高层建筑平板式筏板基础设计计算
梁板式和平板式筏型基础设计计算
悬挑 部分 弯矩计 算式 为 : = M
边缘支座外侧剪力 : p Q= L 板的最小厚度 : = /O ̄ ^ Q 7f 悬臂、 中及支座处 的配筋可按照公式 :。 跨 A=
Mi . 内 9h
7, 、,
的力 F =
=
。在 皿 与
的交叉 点 处 的力
地 反力: = 基 p 专
1 2
IL T L U
( / ; 尺 一F ) 2在
与 且,的交叉 点 处 的力 F = 3
底 板及 跨 中弯矩计 算式 为 : = M
i2 -
n
/ 。在 J: 儿 的交 叉点处 的力 F = F 。 3 ; L与 F 4 B 2 除此 之外 还有 儿 梁外 伸 部 分传 来 的线 荷 载 g = ,:在 地 基 的各 个 转 角 处 的地基 反 力 以集 中力 pn , - = 。: pno 的形式 作 用 儿 上 。最 后 由此 可得 各 在
y Mx M
A — I 一 I
。
l
 ̄ -i l
_
式 中 : 为相应 于荷载 的标 准组合 时筏板基 础 上 ∑
由柱传来 的竖 向荷 载总和; G 为筏形基 础 自重; A 为筏形基础底面积 ; 、 为分别为竖 向荷载 ∑ 对通过筏基底面形心的 x Y 、 轴的力矩 ;、 分别为 xY 计算点的 轴和 Y 轴的坐标。 基地发力应满足下列要求n : 】
式型形基础有单向肋和双向肋之分, 目前采用 比较 广泛 的是双 向肋 , 图 1 示 , 种基础 的传 力体 系 如 所 这 是地基反力传给底板 , 底板再传给次肋 , 次肋传给主 肋 。在 设计时 , 板按照 连续板计 算 。 底
2 1 底 板计算 .
基础工程—筏形基础资料
23
一、筏形基础受力特点
(2) 将筏板或肋粱作为地基上板或梁板 组合体系计算,如简化的刚性板法和按双 向板计算的倒楼盖法。对荷载较复杂、筏 板不规则、柱距不等的情况应采用地基上 弹性板法。
筏板基础具有减少基底压力,提高地基承载 力、增强基础整体刚性以及调整地基不均匀沉降 的能力,可以避免结构物局部发生明显的不均匀 沉降。
5
筏形基础可分平板式和梁板式两种:
6
1、 平板式
底板是一块厚度相 等的钢筋混凝土板。
适用于柱荷载不大, 柱距较小且等距的情况。
平板式基础混凝土 用量较多但它不需要模 板,施工简单,建造速 度快,常被采用。
37
五、筏形基础的抗冲切和抗剪验算
3、平板式筏基(柱)筒下筏板抗冲切验算
38
五、筏形基础的抗冲切和抗剪验算
3、平板式筏基(柱)筒下筏板抗冲切验算
39
六、高层建筑筏形基础与裙房基础之间的构造
1.当高层建筑与相连的裙房之间设 置沉降缝时,高层建筑的基础埋深 应大于裙房基础的埋深至少2m。当 不满足要求时必须采取有效措施。 沉降缝地面以下处应用粗砂填实; 2.当高层建筑与相连的裙房之间不 设置沉降缝时,宜在裙房一侧设置 后浇带,后浇带的位置宜设在距主 楼边柱的第二跨内。后浇带混凝土 宜根据实测沉降值并计算后期沉降 差能满足设计要求后方可进行浇 注;
筏板边缘的外伸部分应上下
配置钢筋。对无外伸肋梁的双向
外伸部分,应在板底配置内锚长
度为 lr(大于板的外伸长度 L1
及 L2)的辐射状附加钢筋,其直
筏板基础设计要点及计算示例
420KN 0kpa 475KN 650KN
C35
平筏板厚
柱截面 500*500mm 600*600mm
地基净反力
N max
1200KN 1370KN
地基净反力
N max
1350KN 1500KN
8.荷载和配筋:
8.1.筏板底板:
2 应该用净反力 (扣除基础自重) 。 板的手算计算方法: 单向板, 2 端简支时: M中 =PL / 8, j 2 按塑性内力重分布,弯矩调幅方法,当两端固定或连续时: M固 =M中 =PL /16 。一端固定 j 2 2 或连续,一端简支时, M固 =M中 =PL /14 。悬挑板: M固 =PL / 2。 j j
5.平筏板满足冲切时最大柱轴力设计值
由于公式比较复杂,暂且举出一些例子(平筏板抗冲切不同于梁筏板和柱帽,它是要 求产生的剪应力 板能抵抗的剪应力,单位为 kN / m2 ,并且一般是柱子向下轴力远远大于 冲切破坏椎体内的地基净反力设计值时才会产生冲切破坏, 也就是一般假设柱子轴力小, 根 本不会发生什么冲切破坏;计算外力产生的剪应力的公式中 Fl =柱下轴力设计值-(柱长+2 筏板 ho )*(柱宽+2 筏板 ho )*地基净反力;而筏板能抵抗的最大剪应力只与混凝土强度等 级有很大的关系,C35 的筏板能抵抗的最大剪应力为 1091 kN / m2 ) C30.
