梁板式筏形基礎(chǔ)設(shè)計

1、2 梁板式筏形基礎(chǔ)設(shè)計的高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范JGJ 6-99本工程中上部柱荷載平均在4599kN，較大，且粘土層的承載力較低，故使用獨立基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)無法滿足地基承載力的要求。經(jīng)綜合考慮，選擇筏板基礎(chǔ)，既充分發(fā)揮了地基承載力，又能很好地調(diào)整地基的不均勻沉降。本工程上部荷載平均在4599kN，較大且不均勻，柱距為9m，較大，將產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力，肋梁式筏基具有剛度更大的特點，可以很好的抵抗彎曲變形，能夠減小筏板厚度，更適合本工程。 地基承載力驗算采用標準組合，地下室柱下荷載標注組合由PKPM導(dǎo)出的，即 表2.2 豎向?qū)Ш?基底面積： 修正后的地基承載力特征值（持力層）： b=0

2、.3 d=1.5 =20.3KN/ m³ 符合條件，滿足要求。 表2.2 豎向?qū)Ш?=137973KN其合力作用點偏心距為：經(jīng)計算由于柱荷載在x，y方向偏心距分別為：（x方向0.3m，y方向0.5m），則x方向外挑0.6m，y方向外挑1m。梁板式筏基底板的板格應(yīng)滿足受沖切承載力的要求，梁板式筏基的板厚不應(yīng)小于300mm，且連續(xù)板板厚與板格的最小跨度之比不宜小于1/50，故取板厚400mm。由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2002），四邊支承的混凝土板應(yīng)按下列原則進行計算：.當長邊與短邊長度之比小于或等于2.0時，應(yīng)按雙向板計算；.當長邊與短邊長度之比大于2.0，但小于3.0時，

3、宜按雙向板計算；當按沿短邊方向受力的單向板計算時，應(yīng)沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋；.當長邊與短邊長度之比大于或等于3.0時，可按沿短邊方向受力的單向板計算。本設(shè)計按照板的邊界條件的不同，把板分成不同的類型，如圖2.1。.按照雙向板設(shè)計。圖2.1 雙向板的計算方法：、圖2.2 B1的尺寸及邊界條件 查雙向板系數(shù)表得 ： 、區(qū)格板B2圖2.3 B2的尺寸及邊界條件 查雙向板系數(shù)表得： 、區(qū)格板B3圖2.4 B3的尺寸及邊界條件 查雙向板系數(shù)表得： 、2區(qū)格板B4圖2.5 B4的尺寸及邊界條件查雙向板系數(shù)表得： 由于地基梁的影響，應(yīng)該對計算的支座反力進行調(diào)整，為簡化計算，本設(shè)計的調(diào)整方法是：取支

4、座處較大的彎矩進行調(diào)整，調(diào)整時按下述公式 進行調(diào)整。柱節(jié)點荷載的分配 肋梁式筏型基礎(chǔ)的梁可以按照十字交叉梁來設(shè)計，將地基梁看成無限長梁和半無限長梁，上部結(jié)構(gòu)柱荷載按以下方式分配在地基梁上：（1） .內(nèi)柱荷載分配， (2.4)其中，； 基礎(chǔ)寬度，； 文克爾地基模型中的彈性特征系數(shù)； 基礎(chǔ)橫截面的慣性矩，； 地基基床系數(shù)取,=； 混凝土彈性模量，取。按照上式將內(nèi)柱荷載分配到梁上，如表2.2。表2.2 內(nèi)柱荷載分配（2）.邊柱荷載分配， (2.5)按照上式將邊柱荷載分配到梁上，如表2.3。表2.3 邊柱荷載分配（3）角柱荷載分配， (2.6)按照上式將角柱荷載分配到梁上，如表2.4。表2.4 角柱荷

5、載分配按照節(jié)點集中力分配公式計算出來的和節(jié)點集中力，只用來確定交叉基礎(chǔ)每個節(jié)點下地基反力的初值，但由于交叉基礎(chǔ)的底板在節(jié)點處的相互交叉，尚需考慮兩條形基礎(chǔ)的相互影響。將底板重疊部分面積上的地基壓力，折算成整個基礎(chǔ)底面積上的地基平均壓力，作為地基壓力的增量： (2.7)式中 交叉基礎(chǔ)節(jié)點重疊面積； 所有節(jié)點集中力之和； 交叉基礎(chǔ)全部支承面積。調(diào)整后的節(jié)點力為： (2.8) (2.9)內(nèi)柱調(diào)整后，分配到梁上的荷載見表2.5。表2.5 內(nèi)柱荷載調(diào)整邊柱調(diào)整后，分配到梁上的荷載見表2.6。表2.6 邊柱荷載調(diào)整角柱調(diào)整后，分配到梁上的荷載見表2.7。表2.7 角柱荷載調(diào)整 圖2.2 地基梁歸并圖 1.

