最全的抗浮设计(课堂PPT)

计计算
8.2.1 锚杆轴向拉力标准值应按下式计算：
Na k
Htk
cos
（8.2.1）
式中 N ak ——相应于作用的标准组合时锚杆所受轴向拉力（kN）；
H tk ——锚杆水平拉力标准值（kN）；
——锚杆锚固段有效锚固长度（ ）;
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四、抗浮锚杆设计
8.2.2 锚杆钢筋截面面积应满足下列公式的要求： 普通钢筋锚杆：
下面以地下车库为例，对式5.4.3进行分析 Gk——建筑物自重及压重之和，这里面不包含活荷载和后砌隔墙荷载。 Gk自上而下主要包括车库顶板的覆土荷载，车库顶板的梁板自重，柱子荷
载较小可不参与计算，车库筏板或者防水板上覆土自重，车库筏板或 者防水板的自重。 这里有三点需要注意（1）在计算结构自重时，对自重变异较大的材料和构 件，自重标准值应取下限值
20@200（1571×2=3142mm2） Y方向防水板配筋同X方向。
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三、局部抗浮设计
2.裂缝计算： 根据《混凝土结构设计规范》7.1.1-3，Wmax≤ Wlim
由《混凝土结构设计规范》7.1.2， Wmax=αψζ/Es（1.9Cs+0.08deq/ρte） Ψ=1.1-0.65×ftk/(ρteσs） Ρte=（As+Ap)/Ate 防水板为受弯构件，故α=1.9 X方向： q=51- （0.5×16+0.4×25） =33KN/m2 M=33x8.1x(8.1-2x1.2/3)2/8=1781KNm2 跨中：取Cs=20 M正=0.26x1781/4.05=114.4KN.m σs =M/(0.87Xh0XAs)=114.4x106/（0.87x370x1571）=219.1 ρte=As/Ate=1571/（0.5x400x1000）=0.0079<0.01,取0.01 Ψ=1.1-0.65x2.2/（0.01x219.1）=0.45 Wmax=1.9x0.45x219.1/（2x105）x(1.9x20+0.08x20/0.01)=0.185 <Wlim=0.2（《混
表3.4.5） 同理计算下部钢筋需22@200支座附加22@200，Wmax=0.20 Y方向裂缝计算同X方向。 综上，防水板配筋满足承载力计算和裂缝计算的要求。
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四、抗浮锚杆设计
1.本文仅针对基础形式为独立基础加防水板方式，筏板基础另行研究
当采取抗浮锚杆措施以满足整体抗浮设计要求时，局部抗浮设计应符合以下
As
Kb Nak fy
式中
As
fy
Kb
——锚杆i 钢筋的截面面积（m2）； ——普通i 钢筋抗拉强度设计值（kPa）； ——锚杆i 杆体抗拉安全系数，应按表8.2.2取值。
表8.2.2 锚杆杆体抗拉安全系数
（8.2.2-1）
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四、抗浮锚杆设计
8.2.3 锚杆锚固体与岩土层间的长度应满足下式的要求：
（8.2.4）
n ——杆体根数（根）；
fb ——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值（kPa），应由试验确定，
当缺乏试验资料时可按表8.2.4取值。
表8.2.4 钢筋、钢绞线与水泥砂浆之间的粘结强度设计值fb
注：1 当采用二根钢筋点焊成束的做法时，粘结强度应乘0.85折减系数； 2 当采用三根钢筋点焊成束的做法时，粘结强度应乘0.70折减系数； 3 成束钢筋的根数不应超过3根，钢筋截面总面积不应超过锚孔面积的20%。当锚固段钢筋和 注浆材料采用特殊设计，并经试验验证锚固效果良好时，可适当增加锚杆钢筋的数量。 25
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二、整体抗浮计算
Gk=Gk1+γw×h21+γs’×h21+γs×h22 =Gk1+γs×h2
Nw,k=γw×hw
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二、整体抗浮计算
Gk=Gk1+γw×h2+γs’×h2+γw×h3 =Gk1+γs×h2+γw×h3