平筏板厚 1000mm 柱子截面 500*500mm 600*600mm 地基净反力 最大轴力设计值 地基净反力 最大轴力设计值
6300KN 0kpa 6800KN 500kpa
高层住宅楼筏板基础的设计
高层住宅楼筏板基础的设计在现代城市的建设中,高层住宅楼如雨后春笋般拔地而起。
而作为支撑这些高楼大厦的重要基础结构,筏板基础的设计至关重要。
筏板基础具有整体性好、能有效调整不均匀沉降等优点,在高层住宅楼的建设中得到了广泛应用。
一、筏板基础的概念与特点筏板基础,简单来说,就是一块像筏子一样的钢筋混凝土板,将整个建筑物的底面积全部覆盖,把建筑物的荷载均匀地传递到地基上。
其主要特点包括:1、整体性好:筏板基础能够将上部结构的荷载均匀地分布到整个基础底面,有效地减少了不均匀沉降的发生。
2、稳定性高:由于基础面积大,对地基土的承载力要求相对较低,能够适应较软弱的地基条件。
3、抗渗性能强:对于地下水位较高的地区,筏板基础可以有效地抵抗地下水的渗透,保证建筑物的安全性。
二、高层住宅楼筏板基础设计的考虑因素在设计高层住宅楼的筏板基础时,需要综合考虑多个因素,以确保基础的安全性、经济性和合理性。
1、上部结构的荷载准确计算上部结构传递到基础的竖向荷载和水平荷载是设计的关键。
这包括建筑物的自重、使用活荷载、风荷载、地震作用等。
不同的荷载组合会对筏板基础的尺寸和配筋产生重要影响。
2、地质条件地质勘察报告提供的地基土的物理力学性质、承载力特征值、地下水位等信息是设计的基础。
根据地质条件,选择合适的基础持力层,并确定地基的处理方式。
3、沉降控制高层住宅楼由于高度较大,荷载较重,对沉降的要求较为严格。
设计时需要通过合理的基础尺寸和配筋,控制建筑物的沉降量和差异沉降,避免因不均匀沉降导致结构开裂和损坏。
4、抗浮设计在地下水位较高的地区,建筑物可能会受到地下水的浮力作用。
此时,需要进行抗浮设计,确保筏板基础能够抵抗地下水的浮力,保证建筑物的稳定性。
5、温度应力由于筏板基础的混凝土体积较大,在施工过程中会产生较大的温度应力。
设计时需要采取相应的措施,如设置后浇带、添加膨胀剂等,减少温度裂缝的产生。
三、筏板基础的设计计算1、地基承载力计算根据地质勘察报告提供的地基土参数,按照相关规范和公式,计算地基的承载力。
筏板基础计算
筏板基础计算pkpm平板筏基建模方法目前工程中,“柱下或者剪力墙下平板式筏板”在pkpm里计算,简单概括有三个方法:“倒楼盖”“弹性地基梁法”“桩筏筏板有限元计算”。
具体到用“弹性地基梁法”(即jccad中第三个菜单)计算“柱下或者剪力墙下平板式筏板”的操作步骤是什么,这个流程是什么下面具体罗列:1、首先要按地勘报告输入地质数据,用于沉降计算。
非常重要。
2、在菜单2中输入筏基模型,注意筏板一般要挑出,因此首先用网格延伸命令将网格向外延伸一个悬挑长度,然后定义并布置筏板,给出厚度和埋深,并做柱和墙的冲切验算,看看板厚是否满足要求,如不满足,可以加柱帽(注:加柱帽的功能在“上部构件”的菜单中)。
3、输入筏板荷载,如果是平板式基础,可以直接布置板带,程序自动确定板带翼缘宽度形成地基梁模型。
也可以不布置板带,直接定义地基梁形成梁元模型。
4、进入菜单3,按梁有限元法计算筏板。
首先需要计算沉降,这里有个非常重要的概念,就是地基模型的选用。
程序用模型参数kij(默认为0.2)来模拟不同的地基模型,kij=0的时候,为经典文克尔地基模型,kij=1的时候,为弹性半空间模型,不明白看教材。
一般软土取低值0~0.2,硬土取高值0.2~0.4。
其它参数不难理解,不赘述。
梁元法程序提供两种沉降计算模式,刚性沉降和柔性沉降。
柔性沉降假定筏板为完全柔性,而刚性沉降则假定为完全刚性。
计算完成后,程序用求出的各区格反力除以其沉降值得到各区格的地基刚度值,然后转换为地梁计算用的地梁下的基床反力系数,这样便确定了基地的反力分布,用于下一步的内力计算。
沉降计算是筏板计算的核心步骤。
4、基床系数k的合理性判断。
沉降计算完毕后,计算数据中会给出各区格的地基刚度,即基床系数。
这个系数一般要比建议值小很多。
基床系数的合理性,关键看沉降计算结果。
可用规范分层总和法手算地基中心点处的沉降值作比较。
如出入大,应调整基床系数使其接近手算值。
因此,用软件算连续基础,实际上就是对基床系数的校核。
论高层建筑平板式筏基的设计条件与设计方法
关键 词 :高层 平板式筏基 设计
分 ,独立求解。倒楼盖法是应用得最广泛 的一种 简化计算方法 。倒楼盖法适用于地基比较均匀、 筏板基础和上部结构刚度相对较大 、柱轴力及柱 距相差不大;其缺点是完全不能考虑基础的整体 作用 ,也无法计算挠 曲变形 ,夸大上部结构刚度 的影响。 上部结构 、基础 和地基三者的关 系是相互 影响 、相互制约的关系。把上 部结构,基础和地 基三者作为一个共同工作的整体的计算方法,其 源自2 、筏板基础的平面布置