6、 JL-1內(nèi)力計算JL-1荷載是由 軸之間傳來的梯形荷載，其最大值為 將梯形荷載化為等效荷載利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器得到內(nèi)力圖如圖2.3。圖2.3 JL-1第一次計算剪力包絡(luò)圖由剪力包絡(luò)圖知道支座反力=885.0kN， 由柱子傳下來的力為=930.5kN支座反力=1770kN，由柱子傳下來的力為=2321.6kN支座反力=1770kN，由柱子傳下來的力為=2298.9kN支座反力=1770kN，由柱子傳下來的力為=2298.9kN支座反力=1770kN，由柱子傳下來的力為=2064.8kN支座反力=1770kN，由柱子傳下來的力為=2064.8kN支座反力=1770kN，由柱子傳下來的力為=2298

7、.9kN支座反力=1770kN，由柱子傳下來的力為=2298.9kN支座反力=1770kN，由柱子傳下來的力為=2298.9kN支座反力=885.0kN， 由柱子傳下來的力為=885.0kN計算支座反力與實際支座反力的差值為： =930.5-885=45.5kN=2321.6-1770=551.6kN=2298.9-1770=528.9kN=2298.9-1770=528.9kN=2064.8-1770=294.8kN=2064.8-1770=294.8kN=2298.9-1770=528.9kN=2298.9-1770=528.9kN=2298.9-1770=228.9kN=885-885=

8、0kN誤差分析=5.1%>5%，不滿足要求，需要進行調(diào)整同理：=23。8%>5% =23%>5%=23%>5% =14.3%>5%=14.3%>5% =23%>5%=23%>5% =13%>5%=0%<5%該梁計算支座反力與實際支座反力間不平衡，需要調(diào)整，調(diào)整的方法是將其差值以均布荷載形式布置在支座兩端1/3跨上，求出內(nèi)力與以上所求出的支座反力疊加，再與實際作用力比較，如不滿足要求繼續(xù)調(diào)整，直至滿足為止。45.52.2=20.7=551.64.4=125.4=528.94.4=120.2=528.94.4=120.2=294.84.4

9、=67.0=294.84.4=67.0=528.94.4=120.2=528.94.4=120.2=528.94.4=120.2利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器得到調(diào)整內(nèi)力圖如圖2.4。圖2.4 JL-1第一次調(diào)整剪力包絡(luò)圖支座以上總反力=947.0kN， 由柱子傳下來的力為=930.5kN支座以上總反力=2300.4kN，由柱子傳下來的力為=2321.6kN支座以上總反力=2306.2kN，由柱子傳下來的力為=2298.9kN支座以上總反力=2289.7kN，由柱子傳下來的力為=2298.9kN支座以上總反力=2071.4kN，由柱子傳下來的力為=2064.8kN支座以上總反力=2071.4kN，由柱子傳

10、下來的力為=2064.8kN支座以上總反力=2289.7kN，由柱子傳下來的力為=2298.9kN支座以上總反力=2306.1kN，由柱子傳下來的力為=2298.9kN支座以上總反力=2275.5kN，由柱子傳下來的力為=2298.9kN支座以上總反力=903.7kN， 由柱子傳下來的力為=885.0kN計算支座反力與實際支座反力的差值為： =930.5-947.0=-16.5kN=2321.6-2300.4=21.2kN=2298.9-2306.2=-7.3kN=2298.9-2289.7=9.2kN=2064.8-2071.4=-6.6kN=2064.8-2071.4=-6.6kN=229

11、8.9-2289.7=9.2kN=2298.9-2306.1=-7.3kN=2298.9-2275.5=23.4kN=885-903.7=-18.7kN誤差分析=1.8%<5%，滿足要求,不需要再進行調(diào)整同理：=0.9%<5% =0.3%<5%=0.4%<5% =0.3%<5%=0.3%<5% =0.4%<5%=0.3%<5% =1.0%<5%=2.1%<5%將結(jié)果列于表2.8。表2.8 JL-1內(nèi)力計算支座D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10柱荷載Di930.52321.62298.92298.92064.82064.8229

12、8.92298.92298.9 885.0支反力R188517701770177017701770177017701770885Di-R145.5551.6528.9528.9294.8294.8528.9528.9528.90誤差1 %5.123.8232314.314.32323230均載q120.7125.4120.2120.267.867.8120.2120.2120.20調(diào)整R1+R29472300.42306.22289.72071.42071.42289.72306.12275.5903.7Di-R1-R2-16.521.2-7.39.2-6.6-6.69.2-7.323.4-1

