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1、基 礎(chǔ) 設(shè) 計主講：莊鵬,（a）平板式筏形基礎(chǔ) （b、c）梁板式筏形基礎(chǔ),第一節(jié) 概述,一、筏形基礎(chǔ)：可分為平板式和梁板式兩種類型。,平板式筏形基礎(chǔ)：即一塊等厚度的鋼筋混凝土平板。梁板式筏形基礎(chǔ)：在筏形基礎(chǔ)底板上沿柱軸縱橫向設(shè)置基礎(chǔ)梁，即形成梁板式筏形基礎(chǔ) 。,第二章 筏形基礎(chǔ),二、梁板式筏形基礎(chǔ)可分為 單向肋筏形基礎(chǔ)：僅在一個方向的柱下布置肋梁； 雙向肋筏形基礎(chǔ)：在縱、橫兩個方向的柱下都布置肋梁。,雙向肋筏形基礎(chǔ)可分為：主次肋筏形基礎(chǔ) 雙主肋筏形基礎(chǔ),第二節(jié) 筏形基礎(chǔ)設(shè)計步驟和構(gòu)造要求,一、基礎(chǔ)底面積確定,1應(yīng)滿足基礎(chǔ)持力層土的地基承載力要求。,如果將xoy坐標(biāo)原點置于筏基底板形心處，則基底

2、反力可按下式計算,+ +,+ , , +,基底反力應(yīng)滿足以下要求pk fa pkmax 1.2 fa當(dāng)?shù)叵滤惠^高時，驗算公式中的地基壓力項應(yīng)減去基礎(chǔ)底面處的浮力，即ppw fapmaxpw 1.2 fa式中 pw 地下水位作用在基礎(chǔ)底面上的浮力， 即pw = w hw ； hw 地下水位至基底的距離。,2盡可能使荷載合力重心與筏基底面形心相重合。,當(dāng)不能重合時，偏心距宜符合下式要求e 0.1W/A 式中W 與偏心距方向一致的基礎(chǔ)底面抵抗矩； A 基礎(chǔ)底面積。,如果偏心較大，為減少偏心距，可將筏板外伸懸挑，懸跳長度不宜大于邊跨柱距的1/4；對于肋梁不外伸的懸挑筏板，挑出長度不宜大于1.52.0

3、m，如做成坡度，其邊緣厚度不小于200mm.,3如有軟弱下臥層，應(yīng)驗算下臥層強度，驗算方法與天然地基上淺基礎(chǔ)相同。,二、筏板厚度的確定筏板厚度應(yīng)根據(jù)抗沖切、抗剪切要求確定。1一般不小于柱網(wǎng)較大跨度的1/20，并不得小于200mm。2可根據(jù)樓層層數(shù)，按每層50mm確定。3對12層以上建筑的梁板式筏基，其底板厚度與最大雙向板格的短邊凈跨之比不應(yīng)小于1/14，且板厚不應(yīng)小于400mm。4對于高層建筑的筏基，可采用厚筏板，厚度可取13m。,三、筏基底板的配筋 筏基的配筋應(yīng)根據(jù)內(nèi)力計算結(jié)果確定。 1筏板配筋率一般在0.5%1.0%為宜。 2受力鋼筋最小直徑不宜小于8mm，一般不小于l2mm，間距1002

4、00mm。 3除計算配筋外，縱橫方向支座鋼筋尚應(yīng)有1/21/3貫通全跨，其配筋率不應(yīng)小于0.15%；跨中鋼筋應(yīng)按計算配筋全部連通。,4對無外伸肋梁的雙向外伸板角，應(yīng)配置57根輻射狀的附加鋼筋。附加鋼筋的直徑與邊跨板的主筋相同，鋼筋外端間距不大于200mm，且內(nèi)錨長度(從肋梁外邊緣起算)應(yīng)大于板的外伸長度。,四、混凝土強度等級的確定 筏基的混凝土強度等級不應(yīng)小于C30，當(dāng)有地下室時應(yīng)采用防水混凝土。五、基礎(chǔ)的沉降 基礎(chǔ)的沉降應(yīng)小于建筑物的允許沉降值，可按分層總和法或按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002規(guī)定的計算方法。六、地下室底層柱、墻的邊緣至基礎(chǔ)梁邊緣的距離不應(yīng)小于50mm。,第三節(jié)

