。實(shí)際上，如荷載和地基土層分布比較均勻，基礎(chǔ)將發(fā)生正向整體彎曲，當(dāng)載和地基土層分布比較均勻，基礎(chǔ)將發(fā)生正向整體彎曲，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的剛度較小時(shí)，靠近基礎(chǔ)中間的一些柱將發(fā)生較大上部結(jié)構(gòu)的剛度較小時(shí)，靠近基礎(chǔ)中間的一些柱將發(fā)生較大的豎向位移，而邊柱位移偏小。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)的剛度較大時(shí)，的豎向位移，而邊柱位移偏小。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)

34、的剛度較大時(shí)，各柱的豎向位移將趨于均勻。各柱的豎向位移將趨于均勻。 倒梁法求得的支座反力一般不等于實(shí)際結(jié)構(gòu)各柱的作用倒梁法求得的支座反力一般不等于實(shí)際結(jié)構(gòu)各柱的作用荷載，實(shí)踐中常采用所謂荷載，實(shí)踐中常采用所謂“基底反力局部調(diào)整法基底反力局部調(diào)整法”進(jìn)行修正，進(jìn)行修正，其方法是將支座處的不平衡力均勻分布在本支座兩側(cè)各其方法是將支座處的不平衡力均勻分布在本支座兩側(cè)各1/3跨度范圍內(nèi)求解梁的內(nèi)力和支座反力并與前面求得的結(jié)果疊跨度范圍內(nèi)求解梁的內(nèi)力和支座反力并與前面求得的結(jié)果疊加，如此反復(fù)多次，直到支座反力接近柱荷載為止。加，如此反復(fù)多次，直到支座反力接近柱荷載為止。 考慮到按倒梁法計(jì)算時(shí)基礎(chǔ)及上部結(jié)

35、構(gòu)的剛度都較好，考慮到按倒梁法計(jì)算時(shí)基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的剛度都較好，基礎(chǔ)兩端部的基底反力會(huì)比按直線分布算得的反力有所增加?；A(chǔ)兩端部的基底反力會(huì)比按直線分布算得的反力有所增加。所以，兩邊跨的跨中和柱下截面受力鋼筋宜在計(jì)算鋼筋面積所以，兩邊跨的跨中和柱下截面受力鋼筋宜在計(jì)算鋼筋面積的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加，一般可增加的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加，一般可增加1520。 用倒梁法計(jì)算柱下條形基礎(chǔ)的步驟如下：用倒梁法計(jì)算柱下條形基礎(chǔ)的步驟如下： 1）用剛性基礎(chǔ)基底壓力的簡(jiǎn)化算法計(jì)算地基反力，并）用剛性基礎(chǔ)基底壓力的簡(jiǎn)化算法計(jì)算地基反力，并將其轉(zhuǎn)化為線荷載；將其轉(zhuǎn)化為線荷載；2）按圖）按圖4-24的模式計(jì)算梁的內(nèi)力和支座反力；

36、的模式計(jì)算梁的內(nèi)力和支座反力； 3）比較各支座反力和柱的豎向荷載，計(jì)算支座處的不）比較各支座反力和柱的豎向荷載，計(jì)算支座處的不平衡力；平衡力； 4）將不平衡力按前述原則均勻地反向分配到支座附近）將不平衡力按前述原則均勻地反向分配到支座附近的局部梁段上，按連續(xù)梁計(jì)算由不平衡力引起的支座反力；的局部梁段上，按連續(xù)梁計(jì)算由不平衡力引起的支座反力； 5）將第）將第4）步得到的支座反力和以前計(jì)算所得的支座反）步得到的支座反力和以前計(jì)算所得的支座反力疊加，計(jì)算不平衡力，如果該值小于容許誤差，轉(zhuǎn)入第力疊加，計(jì)算不平衡力，如果該值小于容許誤差，轉(zhuǎn)入第6）步，否則轉(zhuǎn)入第步，否則轉(zhuǎn)入第4）步；）步； 6）將疊加得

