柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（PPT17）

基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程Foundationengineering劉海海龍龍liuhailong@2016年9月一般般情情況況下下，，柱柱下下應(yīng)應(yīng)先先考考慮慮設(shè)設(shè)置置獨(dú)獨(dú)立立基基礎(chǔ)礎(chǔ)在柱柱荷荷載載較較大大、、各各柱柱之之間間荷荷載載差差異異過過大大、、地地基基承承載載力力低低或或地地基基土土不不均均勻勻土土質(zhì)質(zhì)變變化化大大等等不不利利條條件件下下，，若若獨(dú)獨(dú)立立基基礎(chǔ)礎(chǔ)無(wú)無(wú)法法滿滿足足要要求求時(shí)時(shí)，，可可考考慮慮采采用用柱柱下下條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)、、筏筏形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)或或箱箱形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)等等柱下下條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)當(dāng)?shù)鼗^較為為軟軟弱弱、、柱柱荷荷載載較較大大或或者者分分布布不不均均勻勻，，基基礎(chǔ)礎(chǔ)可可能能產(chǎn)產(chǎn)生生較大大沉沉降降時(shí)，，將若若干干個(gè)個(gè)柱柱下下獨(dú)獨(dú)立立基基礎(chǔ)礎(chǔ)連連成成整整體體?？箯潖澬孕阅苣芎秃涂箍辜艏粜孕阅苣芰剂己煤?，具具有有較較大大調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)不不均均勻勻沉沉降降的的能能力力。柱下下交交叉叉條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)：兩兩個(gè)個(gè)方方向向均均為為條條形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，雙雙向向抗抗彎彎剛剛度度均均較較大大，，抵抵抗抗雙雙向向不不均均勻勻沉沉降降能能力力強(qiáng)強(qiáng)。。連梁式交叉條條形基礎(chǔ)：一個(gè)方向?yàn)闉闂l形基礎(chǔ)，，另一個(gè)方向向?yàn)槁?lián)系梁，，聯(lián)系梁用于于提高基礎(chǔ)的的整體剛度。。筏板基礎(chǔ)：將建筑物的的柱子和墻體體下方做成滿滿堂的基礎(chǔ)。?；A(chǔ)底面積大大，剛度大，，抵抗不均勻勻沉降能力強(qiáng)強(qiáng)，整體性好好。地下空間可以以充分利用，，功能布局容容易。作為軟弱地基基上重要結(jié)構(gòu)構(gòu)物的基礎(chǔ)型型式。根據(jù)基礎(chǔ)剛度度的要求，可可以分為平板板式筏板（等等厚度）和梁梁板式筏板（（下翻地梁））。造價(jià)相對(duì)較高高。多用于框架、框框架剪力墻、、剪力墻等高高層結(jié)構(gòu)煙囪的圓形變變厚度筏板基基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)：由鋼筋混凝凝土底板、頂頂板、外墻和和內(nèi)隔墻組成成的有一定高高度的整體空空間結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)整體剛度度很大，抵抗抗不均勻沉降降能力非常強(qiáng)強(qiáng)，一般基礎(chǔ)礎(chǔ)只會(huì)發(fā)生均均勻沉降及傾傾斜變形。由于眾多內(nèi)墻墻存在，地下下空間功能布布局較困難。。作為軟弱地基基上重要結(jié)構(gòu)構(gòu)物的基礎(chǔ)型型式。造價(jià)較高。土與結(jié)構(gòu)相互互作用理論上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基共同作用用：上部結(jié)構(gòu)、基基礎(chǔ)、地基之之間滿足力和和變形的協(xié)調(diào)調(diào)KM1,Kz1,Kx1KM2,Kz2,Kx2KM3,Kz3,Kx3P1,M1P2,M2P3,M3KM,Kz,Kx——上部結(jié)構(gòu)凝聚聚到基礎(chǔ)頂面面的抗彎，抗壓和和抗水平變形形剛度P，M——上部結(jié)構(gòu)傳遞遞到基礎(chǔ)頂面面的軸力，彎矩等土與結(jié)構(gòu)相互互作用理論簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法法：將整體結(jié)構(gòu)分分離出上部結(jié)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、、地基，分別別進(jìn)行受力計(jì)計(jì)算上部結(jié)構(gòu)：假定上部結(jié)構(gòu)構(gòu)柱（墻）腳腳為固接。