13-柱下独立基础

独立基础
摘要：
本文总结了 8*8m、6*6m 框架结构每层传给柱子的轴力标准值，独立基础宽度 b、高 度 h 的确定方法和经验值，独基底板的荷载，弯矩计算方法及经验，配筋的方法和经验配 筋。总结了拉梁的截面尺寸确定方法，配筋和经验配筋值，pkpm 设计独立基础过程，拉梁 设计时的一些难点及建模。 本文章总结于：刘铮“建筑结构设计快速入门” 、朱炳寅“建筑结构设计问答与分析” 、 “建筑地基基础设计方法及实例分析” 、郁彦“高层建筑结构概念设计” 、杨星“ pkpm 结构 软件从入门到精通” 、钢结构论坛、文献以及网上别人经验总结。共 7 页。 2011-11-20---12-28
4.配筋：
经验：柱子轴压比按 0.8 估算，C30，三级钢，埋深 1.5m，8*8m 的柱距，转换系数 1.26. 每层轴压力 950KN(标准值)：
大
一般的独立基础高度：450mm~850mm，宽度 2m~5m， 柱子 500*500mm，混凝土若
家
3.2.高度：一般都是由抗冲切控制，45 度角以内，不存在冲切问题。 3.2.1.构造： 边缘高度 200mm，每一阶高度一般为 300~500mm。 3.2.2.抗冲切：
大
家
7.拉梁：
论
坛
同时也可以避免形成短柱。 2.设置在-0.05m 处：埋深大，首层柱子弹性层间位移角不满足时。 7.3Pkpm 程序操作： 1.设在在基础顶时：模时可以不输入，用手算，柱下按轴心受压设计独立基础。 2.设在-0.05m 处时：当做一层输入，拉梁在 pmcad 里按主梁输入，上面填充墙的线荷载 如实填写，包括梯柱的集中力，而不用 JCCAD 拉梁布置 附加荷载 加线荷载，因为 这样荷载会丢失，只能加节点荷载（方向按提示，加水平力，竖向力，弯矩等） 楼板全房间开洞， 整体计算时， 定义为弹性膜 （平面外刚度为 0， 真实计算平面内刚度） ， 并采用总纲进行分析。 把拉梁层当一层时，应算 2 次，抗规：一、二、三级框架结构的底层，柱下端截面组合 的弯矩设计值，应分别乘以增大系数 1.5、1.25 和 1.15（底层指无地下室的基础以上或地 下室以上的首层） ； 具体操作， 第一次把嵌固端放在基础顶面， 第二次把拉梁层设为地下室， 地下室层数填为 1， 回填土对地下室的约束刚度可填为 1， 框架柱配筋取两次结果的较大值； 当地下室层数填为 1 时，由于要满足规范，拉梁的配筋肯定偏大，梁计算结果应该取不设地 下室时 satwe 的结果。 7.4.截面尺寸： H=L(1/15~1/20)，一般取 1/15，宽度 b：高度的 1/2 左右；假设 8m 的跨度，300*550。
5.埋深：
独立基础最小埋深 500mm，应考虑管线管沟等设备需求。
6.Pkpm 设计独立基础操作：
（平移对位 与 旋转对 JCCAD 基础人机交互输入 选择基础模型数据 地质资料 位可调整地质资料网格的位置，旋转对位角度不累加） 参数输入 地基承载力计算参数，本例工程选取，国家标准 GB50007-2002—综合法 （地基承载力特征值 fak，应据地质报告填入 地基承载力宽度修正系数，初始值为 0， 应据 《地规》 第 5.2.4 条确定 地基承载力深度修正系数， 初始值为 1， 应据 《地规》 第 5.2.4 条确定 基底以下土的重度（或浮重度）γ ，初始值为 20，应据地质报告填入 基底以 应据 《地规》 第 5.2.4 上土的加权平均重度γ ， 初始值为 20 承载力修正用基础埋置深度， 条确定，一般从室外，比如带地下室的箱或伐基，独立基础与条形基础，从室内算起 自 动计算覆土重：应勾选。 基础设计参数（室外自然地坪标高：初始值为-0.3，应由建筑提供 基础归并系数：初 始值为 0.2 混凝土强度等级：和上部结构统一或降底一个等级 拉梁承担弯矩比例：初 始值为 0，一般取 0.1 结构重要性系数：初始值为 1，和上部结构统一 一层上部结构 荷载作用点标高：初始值为-0.9，指上部结构底部标高 柱插筋连接方式：初始选择为闪光 对接焊接，可选用。 