柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)案例

1、如文檔對(duì)你有用，請(qǐng)下載支持！建筑結(jié)構(gòu)常規(guī)設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)模型上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：用固定支座代替基礎(chǔ)，假設(shè)支座沒(méi)有任何變形，求的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和支座反力?；A(chǔ)設(shè)計(jì)：把支座反力作用于基礎(chǔ)，用材料力學(xué)的方法求得地基反力，再進(jìn)行基礎(chǔ)得內(nèi)力和變形驗(yàn)算。地基驗(yàn)算：把基礎(chǔ)反力作用于地基，驗(yàn)算地基的承載力和沉降。常規(guī)設(shè)計(jì)得結(jié)果：上部底層和邊跨的實(shí)際內(nèi)力大于計(jì)算值，而基礎(chǔ)的實(shí)際內(nèi)力要比計(jì)算值小很多。2相對(duì)剛度影響（上部結(jié)構(gòu)+基礎(chǔ)）與地基之間的剛度比結(jié)構(gòu)絕對(duì)柔性：相對(duì)剛度為0,產(chǎn)生整體彎曲，排架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)絕又剛性：相對(duì)剛度為無(wú)窮大，產(chǎn)生局部彎曲，剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對(duì)剛性：相對(duì)剛度為有限值，既產(chǎn)生整體彎曲，又產(chǎn)生局部

2、彎曲，砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（敏感性結(jié)構(gòu)）3工程處理中的規(guī)定：按照具體條件不考慮或計(jì)算整體彎距時(shí)，必須采取措施同時(shí)滿足整體彎曲的受力要求。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)。在確定地基反力圖形時(shí)，除箱形基礎(chǔ)按實(shí)測(cè)以外，柱下條形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)縱向兩端起向內(nèi)一定范圍，如1-2開(kāi)間，將平均反力加大10%20%設(shè)計(jì)?；A(chǔ)梁板的受力鋼筋至少應(yīng)部分通長(zhǎng)配置（具體數(shù)量見(jiàn)有關(guān)規(guī)范），在合理的條件下，通長(zhǎng)鋼筋以多為好，尤其是頂面抵抗跨中彎曲的受拉鋼筋，對(duì)筏板基礎(chǔ)，這種鋼筋應(yīng)全部通長(zhǎng)配置為宜7.8.2柱下剛進(jìn)混凝土條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)地基模型地基模型：用以描述

3、地基b由勺數(shù)學(xué)模型.下面介紹的地基模型應(yīng)注意其適用條件。1文克爾地基模型基本假定：地基上任一點(diǎn)所受的壓力強(qiáng)度與該點(diǎn)的地基沉陷s成正比，關(guān)系式如下：P=ksk地基基床系數(shù)，表示產(chǎn)生單位變形所需的壓力強(qiáng)度（kN/m3）;p地基上任一點(diǎn)所受的壓力強(qiáng)度（kPa）;sp作用位置上的地基變形（m）。注：基床系數(shù)k可根據(jù)不同地基分別采用現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)、室內(nèi)三軸試驗(yàn)或室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)成果獲得。見(jiàn)下表。適用條件：抗剪強(qiáng)度很低的半液態(tài)土（如淤泥、軟粘土等）地基或塑性區(qū)相對(duì)較大土層上的柔性基礎(chǔ)；厚度度不超過(guò)梁或板的短邊寬度之半的薄壓縮層地基（如薄的破碎巖層）上的柔性基礎(chǔ).這個(gè)假定是文克勒于1867年提出的.故稱文克勒地基

4、模型。該模型計(jì)算簡(jiǎn)便，只要k值選擇得當(dāng)，可獲得較為滿意的結(jié)果。地基土越軟弱，土的抗剪強(qiáng)度越低，該模型就越接近實(shí)際情況。缺點(diǎn)：文克勒地基模型忽略了地基中的剪應(yīng)力，按這一模型，地基變形只發(fā)生在基底范圍內(nèi)，而基底范圍外沒(méi)有地基變形，這與實(shí)際情況是不符的，使用不當(dāng)會(huì)造成不良后果。穿裝燭亨1而騰垓雷上彈簧模型；b）絕對(duì)剛性基疑2半無(wú)限彈性體法基本假定：假定地基土半無(wú)限彈性體，柱下條形基礎(chǔ)看作時(shí)放在半無(wú)限彈性體上的梁，當(dāng)荷載作用與半無(wú)限彈性體上時(shí)，某點(diǎn)的沉降不但和該點(diǎn)上的壓力有關(guān)，和該點(diǎn)附近作用的荷載也有關(guān)。特點(diǎn)：考慮了應(yīng)力擴(kuò)散，但擴(kuò)散范圍超出實(shí)際，未考慮地基的非均勻性。適用條件：壓縮層深度較大的一般土層

