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1、1.8柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計,柱下基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)首先考慮采用獨立基礎(chǔ)，但是，當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，采用獨立基礎(chǔ)無法滿足設(shè)計要求時，可考慮采用柱下條形基礎(chǔ)、伐基或箱基本節(jié)主要講述柱下條形基礎(chǔ)的構(gòu)造和計算方法，并簡單介紹伐基或箱基設(shè)計。,1.8.1地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用的概念,上部結(jié)構(gòu),基礎(chǔ),地基,框架結(jié)構(gòu),原則上應(yīng)該以地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間必須同時滿足靜力平衡和變形協(xié)調(diào)兩個條件為前提,1、基本概念：,2、相對剛度的影響,整體彎曲,實際工作中屬于結(jié)構(gòu)絕對柔性的框架結(jié)構(gòu)是沒有的，而以“屋架-柱-基礎(chǔ)”為承重結(jié)構(gòu)的木結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)與之接近，所以稱這兩種結(jié)構(gòu)為

2、“柔性結(jié)構(gòu)。,結(jié)構(gòu)絕對剛性,z1,z2,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、剪力墻或筒體結(jié)構(gòu)的高層建筑及其煙囪、水塔等高聳結(jié)構(gòu)屬于這種情況，稱之為剛性結(jié)構(gòu)。,z1,z2,沉降為一條曲線,整體彎曲和局部彎曲疊加,砌體承重結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其剛度一般都是有限的稱為相對剛性或彈性結(jié)構(gòu)。,3、工程處理中的規(guī)定,考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基共同作用時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算整體彎曲時，必須采取措施同時滿足整體彎曲的受力要求。（2）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)

3、。（3）在確定地基反力圖形時，除箱形基礎(chǔ)外。柱下條形基礎(chǔ)和筏基縱向兩端起向內(nèi)一定范圍，如12開間，將平均反力加大10%20%（4）基礎(chǔ)梁板的受拉鋼筋至少應(yīng)部分通長配置,1.8.2.1柱下混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計,1.8.2.1構(gòu)造要求,（1）外形尺寸,l0宜為邊跨柱距1/4,H0計算確定，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6-12mmH0800,6肢箍,混凝土：基礎(chǔ)C20墊層C10,1.8.2.2柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)內(nèi)力計算方法,（1）彈性地基梁方法1）基床系數(shù)法（文克勒法）,基本假定：地面上任一點所受的壓力強度p與該點的地基s成正

4、比,2）半無限彈性體法：,基本假定：假定地基為半無限彈性題，將柱下條形基礎(chǔ)作為放在半無限彈性體表面上的梁，當荷載作用在半無限彈性體表面時，某點的沉降不僅與作用在該點上的壓力大小有關(guān)，同時和鄰近處作用的荷載有關(guān),（2）簡化的內(nèi)力計算方法,1）倒梁法,基本假定：基礎(chǔ)板與地基土相比為絕對剛性，基礎(chǔ)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。上部結(jié)構(gòu)完全剛性，各柱間無沉降差，可把柱腳看成條形基礎(chǔ)鉸支座。使用條件：地基較均勻，上部結(jié)構(gòu)剛度好，荷載分布較均勻，條形基礎(chǔ)梁的高度大于1/6柱距,內(nèi)力計算,a.計算凈反力,b.將柱底視為不動鉸支座，地基凈反力

5、為荷載，按多跨連續(xù)梁計算內(nèi)力,c.倒梁法計算的有可能會不等于原先用于計算凈反力的豎向荷載?？衫斫鉃樯喜拷Y(jié)構(gòu)的剛度對基礎(chǔ)的抑制作用時柱荷載分布均勻化；也反映了該方法計算的支座與基底反力不平衡這一主要缺點。,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，基礎(chǔ)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）計算出任一截面上的彎矩和剪力。,例題1.11試確定圖1.43(a)所示條形基礎(chǔ)的底面尺寸，并用簡化方法分析內(nèi)力。已知：基礎(chǔ)埋深d=1.5m，地基承載力設(shè)計值f=150kPa，其余數(shù)據(jù)見圖,解：1.確定基礎(chǔ)底面尺寸：,合力距A點之距x：,按構(gòu)造x1=0.5m，,基