37、到的最終地基反力，按連續(xù)梁計(jì)算梁的內(nèi)力）將疊加得到的最終地基反力，按連續(xù)梁計(jì)算梁的內(nèi)力并進(jìn)行截面強(qiáng)度檢算和配筋。并進(jìn)行截面強(qiáng)度檢算和配筋。柱下十字交叉基礎(chǔ)可視為雙向的柱下條形基礎(chǔ)，其每個(gè)柱下十字交叉基礎(chǔ)可視為雙向的柱下條形基礎(chǔ)，其每個(gè)方向的條形基礎(chǔ)的構(gòu)造與計(jì)算，與前述相同。只是由柱傳來方向的條形基礎(chǔ)的構(gòu)造與計(jì)算，與前述相同。只是由柱傳來的豎向力由兩個(gè)方向的條形基礎(chǔ)共同承擔(dān)，故需在兩個(gè)方向的豎向力由兩個(gè)方向的條形基礎(chǔ)共同承擔(dān)，故需在兩個(gè)方向上進(jìn)行分配；而柱傳遞的彎矩上進(jìn)行分配；而柱傳遞的彎矩mx和和my直接加于相應(yīng)方向的直接加于相應(yīng)方向的基礎(chǔ)梁上，不必再做分配，即不考慮基礎(chǔ)梁承受扭矩?；A(chǔ)梁上，

38、不必再做分配，即不考慮基礎(chǔ)梁承受扭矩。 豎向荷載在十字交叉條形基礎(chǔ)上的分配應(yīng)滿足兩個(gè)條件：豎向荷載在十字交叉條形基礎(chǔ)上的分配應(yīng)滿足兩個(gè)條件：靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件。靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件。 第一個(gè)條件指在節(jié)點(diǎn)處分配給兩個(gè)方向條形基礎(chǔ)的荷載第一個(gè)條件指在節(jié)點(diǎn)處分配給兩個(gè)方向條形基礎(chǔ)的荷載之和等于柱荷載，表示為之和等于柱荷載，表示為 fi=fix十十fiy （4-44） 第二個(gè)條件指分離后的條形基礎(chǔ)在交叉節(jié)點(diǎn)處的撓度應(yīng)第二個(gè)條件指分離后的條形基礎(chǔ)在交叉節(jié)點(diǎn)處的撓度應(yīng)相等，表示為相等，表示為 wix=wiy （4-45） 為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般采用為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般采用winkler地基模型，并略去

39、其他節(jié)地基模型，并略去其他節(jié)點(diǎn)的荷載對(duì)本結(jié)點(diǎn)撓度的影響。荷載分配的具體步驟如下：點(diǎn)的荷載對(duì)本結(jié)點(diǎn)撓度的影響。荷載分配的具體步驟如下： 柱節(jié)點(diǎn)分為三種（圖柱節(jié)點(diǎn)分為三種（圖4-33），即：中柱節(jié)點(diǎn)、邊柱節(jié)點(diǎn)），即：中柱節(jié)點(diǎn)、邊柱節(jié)點(diǎn)和角柱節(jié)點(diǎn)。和角柱節(jié)點(diǎn)。 對(duì)中柱節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)方向的基礎(chǔ)可看做無限長(zhǎng)梁；對(duì)邊柱對(duì)中柱節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)方向的基礎(chǔ)可看做無限長(zhǎng)梁；對(duì)邊柱節(jié)點(diǎn)，一個(gè)方向基礎(chǔ)視為無限長(zhǎng)梁，而另一方向基礎(chǔ)視為半節(jié)點(diǎn)，一個(gè)方向基礎(chǔ)視為無限長(zhǎng)梁，而另一方向基礎(chǔ)視為半無限長(zhǎng)梁無限長(zhǎng)梁；對(duì)角柱節(jié)點(diǎn)兩個(gè)方向基礎(chǔ)均視為半無限長(zhǎng)梁。對(duì)角柱節(jié)點(diǎn)兩個(gè)方向基礎(chǔ)均視為半無限長(zhǎng)梁。 按上述原則，利用式（按上述原則，利用式（4-

40、19a），并引入特征長(zhǎng)度），并引入特征長(zhǎng)度l 可得可得 444411yxxyxxyyeieillkbkb xxixixxyyb lffb lb l yyiyixxyyb lffb lb l （4-47）（4-48）利用式（利用式（4-44）及式（）及式（4-49），可得），可得 （4-50）圖圖4-33xy(a) bybxxy(b) bybxxy(c) bybxlyxy(d) bybxxy(f) bybxlxxy(e) bybxlylx44xxixixxyyb lffb lb l （4-51） 當(dāng)邊柱節(jié)點(diǎn)有伸出懸臂時(shí)當(dāng)邊柱節(jié)點(diǎn)有伸出懸臂時(shí)（圖（圖4-33d） ，如懸臂長(zhǎng)度取，如懸臂長(zhǎng)度取 ly

