基礎(chǔ)工程-柱下條形基礎(chǔ)PPT課件

1、1連續(xù)基礎(chǔ)的特點 基礎(chǔ)底面大，能承受荷載較大，易滿足承載力要求。 可加大建筑整體剛度，減小不均勻沉降，提高抗震性能。 箱基或設(shè)置了地下室的筏形基礎(chǔ)，以挖去土重量補(bǔ)償建筑的部分重量。 連續(xù)基礎(chǔ)可看成是地基上的受彎構(gòu)件，它撓曲特征、基底反力和截面內(nèi)力都與地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的相對剛度有關(guān)。應(yīng)從三者相互作用觀點出發(fā)，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行計算。第1頁/共47頁2地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)相互作用地基與基礎(chǔ)的相互作用僅考慮基礎(chǔ)本身剛度影響時基底反力的分布規(guī)律 1）柔性基礎(chǔ) 抗彎剛度很小的基礎(chǔ)，隨著地基變形任意彎曲，不能擴(kuò)散應(yīng)力，因此基底反力分布與作用于基礎(chǔ)上的荷載分布完全一致。沉降呈碟形，若要使柔性基礎(chǔ)的沉降趨

2、于均勻，就必須增大基礎(chǔ)邊緣的荷載。第2頁/共47頁3柔性基礎(chǔ)第3頁/共47頁42）剛性基礎(chǔ) 抗彎剛度極大，原來是平面的基底，沉降后依然保持平面。 荷載較小荷載較小 荷載較大荷載較大 荷載很大荷載很大砂性土地基砂性土地基 粘性土地基粘性土地基接近彈性解接近彈性解馬鞍型馬鞍型倒鐘型倒鐘型第4頁/共47頁5基礎(chǔ)相對地基剛度影響 基礎(chǔ)相對地基的剛度越強(qiáng)，沉降越均勻，但內(nèi)力增大。 局部軟硬變化時，采用連續(xù)基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)鼗鶠閹r石或壓縮性很低的土層時，優(yōu)先考慮采用擴(kuò)展基礎(chǔ)。第5頁/共47頁6地基非均質(zhì)的影響 同樣荷載在不同地基上，情況不同。 荷載分布不同，地基相同，情況不同第6頁/共47頁7第7頁/共47頁8地

3、基變形對上部結(jié)構(gòu)影響 上部結(jié)構(gòu)剛度：上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)不均勻沉降抵抗能力稱為上部結(jié)構(gòu)剛度。 分為柔性、敏感性、剛性三類。 排架結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)沉降不會對結(jié)構(gòu)內(nèi)力產(chǎn)生大附加應(yīng)力，圍護(hù)結(jié)構(gòu)開裂。 砌體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)，屬敏感結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)沉降會引起較大附加內(nèi)力。 煙囪、水塔、剪力墻、剛性結(jié)構(gòu)：只發(fā)生傾斜、不會撓曲。第8頁/共47頁9上部結(jié)構(gòu)剛度對基礎(chǔ)受力狀況影響 絕對剛性上部結(jié)構(gòu)，上部柱可視為鉸支座。 完全柔性上部結(jié)構(gòu)，上部不參與工作。 絕大多數(shù)建筑介于二者之間。 現(xiàn)在不能定量判斷，只能定性判斷。 剪力墻體系和筒體結(jié)構(gòu) 剛性 排架 柔性 地基壓縮性低 沉降小 考慮三者作用不大，起主導(dǎo)作用是地基。第9頁/

4、共47頁10第10頁/共47頁11地基計算模型 進(jìn)行地基上梁和板分析時，必須解決基地壓力分布和沉降計算問題，它涉及土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，表達(dá)這種關(guān)系模式稱為地基模型。 地基模型類別： 線性彈性地基模型 非線性彈性地基模型 彈塑性地基模型第11頁/共47頁12文克爾地基模型 文克爾地基模型：假定地基土表面上任一點處的變形與該點所承受的壓力成正比，而與其它點上的壓力無關(guān)： pi=ksi k:地基抗力系數(shù)（基床系數(shù)），kN/m3 第12頁/共47頁131）把地基劃分許多豎直土柱，每條土柱可由一根彈簧代替。2）基底反力圖形與豎向位移相似，如剛度大（基礎(chǔ)）受荷后基礎(chǔ)底面仍保持平面，基底反力圖形按直線規(guī)律變化。