13、8.7誤差2 %1.80.90.30.40.30.30.40.31.02.12. JL-2內(nèi)力計算JL-2荷載是由 軸和 軸之間傳來的梯形荷載， 軸傳來的梯形荷載最大值為 軸之間傳來的梯形荷載最大值將梯形荷載化為等效荷載JL-2計算方法和JL-1一樣，列于表2.9。表2.9 JL-2內(nèi)力計算支座C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10柱荷載Ci1912.81791.81773.01773.01543.51543.51773.01773.01773.01832.8支反力R114712941.92941.92941.92941.92941.92941.92941.92941.91471Ci-R1

14、441.8-1150.1-1168.9-1168.9-1398.4-1398.4-1168.9-1168.9-1168.9361.8誤差1 %23.164.265.965.990.690.665.965.965.919.7均載q1200.8-261.4-265.7-265.7-317.8-317.8-265.7-265.7-265.7164.5調(diào)整R1+R21841.51878.61754.21770.61548.71548.71770.417551854.31766.5Ci-R1-R271.3-86.818.82.4-5.2-5.22.618-81.366.3誤差2 %3.74.81.10.

15、10.30.30.114.63.63. JL-3內(nèi)力計算JL-3荷載是由 軸之間傳來的三角形荷載，其最大值為 將三角形荷載化為等效荷載4. JL-4內(nèi)力計算JL-4荷載是由 軸和 之間傳來的三角形荷載，其最大值為 將三角形荷載化為等效荷載JL-3和JL-4計算方法和JL-1一樣，計算過程列于表格2.10。表2.10 JL-3和JL-4內(nèi)力計算支座A1B1C1D1后四列JL-4A2B2C2D2柱荷載Ni885457.2478.2930.5574.81770.51791.5580.4支反力R1805.21035.31035.3805.21610.42070.62070.61610.4Ni-R179

16、.8-578.1-557.1125.3-1035.6-300.1-279.1-1030誤差1 %9126.7185.762.7180.216.915.6177.5均載q139.9-192.7-185.762.7-517.8-100-93-515調(diào)整R1+R2823.9515.3544.3867.5620.41723.71746627.3Ci-R1-R261.1-58.1-66.163-45.646.845.5-46.9誤差2 %6.912.713.86.87.92.62.58均載q230.6-19.4-2231.5-22.800-23.5R1+R2+R3875.1467.5488.8919.6

17、582.61762.81783.8588.1Ni-R1-R2-R39.9-10.3-10.610.9-7.87.77.7-7.7誤差3 %1.12.22.21.21.40.40.41.4驗算底板受沖切承載力梁板式筏板基礎(chǔ)的底板厚為400mm，板底有100mm素混凝土墊層，因此取鋼筋合力點至近邊的距離，則?；炷翞镃30：驗算底板受沖切承載力的示意圖如圖2.9所示。 按照建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002），需要滿足： (2.10)式中：-作用在圖上陰影部分面積上的地基土平均凈反力設(shè)計值 -基礎(chǔ)底板沖切破壞錐體的有效高度 -混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值 -沖切破壞錐體斜截面的上邊長與下邊

18、長的平均值 由條式當?shù)装鍏^(qū)格為矩形雙向板時，底板受沖切所需的厚度h0按下式計算： (2.12)-計算板格的短邊和長邊的凈長度；  p-相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合的地基土平均凈反力設(shè)計值。（2)雙向板板格（9000mm×8000mm），代入數(shù)據(jù)有： 當時，取所以該雙向板板格內(nèi)筏板厚度滿足抗沖切要求。驗算底板斜截面受剪承載力按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）需滿足： （2.13）驗算底板斜截面受剪承載力的示意圖2.10(1).對雙向板區(qū)格（6600mm×6000mm)內(nèi)底板進行斜截面抗剪驗算 所以雙向板區(qū)格（80000mm×9000mm)內(nèi)底板板

19、厚滿足抗剪承載力要求。 驗算基礎(chǔ)梁斜截面受剪承載力 2.8.4 局部受壓承載力驗算 筏板配筋計算梁板式筏基的底板配筋除滿足計算要求外，縱橫方向的底部鋼筋尚應(yīng)有貫通全跨，頂部鋼筋按計算配筋全部貫通，且其配筋率不應(yīng)小于0.125%。配筋時取每塊筏板的跨中彎矩和最大支座彎矩進行配筋計算。取橫向1米即，截面有效高度為： 筏板采用C30混凝土： 受力鋼筋采用HRB3400鋼筋： 滿足照構(gòu)造要求的最小配筋面積： 混凝土構(gòu)件的安全等級定為二級，。對于周邊與梁整體連接的雙向板格，由于在兩個方向受到支撐構(gòu)件的變形約束，整塊板內(nèi)存在穹頂作用，使板內(nèi)彎矩大大減小。鑒于這一有利因素，對于四邊與梁整體連接的板，規(guī)范允許

