論筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

1、    論筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)    宋曉欣摘要：本文論述了筏板基礎(chǔ)的形式、計(jì)算方法及構(gòu)造要求，并給出了筏板基礎(chǔ)的計(jì)算例題，為筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)提供了豐富的資料。關(guān)鍵詞：筏板基礎(chǔ) 剛性板法 彈性板法1 筏板基礎(chǔ)的形式1.1 平板式筏基 這種筏基是一塊放在地基上的鋼筋混凝土大板。柱子和剪力墻就布置在這塊大板上。根據(jù)柱底內(nèi)力或剪力墻底內(nèi)力按沖切要求算出板厚，當(dāng)不滿足要求時(shí)可在柱下或剪力墻下局部增加板厚，形成墩式筏基。1.2 肋梁式筏基 肋梁式筏基也叫梁板式筏基。肋梁可以正設(shè)（梁在筏板下），也可以反設(shè)（梁在筏板上）。肋梁式筏基比平板式筏基剛度大，且對(duì)調(diào)整不均勻沉降更有利

2、。1.3 空心式筏基 對(duì)于軟弱地基上的筏基，應(yīng)把筏板厚度增加，但這時(shí)柱或剪力墻周圍的材料能充分發(fā)揮作用，而離此較遠(yuǎn)處的內(nèi)力減少，為了降低材料消耗，將厚板挖空形成類式箱基的空心式筏基?？招姆せ械目臻g基本上不能利用。2 筏板基礎(chǔ)的計(jì)算公式2.1 剛性板法剛性板法的假定條件是：地基土較均勻；基礎(chǔ)是絕對(duì)剛性的；板與地基的接觸壓力呈直線分布；上部結(jié)構(gòu)剛度較好；地基土壓縮模量es<=4mpa，可按地基反力直線分布計(jì)算內(nèi)力并進(jìn)行抗裂驗(yàn)算。計(jì)算方法：先根據(jù)地基承載力估算筏板底面積：a？叟fi/f式中：a所求筏板底面積（m2）；fi上部結(jié)構(gòu)作用在筏板基礎(chǔ)上的總荷載設(shè)計(jì)值（kn）；f地基承載力設(shè)計(jì)值（kn

3、/m2）。確定筏板厚度：按照沖切計(jì)算公式：f？燮0.6ft um ho式中：f集中反力設(shè)計(jì)值，對(duì)柱取軸力設(shè)計(jì)值減去筏板沖切破壞錐體內(nèi)的地基反力設(shè)計(jì)值（kn）；ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（n/mm2）；um距柱邊ho/2處沖切臨界截面的周長（m）；ho筏板的有效高度（m）。確定筏板的基底反力：p=fi（1/a±exx/iy±eyy/ix）pmax min=fi（1/a±ex/wy±ey/wx）式中：ex，ey合力fi的作用點(diǎn)距基礎(chǔ)形心在x，y方向的距離（m）；ix，iy筏板平面繞x，y軸的慣性矩（m4）；其中：ix=lb3/12；iy=bl3/12；wx

4、，wy筏板平面繞x，y軸的抵抗矩（m3）；其中：wx=lb2/6，wy=bl2/6。由于工程實(shí)際中的筏基，往往不一定能達(dá)到真正的絕對(duì)剛性，與實(shí)際地基反力相比較，筏基在端部第一、二開間內(nèi)的地基反力偏小，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在這一范圍內(nèi)將地基反力增加10%20%。再把柱作為支座，按倒樓蓋法計(jì)算筏基的內(nèi)力。2.2 彈性板法如不滿足剛性板法的假設(shè)時(shí)，應(yīng)按彈性板法計(jì)算。第一種方法：有限差分法。采用有限差分法時(shí)，為確定地基反力，可假設(shè)地基符合文克爾（winkler）假設(shè)模型，即地基反力p與地基沉降亦即板的撓度（x，y）成正比。即p（x，y）=k（x，y）式中：k地基系數(shù)或基床系數(shù)（kn/m3），基床系數(shù)大多按荷載試

5、驗(yàn)確定，是一個(gè)綜合性的系數(shù)。在有限差分法中，它將彈性地基板的微分方程歸結(jié)為求解差分方程組：4/4x+24/x2y2+4/4y=q（x，y）-p（x，y）/d式中：w板上任意點(diǎn)的撓度，亦即地基沉降（m）；q（x，y）作用在板上的分布荷載（kn/m2）；p（x，y）等于k（x，y）；d板的剛度（knm）；即：d=eh3/12（1-2）e，板的彈性模量（kn/m2）和泊松比；h板的厚度（m）。在差分方程中，是關(guān)于每一個(gè)網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)撓度 wi的線性方程組（i=1，2， n），解此n個(gè)聯(lián)立方程組，可求得各結(jié)點(diǎn)的撓度。同樣，也可將板的內(nèi)力（彎矩、剪力、扭矩）公式用差分格式表達(dá)，代入上述各點(diǎn)撓度，即可獲得板的內(nèi)

6、力。第二種方法：有限單元法。有限單元法的計(jì)算有多種不同的力學(xué)分析模型。第一種是彈性支承雙向網(wǎng)格梁模型，用桿系結(jié)構(gòu)有限元法分析筏板的內(nèi)力和位移。第二種是將筏板作為彈性支承的板，用板的有限元法計(jì)算。第三種是采用雙向板的有限單元法計(jì)算板的內(nèi)力，但板的支座為上部結(jié)構(gòu)的柱和剪力墻，荷載為地基反力（或樁的支承反力）。3 構(gòu)造要求3.1 筏板基礎(chǔ)混凝土宜采用c20以上，墊層c10，厚度100mm，鋼筋保護(hù)層35mm，當(dāng)有防水要求時(shí)，混凝土抗?jié)B等級(jí)不應(yīng)低于s6。3.2 筏板基礎(chǔ)板配筋除按承載力要求配外，縱橫兩個(gè)方向的支座鋼筋應(yīng)按大于0.15%的配筋率貫通，板的上皮鋼筋應(yīng)全部貫通。除應(yīng)滿足上述要求外，還應(yīng)滿足筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范的有關(guān)要求。4 結(jié)語筏板基礎(chǔ)的計(jì)算公式及構(gòu)造要求一定要滿足有關(guān)規(guī)范及構(gòu)造手冊(cè)的要求。筏板基礎(chǔ)所用的鋼筋及混凝土量都較大，因此設(shè)計(jì)時(shí)一定要把握好尺度，做到既符合承載力要求，又要經(jīng)濟(jì)合理。參考文獻(xiàn)：1張睿，王偉力對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)筏板設(shè)計(jì)有關(guān)問題的探析j中國科技投資，2013（9）.2鄧南沙，張建雋，王名臣.筏板長寬比對(duì)樁筏基礎(chǔ)沉降影響有限元分析j.山西建筑，2008（5）.3劉繼光.筏板基礎(chǔ)選型和設(shè)計(jì)分析j.北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（01）.中小企業(yè)管理與科技·中旬刊2014年6期中小企業(yè)管理與科技·中旬刊的其它文章仿真軟件