5、的柔性基礎(chǔ)。要求土的彈性模量和泊松比角準(zhǔn)確。柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2內(nèi)力計(jì)算方法簡(jiǎn)化的內(nèi)力計(jì)算方法（按線形分布的基底凈反力）方法種類(lèi)：倒梁法、剪力平衡法（1 ）倒梁法1）基本假定：a、剛度較大，基礎(chǔ)的彎曲撓度不致改變地基反力；b、地基反力分布呈直線，其重心與作用于板上的荷載合力作用線重合。2）適用條件：地基較均勻，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，荷載分布較均勻，且條形基礎(chǔ)梁的高度大于距（設(shè)計(jì)時(shí)盡可能按此設(shè)計(jì)），地基反力按直線分布，條形基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁計(jì)算，此時(shí)邊跨跨中彎距及 第一支座的彎距值乘以 1.2系數(shù)。補(bǔ)充：倒梁法計(jì)算假定1 .將地基凈反力作為基礎(chǔ)梁的荷載，柱子看成較支座，基礎(chǔ)梁看成倒置的連續(xù)梁；2

6、.作用在基礎(chǔ)梁上的荷載為直線分布；3 .豎向荷載合力作用點(diǎn)必須與基礎(chǔ)梁形心相重合，若不能滿足，兩者偏心距以不超過(guò)基礎(chǔ)梁長(zhǎng)的4 .結(jié)構(gòu)和荷載對(duì)稱時(shí)，或合力作用點(diǎn)與基礎(chǔ)形心相重合時(shí)，地基反力為均勻分布；3）計(jì)算步驟繪出條形基礎(chǔ)的計(jì)算草圖，包括荷載、尺寸等；求合力作用點(diǎn)的位置（目的是盡可能的將偏心地基凈反力化成均勻的地基反力，然后確定基礎(chǔ)梁的長(zhǎng)度設(shè)合力作用點(diǎn)離邊柱的距離為Xc ,用合力矩定理，以 A點(diǎn)為參考點(diǎn)，則有：1/6柱3%為宜;確定基礎(chǔ)例母尺寸Ml，b'、 Ni ai % M i、xc確定后，按合力作用點(diǎn)與底面心形相重合的原則1可定出基礎(chǔ)的長(zhǎng)度 c確定后，寬/B按地基承載力fa日聞L。

7、中心受荷in_ n N inGG wpk M =不 Mi LBTi H Gw&i 1i 1偏心受荷基礎(chǔ)底板凈反力計(jì)算p kn% N i G G i =HL Bn“NiGGw6X確定基礎(chǔ)梁的底板厚度h及配筋則有：Vho-.求基礎(chǔ)梁縱向07、f雖度計(jì)算斜截面強(qiáng)度計(jì)算對(duì)詠梁可用M矩分配法或連續(xù)梁系數(shù)法求解。由于柱下條基一般兩端都有外伸部分，因此，若用連續(xù)S0.9hf梁系數(shù)法，要對(duì)懸臂Mhfy理，現(xiàn)有兩種方法：1）懸臂端在凈反力作用下的彎矩全部由懸臂端承擔(dān)，不再傳給其他支座，其他跨按連續(xù)梁系數(shù)法計(jì)算；2）懸臂端彎矩對(duì)其他跨有影響，此彎矩要傳給其他支座，因此，懸臂端用彎矩分配法求出各支座及跨中彎

8、矩，其他跨用連續(xù)梁系數(shù)法求出各支座及跨中彎矩，然后將所得結(jié)果疊加，或全梁用彎矩分配法求出各支座及跨中彎矩。注意：按倒梁法求得的梁的支座反力，往往會(huì)不等于柱傳來(lái)的豎向荷載（軸力）。此時(shí)，可采用所謂“基底反力局部調(diào)整法”，即：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)，從而將地基反力調(diào)整為臺(tái)階狀，再按倒梁法計(jì)算出內(nèi)力后與原算得的內(nèi)力疊加。經(jīng)調(diào)整后的不平衡力將明顯減少，一般調(diào)整12次即可。據(jù)基礎(chǔ)梁的M圖，對(duì)各支座、跨中分別按矩形、T形截面進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；據(jù)V圖，進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算，并應(yīng)滿足構(gòu)造要求（2）剪力平衡法（靜定分析法）適用范圍：上部結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu)，且自身剛度較大的條形基礎(chǔ)以及