41、=（0.6-0.75）ly，荷載分配調(diào)整為，荷載分配調(diào)整為 式中的式中的 由表（由表（4-3）查取。）查取。 利用式（利用式（4-22a），可得），可得fix 與與fiy如同式（如同式（4-47），（），（4-48）。當(dāng)角柱節(jié)點(diǎn)有一個(gè)方向伸出懸臂時(shí)）。當(dāng)角柱節(jié)點(diǎn)有一個(gè)方向伸出懸臂時(shí)（圖（圖4-33f） ，如，如懸臂長(zhǎng)度取懸臂長(zhǎng)度取lx=（0.6-0.75）lx，荷載分配調(diào)整為，荷載分配調(diào)整為 4yyiyixxyyb lffb lb l xxixixxyyb lffb lb l yyiyixxyyb lffb lb l （4-52）（4-53）式中的式中的 由表（由表（4-3）查取。）查取。 如

42、在兩個(gè)方向均伸出懸臂，可按公式（如在兩個(gè)方向均伸出懸臂，可按公式（4-55）和（）和（4-56）計(jì)算。計(jì)算。 上述計(jì)算時(shí)，基礎(chǔ)交叉處的基底面積被重復(fù)計(jì)算了一次，上述計(jì)算時(shí)，基礎(chǔ)交叉處的基底面積被重復(fù)計(jì)算了一次，結(jié)果使計(jì)算的地基反力減小，故分配后的節(jié)點(diǎn)荷載還需進(jìn)行結(jié)果使計(jì)算的地基反力減小，故分配后的節(jié)點(diǎn)荷載還需進(jìn)行調(diào)整，其方法如下：調(diào)整，其方法如下： 先計(jì)算調(diào)整前的地基平均反力：先計(jì)算調(diào)整前的地基平均反力： xxixixxyyb lffb lb l yyiyixxyyb lffb lb l （4-57）（4-58）式中各符號(hào)的含義見式中各符號(hào)的含義見p.105。 基底反力的增量為基底反力的增量為

43、 將將 p按節(jié)點(diǎn)分配荷載和節(jié)點(diǎn)荷載的比例折算成分配荷按節(jié)點(diǎn)分配荷載和節(jié)點(diǎn)荷載的比例折算成分配荷載增量載增量 iiiaafp（4-59）paapiipafffiiixixpafffiiiyiy（4-60）（4-63）于是，調(diào)整后在于是，調(diào)整后在x、y方向的節(jié)點(diǎn)荷載分別為方向的節(jié)點(diǎn)荷載分別為 按照以上方法進(jìn)行柱荷載分配并進(jìn)行調(diào)整后，兩個(gè)方向按照以上方法進(jìn)行柱荷載分配并進(jìn)行調(diào)整后，兩個(gè)方向的條形基礎(chǔ)可分別單獨(dú)計(jì)算。的條形基礎(chǔ)可分別單獨(dú)計(jì)算。 以上荷載分配應(yīng)用了以上荷載分配應(yīng)用了winkler地基上梁的解答，且做了地基上梁的解答，且做了一些簡(jiǎn)化，實(shí)用上還有一些別的柱荷載分配方法，例如直接一些簡(jiǎn)化，實(shí)用

44、上還有一些別的柱荷載分配方法，例如直接按相交梁的線剛度分配節(jié)點(diǎn)的豎向荷載，但其未考慮基礎(chǔ)和按相交梁的線剛度分配節(jié)點(diǎn)的豎向荷載，但其未考慮基礎(chǔ)和地基的變形協(xié)調(diào)條件，顯得粗糙一些。地基的變形協(xié)調(diào)條件，顯得粗糙一些。ixixixfffiyiyiyfff（4-66）4.6.1 概述概述 4.6.2 筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)的構(gòu)造筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)的構(gòu)造 4.6.3 地基計(jì)算地基計(jì)算 4.6.4 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法 4.6.5 檢算項(xiàng)目檢算項(xiàng)目 當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載過大，采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)不能滿當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載過大，采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)不能滿足地基承載力的要求或雖能滿足要求，但基礎(chǔ)的凈距很小，足地

