柱下條形基礎設計課件

7.8.1地基、基礎與上部結構相互作用的概念1基本概念基礎地基較簡單的基礎型式較復雜的基礎型式基礎地基7.8柱下鋼筋混凝土條形基礎設計建筑結構常規(guī)設計方法結構體系的力學模型上部結構設計：用固定支座代替基礎，假設支座沒有任何變形，求的結構的內力和支座反力。基礎設計：把支座反力作用于基礎，用材料力學的方法求得地基反力，再進行基礎得內力和變形驗算。地基驗算：把基礎反力作用于地基，驗算地基的承載力和沉降。常規(guī)設計得結果：上部底層和邊跨的實際內力大于計算值，而基礎的實際內力要比計算值小很多。2相對剛度影響（上部結構+基礎）與地基之間的剛度比結構絕對柔性：結構絕對剛性：結構相對剛性：相對剛度為0，產生整體彎曲，排架結構相對剛度為無窮大，產生局部彎曲，剪力墻、筒體結構相對剛度為有限值，既產生整體彎曲，又產生局部彎曲砌體結構、鋼筋混凝土框架結構(敏感性結構)7.8.2柱下剛進混凝土條形基礎的設計地基模型：用以描述地基σ～ε的數學模型。下面介紹的地基模型應注意其適用條件。7.8.2.1地基模型k—地基基床系數，表示產生單位變形所需的壓力強度(kN／m3)；p—地基上任—點所受的壓力強度(kPa)；s—p作用位置上的地基變形(m)。注：基床系數k可根據不同地基分別采用現(xiàn)場荷載試驗、室內三軸試驗或室內固結試驗成果獲得。見下表。1文克爾地基模型基本假定：地基上任一點所受的壓力強度與該點的地基沉陷s成正比，關系式如下:P=ks適用條件：抗剪強度很低的半液態(tài)土(如淤泥、軟粘土等)地基或塑性區(qū)相對較大土層上的柔性基礎;厚度度不超過梁或板的短邊寬度之半的薄壓縮層地基(如薄的破碎巖層)上的柔性基礎.地基基床系數表2半無限彈性體法基本假定：假定地基土半無限彈性體，柱下條形基礎看作時放在半無限彈性體上的梁，當荷載作用與半無限彈性體上時，某點的沉降不但和該點上的壓力有關，和該點附近作用的荷載也有關。特點：考慮了應力擴散，但擴散范圍超出實際，未考慮地基的非均勻性。適用條件：壓縮層深度較大的一般土層的柔性基礎。要求土的彈性模量和泊松比角準確。7.8.2.2柱下條形基礎設計1構造要求兩端宜伸出邊柱0.25L1等厚翼板變厚翼板宜為柱距的1/4-1/82）適用條件：地基較均勻，上部結構剛度較好，荷載分布較均勻，且條形基礎梁的高度大于1/6柱距（設計時盡可能按此設計），地基反力按直線分布，條形基礎梁的內力可按連續(xù)梁計算，此時邊跨跨中彎距及第一支座的彎距值乘以1.2系數。補充：倒梁法計算假定1.將地基凈反力作為基礎梁的荷載，柱子看成鉸支座，基礎梁看成倒置的連續(xù)梁；2.作用在基礎梁上的荷載為直線分布；3.豎向荷載合力作用點必須與基礎梁形心相重合，若不能滿足，兩者偏心距以不超過基礎梁長的3%為宜；4.結構和荷載對稱時，或合力作用點與基礎形心相重合時，地基反力為均勻分布；3）計算步驟：①繪出條形基礎的計算草圖，包括荷載、尺寸等；ABCDGwNiMiTiXcaia1a2a③確定基礎梁的底面尺寸L,B當Xc確定后，按合力作用點與底面心形相重合的原則，可定出基礎的長度L。ABCDGwNiMiTiXcaia1a2a確定后，寬度B按地基承載力fa確定中心受荷：偏心受荷：作用在基礎梁上墻梁自重及墻體重量之和④基礎底板凈反力計算則有：⑥求基礎梁縱向正截面強度計算斜截面強度計算對連續(xù)梁可用彎矩分配法或連續(xù)梁系數法求解。由于柱下條基一般兩端都有外伸部分，因此，若用連續(xù)梁系數法，要對懸臂端進行處理，現(xiàn)有兩種方法：1）懸臂端在凈反力作用下的彎矩全部由懸臂端承擔，不再傳給其他支座，其他跨按連續(xù)梁系數法計算；2）懸臂端彎矩對其他跨有影響，此彎矩要傳給其他支座，因此，懸臂端用彎矩分配法求出各支座及跨中彎矩，其他跨用連續(xù)梁系數法求出各支座及跨中彎矩，然后將所得結果疊加，或全梁用彎矩分配法求出各支座及跨中彎矩。=+注意：按倒梁法求得的梁的支座反力，往往會不等于柱傳來的豎向荷載（軸力）。此時，可采用所謂“基底反力局部調整法”，即：將支座處的不平衡力均勻分布在本支座兩側各1/3跨度范圍內，從而將地基反力調整為臺階狀，再按倒梁法計算出內力后與原算得的內力疊加。經調整后的不平衡力將明顯減少，一般調整1～2次即可。據基礎梁的M圖，對各支座、跨中分別按矩形、T形截面進行強度計算；據V圖，進行斜截面抗剪強度計算，并應滿足構造要求。【例】試確定如下圖所示條形基礎的底面尺寸，并用簡化計算方法分析內力。已知：基礎埋深d=1.5m,地基承載力特征值fa=120Kpa,其余數據見圖示。（2）剪力平衡法按靜力平衡條件計算內力：

