柱下條形基礎

1、 柱下條形基礎設計柱下條形基礎設計建筑地基基礎課件系列Design of strip foundations supported column loads一、柱下條形基礎設計簡介一、柱下條形基礎設計簡介二、十字交叉基礎設計簡介二、十字交叉基礎設計簡介基本內(nèi)容基本內(nèi)容設計的主要內(nèi)容：翼板寬度，厚翼板寬度，厚度及其配筋；度及其配筋；肋梁高度，寬肋梁高度，寬度及其配筋。度及其配筋。一、 柱下條形基礎設計簡介（一）截面形式（二）構(gòu)造要求1. 滿足所有擴展基礎構(gòu)造要求；滿足所有擴展基礎構(gòu)造要求；2.基礎梁的高度基礎梁的高度H=1/41/8柱距；柱距；翼板厚度不宜小于翼板厚度不宜小于200mm；3.條形基

2、礎的端部宜向外伸出，條形基礎的端部宜向外伸出，其長度宜為邊跨的其長度宜為邊跨的0.25倍；倍；4.現(xiàn)澆柱與基礎梁的交接處，其現(xiàn)澆柱與基礎梁的交接處，其平面尺寸如圖平面尺寸如圖5.梁頂、底面按計算配筋，頂部梁頂、底面按計算配筋，頂部全部貫通，底部通長筋不小于全部貫通，底部通長筋不小于底部受力鋼筋截面積的底部受力鋼筋截面積的1/3。（三）設計計算 柱下條形基礎在其縱橫縱橫兩個方向均產(chǎn)生彎曲變形，故在這兩個方向的截面內(nèi)均存在剪力和彎矩剪力和彎矩。柱下條形基礎橫向橫向的剪力與彎矩通?？煽紤]由翼板翼板的抗剪、抗彎能力承擔，其內(nèi)力計算與墻下條形基礎相同。柱下條形基礎縱向縱向的剪力與彎矩一般則由基礎梁基礎梁

3、承擔。 根據(jù)荷載條件，并考慮結(jié)構(gòu)與地基基礎相互作用和設計要求，柱下條形基礎縱向內(nèi)力的計算方法可劃分為三種類型。不論何種方法一般均應滿足靜力平衡條件和變形協(xié)調(diào)條件。1、不考慮共同作用的簡化分析方法、不考慮共同作用的簡化分析方法 2、考慮基礎地基共同作用的彈性地基梁法、考慮基礎地基共同作用的彈性地基梁法 3、考慮上部結(jié)構(gòu)地基基礎共同作用的分析方法、考慮上部結(jié)構(gòu)地基基礎共同作用的分析方法柱下條形基礎設計的重點即為計算其基礎梁的內(nèi)力。 1、不考慮共同作用的簡化分析方法、不考慮共同作用的簡化分析方法 當當柱荷載比較均勻，柱距相差不大，基礎與地柱荷載比較均勻，柱距相差不大，基礎與地基相對剛度較大基相對剛度

4、較大，以致可忽略柱下不均勻沉降時，以致可忽略柱下不均勻沉降時，僅進行滿足僅進行滿足靜力平衡條件靜力平衡條件下梁的計算。下梁的計算。基底反力以基底反力以線性分布線性分布作用于梁底。用梁各截面靜力平衡求解內(nèi)作用于梁底。用梁各截面靜力平衡求解內(nèi)力的方法稱力的方法稱靜定分析法（靜定梁法）靜定分析法（靜定梁法）。用連續(xù)梁求。用連續(xù)梁求解內(nèi)力的方法稱解內(nèi)力的方法稱倒梁法倒梁法。 倒梁法將柱下條形基礎假設為以柱腳為固定倒梁法將柱下條形基礎假設為以柱腳為固定鉸支座的鉸支座的倒置連續(xù)梁倒置連續(xù)梁，以線性分布的基底凈反力，以線性分布的基底凈反力作為荷載，用作為荷載，用彎矩分配法彎矩分配法或彎矩系數(shù)法求解基礎或彎矩

