第六章 筏形和箱形基礎(chǔ)465箱形基礎(chǔ)課件

1、第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),【要點】,本節(jié)闡述箱形基礎(chǔ)受力特點及結(jié)構(gòu)設(shè)計基本要求，著重介紹箱形基礎(chǔ)的構(gòu)造要求及簡化計算方法，分析箱形基礎(chǔ)基底反力的分布規(guī)律。,箱形基礎(chǔ)具有剛度大、承載力高等優(yōu)點，同時也存在對使用功能影響大、設(shè)計施工復(fù)雜、材料用量大、經(jīng)濟性較差等不足，因此，箱形基礎(chǔ)比較適宜于用作軟弱地基上的面積較小、平面形狀簡單的重型建筑物的基礎(chǔ)，同時一般可用作有特殊要求的人防地下室（圖6.4.1）。,箱形基礎(chǔ)和樁組合，

2、又可以組成樁箱基礎(chǔ)，詳?shù)谄哒碌诰殴?jié)。,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),,圖6.4.1 箱形基礎(chǔ),第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,1．計算規(guī)定1）嵌固部位的確定原則見本章第一節(jié)表 6.1.6；2）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.6 條）當(dāng)符合構(gòu)造要求第 4）條及表 6.4.1 第 4、5 項要求時，上部結(jié)構(gòu)傳至箱基頂部的總彎矩設(shè)計值、總剪力設(shè)計值可分別按受力方向的墻身彎曲剛度、剪切剛度

3、分配至各道墻上。2．構(gòu)造要求1）（《混凝土高規(guī)》第 12.3.1、12.3.2、12.3.3 條，《箱筏規(guī)范》第 5.1.1、5.1.2、5.2.1、5.2.2、5.2.6 條）箱形基礎(chǔ)各部位截面要求見表 6.4.1。,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,箱形基礎(chǔ)各部位截面要求 表6.4.1,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章

4、 筏形和箱形基礎(chǔ),2）（《混凝土高規(guī)》第 12.3.7、12.3.8 條，《箱筏規(guī)范》第 5.2.6、5.2.14 條）箱形基礎(chǔ)各部位配筋要求見表 6.4.2。,一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,箱形基礎(chǔ)各部位配筋要求 表 6.4.2,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),3）（《混凝土高規(guī)》第 12.3.6 條，《箱筏規(guī)范》第 5.2.7 條）箱形基礎(chǔ)的頂、底板可僅考慮局部彎曲計算的條件及構(gòu)造要

5、求見表 6.4.3。,一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,箱形基礎(chǔ)的頂、底板可僅考慮局部彎曲計算的條件及構(gòu)造要求 表 6.4.3,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),4）（《箱筏規(guī)范》第 5.1.4 條）當(dāng)考慮上部結(jié)構(gòu)嵌固在箱形基礎(chǔ)的頂板上或地下一層結(jié)構(gòu)頂部時，箱基或地下一層結(jié)構(gòu)頂板除滿足正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力要求外，其厚度尚不應(yīng)小于 200mm。對框筒或筒中筒結(jié)構(gòu)，箱基或地下一層結(jié)構(gòu)頂板與外墻連接處的截面，尚應(yīng)符合公式

6、（6.4.1、.4.2）要求（圖 6.4.2）：,一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,非抗震設(shè)計,（6.4.1）,抗震設(shè)計,（6.4.2）,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),5）（“箱筏規(guī)范”第 5.2.3 條）高層建筑同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，箱形基礎(chǔ)的埋置深度宜一致，且不得局部采用箱形基礎(chǔ)。,一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),6）（

7、《箱筏規(guī)范》第 5.2.8 條）對不符合表 6.4.3 要求的箱形基礎(chǔ)，應(yīng)同時考慮局部彎曲及整體彎曲的作用。矩形平面箱形基礎(chǔ)的地基反力可按表 6.4.4~6.4.6 確定（復(fù)雜平面可按《箱筏規(guī)范》的附錄 C 確定）；底板局部彎曲產(chǎn)生的彎矩應(yīng)乘以 0.8 折減系數(shù)；計算整體彎曲時應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)與箱形基礎(chǔ)的共同作用；對框架結(jié)構(gòu)，箱形基礎(chǔ)的自重應(yīng)按均布荷載處理。箱形基礎(chǔ)承受的整體彎矩可按公式（6.4.3、6.4.4）計算（圖 6.4.3）：,

8、一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,（6.4.3）,（6.4.4）,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),公式（6.4.4）用于等柱距的框架結(jié)構(gòu)。對柱距相差不超過 20%的框架結(jié)構(gòu)也可適用，此時，l 取柱距的平均值。,在箱形基礎(chǔ)頂、底板配筋時，應(yīng)綜合考慮承受整體彎曲的鋼筋與局部彎曲的鋼筋的配置部位，以充分發(fā)揮各截面鋼筋的作用。,一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,第四節(jié)