AB跨內最大負彎距的截面至A點的距離:則：其余各截面的M、V均仿此計算，結果見圖7-43c。比較兩種方法的計算結果，按剪力平衡法算出的支座彎距較大；按倒梁法算得的跨中彎距較大。倒梁法剪力平衡法【書例7-12】如圖7-44為某柱網布置圖。已知B軸線上邊柱荷載設計值中柱初選基礎埋深為1.5m，地基承載力特征值fa=120Kpa，試設計B軸線上條形基礎。2、梁的彎矩計算在對稱荷載作用下，由于基礎底面反力為均勻分布，因此單位長度地基的凈反力為：【解】1、確定基底面積基礎底寬度（綜合荷載分項系數取1.35）：基礎兩邊各放出：取b=2.50m設計?；A梁可看成在均布線荷載qn作用下以柱為支座的五跨等跨度連續(xù)梁。為了計算方便，可將圖7-45a分解為圖7-45b和圖7-45c兩部分。圖7-45b用力矩分配法計算，A截面處的固端彎矩為：在圖7-45c的荷載作用下，利用五跨等跨度連續(xù)梁的相應彎矩系數m，可得有關截面的彎矩：支座B（和B＇）：其余同（略）。將圖7-45b與c的彎矩疊加，即為按倒梁法計算所得的JL—2梁的彎矩圖[見圖7-45d].3、梁的剪力計算基礎梁TL—2的剪力圖繪于圖7-45e。

基底寬2500㎜，主助寬500㎜（400+2×50），翼板外挑長度1/2×（2500-500）=1000㎜，翼板外邊緣厚度200㎜，梁助處（相當于翼板固定端）翼板厚度300㎜（見圖7-46）。翼板采用C20混凝土，HPB235鋼筋?；變舴戳υO計值：4、梁板部分計算（2）翼板受力筋計算配12@120(實際AS=942mm2)。

(1)斜截面抗剪強度驗算（按每米長計）實際

>113.2㎜，可以。5、肋梁部分計算肋梁高取寬500㎜。主筋用HRB335鋼筋，C20混凝土。（1）正截面強度計算根據圖7-45d的JL-2梁M圖，對各支座、跨中分別按矩形、T形截面進行正截面強度計算。軸②支座處（M=700KNm）由查混凝土設計手冊可知

（2）斜截面強度計算軸②左邊截面（V=698KN）：

配10@250箍筋（四肢箍）。

Vcs=702kN>350KN，可以各部分的正、斜截面配筋均可列表計算，此略。統(tǒng)一調整后，JL-2梁的配筋見圖7-46。7.10.1建筑措施1.建筑物的體型力求簡單（1）平面形狀簡單（2）立面體形變化不宜過大，砌體承重結構房屋高差不宜超過1～2層2、控制建筑物長高比及合理布置縱橫墻7.10減輕不均勻沉降損害的措施3、設置沉降縫:將建筑劃成若干長高比較小，體形簡單，整體剛度好，結構類型相同，自成沉降體系的獨立單元。（1）設置的位置（2）沉降縫的寬度4.控制相鄰建筑物基礎的距離5、調整建筑物的局部標高

7.10減輕不均勻沉