尽量使建筑物重心与筏基平面的形心重合。 筏基边缘 宜外挑 ,挑 出宽度应 由地 基条件 、建 筑物场地 条件 、柱距 及柱荷载 大小 、使地 基反 建筑物采用何种基础型式,与地基土类别及 土层分布情况密切相关。工程i计 中,常遇到这 力与 建筑 物重心 重合或尽量减 少偏心等 因素综 殳 合确定 ,一般情况下 ,挑出宽 度为边跨柱距 的 样的地质情况,地下室底板下的岩土层为风化残 14 / 。 / ~1 3 积土层、全风化岩层、强风化岩层或中风化软岩 3 、选用恰当的地基棱型和计算方法 层,因此 ,有可能采用天然基础 。高层建筑地下 个筏基可以包括两个独立的受力系统 :一 室通常作为地下停车库,建筑上不 允许设置过多 最基本的假定是上部结构与基础 、基础与地基连 是 底板 ,另一是加劲结构系统。底板的板底应力 的内墙 ,因而限制了箱型基础的使用 ; 筏板基础 接界面处变形协调 ,整个体系符合静力平衡。对 P ma= F + k A M/ 既能 充分发挥地基承载力 ,调整不均匀沉 降,又 应符合公式的要求: k x (k G )/ + 于基础 ,由于考虑了上部结构 的贡献,使其整体 W ≤ 1 2a .f 。 能满足停车库的空间使用要求,因而就成为较理 弯 曲变形和 内力减小 ,而取得较为经济的效果 ; 平板筏基 的内力分析 ,理 论上有刚性板法 想的基础型式 。筏板基础主要构造型式有平板式 对于上部结构 ,由于考虑了因基础变形 引起的变 筏板基础和梁板式筏板基础 , 乎板式筏板基础由 和弹性地基梁、板法 。对于刚性板法,它可按倒 形 ,这种变形将使上部结构产生次应 力,考虑 了 楼盖的假定进行设计 ,以板底净反力作为分布荷 这种次应力,结构将更安全。 于施工简单 ,在高层建筑中得到广泛的应用。 载 ,柱 ( )视为支 座进行 内力分 析 ,计算筏 墙 平板式筏基的设计条件 6 、平板式筏基的结构构造 基础的设计 ,必须满 足以下三个条件 的要 板 由局郜 弯曲引起的 内力。虽然 可以不考虑整 现行建筑 《 地基基础设计规范》中,对平板 求:l 、基础承受的荷重 ,不得超过地基的允许承 体 弯 曲,但 在端部附近 范围 内拟增 大基底 反力 式筏基的计算及构造作了详细的规定。 0 0 对 载力,以保证安全。2 、基础的总沉降量及差异沉 1 % 2 %; 于相邻柱间荷载与柱 间距变化不大 钢筋的配置 ,平板式筏基柱下板带和跨中板 降量必须控制在 一定限值之内,以保证上部结构 时,也可采用条带法计算。 带的底部钢筋应有1 2l 3 / / 贯通全跨 , 且配筋率不 对于弹性地基梁、板法 ,由于计算元素数量 应小于0 1% 不致 损坏 。3 、必须预先估计新建房屋本身及其 .5 ;顶部钢筋应按计算配筋全部连通。 在施工过程 中的必要操作对毗邻房屋的影响 ,以 多,运算工作量大 ,通常采用计算机程序辅助设 为加强筏板的强度,可沿柱网下增设暗梁 , 每侧 便采取必要的保护措施。在保证安全使用的条件 计 。将筏板设成两种基本单元——矩形弯曲板单 比柱宽 出 0 m,梁高与板厚相同,利用筏板配箱 5m 下,还要考虑它的综合经济效果。要求工期短、 元和板架粱单元 ,并提供三种地基模型 :①文克 作为暗梁纵 向钢筋,布置一定量的箍筋。以构成 费用省 ,而这个费用和工期都不是仅仅考虑基础 尔地基模型 ;②分层总和法 ( 又称有限压缩层) 柱 下暗 梁。 地基模型 ;③有桩基约束的地基,即复合地基模 的本身,而是考虑到整个建筑物的建造和运行。 平板式筏基板厚往往比较厚, 宜每隔2 0 0 m 4 在确定基础型武时 ,应 当通盘考虑地基 、基 型。根据不同的土层地质情况 ,选用相应的地基 设置后绕带 ,或按超长超宽大体积混凝土的进行 础及上部结构的刚度以及施工顺序 ,恰当地估计 模型 : 无缝 没计与施工。 在 整个施工和使用过程中可能发生的基础沉降及 文克尔地基模型 ,适用于软土地基,压缩层 平板式筏基具有许多优点,它能最大限度地 差异沉降。在此仅析天然地基上平板式筏基的设 较薄的地基、砂土地基等,在实际使用时 ,重要 发挥地基的承载力,并且具 备足够的刚度以调整 计条件 : 的是选用适当的基床系数。 不均匀沉降 ,或跨越地基局部的小溶洞或溶槽 。 在天然地基上应用平板式筏基,除了以上所 分层总和法地基模型,适用于地基较复杂、 它结构简单 ,施工方便 ,工期短 ,对于上部建筑 述的条件外 ,最重要的是上郜建筑荷载组合下总 地基刚度变化大或需要计 算沉降值的基础。 较规整的柱 网和柱 ( 墙)荷载不大的情况下,选 体轴 力、弯矩等作用下 ,基底的最大压应力必须 复合地基模 型 ,较适用于 筏板下有桩的情 用平板式筏基最为适宜 ;在当采用条基或交叉梁 小于修正后地基承载 力。这类筏基绝大部份是作 况 。 基础难以满足地基承载力或变形要求时 , 平板式 为补偿式基础 ,只要持力层承载力高,又无软弱 筏板的板厚 ,按现行规范提 供的冲切计算 筏基是一种很好的选择。 下卧屋 , 且建筑面积的刚度中心与基础形心接近 公式确定。筏板厚度须满 足冲切承载力要求 , 且 高层建筑基础设计是整个结构设计的重要一 或重合时, 均可考虑采用平板式筏基。 应验算距内筒边缘或柱边缘h 处筏板的受剪承载 环 ,其设计合理与否,关系到建筑物的安全和使 0 二、平板式筏基的结构设计 力。当筏板厚度有变厚时 ,还应验算 变厚处筏板 用及施工工期和投资额度。本文通过 工程实例 , 1 地基基础结构方案选择 、 的受剪承载力。 对高层建筑基础的选型进行探讨 , 并着重介绍平 高层建筑常用的基础结构型武 为桩基础 ,① 筏板的加劲结构系统 ,是防止底板各支承点 板式筏板基础的结构设计 , 对考虑上部结构、基 采用预应 力管桩基础 ,以强风化花岗岩为桩端持 发生过大的差异沉降。除计算底板的应力外,还 础和地基共同作用 ,运用有限元法分析筏板基础 力层 ,由于场地基岩埋深相对较浅 ,地下室开挖 要计算建筑物沉降后对基础底板形成的挠度,合 内力进行全面阐述 ,希望得到进一步的总结和修 后 ,最短有效桩长仅为2 m左右 , 且场地局部地段 理地选择板 厚及相应的配筋和布置暗梁 ,使其不 正
高层建筑筏形基础
8.4 高层建筑筏形基础第8.4.1条筏形基础分为梁板式和平板式两种类型,其选型应根据工程地质、上部结构体系、柱距、荷载大小以及施工条件等因素确定。
第8.4.2条筏形基础的平面尺寸,应根据地基土的承载力、上部结构的布置及荷载分布等因素按本规范第五章有关规定确定。
对单幢建筑物,在地基土比较均匀的条件下,基底平面形心宜与结构竖向永久荷载重心重合。