45、基承載力的要求或雖能滿足要求，但基礎(chǔ)的凈距很小，或需要加強(qiáng)基礎(chǔ)剛度時(shí)，可考慮采用筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)。或需要加強(qiáng)基礎(chǔ)剛度時(shí)，可考慮采用筏形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)。 筏形基礎(chǔ)是指柱下或墻下連續(xù)的平板式或梁板式鋼筋混筏形基礎(chǔ)是指柱下或墻下連續(xù)的平板式或梁板式鋼筋混凝土基礎(chǔ)，亦稱筏板基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)或滿堂紅基礎(chǔ)。當(dāng)建筑凝土基礎(chǔ)，亦稱筏板基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)或滿堂紅基礎(chǔ)。當(dāng)建筑物開間尺寸不大，或柱網(wǎng)尺寸較小以及對(duì)基礎(chǔ)的剛度要求不物開間尺寸不大，或柱網(wǎng)尺寸較小以及對(duì)基礎(chǔ)的剛度要求不很高時(shí)，為便于施工，可將其做成一塊等厚度的鋼筋混凝土很高時(shí)，為便于施工，可將其做成一塊等厚度的鋼筋混凝土平板，即平板式筏形基礎(chǔ)，板上若帶有梁，

46、則稱為梁板式或平板，即平板式筏形基礎(chǔ)，板上若帶有梁，則稱為梁板式或肋梁式筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)的自身剛度較大，可有效地調(diào)整肋梁式筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)的自身剛度較大，可有效地調(diào)整建筑物的不均勻沉降，對(duì)充分發(fā)揮地基的承載力較為有利。建筑物的不均勻沉降，對(duì)充分發(fā)揮地基的承載力較為有利。 隨著建筑物高度的增加和荷載的增大，為進(jìn)一步提高基隨著建筑物高度的增加和荷載的增大，為進(jìn)一步提高基礎(chǔ)的整體剛度，可考慮采用如圖礎(chǔ)的整體剛度，可考慮采用如圖4-48所示空心的空間受力體所示空心的空間受力體系系箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)是由底板、頂板、側(cè)墻及一定數(shù)箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)是由底板、頂板、側(cè)墻及一定數(shù)量的內(nèi)隔墻構(gòu)成的整體剛度較好

47、的單層或多層鋼筋混凝土基量的內(nèi)隔墻構(gòu)成的整體剛度較好的單層或多層鋼筋混凝土基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)的內(nèi)部空間可結(jié)合建筑物的使用功能設(shè)計(jì)成地礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)的內(nèi)部空間可結(jié)合建筑物的使用功能設(shè)計(jì)成地下室，地下車庫或地下設(shè)備層等。箱形基礎(chǔ)具有很大的剛度下室，地下車庫或地下設(shè)備層等。箱形基礎(chǔ)具有很大的剛度和整體性，能有效地調(diào)整基礎(chǔ)的不均勻沉降，又由于它具有和整體性，能有效地調(diào)整基礎(chǔ)的不均勻沉降，又由于它具有較大的埋深，土體對(duì)其具有良好的嵌固與補(bǔ)償效應(yīng)，因而具較大的埋深，土體對(duì)其具有良好的嵌固與補(bǔ)償效應(yīng)，因而具有較好的抗震性和補(bǔ)償性，是目前高層建筑中經(jīng)常采用的基有較好的抗震性和補(bǔ)償性，是目前高層建筑中經(jīng)常采用的基礎(chǔ)類

48、型之一。礎(chǔ)類型之一。 圖圖4-48 筏形基礎(chǔ)（以下簡(jiǎn)稱筏基）和箱形基礎(chǔ)（以下簡(jiǎn)稱箱筏形基礎(chǔ)（以下簡(jiǎn)稱筏基）和箱形基礎(chǔ)（以下簡(jiǎn)稱箱基）的選型應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)體系基）的選型應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)體系的形式、柱距、荷載大小以及施工條件等因素綜合確定；其的形式、柱距、荷載大小以及施工條件等因素綜合確定；其平面尺寸應(yīng)根據(jù)地基土的承載能力、上部結(jié)構(gòu)的布置及荷載平面尺寸應(yīng)根據(jù)地基土的承載能力、上部結(jié)構(gòu)的布置及荷載分布等因素按計(jì)算確定。分布等因素按計(jì)算確定。 筏基和箱基底面的形心最好與上部結(jié)構(gòu)豎向永久荷載的筏基和箱基底面的形心最好與上部結(jié)構(gòu)豎向永久荷載的重心相重合。若不能