9、箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),7）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.9 條）箱形基礎(chǔ)的內(nèi)、外墻，除與剪力墻連接者外，由柱根傳給各片墻的豎向剪力設(shè)計值，可按相交于該柱下各片墻的剛度進行分配。墻身的受剪截面應(yīng)符合下式要求：,一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,（6.4.5）,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),8）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.10 條，《混凝土高規(guī)》第 12.3.5 條）門洞宜設(shè)在柱間居中部位，洞邊至上層柱中心的水平距離不宜

10、小于 1.2m，洞口上過梁的高度不宜小于層高的 1/5，洞口面積不宜大于柱距與箱形基礎(chǔ)全高乘積的 1/6（圖 6.4.4）。墻體洞口周圍應(yīng)設(shè)置加強鋼筋，洞口四周附加鋼筋面積不應(yīng)小于洞口內(nèi)被切斷鋼筋面積的一半，且不少于兩根直徑為 16mm 的鋼筋，此鋼筋應(yīng)從洞口邊緣處延長 40 倍鋼筋直徑。,一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),9）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.11 條，《混凝土高規(guī)》第 12.3.5 條）

11、單層箱基洞口上、下過梁的受剪截面應(yīng)分別符合公式（5.1.6~5.1.12）的要求。10）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.13 條）底層柱與箱形基礎(chǔ)交接處，柱邊和墻邊或柱角和八字角之間的凈距不宜小于 50mm，并應(yīng)驗算底層柱下墻體的局部受壓承載力；當(dāng)不能滿足時，應(yīng)增加墻體的承壓面積或采取其他有效措施。11）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.15 條）當(dāng)箱基的外墻設(shè)有窗井時，窗井的分隔墻應(yīng)與內(nèi)墻連成整體。窗井分隔墻可視作由箱形基礎(chǔ)內(nèi)墻伸出的挑梁。窗井

12、底板應(yīng)按支承在箱基外墻、窗井外墻和分隔墻上的單向板或雙向板計算。12）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.16 條）與高層建筑相連的門廳等低矮單元基礎(chǔ)，可采用從箱形基礎(chǔ)挑出的基礎(chǔ)梁方案（圖 6.4.5）。挑出長度不宜大于 0.15 倍箱基寬度，并應(yīng)考慮挑梁對箱基產(chǎn)生的偏心荷載的影響。挑出部分下面應(yīng)填充一定厚度的松散材料，或采取其它能保證挑梁自由下沉的措施。,一、箱基設(shè)計的相關(guān)的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),一、箱基設(shè)計的相

13、關(guān)的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),二、理解與分析,1．箱形基礎(chǔ)底板的斜截面受剪承載力及受沖切承載力計算要求同筏基。2．相關(guān)理解見圖 6.4.6~6.4.12。,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),1．箱形基礎(chǔ)底板的斜截面受剪承載力及受沖切承載力計算要求同筏基。2．相關(guān)理解見圖 6.4.6~6.4.12。,圖 6.4.8 箱形基礎(chǔ)的最小截面尺寸要求,二、理解與分析,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱

14、形基礎(chǔ),1．箱形基礎(chǔ)底板的斜截面受剪承載力及受沖切承載力計算要求同筏基。2．相關(guān)理解見圖 6.4.6~6.4.12。,圖 6.4.9 箱形基礎(chǔ)懸挑部位的常見做法,圖 6.4.10 考慮局部彎曲計算時箱形基礎(chǔ)頂?shù)装宓淖钚∨浣钜?二、理解與分析,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),1．箱形基礎(chǔ)底板的斜截面受剪承載力及受沖切承載力計算要求同筏基。2．相關(guān)理解見圖 6.4.6~6.4.12。,二、理解與分析,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,

15、第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),3．關(guān)于箱形基礎(chǔ)的地基反力系數(shù)問題1）適用條件（1）上部結(jié)構(gòu)與荷載比較均勻的框架結(jié)構(gòu)；（2）地基土比較均勻；（3）底板懸挑部分不宜超過 0.8m；（4）不考慮相鄰建筑物的影響；（5）滿足《箱筏規(guī)范》構(gòu)造規(guī)定的單棟建筑物的箱形基礎(chǔ)；（6）基底為均布荷載、基礎(chǔ)剛度完全一致、未考慮 L 及 B 以外的其他因素。2）矩形基礎(chǔ)下粘性土地基的反力系數(shù)見表 6.4.4,二、理解與分析,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六