当不能重合时,在荷载效应准永久组合下,偏心距e宜符合下式要求:式中W---与偏心距方向一致的基础底面边缘抵抗矩;A---基础底面积。
第8.4.3条筏形基础的混凝土强度等级不应低于C30。
当有地下室时应采用防水混凝土,防水混凝土的抗渗等级应根据地下水的最大水头与防渗混凝土厚度的比值,按现行<<地下工程防水技术规范>>选用,但不应小于0.6MPa。
必要时宜设架空排水层。
第8.4.4条采用筏形基础的地下室,地下室钢筋混凝土外墙厚度不应小于250mm,内墙厚度不应小于200mm。
墙的截面设计除满足承载力要求外,尚应考虑变形、抗裂及防渗等要求。
墙体内应设置双面钢筋,竖向和水平钢筋的直径不应小于12mm,间距不应大于300mm。
第8.4.5条梁板式筏基底板除计算正截面受弯承载力外,其厚度尚应满足受冲切承载力、受剪切承载力的要求。
对12层以上建筑的梁板式筏基,其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不应小于1/14,且板厚不应小于400mm。
底板受冲切承载力按下式计算:式中Fl---作用在图8.4.5-1中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值;um ---距基础梁边h/2处冲切临界截面的周长(图8.4.5-1)。
当底板区格为矩形双向板时,底板受冲切所需的厚度h按下式计算:式中ιn1,ιn2---计算板格的短边和长边的净长度;p---相应于荷载效应基本组合的地基土平均净反力设计值。
底板斜截面受剪承载力应符合下式要求:式中Vs ---距梁边缘h处,作用在图8.4.5-2中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值;βhs---受剪切承载力截面高度影响系数,当按公式(8.4.5-4)计算时,板的有效高度h0小于800mm时,h取800mm;h大于2000mm时,h取2000mm。
高层建筑筏板基础板厚设计浅见
7.8m,底板混凝土C30,如图l所示,其计算
反力是均匀分布的,这与实际情况不一致,文
过程如下:
献…中,尚东伟通过厚板的模型试验表明,柱
通过上部结构计算,柱子截面1200× 1200,砼C45,最大轴力设计值为24888kN, 取柱距的1/6为板厚试算,即h=1.4m,平均
下反力大于跨中反力,反力曲线呈波浪起伏, 筏板存在一定的局部弯曲,即实际的地基反 力应如图2所示。当然,其曲线分布的形状
FX=24888—393.9
X 4.22=17940kN
剪切验算的结果都比原设计节约。
抗冲切承载力=0.3ftUmho+0.8fy—
3.4在GBJ7川9第8.4.3条中规vAsv定u=0.,3×1.5×103×4×2.65×1.45+
“筏板厚度也可以根据楼层层数按照每层
0.8×310×103×10~6×60×754=18136kN
最大剪力V(即冲切力设计值)为:393.9×
的柱帽,或在底板底部局部加厚,或同时考虑
(8.1X 7.8—4.4 X 4.4)=17261kN,剪切承
加肋和底板局部加厚。
载力为:0.07fcUmho=0.07×15×103×4× 2.7×1.55=17902kN,满足要求。
从施工、经济、工期以及使用功能影响等 分析,如果假定基底反力不均匀分布,柱底和
(2),平板结构,板厚1.5m,在柱上板带3.2m
—4.194.1)=14426kN剪切承载力=0.07
宽度范围内加箍筋西12@150,共22肢,使柱
×15×103×4×2.6×1.4=15288kN>
上板带形成暗梁(宽3.2m),在柱脚处进行抗
14426kN,满足要求。
冲切验算:
谈高层建筑平板式筏基设计计算
上而下依次为: ①人工填土( Q z m j ) : 黄褐色 , 结构松散, 具有湿陷 底板厚度 。按荷 载效应 标准组 合 的柱 轴力 为 1 7 2 3 4 k N, 弯矩 为
1 ) 根据规范 …规定 , 平板 式筏 基柱 下冲切 验算 时 , 应考虑 作
厶 = 1 4 0 k P a ; ③细砂 ( Q ) : 褐黄 ~ 褐灰 色 , 砂 质较纯 , 颗粒较 均 用在 冲切 临界截 面重心上的不平衡弯矩 产生 的附加剪力 , 距柱 边 匀, 饱和 , 中密 , 层厚 2 . 5 n l ~ 4 . 5 m =1 6 0 k P a ; ④ 中砂 ( Q ; ) : / 2 ( h 。 为筏 板有效 高度 ) 处 冲切 临界截 面 的最大 剪应 力 . r 应
等进行 了简要 的阐述 , 指出在高层建筑采 用平板 式筏 基能有效地调整基底压 力分 布 , 提高地基承载 力。
关键 词 : 平板 式筏 基 , 高层建筑 , 直线分布 中图分类号 : T U 4 7 1 . 1 5 文 献标 识码 : A
筏形基础整 体性 好 , 刚度 大 , 底 面 积大 , 埋 深大 , 能 有效 地调 础平面尺寸为 5 3 . 4 m x 2 2 . 8 m( 筏 基伸 出轴线宽度为 1 . 5 m) , 在 整基底压力分 布 , 提高地基承 载力 , 调整 地基不 均匀沉 降 , 跨 越局 作用的准永久组合下 , 偏心距 比值 ( 即e / ( 0 . 1 V / / A) )= 0 . 5 2 ≤1 , 满 部软弱土层 、 沟槽 和洞穴 。因而 , 筏形 基础 广泛 地应 用 于高 层建 筑 中。平板式筏基 因其板 钢筋 布置 简单 , 施 工难 度小 , 施 工 速度 3 . 2 持 力层 的确 定 快等优点 , 现在高层建筑 中应用相 当普遍 。本 文结合 某高层 综合 根据规范 规定 , 在抗 震设 防区 , 除岩石地基外 , 天然 地基 上 楼的基础设计 , 简述平板式筏基 的设计方法及 步骤。 的筏形基础其埋置深 度不宜 小于 建筑物 高度 的 1 / 1 5 。本 工程建 筑物的总高度为 8 8 . 8 m, 其埋置深度 不宜小 于 5 . 9 2 m, 本 工程地