6、礎(chǔ)底板寬：,2.內(nèi)力分析,（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，計算彎距M和剪力V。,（2）剪力平衡法,按靜力平衡條件計算內(nèi)力,AB跨：,剪力為0，M最大,其余各截面計算方法相同,19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)沉降是難以避免的，但是，過量的地基變形將使建筑物損壞或影響其使用功能；,虎丘塔建于五代，磚木塔身，由于多次遭遇火災(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)文獻資料記載，從明朝起，虎丘塔即已開始傾斜，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

7、州又一道與眾不同的風景線。,從地基角度處理沉降方法,(1)采用柱下條形基礎(chǔ)、筏基和箱基等；(2)采用樁基或其它深基礎(chǔ)；(3)采用各種地基處理方法。,1.9.1建筑措施,1.建筑物體型力求簡單,平面形狀復(fù)雜(如L、T、E、Z、形等)的建筑物，單元交又處基礎(chǔ)密集，附加應(yīng)力互相重疊，使局部沉降量增加；同時，此類建筑物整體剛度差，不對稱，不均勻沉降時，易產(chǎn)生扭曲應(yīng)力，更易使建筑物開裂。,造價偏高，需要具備一定的施工條件,建筑物高低(或輕重)變化太大，地基各部分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，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

8、過大，砌體承重結(jié)構(gòu)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結(jié)構(gòu)房屋，低者很容易開裂。,縱橫墻的連結(jié)和房屋的樓(屋)面共同形成砌體承重結(jié)構(gòu)的空間剛度，當砌體承重房屋長高比較小時，建筑物的整體剛度好，能較好地防止不均勻沉降的危害。,2.控制建筑物長高比及合理布置縱橫墻,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)查認為，二層以上的砌體承重房屋，當預(yù)估的最大沉降量超過120mm時，長高比不宜大干2.5；平面簡單，內(nèi)外墻貫通，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，可考慮設(shè)置沉降縫。,內(nèi)、外縱墻的中斷、轉(zhuǎn)折，

9、都會削弱建筑物的縱向剛度。當遇地基不良時，應(yīng)盡量使內(nèi)、外縱墻都貫通，另外，縮小橫墻的間距，也可有效地改善房屋的整體性，從而增強調(diào)整不均勻沉降的能力。,合理布置縱橫墻，是增強砌體承重結(jié)構(gòu)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,3.設(shè)置沉降縫,沉降縫是從屋面到基礎(chǔ)把建筑物斷開，將建筑物劃分成若干個長高比較小、體型簡單、整體剛度較好、結(jié)構(gòu)類型相同、自成沉降體系的獨立單元。,平面形狀復(fù)雜的建筑物的轉(zhuǎn)折部位建筑物的高度或荷載突變處；長高比較大的建筑物適當部位；地基土壓縮性顯著變化處；建筑結(jié)構(gòu)（包括基礎(chǔ)）類型不同處；分期

10、建造房屋的分界處。,砌體結(jié)構(gòu)沉降縫,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基礎(chǔ),注意沉降縫的造價頗高，且要增加建筑及結(jié)構(gòu)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,跨越式沉降縫,偏心沉降縫,整片基礎(chǔ)沉降縫,4控制相鄰建筑物基礎(chǔ)的間距,由于地基附加應(yīng)力的擴散作用，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。,同期建造的兩相鄰建筑物之間的影響，特別是當兩建筑物輕(低)重(高)差別太大時，輕者受重者的影響更甚。原有建筑物受鄰近新建重型或高層建筑物的影響,為了