49、重合，在永久荷載與樓（屋）面活荷載重心相重合。若不能重合，在永久荷載與樓（屋）面活荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下的偏心距長(zhǎng)期效應(yīng)組合下的偏心距e，對(duì)高層建筑最好能符合下式的，對(duì)高層建筑最好能符合下式的要求：要求： （4-67） awe10. 平板式和梁板式筏基均可用作柱下和墻下基礎(chǔ)。梁板式平板式和梁板式筏基均可用作柱下和墻下基礎(chǔ)。梁板式筏基的梁可以增大基礎(chǔ)自身的剛度筏基的梁可以增大基礎(chǔ)自身的剛度,當(dāng)需使筏板頂面保持為平當(dāng)需使筏板頂面保持為平面時(shí)，基礎(chǔ)梁可從板底向下伸出，墻下筏板也可在其厚度內(nèi)面時(shí)，基礎(chǔ)梁可從板底向下伸出，墻下筏板也可在其厚度內(nèi)設(shè)置暗梁。設(shè)置暗梁。 研究表明，矩形筏基的縱向相對(duì)撓曲要比橫向大

50、得多，研究表明，矩形筏基的縱向相對(duì)撓曲要比橫向大得多，故若需擴(kuò)大筏板面積，宜向?qū)挾确较驍U(kuò)展，以使筏基的縱向故若需擴(kuò)大筏板面積，宜向?qū)挾确较驍U(kuò)展，以使筏基的縱向相對(duì)撓曲不致過大。相對(duì)撓曲不致過大。 高層建筑的平板式筏基，筏板伸出墻柱外緣的寬度不宜高層建筑的平板式筏基，筏板伸出墻柱外緣的寬度不宜大于大于2.0m；對(duì)梁板式筏基，筏板伸出基礎(chǔ)梁外緣的寬度，在；對(duì)梁板式筏基，筏板伸出基礎(chǔ)梁外緣的寬度，在基礎(chǔ)縱向不宜大于基礎(chǔ)縱向不宜大于0.8m，橫向不宜大于，橫向不宜大于1.2m。多層建筑的墻。多層建筑的墻下筏基，筏板懸挑墻外的長(zhǎng)度，從軸線起算橫向不宜大于下筏基，筏板懸挑墻外的長(zhǎng)度，從軸線起算橫向不宜大于

51、1.5m，縱向不宜大于，縱向不宜大于1.0m。 筏板可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成等厚度或變厚度。對(duì)于高層筏板可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成等厚度或變厚度。對(duì)于高層建筑，平板式筏基的板厚不宜小于建筑，平板式筏基的板厚不宜小于400mm；梁板式的板厚；梁板式的板厚應(yīng)不小于應(yīng)不小于300m，且板厚與板格的最小跨度之比不宜小于，且板厚與板格的最小跨度之比不宜小于1/20。多層建筑筏基的板厚可適當(dāng)減小，其中墻下筏基的。多層建筑筏基的板厚可適當(dāng)減小，其中墻下筏基的板厚不得小于板厚不得小于200mm。筏基的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，對(duì)高層建筑應(yīng)不低于筏基的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，對(duì)高層建筑應(yīng)不低于c30，多層建筑的墻下筏基可采用多層建筑的墻下筏基

52、可采用c20。地下水位以下的地下室。地下水位以下的地下室筏基防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)，應(yīng)根據(jù)地下水的最高水頭與筏基防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)，應(yīng)根據(jù)地下水的最高水頭與混凝土厚度之比確定，且不應(yīng)低于混凝土厚度之比確定，且不應(yīng)低于0.6mpa。筏基的其他構(gòu)造要求請(qǐng)見教材。筏基的其他構(gòu)造要求請(qǐng)見教材。 箱基的高度應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和使用要求，其值不箱基的高度應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和使用要求，其值不宜小于長(zhǎng)度的宜小于長(zhǎng)度的1/20，并不宜小于，并不宜小于3m。 箱基的埋置深度應(yīng)滿足抗傾覆和抗滑移的要求。在抗震箱基的埋置深度應(yīng)滿足抗傾覆和抗滑移的要求。在抗震設(shè)防地區(qū)，其埋深不宜小于建筑物高度的設(shè)防地區(qū)，其埋深不宜