浅谈高层建筑筏板基础的设计
的特点来分析地基的承载力。 2 计算筏板基础变形量 建筑设 计中 , 地基验算主要包括变形 量的验算 和地基承载
关 键 词 : 层 建 筑 ; 板 基 础 ; 计 高 筏 设
- 5 42 1 .5 2 o: . 9js . 6 8 5 . 0 . 8 1 9 .s 0 01 0
0 前言 高层建 筑设计 中 , 基础 的选 型是非常重要 的一步 , 它的选
右 ,所以实际观测得到的地基变形量是计算结果 的1 倍左右。 . 2 高层建筑 的基础埋深较大 ,使得总沉 降变形中地基 回弹再压缩
刚度随着面积的增加 而降低 , 另外 , 在设计过程中 , 可以根据实 际情况选择“ 独立柱基+ 板式筏基 ” 的联合基础 , 即在 高层建筑
物中部 使用筏板基础 , 在建 筑物的四周使用联合基础或者独立
以使用天然筏板基础。 因为地 区的地下水位较高 以及地下室需 要一定 的埋置 深度 , 天然筏板基础 又是补偿性 的基 础 , 以在 所 确定地基时可以有两种办法 : 一是根据地基承载力的设计值来
确定 。它是依照有关的设计规 范并结合地基 承载力 的标准值 , 对宽度和深度进行必要 的修正后得 到地基承载力 的设计值 , 使 用实验室 内的土工试验与压板试验 、 标贯试验等原位试 验相结 合 , 而判断 出高层地 基下岩土 的性质 ; 进 二是 根据补偿性基 础
基础 , 以使 筏板在面积减 少的同时增大 刚度 , 可 这样 在降低 由 于沉降变形 而产 生的挠 曲外 , 可以使筏板 的抗冲切能力得到 也 提升。 与此同时 , 使筏板 的钢筋应力降低 , 进而减低筏板基础中
筏形基础设计
筏形基础(1)筏形基础分为平板式和梁板式二类。
平板型筏基使用较普遍,其优点是施工简便,且有利于地下室空间的利用。
其缺点是当柱荷载很大、地基不均匀即差异沉降较大时板的厚度较大。
梁板型筏基与平板型相比具有材耗低、刚度大的优点。
(2)筏形基础几种常见的计算方法。
a 倒楼盖法是目前国内应用最多的简化方法。
当地基比较均匀、上部结构刚度较好,且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时可以采用。
b 美国ACI(American Concrete Institute)建议在柱荷载及柱距比较均匀(相邻柱的变化不超过20%)、上部结构为刚性时,筏形基础可采用刚性方法计算.c 传统的弹性地基梁板方法d 数值计算方法(有限差分法有限单元法)(3)构造要求筏基的构造要求与箱基有许多相同之处,设计时可以参考箱基的有关内容。
a 地下室的使用功能决定了对筏基的防渗要求越来越高。
但防渗问题并未很好地解决。
JGJ 6-99建议重要建筑采用自防水并设架空排水层方案。
b 梁板式筏基的板厚不应小于300mm,且板厚与板格的最小跨度之比不宜小于1/20。
对12层以上的建筑,梁板式筏基的板厚不应小于400mm,且板厚与最大双向板格的短边净跨之比不得小于1/14。
梁板式筏基底板的板格应满足受冲切承载力的要求,验算时以板格为单元,用地基反力扣除底板自重作为冲切荷载,地基反力应取反力大的区域,如边角区域的反力。
梁板式筏基底板受冲切承载力和斜面受剪切承载力的计算方法可参考箱基底板的冲切和剪切计算。
c 当需要扩大筏形基础底板面积时,应优先考虑沿建筑物的宽度方向扩展。
对基础梁外伸的梁板式筏基,筏基底板挑出的长度,从基础梁外皮起算横向不宜大于1200mm,纵向不宜大于600mm。
d 梁板式筏基的梁的截面由正截面受弯及斜截面受剪承载力控制。
据有关资料介绍,剪切应力比弯曲应力的影响更大,因此应注意抗剪切钢筋的配置。
此外,尚应验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力。
浅谈高层建筑筏板基础的设计
21 .工程地质概况
本工程设地下室 1 , 层 塔楼地上 2 , 0层 采用剪力墙结构。根
据岩 土工程勘察报告 , 场地土层分布 自 上而下分别 为 : ①人工填
3 2 0 N, 3ka 土层 , 厚度.5 ~. ②冲洪积土层 , 0 m 3 m; . O 厚度 0 O ; . r ⑨可塑状残积 5 0 6k 即要求地基平均承载力为 2 8 P 。从地层剖面及岩 6e
维普资讯
—
—
16 1
安 徽建 筑
2 0 年 弟 期 06 4
浅谈高层建筑筏板基础 的设计
丁 少 润 , 少彬 程
( 汕头市建筑设 计院 , 广东
摘
汕头
50 5 16 0)
要: 文章 以某工程为例 . 对高层建筑基础的选型和平板式 筏板基础的结构设计进行介 绍, 并着重阐述运用上部结构 、 基础 和地基共同作用
1 概
述
0 0 - 2 r,标贯击数 为 5—5 ;⑦岩石 中风化带 ,厚度 . m, . 6 - O I e 06 击 1O ~ lm 天然单轴 极限抗压 强度 25 M a45 M a⑧ 岩 . m Z3 , 1 4 5 P~9 5 P ;
建筑物采用何种基础型式 , 与地基土类别及土层分布 情况
A s at h prae o a p t d c e o na o l t n o eo h —i i i s n e t c r s nof ta u dt n b t c T ip e t s r e m lt i r u eh u d t n e c o dl f i r e ul n d h r t a d i ff n ao . r : s a k w k x eo n o t f i s e i m s b d g a t s u u l e g f a r t h g l o i