采用結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)、彈性力學(xué)學(xué)方法計(jì)算上上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力力，以及柱（墻）腳的的反力（軸力、剪力力、彎矩等））基礎(chǔ)：假定基底反力力線性分布。。將柱（墻）腳的的反力作為反向荷載載作用于基礎(chǔ)礎(chǔ)上，根據(jù)基基礎(chǔ)上的荷載載與基底反力力力的平衡條條件（合力相相同，作用力力相同），獲獲得基底反力分布。按照材材料力學(xué)或者者彈性力學(xué)方方法計(jì)算基礎(chǔ)礎(chǔ)的內(nèi)力及變變形，進(jìn)行基基礎(chǔ)配筋設(shè)計(jì)計(jì)地基：假定基礎(chǔ)為柔柔性，將基底壓力（與基底反力力大小相等，，方向相反））作用于地基基上，驗(yàn)算地地基承載力，，計(jì)算地基沉沉降=+上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基柱荷載P，M基底反力p上部結(jié)構(gòu)荷載載+土與結(jié)構(gòu)相互互作用理論簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法法：滿足了上部結(jié)構(gòu)、、基礎(chǔ)、地基基三者之間力的平衡不滿足三者之間變形協(xié)調(diào)計(jì)算方法簡(jiǎn)單單，可以采用用手工計(jì)算所獲得的上部部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)礎(chǔ)和地基的反反力及變形與與實(shí)際情況有有差異簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法法的適用條件：（1）上部結(jié)構(gòu)布置均勻，對(duì)對(duì)沉降要求不不敏感（2）基礎(chǔ)剛度較大大?；A(chǔ)剛度大大，基礎(chǔ)不均均勻沉降小，，對(duì)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的影響?。?）地基沉降較小小或者較均勻勻。如果地基不不均勻沉降較較大，就會(huì)在在上部結(jié)構(gòu)中中引起很大附附加內(nèi)力，導(dǎo)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)不安全基礎(chǔ)剛度對(duì)基基底反力的影影響柔性基礎(chǔ)基底底反力分布：柔性基礎(chǔ)抗抗彎剛度很小小，不能抵抗抗彎矩，基礎(chǔ)礎(chǔ)不能擴(kuò)散應(yīng)應(yīng)力?；A(chǔ)底底面的反力分分布與荷載分分布完全一致致。剛性基礎(chǔ)基底底反力分布：剛性基礎(chǔ)抗抗彎剛度很大大，基礎(chǔ)不發(fā)發(fā)生出平面變變形（撓曲變變形）?；A(chǔ)礎(chǔ)具有調(diào)節(jié)地地基反力分布布的能力，基基礎(chǔ)底面反力力分布與荷載載分布不一致致。架越作用基礎(chǔ)相對(duì)剛度度越大，架越作用越越明顯（基礎(chǔ)礎(chǔ)邊緣反力大大，中間反力力小）。相同基礎(chǔ)剛度度情況下，荷載水平越大大，基礎(chǔ)反力分分布越接近線線性；荷載水平越小小，基礎(chǔ)邊緣反反力與中心反反力分布越不不均勻?；追戳Ψ植疾寂c基礎(chǔ)剛度度（包括上部部結(jié)構(gòu)剛度））、地基剛度度（壓縮性））、地基土種種類（粘土，，砂土）、埋埋深、荷載水水平有關(guān)?；A(chǔ)剛度對(duì)基基底反力的影影響地基變形對(duì)上部結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響完全柔性結(jié)構(gòu)構(gòu)（極端情況況，相對(duì)剛度度=0）木結(jié)構(gòu)、土堤堤、鋼筋混凝凝土排架結(jié)構(gòu)構(gòu)等，地基變變形對(duì)上部結(jié)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生附附加應(yīng)力，上上部結(jié)構(gòu)沒有有調(diào)整地基不不均勻變形的的能力，對(duì)基基礎(chǔ)的撓曲沒沒有制約作用用，即上部結(jié)結(jié)構(gòu)不參與地地基、基礎(chǔ)的的共同作用，，基礎(chǔ)間沉降差差不會(huì)引起主主體結(jié)構(gòu)的次次應(yīng)力敏感性結(jié)構(gòu)磚石砌體承重重結(jié)