5、第13頁/共47頁14彈性半空間地基模型 假定將地基視為均質(zhì)的線性變形半空間，用彈性力學(xué)求解地基附加應(yīng)力或位移，地基上任意點沉降與整個基底反力及相鄰荷載分布有關(guān)。1）作用集中力p時，距作用點r的表面沉降s為2）矩形均布荷載作用下，矩形角點沉降為 2(1)/SpEr2(1)/cSpbIE第14頁/共47頁15第15頁/共47頁16 即對于整個基礎(chǔ)1 11niiinnijjjPPP1112111212222212nnnnnnnnSPSPSPsP柔度矩陣第16頁/共47頁17優(yōu)點：1）能擴(kuò)散應(yīng)力和變形，可以反應(yīng)臨近荷載的影響。2）擴(kuò)散能力超過地基實際情況。3）計算沉降量和地表的沉降范圍較實測大。 未

6、考慮地基成層性，非均質(zhì)性，土體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的非線性等因素。第17頁/共47頁18有限壓縮層地基模型 把計算沉降的分層總和法應(yīng)用于地基上梁和板的分析，地基沉降等于各計算分層在側(cè)限條件下壓縮量之和。 第i個棱柱體中第t分層由p引起的豎向附加應(yīng)力的平均值(取中點)1mzijtitijtsithEzijt第18頁/共47頁19第19頁/共47頁20基礎(chǔ)分析方法 不考慮共同作用分析法 將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基按靜力平衡條件分割成3獨立部分求解 考慮基礎(chǔ)地基共同作用分析法 基礎(chǔ)地基滿足變形協(xié)調(diào)的要求 考慮上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基共同作用分析法 三者連接點同時滿足靜力平衡和變形協(xié)調(diào)第20頁/共47頁21柱下條形基礎(chǔ)第

7、21頁/共47頁22適用條件：地基軟弱，承載力較低，荷載較大，地基壓縮不均勻時。荷載分布不均勻，有可能有不均勻沉降時。上部為敏感性建筑。第22頁/共47頁23構(gòu)造要求 柱下條基除滿足鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)構(gòu)造要求外，應(yīng)滿足：1、采用倒T形截面，由肋梁和翼板組成2、肋深高度1/41/8柱矩，并滿足受剪要求，當(dāng)柱荷載加大時可加腋。3、梁沿縱向取等截面，梁比柱至少寬出50mm。4、翼板厚度不小于200mm,200250時用等厚度翼板，250變厚度翼板，其坡度小于等于1:3第23頁/共47頁245、端部外伸長度為跨距的0.25倍。6、梁頂?shù)卓v向受力鋼筋除應(yīng)滿足計算要求外，頂部受力鋼筋全部貫通，底面通長鋼筋

8、面積不少于底面受力鋼筋總面積的1/3。（可能出現(xiàn)整體彎曲，內(nèi)力分析不準(zhǔn)）第24頁/共47頁25第25頁/共47頁26第26頁/共47頁27柱下條形基礎(chǔ)的內(nèi)力計算 倒梁法 文克爾地基上梁的計算 彈性半空間上梁的簡化計算第27頁/共47頁28倒梁法 假定上部結(jié)構(gòu)為絕對剛性。柱為條形基礎(chǔ)的鉸支座。按倒置的連續(xù)梁計算。 倒梁法適用于上部結(jié)構(gòu)剛度和基礎(chǔ)剛度都較大，上部結(jié)構(gòu)荷載分布比較均勻，且地基土層分布和土質(zhì)比較均勻的情況。第28頁/共47頁29文克爾地基上梁的計算第29頁/共47頁30 撓曲微分方程式44skEI04444wdxwd1234( cos)(cos)xxwecxc Sin xecxc Si

