單層廠房結(jié)構(gòu)型式與排架計(jì)算

第二章

單層廠房第1頁/共21頁§2.4柱下獨(dú)立基礎(chǔ)2.4.1柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的型式

單層廠房一般采用預(yù)制柱下基礎(chǔ)，其主要形式有杯形基礎(chǔ)（分梯形和錐形）、高杯基礎(chǔ)、爆擴(kuò)樁基礎(chǔ)和預(yù)制樁基礎(chǔ)?；A(chǔ)類型第2頁/共21頁第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)按受力特點(diǎn)分為：軸心受壓基礎(chǔ)偏心受壓基礎(chǔ)基礎(chǔ)按施工方法分為：現(xiàn)澆柱下基礎(chǔ)預(yù)制柱下杯形基礎(chǔ)第3頁/共21頁基礎(chǔ)的作用和設(shè)計(jì)要求作用：將上部結(jié)構(gòu)的荷載通過基礎(chǔ)安全均勻地?cái)U(kuò)散到地基土中。

應(yīng)有足夠大的基礎(chǔ)外形尺寸(與荷載重和地基承載力有關(guān))；

應(yīng)有足夠的基底配筋(受彎計(jì)算)。

應(yīng)有足夠的基礎(chǔ)高度(沖切驗(yàn)算)；要求：第4頁/共21頁2.4.2柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)按地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸按受沖切承載力確定基礎(chǔ)高度和變階處高度按基礎(chǔ)受彎承載力計(jì)算底板配筋構(gòu)造處理及繪制施工圖柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為:第5頁/共21頁1.確定基礎(chǔ)底面尺寸基礎(chǔ)底面尺寸根據(jù)承載力條件和地基變形條件確定修正后的地基土的承載力特征值為：fa軸心受壓柱下基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值為：F基礎(chǔ)埋深為d，基礎(chǔ)自重和基底以上土重度的平均值為，可近似取。第6頁/共21頁第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)底面積的確定條件是：第7頁/共21頁偏心受壓柱下基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Nk、Mk、Vk，地基土的承載力設(shè)計(jì)值：第8頁/共21頁

基底的線性分布的應(yīng)力應(yīng)滿足以下條件：第9頁/共21頁式中，A—基底面積A=bl；W—基底截面的抵抗矩，矩形截面：e—所有外力對基底面積形心軸的偏心距，可由材料力學(xué)公式求解：第10頁/共21頁將e和W帶入上式得:由上式可知，當(dāng)e＜b/6時，pmin＞0，這時地基反力為梯形；當(dāng)e=b/6時，pmin=0，這時地基反力為三角形；當(dāng)e＞b/6時，pmin＜0，這說明基礎(chǔ)底面積的一部分將產(chǎn)生拉力，實(shí)際上這是不可能的，基礎(chǔ)與地基將會脫離。第11頁/共21頁當(dāng)e>a/6時，用下式計(jì)算pmax:式中

a—合力作用點(diǎn)至基礎(chǔ)底面最大受壓邊緣的距離，即：偏心受壓基礎(chǔ)采用試算法，其步驟如下：先按軸心受壓基礎(chǔ)公式估算基底面積，求得A1;考慮偏心的影響，將基底面積A1增大1.2～1.4倍，即:按公式計(jì)算基底邊緣最大和最小應(yīng)力。帶入偏壓基礎(chǔ)基底應(yīng)力條件式驗(yàn)算是否滿足要求，不滿足時對基底面積進(jìn)行調(diào)整，直到滿足為止。第12頁/共21頁2.基礎(chǔ)高度的確定

基礎(chǔ)高度是由構(gòu)造條件及基礎(chǔ)抗沖切條件確定的。

基礎(chǔ)高度首先應(yīng)滿足柱插入杯口深度和杯口基礎(chǔ)底面最小厚度的要求。當(dāng)基礎(chǔ)高度不夠時，柱傳給基礎(chǔ)的荷載會使基礎(chǔ)發(fā)生大致成45°方向的沖切錐體破壞。第13頁/共21頁第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

沖切驗(yàn)算簡圖式中，bm—沖切破壞錐體截面上邊長

bt和下邊長bb的平均值：第14頁/共21頁第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

bt—沖切破壞錐體斜截面的上邊長，當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的沖切承載力時取柱寬；當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處的沖切承載力時，取上階寬；bb—沖切破壞錐體斜截面的下邊長，當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的沖切承載力時取柱寬加兩倍該處的基礎(chǔ)有效高度；當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處的沖切承載力時，取上階寬加兩倍該處的基礎(chǔ)有效高度；

h0—基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度：柱與基礎(chǔ)交接處為；變階處為；

ft—混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；第15頁/共21頁第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)A—考慮沖切荷載時取用的面積：當(dāng)

時，當(dāng)時，

pn—在荷載設(shè)計(jì)值作用下基礎(chǔ)底面單位面積上地的凈反力設(shè)計(jì)值，當(dāng)為軸心受壓基礎(chǔ)時即為基底均布凈反力設(shè)計(jì)值；當(dāng)為偏心受壓基礎(chǔ)時，即為最大壓應(yīng)力凈反力?！孛娓叨扔绊懴禂?shù)，當(dāng)h<800mm時，?。划?dāng)h>2000mm時，取，其間按線性內(nèi)插法取用。第16頁/共21頁第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.基礎(chǔ)板底配筋的確定

基礎(chǔ)底板在地基凈反力作用下，在兩個方向都會產(chǎn)生彎曲，其受力如同支承于柱的反向懸臂結(jié)構(gòu)。因此，需在板底兩個方向都配有鋼筋來抵抗正截面受彎破壞。

板底配筋計(jì)算簡圖第17頁/共21頁第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)長邊方向Ⅰ-Ⅰ截面的計(jì)算

由彎矩可確定在截面的受力鋼筋短邊方向Ⅱ-Ⅱ截面的計(jì)算

相應(yīng)在短邊方向所需的鋼筋為：第18頁/共21頁4.構(gòu)造要求

基礎(chǔ)構(gòu)造要求錐形基礎(chǔ)邊緣高度一般取a2≥200mm,且a2≥a1和a2≥hc/4，一般取tanα=3.0~4.0。第19頁/共21頁階形基礎(chǔ)分階：三階：h>1000mm二階：h=500~1000mm一階：h

500mm每階高度一般?。?00~500

mm

矩形和工字形截面柱hc<500hc=500~800hc=800~1000hc>

1000(1.0~1.2)

hchc0.9hc且≥8000.8hc且≥1000柱的插入深度h1