高层住宅楼筏板基础的设计
浅谈高层住宅楼筏板基础的设计[摘要]:文章以某工程为例.对高层建筑基础的选型和平板式筏板基础的结构设计进行介绍,并着重阐述运用上部结构、基础和地基共同作用的分析原理,对筏板基础内力进行分析的有限元法,以供参考。
[关键词]:高层建筑;基础选型;筏板基础:有限元法中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:1概述建筑物采用何种基础型式,与地基土类别及土层分布情况密切相关。
工程设计中,常遇到这样的地质情况,地下室底板下的岩土层为风化残积土层、全风化岩层、强风化岩层或中风化软岩层,因此,有可能采用天然基础。
高层建筑地下室通常作为地下停车库,建筑上不允许设置过多的内墙,因而限制了箱型基础的使用;筏板基础既能充分发挥地基承载力,调整不均匀沉降,又能满足停车库的空间使用要求,因而就成为较理想的基础型式。
筏板基础主要构造型式有平板式筏板基础和梁板式筏板基础,平板式筏板基础由于施工简单,在高层建筑中得到广泛的应用。
本文以南宁市青秀区某高层住宅楼的基础设计为例,拟对高层建筑基础的选型和筏板基础的设计方法进行介绍。
如下图示:2基础选型2.1工程地质概况本工程设地下室1层,塔楼地上26层,采用剪力墙结构。
根据岩土工程勘察报告,场地土层分布自上而下分别为:①素填土层,厚度.0.2m~15.8m;②耕表土层,厚度0.2m~2.9m;⑨含砾砂粘土层,厚度0.7m~4.2m;④粘土层,厚度0.9m~3.2m;⑤圆砾,厚度0.3m~5.6m;⑥强风化泥质粉砂岩,厚度6.6m~22.1m,标贯击数为33—48击,承载力特征值fak=450kpa;⑦中风化泥质粉砂岩,厚度 >11.9m,标贯击数为56—96击, 承载力特征值fak=800kpa。
2.2基础结构方案选择基础的设计必须满足以下三个条件的要求:(1)基础承受的荷重,不得超过地基的允许承载力,以保证安全。
(2)基础的总沉降量及差异沉降量必须控制在一定限值之内,以保证上部结构不致损坏。
高层建筑结构筏板基础设计
浅析高层建筑结构筏板基础设计【摘要】近年来,随着我国经济建设形势及科技的迅猛发展,高层建筑发展十分迅速,而在高层建筑设计过程中,基础的分析和设计是高层建筑整体结构设计中一个极其重要的环节,对高层建筑本身及其周围环境的安全至关重要。
在各种复杂的地质条件下建造高层建筑,必须经济合理地做好基础设计。
本文对高层建筑结构筏板基础设计进行了分析,以期对相关从业人员有所借鉴意义。
【关键词】高层建筑;筏板基础;设计一、常见的高层筏板基础类型高层建筑基础选型是整个结构设计中的一个重要组成部分,直接关系到工程造价、施工难度和工期,当地基很软弱,承载能力低,而上部结构传来的荷载又很大,以致于十字条形基础还不能提供足够的底面积时,可采用钢筋混凝土筏板基础。
常见的高层建筑筏板基础类型有梁板式筏板基础及平板式筏板基础:1、梁板式筏板基础梁板式筏板基础由地梁和基础筏板组成,地基梁的布置与上部结构的柱网设置有关,地基梁一般沿柱网布置,底板为连续双向板,也可在柱网间增设次梁,把底板划分成较小都矩形板。
梁板式筏基具有:结构刚度大,混凝土用量少,但同时存在筏基高度大,受地基梁板布置的影响,基础刚度变化不均匀等特点。
2、平板式筏板基础平板式筏基由大厚板基础组成,常用的基础形式有:等厚的筏板基础、局部加厚的筏板基础等,平板式筏基适用于复杂柱网结构,具有基础刚度大,受力均匀等特点,但也存在,超厚度板混凝土的施工温度控制要求高,混凝土用量大等不足。
二、高层建筑结构筏板基础设计思路《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,高层建筑应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。
筏形基础以其良好的受力特点和明显都施工优势被广泛用作高层建筑的基础结构,是高层建筑采用较多的一种基础形式。
下面本文主要对梁筏板基础设计思路进行了介绍:1、梁板式筏板基础埋深及承载力的确定城区由于用地紧张,高层建筑密集,因此需设置车库、人防工程、设备用房和水池等地下室,并由其使用功能要求决定地下室的层高和层数以及上部结构的高度,这就基本确定了基础底板的埋置深度,然后,根据该深度结合建筑场地的岩土工程特点进行基础选型,研究选择天然筏板基础的可能性。
论高层建筑平板式筏基的设计条件与设计方法
论 高层 建筑平板式筏 基的设计 条件与设计 方法
许世 国 ( 佳木斯鑫达建筑工 程有限 公司)
摘 要:当高层建筑 的层数和高度增加到一定程度 时,它的整体结构 、 功 条 带法 计 算 。
能、 济可行性都将发生质 的变化。与多层建筑 相比, 经 在设计 上、 技术上都 有 对 于弹性地基梁 、 法 , 板 由于计算元素 数量 多 , 运算工作 量大 , 许多关键 问题 需要加 以考虑和解决。 平板式筏基为无梁体系 , 传力简捷 , 整体 通 常采用计算机 程序辅助 设计 。将 筏板 设成 两种 基本单 元—— 矩 刚度好 , 施工 速度 快, 高层建筑框架结构常用的基础形式。 是 本文着重探讨平 形 弯 曲板单 元和 板架梁单 元 , 提供 三种地 基模型 : 文克尔地 基 并 ① 板式筏基在实际设计 中的若 干问题。 模 型 ; 分层 总和 法( ② 又称 有 限压缩层 ) 基模 型 有桩基约 束的 地 ③ 关键词: 高层 平板 式筏基 设计
