柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)

1.8柱下鋼筋混凝土條形根底設(shè)計(jì)柱下根底設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先考慮采用根底，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)，采用根底無法滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可考慮采用柱下條形根底、伐基或箱基本節(jié)主要講述柱下條形根底的構(gòu)造和計(jì)算方法，并簡單介紹伐基或箱基設(shè)計(jì)。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第1頁。1.8.1地基根底與上部構(gòu)造相互作用的概念上部構(gòu)造根底地基框架構(gòu)造原那么上應(yīng)該以地基、根底和上部構(gòu)造之間必須同時(shí)滿足靜力平衡和變形協(xié)調(diào)兩個(gè)條件為前提1、根本概念：柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第2頁。2、相對剛度的影響兩種極端結(jié)構(gòu)絕對柔性結(jié)構(gòu)絕對剛性整體彎曲實(shí)際工作中屬于構(gòu)造絕對柔性的框架構(gòu)造是沒有的，而以“屋架-柱-根底〞為承重構(gòu)造的木構(gòu)造、排架構(gòu)造與之接近，所以稱這兩種構(gòu)造為“柔性構(gòu)造。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第3頁。構(gòu)造絕對剛性σz1σz2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、剪力墻或筒體構(gòu)造的高層建筑及其煙囪、水塔等高聳構(gòu)造屬于這種情況，稱之為剛性構(gòu)造。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第4頁。σz1σz2沉降為一條曲線整體彎曲和局部彎曲疊加

砌體承重構(gòu)造和鋼筋混凝土框架構(gòu)造，其剛度一般都是有限的稱為相對剛性或彈性構(gòu)造。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第5頁。3、工程處理中的規(guī)定

考慮上部構(gòu)造、根底與地基共同作用時(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)，必須采取措施同時(shí)滿足整體彎曲的受力要求。

〔2〕從構(gòu)造布置上，限制梁板根底〔或稱連續(xù)根底〕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)，除箱形根底外。柱下條形根底和筏基縱向兩端起向內(nèi)一定范圍，如1—2開間，將平均反力加大10%—20%〔4〕根底梁板的受拉鋼筋至少應(yīng)局部通長配置柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第6頁。〔1〕外形尺寸l0宜為邊跨柱距1/4H0計(jì)算確定，宜為柱距1/8-1/4。b0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6-12mmH0<350,2肢箍350-800,4肢箍

>800,6肢箍混凝土：根底C20墊層C10柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第7頁。1.8.2.2柱下鋼筋混凝土條形根底內(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〕根本假定：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：根本假定：假定地基為半無限彈性題，將柱下條形根底作為放在半無限彈性體外表上的梁，當(dāng)荷載作用在半無限彈性體外表時(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)柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第8頁?！?〕簡化的內(nèi)力計(jì)算方法

1〕倒梁法根本假定：根底板與地基土相比為絕對剛性，根底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。上部構(gòu)造完全剛性，各柱間無沉降差，可把柱腳看成條形根底鉸支座。使用條件：地基較均勻，上部構(gòu)造剛度好，荷載分布較均勻，條形根底梁的高度大于1/6柱距柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第9頁。內(nèi)力計(jì)算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)算的有可能會不等于原先用于計(jì)算凈反力的豎向荷載。可理解為上部構(gòu)造的剛度對根底的抑制作用時(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)。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第10頁。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，根底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。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第11頁。例題1.11試確定圖1.43(a)所示條形根底的底面尺寸，并用簡化方法分析內(nèi)力。：根底埋深d=1.5m，地基承載力設(shè)計(jì)值f=150kPa，其余數(shù)據(jù)見圖柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第12頁。解：1.確定根底底面尺寸：合力距A點(diǎn)之距x：按構(gòu)造x1=0.5m，根底底板寬：〔1〕倒梁法中心受荷，地基反力均布，qn=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。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第13頁。〔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)算方法一樣柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第14頁。1．9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)沉降是難以防止的，但是，過量的地基變形將使建筑物損壞或影響其使用功能；柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第15頁。虎丘塔建于五代，磚木塔身，由于屢次遭遇火災(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，虎丘塔即已開場傾斜，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。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第16頁。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第17頁。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第18頁。從地基角度處理沉降方法(1)采用柱下條形根底、筏基和箱基等；(2)采用樁基或其它深根底；(3)采用各種地基處理方法。1.9.1建筑措施