20、其彎矩設(shè)計值進行折減：1） 中間跨和跨中截面及中間支座截面，減小20%。2） 邊跨的跨中截面及樓板邊緣算起的第二個支座截面，減小20%。3） 板的角區(qū)格不折減。 為便于計算取，。截面配筋計算結(jié)果及實際配筋列于表2.11。表2.11 雙向板的截面配筋 項目截面(mm)M(kN m)( )配筋實有面積( )跨 中方向330125.421294.321340方向330162.271674.611696B2方向330113.051166.651183方向33072.78751.12785B3方向33013.62600644方向33055.34600644B4方向33010.78600644方向3304

21、4.32600644支座a330128.671328.051340b33074.64770.28785c33033.08600644d33019.73600644e33034.79600644f33043.66600644基梁配筋計算此處，腹板高度按規(guī)定取基礎(chǔ)梁的有效高度-筏板厚=960-400=560mm。每側(cè)需配鋼筋面積，選 214實際配筋面積308mm2 基礎(chǔ)梁縱橫方向的底部鋼筋尚應(yīng)有貫通全跨，頂部鋼筋按計算配筋全部貫通，且其配筋率不應(yīng)小于0.15%?；A(chǔ)梁采用C30混凝土：受力鋼筋采用HRB400鋼筋：最小配筋率受力筋最小鋼筋面積：混凝土構(gòu)件的安全等級定為二級，混凝土保護層厚度為，截面

22、有效高度.雙排布筋： 計算配筋面積時，采用彎矩設(shè)計值，分別對橫梁與縱梁進行配筋計算。 1. JL-1配筋計算表2.12 JL-1配筋計算123456789101044.11188.51207.71190.91105.71105.71190.91207.71176.71009.30.16880.19220.19530.19260.17880.17880.19260.19530.19220.16720.18610.21540.21940.21590.19850.19850.21590.21940.21540.184334253979405339883666366639884053397934120

23、.690.80.810.800.730.730.800.810.80.6472592592592582582592592592572534364418441844183927392744184418441834361-22-33-44-55-66-77-88-99-10-508.7-543.0-534.7-522.9-498.7-522.9-534.7-556.4-506.50.08230.08780.08650.08460.08060.08460.08650.09000.08210.08600.09200.09060.08850.08410.08850.09060.94460.0858158

24、8170016741635155416351674174415810.320.340.330.330.310.330.330.350.324254254254254254254254254251964196419641964196419641964196419642. JL-2配筋計算表2.13 JL-2彎矩設(shè)計值123456789101574.51177.61106.41114.31024.81024.81114.51105.91169.81562.90.25460.19040.17890.18020.16570.16570.18020.17890.18920.25410.29940.213

25、10.19860.20030.18230.18230.20030.19860.21160.298655303936366836993368336836993668390855181.110.790.730.740.670.670.740.730.781.0425+2892582582572572582582582525+2856594418392739273437343739273927392756591-22-33-44-55-66-77-88-99-10-745.8-620.7-644.2-623.5-603.4-623.5-644.4-619.8-742.60.12060.10040.1

26、0420.10080.09760.10080.10420.10040.12010.12890.10600.11030.10650.10290.10650.11030.10600.12762381195820371967190119672037195823720.480.390.410.390.380.390.410.390.475254255255254255255254255252454196424542454196424542454196424543. JL-3配筋計算表2.14 JL-3配筋計算6253253256253253253254. JL-4配筋計算表2.15 JL-4配筋計算7

27、25525625725525325525基梁箍筋的計算箍筋采用一級鋼，最小配箍率根據(jù)混泥土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50010-2002 ，按構(gòu)造要求，當梁寬b>400mm,且一層內(nèi)的縱向受壓鋼筋多于3根時，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋，對截面高度h>800mm的梁，其箍筋直徑不宜小于8mm；梁中配有計算需要的縱向受壓鋼筋時，箍筋直徑尚不應(yīng)小于縱向受壓鋼筋最大直徑的0.25倍。取各段梁的最大剪力計算箍筋1. JL-1箍筋計算截面尺寸可用，按計算配箍選用四肢箍（n=4）10箍筋，,則箍筋間距，取s=100mm滿足最大配箍間距和最小箍筋直徑要求配箍率滿足最小配箍率最終選 10 n=4 s=100mm2. J