16、章 筏形和箱形基礎(chǔ),二、理解與分析,由表 6.4.4 可以看出，粘性土地基，其地基反力分布為“鍋形”，即中間小、四角最大。L / B增加（即基礎(chǔ)由方形變成長條形）時，中部反力變大，角部反力變小，反力拋物線趨于平緩。反力分布圖形見 6.4.13a。,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),由表 6.4.5 可以看出，砂土地基，其地基反力分布也為“鍋形“，即中間小、四角最大。但反力變化的幅度較粘性土地基明顯增加， L/ B增加（即

17、基礎(chǔ)由方形變成長條形）時，中部反力變大，角部反力變小，反力拋物線趨于平緩。反力分布圖形見 6.4.13b。,二、理解與分析,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),4）矩形基礎(chǔ)下軟土地基的反力系數(shù)見表 6.4.6,由表 6.4.6 可以看出，軟土地基，其地基反力分布不同于粘性土及砂土，而呈明顯的復(fù)雜分布規(guī)律，中間較大、四角較小，最大反力不出現(xiàn)在中部也不出現(xiàn)在邊角部，而出現(xiàn)在基礎(chǔ)縱向?qū)ΨQ軸的邊緣內(nèi)部部位。反力變化的幅度較粘性土及砂土

18、地基明顯減小，受 L/B 的影響不大，反力分布圖形見 6.4.14。,二、理解與分析,,圖6.4.14 箱基下軟土地基的反力分布規(guī)律,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),三、結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)問題,2．公式（6.4.3、6.4.4）為箱基估算公式，由于計算機及計算程序的普及和應(yīng)用，實際手算的機會很少。但手算基本概念清晰，有條件時，可適當(dāng)加強手算，以鞏固結(jié)構(gòu)設(shè)計概念、校核電算結(jié)果。3．受使用功能的限制，箱形基礎(chǔ)的使用正逐步減少。

19、,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),2．關(guān)于箱基電算程序目前采用的箱形基礎(chǔ)計算程序均遵照或參照《箱基規(guī)范》進行編制的，如箱形基礎(chǔ)計算機輔助設(shè)計軟件等?，F(xiàn)介紹這類軟件的計算模型及主要假定，供擇用時參考。,四、設(shè)計建議,1）程序的計算模型及主要假定（1）箱形基礎(chǔ)采用剛性假定；（2）地基可選用分層總和法模型和文克勒模型；（3）考慮上部結(jié)構(gòu)與箱基共同作用的影響，豎向荷載作用下算得的整體彎矩乘以下列折減系數(shù)η：大于 8 層的

20、框架結(jié)構(gòu) η＝0.9；大于 8 層的框-剪結(jié)構(gòu) η＝0.8；現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)不考慮整體彎曲；（4）計算箱基底板的局部彎曲時，當(dāng)上部為框架結(jié)構(gòu)及框-剪結(jié)構(gòu)時，局部彎曲的彎矩折減系數(shù)取 0.8。,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),2）程序的主要計算功能,（1）箱基結(jié)構(gòu)可選用假定為剛性底板的模型，以及由梁單元組成的彈性地基交叉梁模型，該梁為由箱基頂板、底板及隔墻組成的工字形截面梁；（2）地基模型可選用分層總和法模型，以及帶摩

21、擦樁的復(fù)合地基模型。對樁取用獨立的彈簧剛度，即在樁身段內(nèi)不考慮地基壓力的擴散，在樁端下采用分層總和法模型考慮地基壓力的擴散。因此，復(fù)合地基模型的柔度矩陣是兩部分之和；（3）程序還提供可選用《箱筏規(guī)范》附錄 C 的基底反力系數(shù)計算基底反力的方法；（4）箱基整體彎矩考慮上部結(jié)構(gòu)的剛度影響時，按《箱基規(guī)范》的規(guī)定，對上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)的箱形基礎(chǔ)的整體彎矩，可根據(jù)箱基剛度EF IF 與框架結(jié)構(gòu)的總剛度EB IB的比例關(guān)系，按式（6.4.3

22、）進行折減。,四、設(shè)計建議,第四節(jié)箱形基礎(chǔ),,第六章 筏形和箱形基礎(chǔ),2）程序的主要計算功能,3．關(guān)于《箱筏規(guī)范》附錄 C1）附錄 C 適用于符合下列條件且滿足《箱基規(guī)范》構(gòu)造要求的單棟建筑物的箱形基礎(chǔ)：（1）上部結(jié)構(gòu)與荷載比較均勻?qū)ΨQ的框架結(jié)構(gòu)；（2）地基土比較均勻；（3）箱基底板懸挑部分不超過 0.8m；（4）不考慮相鄰建筑物的影響。2）當(dāng)縱橫方向荷載很不均勻時，應(yīng)分別將不勻稱荷載對縱橫方向?qū)ΨQ軸所產(chǎn)生的力矩值所引起