绘图参数,一般可不改 网格节点，用于修改读出的基础平面网格节点 荷载输入（荷载参数，可不改，用于输入基础荷载组合系数，应和上部结构统一 无 基础柱，用光标点取构造柱，用于构造柱的无基础处理 读取荷载，选择荷载类型，柱下 独立基础程序推荐选用〈satwe 荷载） 。 荷载编辑，用于人工干预读取的基础荷载 当前组合，选择荷载组合类型，用于读取 荷载组合 选择目标荷载（最大，最小轴力，最大偏心矩，最大弯矩） ，用于查询范规定的 荷载效应中的标准组合、基本组合和准永久组合。 上部构件（：框架柱筋、 圈梁；框架柱筋：每边 4 根 16，箍筋用矩形箍，3 级，10@200； 填充墙。 柱下独基 自动生成（屏幕提示〈选择生成节点〉 ，按 Tab，对话框，窗口布置布置基 础 地基承载力计算参数 碰撞检查 计算结果 双柱基础 局部承压。 柱下独基沉降计算 点击〈独基沉降计算〉 （计算参数 参数含义如下：
3.截面
3.1.宽度：用基础全反力标准值，方法有 2，且构造上要 600mm。 3.1.1.方法 1： satwe---底层柱，墙最大内力组合简图 荷载组合里（D+L） 除以 1.26=标准值 再 大致的估计一下独基宽度，算出覆土的重量，假设埋深 1.5m，独基 2m*2m： 20*2*2*1.5=120KN 求出修正后的承载力 A=总轴力标准值/ f a , b=
1.适用条件：
例：8m 8m 的框架结构，地上按按每平方米 15 kN / m 估算，跨中柱每层轴力标准值
2
算（包括覆土重等） ，则 8*8m 跨中柱每层轴力 F=25 8 8=1600KN；6m*6m 跨度每层柱轴 力 F=900KN. 以上均保守估计了，其它地方的柱子每层分到的轴力没这么大。 框架结构上部每层传给柱子的轴力标准值为：600~960KN，地下部分每层传给柱子的 轴力设计值为：900~1600KN。
2 563KN~2338KN， Fl p j A1 ，净反力按 150kpa 算，则面积 A1 =3.75~15.6 m ，假设独基
600mm 高，柱子 500*500mm，3*3m 的独立基础抗冲切都没问题。 3.2.3.经验： 柱子轴压比按 0.8 估算，C30，三级钢，埋深 1.5m，8*8m 的柱距，转换系数 1.26.每层 轴压力 950KN(标准值)，一层时，独基高度 450mm；二层时，独基高度 600mm；三层时， 独基高度 750mm；四层时，独基高度 850mm；
A
假设一个 5 层框架，8m*8m，一层地下室，埋深 1.5m 经深度修正后 f a =200kpa；轴力 大概为 800*5+1200=5200KN.;A=5200/200=26 m2 b=5.2m。 3.1.3.经验： 柱子轴压比按 0.8 估算，C30，三级钢，埋深 1.5m，8*8m 的柱距，转换系数 1.26.每层 轴压力 950KN(标准值) 柱截面 独基截面 350*350mm 2900*2900mm 500*500mm
大
F =15 8 8=960KN，假设为 6 6m 的框架则 F=540KN；地下部位每平方按 25 kN / m2 计
家
2.荷载：
论
地质条件比较好的多层框架结构。 一般框架结构独基之间均设拉梁，要是框架结构设混凝土外墙地下室，柱子轴力按 45 度角扩散到剪力墙上（只针对墙长小于 2 倍墙高的情况） ，此处做墙下条形基础，覆土侧压 力产生的墙底弯矩要考虑。