5、 剛性板條法平板式筏基,一、基礎(chǔ)底面的地基凈反力,+ +,+ , , +,二、內(nèi)力計算方法,倒樓蓋法和剛性板條法,1. 剛性板條法計算步驟如下,剛性板條法內(nèi)力計算簡圖,先將筏板在x，y 方向從跨中到跨中分成若干條帶，而后取出每一條帶按獨立的條形基礎(chǔ)進行分析。,按平均值進行修正，柱荷載的修正系數(shù),2不平衡力調(diào)整,原因：沒有考慮條帶之間的剪力，因此，每一條帶柱荷載的總和與基底凈反力總和不平衡。,方法：設(shè)某條帶的寬度為b，長度為L，柱的總荷載為F，基底凈反力總和為 bL，二者平均值為,各柱修正值分別為Fi，修正的基底平均凈反力,最后采用修正后的柱荷載及基底凈反力，按獨立的柱下條形基礎(chǔ)計算基礎(chǔ)內(nèi)力。,

6、第四節(jié) 倒樓蓋法主次肋梁板式筏基,倒樓蓋法計算基礎(chǔ)內(nèi)力步驟：將筏基作為樓蓋，地基凈反力作為荷載，底板按連續(xù)單向板或雙向板計算。,注意：采用倒樓蓋法計算基礎(chǔ)內(nèi)力時，在兩端第一、二開間內(nèi)，應(yīng)按計算增加10%20%的配筋量且上下均勻配置。,主次肋筏基荷載傳遞路徑： 地基凈反力傳給底板，底板傳給次肋，次肋傳給主肋。,主次肋梁板式筏形基礎(chǔ),一、基礎(chǔ)底面尺寸確定,二、底板內(nèi)力及配筋計算,中心受壓基底凈反力為,底板跨中及支座彎矩按連續(xù)板計算，可近似計算,對于中心受壓情況,懸臂部分彎矩按懸臂板計算,底板配筋按簡化公式計算,三、基礎(chǔ)梁內(nèi)力及配筋計算,設(shè)中間次肋JL1有n根，邊緣次肋JL2只有兩根，則全部肋梁折算

7、為中間次肋共有（n+2）根。,設(shè) = R2/R1，則R2 = R1。,中間次肋JL1：受荷面積 A1=b1 L1 作用的總合力 R1=pj b1 L1,邊緣次肋JL2：受荷面積 A2=b1 L2 作用的總合力 R2=pj b1 L2,JL4上A、C 軸線外地基凈反力產(chǎn)生的線荷載 q = pj a2,F1=N/（n+2）,JL2與JL3交叉點的作用力 F3= F1,設(shè)JL3上柱子總軸力為N，JL1與JL3的交叉點作用力,JL1上地基總合力是R1，JL1與JL4的交叉點上作用力,F2=（R1 F1）/2,JL2與JL4交叉點的作用力 F4= F2,JL4端部：地基四個轉(zhuǎn)角處地基凈反力產(chǎn)生的集中力F

8、5= pj a1 a2,各梁的內(nèi)力計算可參照柱下條形基礎(chǔ)的計算方法。,各梁受力圖,例題圖,各梁受力圖,第五節(jié) 倒樓蓋法雙主肋梁板式筏基,荷載傳遞路徑： 地基凈反力傳給底板，底板傳給主肋。,縱橫梁荷載分布圖,基礎(chǔ)梁受荷情況： 三角形荷載與梯形荷載。邊梁還有軸線以外地基傳來的均勻線荷載。,一、基礎(chǔ)底面尺寸確定,對于中心受壓情況,對于矩形基礎(chǔ),二、基礎(chǔ)底板厚度確定,根據(jù)構(gòu)造初步確定，再進行抗沖切、抗剪切驗算 。,1抗沖切計算,Fl 0.7 h p ft umh0式中Fl底板承受的沖切力，凈反力乘陰影面積；,底板的沖切, h p受沖切承載力截 面高度影響系數(shù)； h0800mm時，取1.0； h0 20

9、00mm時，取0.9； 其間按線性內(nèi)插法取用 。,um距荷載邊為h0/2處的 周長；,2斜截面抗剪計算,Vs 0.7 h s ft bh0 h s = (800/h0)1/ 4,Vs的計算方法示意, h s 受剪承載力截面高度影響系數(shù)， 當(dāng)h0小于800mm時，取800mm； h0大于2000mm時，取2000mm； b 支座邊緣處板的凈寬； h0 板的有效高度。,式中Vs 基底凈反力產(chǎn)生的 板支座邊緣處的總 剪力設(shè)計值；,底板分成單列、雙列、三列雙向板。,三、底板內(nèi)力及配筋計算,（一）單列雙向板,有兩個板的編號1、2及兩個支座編號a、b。板1稱為角區(qū)格，板2稱為中間區(qū)格。,單列雙向板,角區(qū)格

10、1,1角區(qū)格1,將荷載 pj 分解為p1x與p1y，即p1x = x1x pj p1y = x1y pj,x1x、x1y為荷載分配系數(shù)，顯然 x1x + x1y =1,x方向的梁，在x = lx /2處，有撓度 x = p1x lx4/192EI,y方向的梁，在y = ly /2處，有撓度 y = 5p1y ly4/384EI,由x =y 得 p1x lx4/192EI = 5p1y ly4/384EI,由p1y= pjp1x得,由此可得, = ly / lx,x1x、x1y已制成表格，應(yīng)用時可根據(jù) = ly / lx查表。,板中最大彎矩，考慮板的扭轉(zhuǎn)影響后可得,M1x= 1x pj lx2