構(gòu)和鋼筋筋混凝土框架架結(jié)構(gòu)等，對(duì)對(duì)基礎(chǔ)間沉降降差較敏感，，很小的沉降差差足以引起可可觀的次應(yīng)力力，結(jié)構(gòu)容易易出現(xiàn)開裂剛性結(jié)構(gòu)（極極端情況，相相對(duì)剛度無(wú)窮窮大）基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)傾斜斜，幾乎不會(huì)會(huì)發(fā)生相對(duì)撓撓曲（剪力墻墻、核心筒、、煙囪水塔等等）基礎(chǔ)剛度基礎(chǔ)剛度越大大，撓曲越小小，上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的次應(yīng)力越越小對(duì)于高壓縮性性地基上框架架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)礎(chǔ)剛度一般宜宜剛不宜柔；；柔性結(jié)構(gòu)，，在滿足允許許沉降值的前前提下，基礎(chǔ)礎(chǔ)剛度宜小不不宜大上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基基之間相互作用用分析中構(gòu)筑筑物和地基之之間相對(duì)剛度比是重要影響因因素上部結(jié)構(gòu)剛度度對(duì)地基內(nèi)力力影響完全剛性結(jié)構(gòu)對(duì)條形基礎(chǔ)變變形來(lái)說，相相當(dāng)于在柱位位處提供了不不動(dòng)支座；在在地基反力作作用下，猶如如倒置的連續(xù)梁梁，如剪力墻體體系、筒體結(jié)結(jié)構(gòu)等完全柔性結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)條形基礎(chǔ)變變形無(wú)制約作作用，如單層層排架、靜定定結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)剛度度增大上部結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度，將上上部荷載向沉沉降小的部位位傳遞，減小小基礎(chǔ)撓曲和和內(nèi)力在地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)相互互作用中起主導(dǎo)作用的的是地基，其其次是基礎(chǔ)，，而上部結(jié)構(gòu)構(gòu)在壓縮性地地基上基礎(chǔ)整整體剛度有限限時(shí)起重要作作用在同一整體大大面積基礎(chǔ)上上建有多棟高高層和低層建建筑，應(yīng)該考考慮上部結(jié)構(gòu)構(gòu)、基礎(chǔ)與地地基的共同作作用——《建筑地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》杭州市民中心心大底盤基礎(chǔ)（6座高層建筑坐坐落在同一個(gè)個(gè)筏板基礎(chǔ)））柱下鋼筋混凝凝土條形基礎(chǔ)礎(chǔ)構(gòu)造要求柱下鋼筋混凝凝土條形基礎(chǔ)礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算彈性地基梁方方法文科勒法：假定地基中任任一點(diǎn)荷載P與該點(diǎn)地基沉沉降s成正比，比例例系數(shù)k稱為基床反力力系數(shù)（物理理模型：彈性性土彈簧上連連續(xù)梁）缺陷：計(jì)算沉降只在在基礎(chǔ)范圍內(nèi)內(nèi)，與實(shí)際不不符（未考慮慮附加應(yīng)力擴(kuò)擴(kuò)散效應(yīng)）適用條件：抗剪強(qiáng)度很低低的半液態(tài)土土地基（如淤淤泥、軟粘土土等）或塑性性區(qū)相對(duì)較大大土層上的柔柔性地基半無(wú)限彈性體體法：假定地基為半半無(wú)限彈性體體，柱下條形形基礎(chǔ)為放在在彈性體表面面的梁優(yōu)點(diǎn)：能考慮附加應(yīng)應(yīng)力擴(kuò)散效應(yīng)應(yīng)對(duì)地基沉降降的影響，變變形不局限于于基礎(chǔ)范圍內(nèi)內(nèi)缺點(diǎn)：未考慮地基成成層性，計(jì)算算深度過大使使得計(jì)算結(jié)果果往往偏大適用條件：壓縮層厚度較較大的一般土土層上的柔性性基礎(chǔ)，荷載載不能很大（（盡量接近彈彈性狀態(tài)）柱下鋼筋混凝凝土條形基礎(chǔ)礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)化內(nèi)力計(jì)算算方法（基底底凈反力簡(jiǎn)化化為線性分布布）倒梁法：假定基礎(chǔ)就相對(duì)地地基絕對(duì)剛性性，各柱之間間無(wú)沉降差異異（物理模型型：固定支座座的鉸支梁））只考慮柱間間基礎(chǔ)的局部部彎曲，不考考慮基礎(chǔ)的整整體彎