9、n x柔度特征值 第30頁/共47頁31/4 /4 () LLLL柔度指數(shù)短梁（剛性）有限長梁長梁（柔性）44EIkb柔度指數(shù)第31頁/共47頁32第32頁/共47頁33無限長梁有限長梁第33頁/共47頁34第34頁/共47頁35鏈桿法 把連續(xù)支承于地基上的梁簡化為用有限個鏈桿支承于地基上的梁。第35頁/共47頁36柱下交叉條形基礎(chǔ)1、組成：縱橫兩個方向柱下條基組成的一種空間結(jié)構(gòu)，柱位于交叉節(jié)點處。2、作用：可以進(jìn)一步擴(kuò)大基礎(chǔ)底面，利用巨大的空間剛度以調(diào)整不均勻沉降。3、適用于：軟弱地基上框架結(jié)構(gòu)，構(gòu)造同柱下條形基礎(chǔ)。4、計算方法：將基礎(chǔ)作為二方向連續(xù)梁來對待，把交叉結(jié)點處柱荷載分到縱橫兩方向

10、梁上，按兩方向柱下條基計算。第36頁/共47頁37iyixiyixiwwFFF第37頁/共47頁38筏基與箱基1、用于高層建筑，執(zhí)行高層建筑箱筏技術(shù)規(guī)范。2、承載力驗算：地基計算抗震區(qū)執(zhí)行抗震規(guī)范maxmin p1.2 0.140aapffweAp軸壓時偏心按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合計算考慮地震荷載，對高寬比大于 的建筑物第38頁/共47頁39 2）高層建筑箱基、筏基深度較大，應(yīng)將地基回彈再壓縮變形考慮在內(nèi)。實際決定層土回彈再壓縮橫量，壓力系數(shù)層底面范圍內(nèi)平均附加，基礎(chǔ)底面計算點到第層深度，基礎(chǔ)底面到第壓力標(biāo)準(zhǔn)值?；A(chǔ)底面處地基土自重沉降計算經(jīng)抗系數(shù)抗系數(shù)，無經(jīng)抗時考慮回彈的沉降計算經(jīng)i,1- ii

11、,1- ii,1)(111110sisiiiiicsniiiiisissicEEZZpZZEpEps第39頁/共47頁403）橫向整體傾斜允許沉降和整體傾斜值，根據(jù)建筑使用要求，及對相鄰建筑造成影響按地區(qū)經(jīng)驗確定，但橫向整體傾斜的計算值100ggbHbH筏基或箱基的底面寬度建筑物高度第40頁/共47頁41筏形基礎(chǔ)1、構(gòu)造要求1）板厚由沖切和受剪承受力確定。平板式筏基的最小板厚不宜小于400mm。當(dāng)柱荷載較大時，局部加厚，抗沖切箍筋。12層以上，不應(yīng)小于400mm，板厚與短邊板凈跨之比不小于1/14,外伸長度不大于1.5m。2）梁板式 肋梁應(yīng)滿足正截面受彎及斜截面受剪和頂面局壓。 3）考慮整體彎

12、曲影響梁板：支座1/21/3貫通，配筋率0.15，跨中配筋全通柱下板帶和跨中板帶的底部鋼筋應(yīng)有1/21/3貫通全跨。配筋率不應(yīng)小0.15%4）當(dāng)筏板厚度大于2000mm時，設(shè)置直徑不小于12mm、間距不大于300mm5）高層混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30 底板肋梁其抗?jié)B等級不應(yīng)小于0.6MPa第41頁/共47頁42構(gòu)造要求第42頁/共47頁432、內(nèi)力計算1）簡化計算法a.條帶法：假定受荷載后基底保持平面b.倒樓蓋法：將地基上筏板簡化為倒置樓蓋，筏板被基礎(chǔ)梁分割為不同條件下的雙向板和單向板。2）彈性地基板法第43頁/共47頁44地下室設(shè)計施工應(yīng)注意問題1、補(bǔ)償性設(shè)計概念 把建筑基礎(chǔ)，地下部分做成中空、封閉的形式，被挖取的土重就可以補(bǔ)償上部結(jié)構(gòu)部分或全部重量。按照上述原理進(jìn)行的地基基礎(chǔ)設(shè)計，可稱為補(bǔ)償性基礎(chǔ)。第44頁/共47頁452、地下室抗浮設(shè)計1）抗浮穩(wěn)定 不