柱下條形基礎(chǔ)

1、3.5 柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì),建筑地基基礎(chǔ)課件系列,Design of strip foundations supported column loads,一、柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介二、十字交叉基礎(chǔ)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介,基本內(nèi)容,,設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：翼板寬度，厚度及其配筋；肋梁高度，寬度及其配筋。,一、 柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介,（一）截面形式,（二）構(gòu)造要求,1. 滿(mǎn)足所有擴(kuò)展基礎(chǔ)構(gòu)造要求；2.基礎(chǔ)梁的高度H=1/4~1/8柱距；翼板厚度不宜小于200

2、mm；3.條形基礎(chǔ)的端部宜向外伸出，其長(zhǎng)度宜為邊跨的0.25倍；4.現(xiàn)澆柱與基礎(chǔ)梁的交接處，其平面尺寸如圖5.梁頂、底面按計(jì)算配筋，頂部全部貫通，底部通長(zhǎng)筋不小于底部受力鋼筋截面積的1/3。,（三）設(shè)計(jì)計(jì)算,柱下條形基礎(chǔ)在其縱橫兩個(gè)方向均產(chǎn)生彎曲變形，故在這兩個(gè)方向的截面內(nèi)均存在剪力和彎矩。柱下條形基礎(chǔ)橫向的剪力與彎矩通常可考慮由翼板的抗剪、抗彎能力承擔(dān)，其內(nèi)力計(jì)算與墻下條形基礎(chǔ)相同。柱下條形基礎(chǔ)縱向的剪力與彎矩一般則由基礎(chǔ)梁承擔(dān)

3、。,根據(jù)荷載條件，并考慮結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)相互作用和設(shè)計(jì)要求，柱下條形基礎(chǔ)縱向內(nèi)力的計(jì)算方法可劃分為三種類(lèi)型。不論何種方法一般均應(yīng)滿(mǎn)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(jiǎn)化分析方法 2、考慮基礎(chǔ)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(chǔ)共同作用的分析方法,柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)即為計(jì)算其基礎(chǔ)梁的內(nèi)力。,1、不考慮共同作用的簡(jiǎn)化分析方法,當(dāng)柱荷載比較均勻，柱距相差不大，基礎(chǔ)與地基相對(duì)剛度較大，以致可忽略柱下不均勻

4、沉降時(shí)，僅進(jìn)行滿(mǎn)足靜力平衡條件下梁的計(jì)算?；追戳σ跃€(xiàn)性分布作用于梁底。用梁各截面靜力平衡求解內(nèi)力的方法稱(chēng)靜定分析法（靜定梁法）。用連續(xù)梁求解內(nèi)力的方法稱(chēng)倒梁法。,倒梁法將柱下條形基礎(chǔ)假設(shè)為以柱腳為固定鉸支座的倒置連續(xù)梁，以線(xiàn)性分布的基底凈反力作為荷載，用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法求解基礎(chǔ)梁內(nèi)力。由于此時(shí)支座反力與柱的作用力不相等，因此應(yīng)通過(guò)不斷調(diào)整以消除不平衡力。,倒梁法計(jì)算的步驟,3）用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法計(jì)算連續(xù)梁的M、V；,1）根

5、據(jù)初步選定的柱下條形基礎(chǔ)尺寸和作用荷載，確定計(jì)算簡(jiǎn)圖；2）計(jì)算基底凈反力及分布，按剛性梁基底反力線(xiàn)性分布進(jìn)行計(jì)算 ；,4）調(diào)整與消除支座的不平衡力。如圖，首先由支座處柱荷載Pi和支座處反力Ri求出不平衡力△Pi：,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),邊跨支座,中間支座,5）繼續(xù)用彎矩分配法或彎矩系數(shù)法計(jì)算內(nèi)力，并重復(fù)步驟4），直至不平衡力在計(jì)算容許精度范圍內(nèi)。一般不超過(guò)柱荷載的20％。6）將逐次計(jì)算結(jié)果疊加，得到

6、最終內(nèi)力分布。,一般調(diào)整1～2次即可使不平衡力滿(mǎn)足精度要求。,在比較均勻的地基上，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，柱荷載分布較均勻，且基礎(chǔ)梁的高度不小于1／6柱距時(shí)，地基反力可按直線(xiàn)分布，基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按倒梁法計(jì)算 。,2、考慮基礎(chǔ)地基共同作用的彈性地基梁法 考慮基礎(chǔ)與地基的相互作用，不需事先假定反力分布。分析時(shí)，根據(jù)地基土層情況選用某種地基模型，按靜力平衡條件將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)分割開(kāi)，用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求出柱端作用力，