7.1.设置作用和条件： 当跨度小于 8m 是，设置拉梁可以起到平衡柱底基底弯矩，于是单独柱基可以按轴心受 压计算；拉梁将各个单独柱基拉结成一个整体，增强其抗震性能，也同时避免各个柱基单独 沉降，减小柱子计算高度，减小首层层间位移角，这是主要作用；也可以承托首层柱间填充 墙作用，这是次要作用。当跨度大于 8m 时，设置拉梁就没有必要，如果拉梁本身刚度不是 很强，就比如用一根铁丝拉结两个单独柱基一起沉降，很难。要申明一点：--------不管是设 置在基础顶，还是-0.05m 处，都能平衡掉大部分柱底弯矩；要想调节不均匀沉降，只能设 置在基础顶，最好是和基础连在一起，设置在-0.05m 处对调节基础不均匀沉降没作用，且 不管设还是不设，结构分析中都要满足不均匀沉降的。 《抗震规范》6.1.11 条规定，框架单独柱基有下列情况之一时宜沿两个主轴方向设置基 础系梁： ⑴ 一级框架和Ⅳ类场地的二级框架； ⑵ 各柱基承受的重力荷载代表值差别较大； ⑶ 基础埋置较深，或各基础埋置深度差别较大； ⑷ 地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、液化土层和严重不均匀土层； ⑸ 桩基承台之间。 7.2.设置位置： 1.设在在基础顶：埋深不深，不存在层间位移角不满足的情况，可能有不均匀沉降时。
论
一层 独基配筋 双向 12@150 754 mm2
二层 双向 14@150 1026 mm2
三层 双向 12@100 1131 mm2
四层 双向 14@100 1538 mm2
注： 受力筋 12 或 14.@100 或 150. 构造上不得小于 10@200， 当然要满足计算， 不一定要满足 板的最小配筋率 0.15%。长度，可取边长或宽度的 0.9 倍，并交错布置。
坛
A
地基承载力：一般房子层数不多，基础浅埋在人工土上，地基承载力 f ak =80kap 的样子，
所以不用进行深度修正；规范中当宽度大于 3m，深度大于 0.5 米就要修正，但一般只先进 行深度修正；粉土，砂，石土 深度修正系数一般为 1.5—4.4，粉土大概 2.0 的样子。基宽， 大于 6M 按 6M 考虑，小于 3M 按 3M 考虑；工程中持力层比较好的土，经过修正后，一般 在 180---250kpa 之间。 3.1.2.方法 2： 用手算：A=（15*面积*层数+25*面积*层数+覆土重）/ f a b=
大家论Fra bibliotek坛计算模型：JCCAD 提供四种计算方法，分别为：1、弹性地基梁板模型（WINKLER 模型） ；2、倒楼盖模型 （桩及土反力按刚性板假设求出） ；3、单向压缩分层总和法—弹性解： Mindlin 应力公式（明德林应力公式） ；4、单向压缩分层总和法—弹性解修正*0.5ln(D/Sa)。 对于上部结构刚度较小的结构，可采用 1、3 和 4 模型，反之，可采用第 2 种模型。初始 选择为第一种也可根据实际要求和规范选择不同的计算模型。 基础形式及沉降计算规范：JCCAD 提供四种计算方法，分别为：1、天然地基、常规 桩基（外荷载完全由桩基承担） ；2、复合地基（地基处理规范 JGJ79-2002） ；3、复合桩基 （桩基规范 JGJ94-94） ；4、沉降控制复合桩基（上海地基规范-1999） 。可选用不同基础形 式，选择不同的计算规范。 上部结构影响：JCCAD 提供四个选择，分别为 1、不考虑；2、上下部共同作用（取 TAT 刚度 TATFDK.TAT） ；3、上下部结构共同作用（取 SATWE 刚度 SATWE.SAT） 上下部结构共同作用（取 PMSAP 刚度 SAPDK.SAT） 。 有梁无板时按梁单元计算：宜选择。 ） 直接计算 荷载图 沉降图 这 2 项一般都不改 标注尺寸 基础平面施工图 绘图参数与基础平面绘图内容， 覆盖原图 插入详图。 JCCAD 还提了若干常用构件详图备用 轻隔墙基 地沟 （地沟分明和暗两种， 一般 地沟较多是排水用的，暗沟：大部分用在车库居多。明沟：像生活给水房间或者重要房间， 地沟盖板要用不锈钢的） 。