單層廠房結構型式與排架計算

第二章

單層廠房第1頁/共21頁§2.4柱下獨立基礎2.4.1柱下獨立基礎的型式

單層廠房一般采用預制柱下基礎，其主要形式有杯形基礎（分梯形和錐形）、高杯基礎、爆擴樁基礎和預制樁基礎?；A類型第2頁/共21頁第2章混凝土結構設計基礎按受力特點分為：軸心受壓基礎偏心受壓基礎基礎按施工方法分為：現澆柱下基礎預制柱下杯形基礎第3頁/共21頁基礎的作用和設計要求作用：將上部結構的荷載通過基礎安全均勻地擴散到地基土中。

應有足夠大的基礎外形尺寸(與荷載重和地基承載力有關)；

應有足夠的基底配筋(受彎計算)。

應有足夠的基礎高度(沖切驗算)；要求：第4頁/共21頁2.4.2柱下擴展基礎的設計按地基承載力確定基礎底面尺寸按受沖切承載力確定基礎高度和變階處高度按基礎受彎承載力計算底板配筋構造處理及繪制施工圖柱下擴展基礎設計的主要內容為:第5頁/共21頁1.確定基礎底面尺寸基礎底面尺寸根據承載力條件和地基變形條件確定修正后的地基土的承載力特征值為：fa軸心受壓柱下基礎上部結構傳至基礎頂面的荷載效應標準值為：F基礎埋深為d，基礎自重和基底以上土重度的平均值為，可近似取。第6頁/共21頁第2章混凝土結構設計基礎底面積的確定條件是：第7頁/共21頁偏心受壓柱下基礎上部結構傳來的荷載標準值：Nk、Mk、Vk，地基土的承載力設計值：第8頁/共21頁

基底的線性分布的應力應滿足以下條件：第9頁/共21頁式中，A—基底面積A=bl；W—基底截面的抵抗矩，矩形截面：e—所有外力對基底面積形心軸的偏心距，可由材料力學公式求解：第10頁/共21頁將e和W帶入上式得:由上式可知，當e＜b/6時，pmin＞0，這時地基反力為梯形；當e=b/6時，pmin=0，這時地基反力為三角形；當e＞b/6時，pmin＜0，這說明基礎底面積的一部分將產生拉力，實際上這是不可能的，基礎與地基將會脫離。第11頁/共21頁當e>a/6時，用下式計算pmax:式中

a—合力作用點至基礎底面最大受壓邊緣的距離，即：偏心受壓基礎采用試算法，其步驟如下：先按軸心受壓基礎公式估算基底面積，求得A1;考慮偏心的影響，將基底面積A1增大1.2～1.4倍，即:按公式計算基底邊緣最大和最小應力。帶入偏壓基礎基底應力條件式驗算是否滿足要求，不滿足時對基底面積進行調整，直到滿足為止。第12頁/共21頁2.基礎高度的確定

基礎高度是由構造條件及基礎抗沖切條件確定的。

基礎高度首先應滿足柱插入杯口深度和杯口基礎底面最小厚度的要求。當基礎高度不夠時，柱傳給基礎的荷載會使基礎發(fā)生大致成45°方向的沖切錐體破壞。第13頁/共21頁第2章混凝土結構設計

沖切驗算簡圖式中，bm—沖切破壞錐體截面上邊長

bt和下邊長bb的平均值：第14頁/共21頁第2章混凝土結構設計

bt—沖切破壞錐體斜截面的上邊長，當計算柱與基礎交接處的沖切承載力時取柱寬；當計算基礎變階處的沖切承載力時，取上階寬；bb—沖切破壞錐體斜截面的下邊長，當計算柱與基礎交接處的沖切承載力時取柱寬加兩倍該處的基礎有效高度；當計算基礎變階處的沖切承載力時，取上階寬加兩倍該處的基礎有效高度；

h0—基礎沖切破壞錐體的有效高度：柱與基礎交接處為；變階處為；

ft—混凝土抗拉強度設計值；第15頁/共21頁第2章混凝土結構設計A—考慮沖切荷載時取用的面積：當

時，當時，

pn—在荷載設計值作用下基礎底面單位面積上地的凈反力設計值，當為軸心受壓基礎時即為基底均布凈反力設計值；當為偏心受壓基礎時，即為最大壓應力凈反力?！孛娓叨扔绊懴禂?，當h<800mm時，取；當h>2000mm時，取，其間按線性內插法取用。第16頁/共21頁第2章混凝土結構設計3.基礎板底配筋的確定

基礎底板在地基凈反力作用下，在兩個方向都會產生彎曲，其受力如同支承于柱的反向懸臂結構。因此，需在板底兩個方向都配有鋼筋來抵抗正截面受彎破壞。

板底配筋計算簡圖第17頁/共21頁第2章混凝土結構設計長邊方向Ⅰ-Ⅰ截面的計算

由彎矩可確定在截面的受力鋼筋短邊方向Ⅱ-Ⅱ截面的計算

相應在短邊方向所需的鋼筋為：第18頁/共21頁4.構造要求

基礎構造要求錐形基礎邊緣高度一般取a2≥200mm,且a2≥a1和a2≥hc/4，一般取tanα=3.0~4.0。第19頁/共21頁階形基礎分階：三階：h>1000mm二階：h=500~1000mm一階：h

500mm每階高度一般?。?00~500

mm

矩形和工字形截面柱hc<500hc=500~800hc=800~1000hc>

1000(1.0~1.2)

hchc0.9hc且≥8000.8hc且≥1000柱的插入深度h1