平面形狀復(fù)雜(如L、T、E、Z、Π形等)的建筑物，單元交又處根底密集，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柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第19頁。

建筑物上下(或輕重)變化太大，地基各局部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，砌體承重構(gòu)造房屋高差不直超過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構(gòu)造房屋，低者很容易開裂。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第20頁。

縱橫墻的連結(jié)和房屋的樓(屋)面共同形成砌體承重構(gòu)造的空間剛度，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。

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120mm時(shí)，長高比不宜大干2.5；平面簡單，內(nèi)外墻貫穿，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。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第21頁。內(nèi)、外縱墻的中斷、轉(zhuǎn)折，都會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)、外縱墻都貫穿，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)砌體承重構(gòu)造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。裂縫中斷、轉(zhuǎn)折柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第22頁。

沉降縫是從屋面到根底把建筑物斷開，將建筑物劃分成假設(shè)干個(gè)長高比較小、體型簡單、整體剛度較好、構(gòu)造類型一樣、自成沉降體系的單元。①平面形狀復(fù)雜的建筑物的轉(zhuǎn)折部位②建筑物的高度或荷載突變處；③長高比較大的建筑物適當(dāng)部位；④地基土壓縮性顯著變化處；⑤建筑構(gòu)造〔包括根底〕

類型不同處；⑥分期建造房屋的分界處。砌體構(gòu)造沉降縫柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第23頁。沉降縫的寬度：2、3層房屋：50-80；4、5層房屋：80-1206層及以上：≮120m柱下鋼筋混凝土條形根底注意沉降縫的造價(jià)頗高，且要增加建筑及構(gòu)造處理上的困難，所以不宜輕率使用。沉降縫可結(jié)合伸縮縫設(shè)置，在抗震區(qū)，最好與抗震縫共用。縫內(nèi)一般不能填塞柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第24頁?？缭绞匠两悼p偏心沉降縫整片根底沉降縫柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第25頁。4．控制相鄰建筑物根底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。①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)差異太大時(shí)，輕者受重者的影響更甚。②原有建筑物受鄰近新建重型或高層建筑物的影響柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第26頁。

為了防止相鄰建筑物影響的損害，建造在軟弱地基上的建筑物根底之間要有一定的凈距柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第27頁。5.調(diào)整建筑物的局部標(biāo)高①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；②將相互有聯(lián)系的建筑物各局部〔包括設(shè)備〕中預(yù)估沉降較大者的標(biāo)高適當(dāng)提高；③建筑物與設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的凈空；④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。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第28頁。1.9.2構(gòu)造措施1．減輕建筑物自重：基底壓力中，建筑物自重(包括根底及回填土重〕，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：①減輕墻體重量：例如：砌體承重構(gòu)造，墻體占總重量50%以上。②選用輕型構(gòu)造：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)造、輕鋼構(gòu)造及各種輕型空間構(gòu)造。③減少根底和回填土重量：首先是盡可能考慮采用淺埋根底，如果要求大量抬高室內(nèi)地坪時(shí)，采用架空層柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第29頁。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)踐中常在根底頂面附近(俗稱“地圈粱〞)、門窗頂部樓(屋)面處設(shè)置圈梁。每道圈梁應(yīng)盡量貫穿外墻，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)。這是砌體承重構(gòu)造防止出現(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

①減小基底陳附加壓力：置地下室(或半地下室、架空層)柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第30頁。②改變基底尺寸：按照沉降控制的要求，選擇、調(diào)整根底底面尺寸柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第31頁。敏感性構(gòu)造：根據(jù)地基、根底與上部構(gòu)造共同作用的概念，上部構(gòu)造的整體剛度很大時(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)〔敏感性構(gòu)造〕產(chǎn)生附加應(yīng)力，但只要在設(shè)計(jì)中合理地增加上部構(gòu)造的剛度和強(qiáng)度，地基不均勻沉降〔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。非敏感性構(gòu)造：與剛性較好的敏感性結(jié)向相反，排架．三鉸拱〔架〕等餃磺構(gòu)造，支座發(fā)生相對位移時(shí)不會引起上部構(gòu)造中很大的附加應(yīng)力，故可以防止不均勻沉降對上部主體構(gòu)造的損害。但是．這類非敏感性構(gòu)造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)構(gòu)造、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：防止用連續(xù)吊車梁．剛性屋面防水層等。柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)全文共33頁，當(dāng)前為第32頁。1．9．3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、