7、并反向作為荷載加于基礎(chǔ)上，于是基礎(chǔ)成為設(shè)置在某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)條件直接或近似求解基礎(chǔ)內(nèi)力和變形。,彈性地基梁法主要有半無(wú)限彈性體法（彈性半空間地基模型）和基床系數(shù)法（文克勒地基模型）。比較起來(lái)，基床系數(shù)法在彈性地基梁法中較為典型，應(yīng)用也較為廣泛。具體解法有解析法、數(shù)值法等 。,參考資料,吳湘興、楊小平，《建筑地基基礎(chǔ)》，華南理工大學(xué)出版社。華南理工大學(xué)、東南大學(xué)、浙江大學(xué)、湖南大學(xué)四校合編， 《地基及基礎(chǔ)》

8、（第四版），中國(guó)建筑工業(yè)出版社。袁聚云、李鏡培、樓曉明等，《基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)原理》，同濟(jì)大學(xué)出版社。,（四）設(shè)計(jì)計(jì)算步驟,1、 求荷載合力重心位置,,2、確定基礎(chǔ)梁的長(zhǎng)度和懸壁尺寸,3、確定基礎(chǔ)底面面積；4、按墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法確定翼板厚度及橫向配筋；5、按一般鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行基礎(chǔ)梁縱向內(nèi)力計(jì)算與配筋；6、滿(mǎn)足構(gòu)造要求。,,基礎(chǔ)底面尺寸的確定,基礎(chǔ)視為剛性矩形基礎(chǔ), L由構(gòu)造要求確定，應(yīng)盡量使其形心與基礎(chǔ)所受外合力重心相

9、重合。此時(shí)地基反力為均布，從而求出b。,,翼板可視為懸臂于肋梁兩側(cè)，按懸壁板考慮，翼板的計(jì)算方法與墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)相同。,翼板的計(jì)算,,二、十字交叉基礎(chǔ)計(jì)算簡(jiǎn)介,柱傳遞的荷載分配原則：靜力平衡條件變形協(xié)調(diào)條件,（一）節(jié)點(diǎn)荷載的初步分配,1、中柱節(jié)點(diǎn)荷載的分配,2、邊柱節(jié)點(diǎn)荷載的分配,3、角柱節(jié)點(diǎn)荷載的分配,（二）節(jié)點(diǎn)荷載的調(diào)整,通過(guò)加大節(jié)點(diǎn)荷載的方法加以調(diào)整。,計(jì)算調(diào)整前的地基平均反力為 ：,式中：∑△A——十字交叉條形基礎(chǔ)節(jié)

10、點(diǎn)重疊的總面積； ∑Pi—— 所有節(jié)點(diǎn)豎向荷載之和； ∑A——十字交叉條形基礎(chǔ)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(gè)基礎(chǔ)底面積上地基平均壓力，作為地基壓力的增量：,,由于重疊面積在縱橫梁計(jì)算中做了重復(fù)考慮，為使節(jié)點(diǎn)達(dá)到平衡，可按比例采用下式分配：,,,調(diào)整后的節(jié)點(diǎn)集中力為,式中：△Pix——節(jié)點(diǎn)i在x軸方向集中力的增量； △Piy——節(jié)點(diǎn)i在y軸方向集中力的增量；

11、 △Ai——節(jié)點(diǎn)i處基礎(chǔ)重疊的面積。,內(nèi)柱節(jié)點(diǎn)、帶懸臂的邊柱節(jié)點(diǎn)以及兩個(gè)方向都帶懸臂的角柱節(jié)點(diǎn)，重疊面積取交叉面積；無(wú)懸臂的邊柱節(jié)點(diǎn)以及一個(gè)方向帶懸臂的角柱節(jié)點(diǎn)，重疊面積只取交叉面積的一半；兩個(gè)方向都不帶懸臂的角柱節(jié)點(diǎn)，不計(jì)重疊面積。,柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法 內(nèi)力計(jì)算方法（倒梁法）十字交叉基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 按剛度分配，滿(mǎn)足靜力和變形協(xié)調(diào)條件 節(jié)點(diǎn)荷載的調(diào)整,小 結(jié)