53、小于建筑物高度的1/15，同時(shí)基礎(chǔ)高度，同時(shí)基礎(chǔ)高度要適合做地下室的使用要求，凈高不應(yīng)小于要適合做地下室的使用要求，凈高不應(yīng)小于2.2m。箱基的外。箱基的外墻應(yīng)沿建筑物四周布置，內(nèi)墻宜按上部結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸和剪力墻應(yīng)沿建筑物四周布置，內(nèi)墻宜按上部結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸和剪力墻位置縱、橫交叉布置；一般每平方米基礎(chǔ)面積上墻體長(zhǎng)度墻位置縱、橫交叉布置；一般每平方米基礎(chǔ)面積上墻體長(zhǎng)度不小于不小于400mm或墻體水平截面總面積不宜小于箱基外墻外包或墻體水平截面總面積不宜小于箱基外墻外包尺寸的水平投影面積的尺寸的水平投影面積的1/10（不包括底板懸挑部分面積），對(duì)（不包括底板懸挑部分面積），對(duì)基礎(chǔ)平面長(zhǎng)寬比大于基礎(chǔ)平面

54、長(zhǎng)寬比大于4的箱基，其縱墻水平截面積不得小于外的箱基，其縱墻水平截面積不得小于外墻外包尺寸的水平投影面積的墻外包尺寸的水平投影面積的1/18。計(jì)算墻體水平截面積時(shí)，。計(jì)算墻體水平截面積時(shí)，不扣除洞口部分。箱基的墻體厚度應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力情況確定，不扣除洞口部分。箱基的墻體厚度應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力情況確定，外墻不應(yīng)小于外墻不應(yīng)小于250mm，常用，常用250400mm，內(nèi)墻不宜小于，內(nèi)墻不宜小于200mm，常用，常用200300mm。 箱基的墻體一般采用雙向、雙層配筋，無論豎向、橫向箱基的墻體一般采用雙向、雙層配筋，無論豎向、橫向其配筋均不宜小于其配筋均不宜小于 10200，除上部結(jié)構(gòu)為剪力墻者外，箱，除

55、上部結(jié)構(gòu)為剪力墻者外，箱基墻體的頂部均宜配置兩根以上不小于基墻體的頂部均宜配置兩根以上不小于 20的通長(zhǎng)構(gòu)造鋼筋。的通長(zhǎng)構(gòu)造鋼筋。箱基中應(yīng)盡量少開洞口，必須開設(shè)洞口時(shí)，門洞應(yīng)設(shè)在柱間箱基中應(yīng)盡量少開洞口，必須開設(shè)洞口時(shí)，門洞應(yīng)設(shè)在柱間居中位置，洞邊至柱中心的距離不宜小于居中位置，洞邊至柱中心的距離不宜小于1.2 m，洞口上過，洞口上過梁的高度不宜小于層高的梁的高度不宜小于層高的1/5，洞口面積不宜大于柱距與箱，洞口面積不宜大于柱距與箱基全高乘積的基全高乘積的1/6，墻體洞口周圍按計(jì)算設(shè)置加強(qiáng)鋼筋。洞，墻體洞口周圍按計(jì)算設(shè)置加強(qiáng)鋼筋。洞口四周附加鋼筋面積應(yīng)不小于洞口內(nèi)被切斷鋼筋面積的一半，口四周

56、附加鋼筋面積應(yīng)不小于洞口內(nèi)被切斷鋼筋面積的一半，且不少于兩根直徑為且不少于兩根直徑為16mm的鋼筋，此鋼筋應(yīng)從洞的鋼筋，此鋼筋應(yīng)從洞口邊緣處延長(zhǎng)口邊緣處延長(zhǎng)40倍鋼筋直徑。單層箱基洞口上、下過梁的受倍鋼筋直徑。單層箱基洞口上、下過梁的受剪截面驗(yàn)算公式和過梁截面頂、底部縱向鋼筋配置的彎矩設(shè)剪截面驗(yàn)算公式和過梁截面頂、底部縱向鋼筋配置的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算公式，詳見計(jì)值計(jì)算公式，詳見jgj 6-99高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范術(shù)規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱（以下簡(jiǎn)稱箱基規(guī)范箱基規(guī)范）。）。 底層柱主筋應(yīng)伸入箱基一定的深度，三面或四面與箱基底層柱主筋應(yīng)伸入箱基一定的深度，三面或四面與箱基墻相連