11、M1y= 1y pj ly21x、1y為系數(shù)，根據(jù) = ly / lx的比值查表。,區(qū)格2,2中間區(qū)格2,x方向的梁，在x = lx /2處，有撓度 x = p2x lx4/384EIy方向的梁，在y = ly /2處，有撓度 y = 5p2y ly4/384EI,利用在板中點處的條件 x = y，pj= p2x + p2y，可得 p2x = x2x pj p2y = x2y pj,板中最大彎矩 M2x= 2x pj lx2 M2y= 2y pj ly2x2x、x2y、2x、2y是的函數(shù)，可查表。,3支座彎矩Ma、Mb 在a、b支座處有,（二）雙列雙向板,雙列雙向板,單列雙向板,1區(qū)格3 在板

12、的中心處有撓度 x =p3x lx4/192EI y =p3y ly4/192EI,板中最大彎矩 M3x= 3x pj lx2 M3y= 3y pj ly2x3x、x3y、3x、3y是的函數(shù)，可查表。,利用條件x =y 與 pj= p3x + p3y得 p3x = x3x pj p3y = x3y pj,區(qū)格3,2區(qū)格4 在板的中心處有撓度 x =p4x lx4/384EI y =p4y ly4/192EI,板中最大彎矩 M4x= 4x pj lx2 M4y= 4y pj ly2x4x、x4y、4x、4y是的函數(shù)，可查表。,利用條件x =y 與 pj= p4x + p4y得 p4x = x4x

13、 pj p4y = x4y pj,區(qū)格4,3支座彎矩,雙列雙向板,（三）三列雙向板,三列雙向板,區(qū)格3、4的計算公式及相應(yīng)系數(shù)與二列雙向板相同,1區(qū)格4 在板的中心處有撓度 x =p4x lx4/192EI y =p4y ly4/384EI,板中最大彎矩 M4x= 4x pj lx2= 4y pj lx2 M4y= 4y pj ly2= 4x pj ly2x4x未制成表格，計算時可直接將帶入公式計算。,利用條件x =y 與 pj= p4x + p4y得 p4x = x4x pj p4y = x4y pj,區(qū)格4,2區(qū)格5 在板的中心處有撓度 x =p5x lx4/384EI y =p5y ly

14、4/384EI,板中最大彎矩 M5x= 5x pj lx2 M5y= 5y pj ly2x5x、x5y、5x、5y是的函數(shù)，可查表。,利用條件x =y 與 pj= p5x + p5y得 p5x = x5x pj p5y = x5y pj,區(qū)格5,3支座彎矩,三列雙向板,（四）支座彎矩調(diào)整 設(shè)基礎(chǔ)梁的寬度為b，板在支座處的集中反力近似看成pj l /2，在支座處彎矩的調(diào)整值為,在x、y方向上彎矩的調(diào)整值為,式中 i=1、2、3、4、5。,調(diào)整后的支座處彎矩為 Mkx= Mk Mix Mly= Ml Miy式中 k = a、b、c、d；l = c、d、e、f 。,支座彎矩調(diào)整圖,（五）底板的配筋計

15、算 底板配筋按簡化公式計算,基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按倒置的連續(xù)梁進行計算。,四、縱橫梁內(nèi)力分析與配筋,1. 桿端彎矩,可用連續(xù)梁系數(shù)法求桿端彎矩，這時可將三角形或梯形荷載化成等效荷載 。,求等效荷載的根據(jù)：梁在等效荷載作用下固端彎矩分別與三角形荷載或梯形荷載作用下梁的固端彎矩相等。,梁在三角形荷載作用下的固端彎矩,在等效荷載 作用下的固端彎矩,令 則有,梁在梯形荷載作用下的固端彎矩,令 則有,在等效荷載 作用下的固端彎矩,2梁的跨內(nèi)彎矩,在三角形荷載作用下,求出桿端彎矩之后，求梁任一點的內(nèi)力，仍然要用作用于梁上的實際荷載 。,Mmax發(fā)生在V(x)=0處，由此而得,將x0代入M(x)方程可得,工程技術(shù)中，常用下面近似公式計算跨中最大彎矩,邊跨,中間跨,式中 MB 第二支座的設(shè)計彎矩。,在梯形荷載作用下,Mmax發(fā)生在V(x)=0處，由此而得,將x0代入M(x)方程可得,工程技術(shù)中，常用下面近似公式計算跨中最大彎矩,邊跨,中間跨,式中 MB 第二支座的設(shè)計彎矩。,