5、系數(shù)法求解基礎梁內(nèi)力。由于此時支座反力與柱的作用力不相等，梁內(nèi)力。由于此時支座反力與柱的作用力不相等，因此應通過因此應通過不斷調(diào)整以消除不平衡力不斷調(diào)整以消除不平衡力。 倒梁法計算的步驟倒梁法計算的步驟3）用彎矩分配法）用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法或彎矩系數(shù)法計算連續(xù)梁的計算連續(xù)梁的M、V；1）根據(jù)初步選定的柱下條形基礎尺寸和作用荷載，確定計算根據(jù)初步選定的柱下條形基礎尺寸和作用荷載，確定計算簡圖簡圖；2）計算基底凈反力及分布，按剛性梁基底反力線性分布進行計算基底凈反力及分布，按剛性梁基底反力線性分布進行計算計算 ；4）調(diào)整與消除支座的不平衡力。如圖，首先由支座處柱荷）調(diào)整與消除支座的不平衡力。如

6、圖，首先由支座處柱荷載載Pi和支座處反力和支座處反力Ri求出不平衡力求出不平衡力Pi： iiiRPP右左iiiQQR 將各支座不平衡力均勻分布在相鄰兩跨的各將各支座不平衡力均勻分布在相鄰兩跨的各1/3跨度范圍內(nèi)跨度范圍內(nèi))3(0iiillpq邊跨支座邊跨支座)33(1iiiillpq中間支座中間支座5）繼續(xù)用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法計算內(nèi)力，并重復步）繼續(xù)用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法計算內(nèi)力，并重復步驟驟4），直至不平衡力在計算容許精度范圍內(nèi)。一般不超），直至不平衡力在計算容許精度范圍內(nèi)。一般不超過柱荷載的過柱荷載的20。6）將逐次計算結(jié)果疊加，得到最終內(nèi)力分布。）將逐次計算結(jié)果疊加，得到最終內(nèi)力分

7、布。一般調(diào)整一般調(diào)整12次即可使不平衡力滿足精度要求。次即可使不平衡力滿足精度要求。 在比較均勻的地基上，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，柱荷載在比較均勻的地基上，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，柱荷載分布較均勻，且基礎梁的高度不小于分布較均勻，且基礎梁的高度不小于16柱距時，地基柱距時，地基反力可按直線分布，基礎梁的內(nèi)力可按倒梁法計算反力可按直線分布，基礎梁的內(nèi)力可按倒梁法計算 。2、考慮基礎地基共同作用的彈性地基梁法、考慮基礎地基共同作用的彈性地基梁法 考慮基礎與地基的相互作用，不需事先假定反力分布?？紤]基礎與地基的相互作用，不需事先假定反力分布。分析時，根據(jù)地基土層情況選用某種分析時，根據(jù)地基土層情況選用某種地基模

8、型地基模型，按，按靜力平衡靜力平衡條件條件將上部結(jié)構(gòu)與基礎分割開，用結(jié)構(gòu)力學方法求出柱端作將上部結(jié)構(gòu)與基礎分割開，用結(jié)構(gòu)力學方法求出柱端作用力，并反向作為荷載加于基礎上，于是基礎成為設置在某用力，并反向作為荷載加于基礎上，于是基礎成為設置在某種地基模型上的承載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，然后由種地基模型上的承載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，然后由變形協(xié)調(diào)條件變形協(xié)調(diào)條件直接直接或近似求解基礎內(nèi)力和變形。或近似求解基礎內(nèi)力和變形。 彈性地基梁法主要有半無限彈性體法（彈性半空間地彈性地基梁法主要有半無限彈性體法（彈性半空間地基模型）和基模型）和基床系數(shù)法基床系數(shù)法（文克勒地基模型）。比較起來，（文克勒地基模型）。比較起來，基床系數(shù)

9、法在彈性地基梁法中較為典型，應用也較為廣泛?；蚕禂?shù)法在彈性地基梁法中較為典型，應用也較為廣泛。具體解法有具體解法有解析法解析法、數(shù)值法數(shù)值法等等 。（四）設計計算步驟1、 求荷載合力重心位置求荷載合力重心位置P1P2P3P4iiiiPMxPx 柱下條形基礎的柱荷載分布如圖，其合力作柱下條形基礎的柱荷載分布如圖，其合力作用點距用點距P1的距離為：的距離為：2、確定基礎梁的長度和懸、確定基礎梁的長度和懸臂臂尺寸尺寸P1P2P3P4 選定基礎梁從左邊柱軸線的外伸長度為選定基礎梁從左邊柱軸線的外伸長度為a1，則，則基礎梁的總長度和從右邊柱軸線的外伸長度基礎梁的總長度和從右邊柱軸線的外伸長度a2分別分