9、聯(lián)合基礎(chǔ)。計(jì)算方法：靜力平衡條件（剪力平衡）計(jì)算出任意截面上的彎距M和剪力V?！纠吭嚧_定如下圖所示條形基礎(chǔ)的底面尺寸，并用簡(jiǎn)化計(jì)算方法分析內(nèi)力。已知：基礎(chǔ)埋深d=1.5m,地基承載力特征值fa=120Kpa,其余數(shù)據(jù)見(jiàn)圖示?！窘狻?、確定基礎(chǔ)底面尺寸各柱豎向力的合力，距圖中A點(diǎn)的距離x為考:國(guó)靜14TM50740y.2二8%b=2.5m960+1754+1740+5547-5m2、內(nèi)力分析：（1）倒梁法qrn 二 以柱底A1754C、D為支座,因荷載的合力通過(guò)基底形心，故地基反力是均布的，沿基礎(chǔ)每米長(zhǎng)度上的凈反力值1740554）/16.7=300KN/m按彎距分配法分析三禰連續(xù)梁，其彎距M

10、和剪力V見(jiàn)圖7-43b（2）剪力平衡法按靜力平衡條件計(jì)算內(nèi)力：m=1x3oo父0.52=38KN*m2匕友=300X0.5=150kNV。=15°-S54=-4O4kNab跨內(nèi)最大負(fù)彎距的截面至A點(diǎn)的距離：理：1=5540.5=1.35m300其余各截面的M、V均仿此計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)圖7-43c。比較兩種方法的計(jì)算結(jié)果，按剪力平衡法算出的支座彎距較大；按倒梁法算得的跨中彎距較大。倒梁法剪力平衡法【書(shū)例載力特征值【解】7-12如圖7-44為某柱網(wǎng)布置圖。已知B軸線上邊柱荷載設(shè)計(jì)值中柱初選基礎(chǔ)埋深為1.5m ,地基承fa=120Kpa ，試設(shè)計(jì)B軸線上條形基礎(chǔ)。1、確定基底面積基礎(chǔ)兩邊各放出

11、:基礎(chǔ)底寬度（綜合荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35）:慳 b=2.50m.35tt。-l(fa -20d)1(6 5 2 2) (120-20 1.5)1 1.351310 4 1080 2=2.48m2、梁的彎矩計(jì)算在對(duì)稱荷載作用下，由于基礎(chǔ)底面反力為均勻分布，因此單位長(zhǎng)度地基的凈反力為:基礎(chǔ)梁可看成在均布線荷載 qn作用下以柱為支座的五跨等跨度連續(xù)梁。為了計(jì)算方便，可將圖 分解為圖7-45b和圖7-45c兩部分。圖7-45b用力矩分配法計(jì)算，A截面處的固端彎矩為：7-45a在圖7-45c的荷載作用下，利用五跨等跨度連續(xù)梁的相應(yīng)彎矩系數(shù)m,可得有關(guān)截面的彎矩:（和 B7 ）:支座 B其余同（略）。將圖

12、7-45b與c的彎矩疊加，即為按倒梁法計(jì)算所得的JL2梁的彎矩圖見(jiàn)圖7-45d.3、梁的剪力計(jì)算基礎(chǔ)梁TL-2的剪力圖繪于圖7-45e 。4、梁板部分計(jì)算基底寬 2500 mm,主助寬 500 mm (400+2 X50),翼板外挑長(zhǎng)度1/2 X (2500-500 ) =1000 mm,翼板外邊緣厚度200 mm , 鋼筋。梁助處（相當(dāng)于翼板固定端）翼板厚度300 mm （見(jiàn)圖7-46 ）。翼板采用C20混凝土，HPB235qn = 218 =87 2kPa基底凈反力設(shè)計(jì)值：Pn b2.5 87.2kPa（1）斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算（按每米長(zhǎng)計(jì)）V = 87.2 X L0 = 87.2kN/mV一87.2頭朧飛0.7即0-40.7均.0250m雙假32mm®直徑為20mm,有墊層）>113.2mm,可以。(2)翼板受力筋計(jì)算M3XB7,2XL0工=43.6kNm/m配ARM=（實(shí)43.AS嗎42mm923mm2/m0.9h0fy0.92503105、肋梁部分計(jì)算l6000肋梁高取6=-6=1000mm，寬500mm。主筋用HRB335鋼筋，C20混凝土。(1)正截面強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)圖7-45d的JL