57、的內(nèi)柱，除四角鋼筋直通基底外，其余鋼筋伸入頂板墻相連的內(nèi)柱，除四角鋼筋直通基底外，其余鋼筋伸入頂板底面以下的長(zhǎng)度，不小于其直徑的底面以下的長(zhǎng)度，不小于其直徑的40倍，外柱、與剪力墻相倍，外柱、與剪力墻相連的柱、其他內(nèi)柱主筋應(yīng)直通到基底。連的柱、其他內(nèi)柱主筋應(yīng)直通到基底。 箱基的其他構(gòu)造要求等請(qǐng)見箱基的其他構(gòu)造要求等請(qǐng)見箱基規(guī)范箱基規(guī)范。 筏基和箱基均應(yīng)滿足地基承載力的要求。進(jìn)行本項(xiàng)檢算筏基和箱基均應(yīng)滿足地基承載力的要求。進(jìn)行本項(xiàng)檢算時(shí)的荷載組合、地基反力和地基承載力特征值的計(jì)算與第時(shí)的荷載組合、地基反力和地基承載力特征值的計(jì)算與第2章章的規(guī)定相同，檢算的方法也相同，但對(duì)于非抗震設(shè)防的高層的規(guī)定

58、相同，檢算的方法也相同，但對(duì)于非抗震設(shè)防的高層建筑而言，還不允許基底有脫空現(xiàn)象，即要求計(jì)算所得的建筑而言，還不允許基底有脫空現(xiàn)象，即要求計(jì)算所得的pmin0，這是因?yàn)楦邔咏ㄖ母叨群椭亓烤螅瑢?duì)基底壓力不，這是因?yàn)楦邔咏ㄖ母叨群椭亓烤螅瑢?duì)基底壓力不均勻性的限制應(yīng)比一般建筑物嚴(yán)格。均勻性的限制應(yīng)比一般建筑物嚴(yán)格。 對(duì)抗震設(shè)防的高層建筑，除了滿足對(duì)于地基承載力的一對(duì)抗震設(shè)防的高層建筑，除了滿足對(duì)于地基承載力的一般要求外，尚應(yīng)驗(yàn)算地基土的抗震承載力，詳見第般要求外，尚應(yīng)驗(yàn)算地基土的抗震承載力，詳見第9章。章。 基礎(chǔ)的底面尺寸應(yīng)按持力層的承載力計(jì)算確定，并應(yīng)進(jìn)基礎(chǔ)的底面尺寸應(yīng)按持力層的承載力計(jì)算確

59、定，并應(yīng)進(jìn)行軟弱下臥層的承載力驗(yàn)算。行軟弱下臥層的承載力驗(yàn)算。 （1）高層建筑筏（箱）基沉降的特點(diǎn)）高層建筑筏（箱）基沉降的特點(diǎn) 一般地，開挖基坑時(shí)，地基土?xí)捎谛遁d作用而發(fā)生回一般地，開挖基坑時(shí)，地基土?xí)捎谛遁d作用而發(fā)生回彈變形。因而建筑物從施工到使用的過程中，地基沉降可分彈變形。因而建筑物從施工到使用的過程中，地基沉降可分為如下兩個(gè)階段：第一個(gè)階段的沉降為如下兩個(gè)階段：第一個(gè)階段的沉降sl，是當(dāng)荷載引起的基，是當(dāng)荷載引起的基底壓力底壓力p未超過基底處土的自重壓力未超過基底處土的自重壓力pc，即，即ppc時(shí)，地基土?xí)r，地基土回彈再壓縮而發(fā)生的壓縮變形；第二個(gè)階段的沉降回彈再壓縮而發(fā)生的壓縮

60、變形；第二個(gè)階段的沉降s2，是當(dāng)，是當(dāng)p超過超過pc后，由附加壓力后，由附加壓力p0=p-pc引起的地基壓縮變形。所以引起的地基壓縮變形。所以在通常情況下地基的最終沉降在通常情況下地基的最終沉降s應(yīng)為應(yīng)為sl與與s2之和，即之和，即s=sl +s2。 在基底面積和基礎(chǔ)埋置深度都比較小的情況下，在基底面積和基礎(chǔ)埋置深度都比較小的情況下，sl可以可以忽略，取忽略，取s= s2即可。但對(duì)于高層建筑的筏基及箱基，基底面即可。但對(duì)于高層建筑的筏基及箱基，基底面積和基礎(chǔ)埋置深度都大，在地基的總沉降中積和基礎(chǔ)埋置深度都大，在地基的總沉降中sl往往占有較大往往占有較大比例；當(dāng)為利用地下空間而設(shè)置多層地下室時(shí)，甚至?xí)?/p>