11、避免相鄰建筑物影響的損害，建造在軟弱地基上的建筑物基礎(chǔ)之間要有一定的凈距,5.調(diào)整建筑物的局部標高,根據(jù)預(yù)估沉降，適當提高室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標高；將相互有聯(lián)系的建筑物各部分（包括設(shè)備）中預(yù)估沉降較大者的標高適當提高；建筑物與設(shè)備之間應(yīng)留有足夠的凈空；有管道穿過建筑物時，應(yīng)留有足夠尺寸的孔洞，或采用柔性管道接頭。,1.9.2結(jié)構(gòu)措施,1減輕建筑物自重：基底壓力中，建筑物自重(包括基礎(chǔ)及回填土重），所占的比例很大，據(jù)統(tǒng)計，一般工業(yè)建筑約占40-50%一般民用建筑可高達60%-80%。措施如下：減輕墻體重量：例如：砌體承重結(jié)構(gòu)，墻體占總重量50%以上。選用輕型結(jié)構(gòu)：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)及

12、各種輕型空間結(jié)構(gòu)。減少基礎(chǔ)和回填土重量：首先是盡可能考慮采用淺埋基礎(chǔ)，如果要求大量抬高室內(nèi)地坪時，采用架空層,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，實踐中常在基礎(chǔ)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)盡量貫通外墻，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)。這是砌體承重結(jié)構(gòu)防止出現(xiàn)裂縫和阻止裂縫開展的一項十分有效的措施。,3減小或調(diào)整基底附加壓力減小基底陳附加壓力：置地下室(或半地下室、架空層),改變基底尺寸：按照沉降控制的要求，選擇、調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸,4.增強上部結(jié)構(gòu)剛度或采用非敏感性結(jié)構(gòu)敏感性結(jié)構(gòu)：根據(jù)地基、基礎(chǔ)與上

13、部結(jié)構(gòu)共同作用的概念，上部結(jié)構(gòu)的整體剛度很大時能調(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)（敏感性結(jié)構(gòu)）產(chǎn)生附加應(yīng)力，但只要在設(shè)計中合理地增加上部結(jié)構(gòu)的剛度和強度，地基不均勻沉降（相當于支座位移）所產(chǎn)生的附加應(yīng)力是完全可以承受的。非敏感性結(jié)構(gòu)：與剛性較好的敏感性結(jié)向相反，排架三鉸拱（架）等餃磺結(jié)構(gòu)，支座發(fā)生相對位移時不會引起上部結(jié)構(gòu)中很大的附加應(yīng)力，故可以避免不均勻沉降對上部主體結(jié)構(gòu)的損害。但是這類非敏感性結(jié)構(gòu)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)嚴重的不均勻沉降對于屋蓋系統(tǒng)、圍護結(jié)構(gòu)、吊車梁及各種縱、橫連系構(gòu)件等仍是有害的，因此

14、，必須考慮采取相應(yīng)的防范措施，例如：避免用連續(xù)吊車梁剛性屋面防水層等。,193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。當擬建的相鄰建筑物之間輕（低）重（高）懸殊時，一般應(yīng)按先重后輕的程序施工；有時還需要在重建筑物竣工后歇一段時間后再建造輕的鄰近建筑物(或建筑物單元)；當高層建筑的主、裙樓下有地下室時，可在主、裙樓相交的裙樓一側(cè)適當位置(一般是1/3跨度處)設(shè)置施工后澆帶，同樣以先主樓后裙樓的施工順序，以減小不均勻沉降的影響。在軟弱土地基上，在已連房屋周圍和在建房屋外，都應(yīng)避免長時間堆放大量集中的地面荷載，以免引起新、舊房屋的附加沉降。細粒土尤其是淤泥及淤泥質(zhì)土的結(jié)構(gòu)性很強，施工時應(yīng)盡可能地保持地基土的原狀結(jié)構(gòu)。在開挖基槽時，可暫不挖到基底標高，保留約200mm，等基坑臨砌筑或澆筑時再挖，如槽底已擾動，可先挖去擾動部分，再用砂，碎石等回填處理。,