10、別如下：如下：L=2x+a1，a2=L-a-a1。如此處理后，則荷載重。如此處理后，則荷載重心與基礎形心重合，計算簡圖變?yōu)橄聢D：心與基礎形心重合，計算簡圖變?yōu)橄聢D：基礎底面尺寸的確定基礎底面尺寸的確定 基礎視為剛性矩形基礎基礎視為剛性矩形基礎, L由構(gòu)由構(gòu)造要求確定，應盡量使其形心與基礎造要求確定，應盡量使其形心與基礎所受外合力重心相重合。此時地基反所受外合力重心相重合。此時地基反力為均布，從而求出力為均布，從而求出b。dfFAa20MFpmaxpminakakfpfp2 .1max 翼板可視為懸臂于肋梁兩側(cè)，按懸臂板考慮，翼板的計算方法與墻下鋼筋混凝土條形基礎相同。翼板的計算翼板的計算pjH

11、0thsofVh7 . 0yosfhMA9 . 0二、十字交叉基礎計算簡介（3）交交叉叉條條形形基基礎礎柱傳遞的荷載分配原則：v靜力平衡條件v變形協(xié)調(diào)條件iyixiyixiwwFFF441bkEIS（一）節(jié)點荷載的初步分配iyyxxyyiyiyyxxxxixFSbSbSbFFSbSbSbF1、中柱節(jié)點荷載的分配、中柱節(jié)點荷載的分配iyixiyixiwwFFFkbSFw2iyyxxyyiyiyyxxxxixFSbSbSbFFSbSbSbF4442、邊柱節(jié)點荷載的分配、邊柱節(jié)點荷載的分配iyixiyixiwwFFFxxxxSkbFw2yyyySkbFw2iyyxxyyiyiyyxxxxixFSbS

12、bSbFFSbSbSbF3、角柱節(jié)點荷載的分配、角柱節(jié)點荷載的分配iyixiyixiwwFFFkbSFw2（二）節(jié)點荷載的調(diào)整通過加大節(jié)點荷載的方法加以調(diào)整。通過加大節(jié)點荷載的方法加以調(diào)整。 計算調(diào)整前的地基平均反力為計算調(diào)整前的地基平均反力為 ：AAPpi式中：式中：AA十字交叉條形基礎節(jié)點重疊的總面積；十字交叉條形基礎節(jié)點重疊的總面積； Pi Pi 所有節(jié)點豎向荷載之和；所有節(jié)點豎向荷載之和； AA十字交叉條形基礎全部支承總面積。十字交叉條形基礎全部支承總面積。 將底板重疊部分面積上的地基壓力，折算成整個基礎將底板重疊部分面積上的地基壓力，折算成整個基礎底面積上地基平均壓力，作為地基壓力的

13、增量：底面積上地基平均壓力，作為地基壓力的增量： pAAp 由于重疊面積在縱橫梁計算中做了重復考慮，為使由于重疊面積在縱橫梁計算中做了重復考慮，為使節(jié)點達到平衡，可按比例采用下式分配：節(jié)點達到平衡，可按比例采用下式分配： pAPPPiiixixpAPPPiiiyiy 調(diào)整后的節(jié)點集中力為調(diào)整后的節(jié)點集中力為 ixixixPPPiyiyiyPPP式中：式中：Pix節(jié)點節(jié)點i在在x軸方向集中力的增量；軸方向集中力的增量； Piy節(jié)點節(jié)點i在在y軸方向集中力的增量；軸方向集中力的增量； Ai節(jié)點節(jié)點i處基礎重疊的面積處基礎重疊的面積。 內(nèi)柱節(jié)點、帶懸臂的邊柱節(jié)點以及兩個方向都帶懸臂的內(nèi)柱節(jié)點、帶懸臂的邊柱節(jié)點以及兩個方向都帶懸臂的角柱節(jié)點角柱