一
础, 只要持力层承载力高 , 又无软 弱下 卧屋 , 且建筑面 积的刚度 中心 筏板基 础和上部结构刚度相对较大 、 柱轴 力及柱距相差不大 ; 其缺点 与基础形 心接近或重合时, 均可考虑采用平板式筏基。 是完全不夸大上部结 2 平 板 式 筏 基 的 结 构 设 计 构刚度 的影 响。 21地基基础 结构 方案选择 高层建筑 常用 的基础结 构型式 为 . 上部结构 、基础和地基三者的关系是相互影响、相 互制约的关 桩基础 , 采用预应 力管桩基础 , ① 以强风化 花岗岩为桩端持 力层 , 系。 由 把上部结构、 基础和地基三者作 为一个共 同工作的整体的计算方 于场地基岩埋深相对较浅 , 地下室开挖后 , 最短有效桩长仅为 2 左 法 , m 其最基本的假定是上部结构与基础、 基础与地基连接界面 处变形
筏板基础计算书
高层建筑地基基础课程设计学年学期:2014~2015学年第2学期院别:土木工程学院专业:勘查技术与工程专业方向:岩土工程班级:勘查1201学生:学号:指导教师:***《高层建筑地基基础课程设计》成绩评定表班级姓名学号目录一、工程概况几工程地质条件 (5)1.1柱位图 (5)1.2土层信息 (5)1.3上部荷载 (6)二、基础选型 (6)三、设计尺寸与地基承载力验算 (6)3.1基础底面积尺寸的确定 (6)3.2地基承载力验算 (7)四、沉降验算 (9)五、筏板基础厚度的确定 (11)5.1抗冲切承载力验算 (11)5.2抗剪承载力验算 (12)5.3局部受压承载力计算 (13)六、筏板、基础梁内力计算 (15)6.1基础底板内力计算 (15)6.2基础梁内力计算 (17)6.2.1边缘横梁(JL1)计算 (17)6.2.2中间横梁(JL2)计算 (19)6.2.3边梁纵梁(JL3)计算 (20)6.2.4中间纵梁(JL4)计算 (22)七、梁板配筋计算 (24)7.1底板配筋 (24)7.1.1板顶部配筋(取跨中最大弯矩) (25)7.1.2板底部(取支座最大弯矩) (26)7.2基础梁配筋 (27)八、粱截面配筋图 (34)九、心得体会 (36)十、参考文献 (36)一、工程概况几工程地质条件某办公楼建在地震设防六度地区,上部为框架结构8层,每层高 3.6m。
地下一层,不设内隔墙,地下室地板至一楼室内地面竖向距离4.5m。
地下室外墙厚300mm。
柱截面400×400,柱网及轴线如图所示。
室内外高差0.4m。
不考虑冻土。
上部结构及基础混凝土均采用C40。
1.1柱位图1.2土层信息1.3上部荷载二、基础选型根据提供的土层信息,可知建筑物所在位置的地基土多为粘土和粉质粘土,且地下水位较高,属于软土地基,且考虑到建筑的柱间距较大并设置了地下室等因素,综合考虑决定采用梁式筏板基础,梁式筏板基础其优点在于较平板式具有低耗材、刚度大,在本次设计中决定采用双向肋梁板式筏形基础。
第3节 平板式筏形基础
第三节平板式筏形基础【要点】本节说明平板式筏基和梁板式筏基的异同,阐述规范对平板式筏基设计的相关要求,对柱下变厚度板设计提出建议,指出变厚度平板式筏基与独基加防水板基础的不同点。
应重视无地下室或单层地下室的平板式筏基的抗震设计要求。
平板式筏基对框架-核心筒结构(或荷重分布类似的结构)在核心筒四角下筏形基础的荷载集中现象具有较好的适应性。
平板式筏基由大厚板基础组成,常用的基础形式有:等厚筏板基础、局部加厚的筏板基础和变厚度的筏板基础等(图6.3.1)。
适合于复杂柱网结构,具有基础刚度大,受力均匀等特点,在中筒或荷载较大的柱底易通过改变筏板的截面高度和调整配筋来满足设计要求,同时板钢筋布置简单、降水及支护费用相对较低、施工难度小(超厚度板施工的温度控制除外)等优点。
但也存在:超厚度板混凝土的施工温度控制要求高、混凝土用量大等不足。
由于平板式筏基的良好的受力特点和明显的施工优势,目前在高层和超高层建筑中应用相当普遍。
厚筏板基础和桩结合,又可组成桩筏基础,详第七章第九节。
图6.3.1 平板式筏基(a )等厚筏板基础 (b )局部加厚的筏板基础 (c )变厚度的筏板基础一、计算规定1.(“地基规范”第8.4.7条、“箱筏规范”第5.3.5条)平板式筏基柱下的板厚受冲切承载力计算1)平板式筏基的板厚应满足受冲切承载力的要求。
计算时应考虑作用在冲切临界面重心上的不平衡弯矩产生的附加剪力。
距柱边0h /2处冲切临界面的最大剪应力max τ应按下列公式计算:s AB unb s m l I c M h u F //0max ατ+=)( (6.3.1)max τ≤t hp s f ββ+)/2.14.0(7.0 (6.3.2) )/(3211121c c s +−=α (6.3.3)式中 l F ——相应于荷载效应基本组合时的集中力设计值,l F = F -b j A p ;其中,F 为柱轴力设计值;j p 为相应于荷载效应基本组合的地基土净反力设计值;b A 为筏板冲切破坏锥体的底面面积(对于内柱)、筏板冲切临界截面范围内的底面面积(对于边柱和角柱);m u ——距柱边0h /2处冲切临界截面的周长,根据不同情况按地基规范附录P 计算;0h ——筏板的有效高度;unb M ——作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩设计值;AB c ——沿弯矩作用方向,冲切临界截面重心至冲切临界截面最大剪应力点的距离,根据不同情况按“地基规范”附录P 计算;s I ——冲切临界截面对其重心的极惯性矩,根据不同情况按“地基规范”附录P 计算;s β——柱截面长边与短边的比值,当s β<2时,取s β=2,当s β>4时,取s β=4,其间可按内插法确定;1c ——与弯矩作用方向一致的冲切临界截面的边长,根据不同情况按“地基规范”附录P 计算;2c ——垂直于1c 的冲切临界截面的边长,根据不同情况按地基规范附录P 计算;s α——不平衡弯矩通过冲切临界截面上的偏心剪力来传递的分配系数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高层建筑平板式筏板基础设计计算
作者:赛里曼.海切木汉
来源:《城市建设理论研究》2013年第23期
摘要:高层建筑基础选型是整个结构设计中的一个重要组成部分,直接关系到工程造价、施工难度和工期。
本文以湖北某高层住宅楼的基础设计为例,介绍高层建筑基础的选型和筏板基础的设计方法。
关键词:高层建筑;基础选型;筏板基础设计
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
1引言
高层建筑地下室通常作为地下停车库,建筑上不允许设置过多的内墙,筏板基础能充分发挥其地基承载力,刚度大整体性好,调整不均匀沉降,更好的满足停车库的空间使用要求,同时施工难度小,缩短工期,降水及支护费用相对较低等优点,在高层建筑中广泛应用。
本文以湖北某高层住宅楼的基础设计为例,介绍高层建筑基础的选型和筏板基础的设计方法。
2筏板基础结构设计
2.1 工程地质概况
本工程地下室1层,地上17层,采用框架-核心筒结构。
根据岩土工程勘察报告,场地土分布自上而下分别为:①素填土层,厚度1.7~2.6m;
②粘土层,厚度6.4~7.1m, 标贯击数为15~17击;
③粉质粘土层,厚度2.7~4.0m, 标贯击数为10~11击;④粘土层,厚度2.6~19.8m, 标贯击数为12~17击;
2.2 基础结构方案选择
根据地基土质、上部结构体系、柱距、荷载大小、使用要求以及施工条件等因素的不同,筏形基础可分为梁板式和平板式两种类型。
与梁板式筏基相比,平板式筏基具有抗冲切及抗剪切能力强的特点,且构造简单,施工便捷;对于框架-核心筒结构宜采用平板式筏形基础。
本工程基础占地面积为1142m2,总荷载为210792KN,即要求地基平均承载力为185kPa。
从地层剖面分析,地下室开挖后板底标高下的土层为硬-坚硬状粘土,标贯击数为15~17击,经深度及宽度修正后,地基承载力特征值fa≥300kPa,可满足要求。
地基的验算包括地基承载力和
变形两个方面,对于高层建筑,变形往往起着决定性的控制作用。
本工程初步分析结果表明,建筑物沉降也可满足要求,因此,本工程框架-核心筒结构决定采用天然地基的平板式筏板基础,既可以避免因打桩引起的试桩、排污等问题,又可以加快施工进度,还能适当降低工程造价。
2.3 筏板基础的平面布置
尽量使结构竖向永久荷载重心与筏板基础平面的形心重合。
当不能重合时,在作用的准永久组合下,偏心距e宜符合下式规定:e≤0.1W/A,式中,W为与偏心距方向一致的基础底面边缘抵抗矩;A为基础底面积。
筏板基础边缘宜外挑,通过悬挑长度减少偏心,均衡和降低基底压力。
平板式筏基挑出长度不宜小于1.0倍~1.5倍的板厚。
2.4 筏板厚度的确定
平板式筏基的板厚由抗冲切和抗剪强度来确定,同时满足抗渗要求。
局部柱距及柱荷载较大时,等厚度筏板的受冲切承载力不能满足要求,可在筏板上面增设柱墩、在筏板下局部增加板厚、设置暗梁且配置抗冲切箍筋来提高抗冲切承载力,避免因少数柱而将整个筏板加厚。
筏板厚度的控制原则为厚跨比不小于1/6,且应满足核心筒和框架柱荷载的冲切及剪切要求。
本工程地上17层,筏板厚度取1600mm。
2.5 平板式筏基的内力分析
1)筏板基础的板厚通常较大,其空间受力性强,普通的薄板理论已不再适用,而应采用考虑板剪切变形的中厚板理论或二维实体单元来分析。
可将其模拟为板元或壳元,采用有限元法进行分析。
2)筏板内力计算时,宜考虑上部结构的刚度,上部结构刚度一般取底部三层高度。
3)采用有限元法计算基础内力时,应先计算基础的总沉降,然后计算地基土的基床系数,再根据地基士的不均匀性对基床系数进行修正。
在计算基础内力的过程中考虑地基土的相互影响,这种做法切实可行。
对于筏板基础程序可按弹性地基梁有限元法计算,也可按MINDLIN理论的中厚板有限元法计算,或按一般薄板理论的三角形板有限元法分析。
对筏板的沉降计算程序提供了规范的假设附加压应力已知的方法,和刚性底板假定、附加应力为未知的计算方法。
本工程基础计算采用PKPM CAD工程部编写的JCCAD进行计算,对筏板按有限元网格进行自动划分,将筏板基础划分1m x1m的板单元,并按板元法计算。
上部结构用SATWE计
算时点取“生成传给基础的刚度”选项,考虑上部结构刚度凝聚,在基础计算时迭加上部结构凝聚刚度和荷载向量,进行筏板基础内力分析。
2.6 构造要求
筏板受力筋应满足规范中0.15%的配筋率要求,悬挑板角处应设置放射状附加钢筋等;筏板厚度变化处或标高变化处,宜采用放斜角平滑过渡,避免应力集中。
为了加强底板的刚度和强度,在大跨度柱间设置加强板带或暗梁等。
3 结束语
高层建筑基础选型是整个结构设计中的一个重要组成部分,直接关系到工程造价、施工难度和工期,因此应认真研究场地土性质和上部结构特点,通过综合技术经济比较确定。
对于场地简单、承载力高的土层,可选用筏板基础,并选择合理的计算模型分析计算,达到安全可靠、经济合理的目标。
参考文献
1. 建筑地基基础设计规范 GB50007-2011
2. 建筑桩基础规范 JGJ94-2008
3. 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010
4. 中国建筑科学研究院 PKPM CAD工程部独立基础、条形基础、钢筋混凝土地基梁板基础、桩基础、桩筏基础设计软件。
2012.。