Nw,k=γw×hw =γw×(h1 +h2) +γw×h3
Gk=Gk1+γs×h2 Nw,k=γw×(h1 +h2) 但局部抗浮设计不适用
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二、整体抗浮计算
（2）水头高度的计算，无论抗浮设计水位的标高是否高于地下室顶板，计 算时最高取至地下室顶板标高
（3）地下室顶板的覆土容重，位于地下水位以下，取浮容重，位于地下水 位以上根据压实程度取16~17
以下根据水位于车库的三种标高关系分别推算
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二、整体抗浮计算
Gk=Gk1+γs×h2 Nw,k=γw×hw
（上柱墩高度300，C=0.3+0.6+0.3=1.2） 由表9.2.4，(以端跨为例)得： X方向：跨中正弯矩最大值:M正=0.26 ×2743.7/4.05=176.2KNm
支座负弯矩最大值:M负=0.5 ×2743.7/4.05=338.7KNm 混凝土强度等级为C35，钢筋等级为HRB400，防水板厚h=400mm，则 As正=176.2 ×106/(0.9 × 360 ×370)=1470mm2 As负=338.7 ×106/(0.9 × 360 ×350)=2987mm2 所以，防水板上部钢筋取20@200（1571mm2），双向设置，下部钢筋支座处20@200附加
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二、整体抗浮设计
2、若整体不满足设计要求时，通常有三种处理方式 增加压重、采用抗浮锚杆、采用抗拔桩
整体抗浮稳定性不满足设计要求而采取增加压重的措施时，可采取地 下室底板压重，顶板压重两种方式。压重材料可根据需要选用普通回 填土、毛石混凝土、素混凝土、铁屑混凝土等 1）对于非岩石地基如粉质粘土、粉土、中粗砂等易开挖的地基，应首 选地下室底板压重方案。其优点是地下室底板局部抗浮受力减小从而 节省结构底板造价，地下室顶板梁不受影响；缺点是开挖及回填量增 大、竖向构件长度增大。 2）对于岩石地基等开挖难度较大的地基，优选地下室顶板压重的方案 （多层地下室同理），其优点是减少爆破开挖及回填量、竖向构件长 度不受影响；缺点是底板，顶板均比底板压重方案增加受力及结构造 价（竖向构件可能也会增加造价）
合计：Gk=35.2+16.25+4.35=55.8
55.8/1.05=53.1＞51
整体抗浮满足设计要求 2、局部抗浮设计
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三、局部抗浮设计
2、局部抗浮设计
（柱距8.1X8.1）
柱帽在计算弯矩方向的有效宽度
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三、局部抗浮设计
见上部两个图图示，按照经验系数法计算，应先计算垂直荷载产生的板的总弯矩设
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三、局部抗浮设计
1、局部抗浮设计（以如下布局为例进行计算）
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三、局部抗浮设计
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三、局部抗浮设计
1、首先验算整体抗浮是否满足
水浮力：F=（4.2+0.5+0.4）x10=51 覆土折算荷载:（1.7+0.5）x16=35.2
顶板底板折算荷载：（0.25+0.4）X25=16.25
顶板主次梁折算荷载：【0.5x（1-0.25）x2x8.1+0.3x（0.8-0.25） x4x8.1】X25/（8.1x8.1）=4.35
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三、局部抗浮设计
1、局部抗浮设计必须在整体抗浮稳定性满足设计要求的前提下进行 2、当地下室整体抗浮满足要求或采取压重措施后整体抗浮满足要求时，局
部抗浮设计应包含以下内容： 1）荷载确定：基底标高浮力-底板及其上覆土自重
承载力计算时应乘以分项系数，其中水浮力的分项系数取1.35，自重 的分项系数取1.0 裂缝计算时取标准值 2）根据不同的基础形式选用不同的计算方法，进行地下室底板（基础） 混凝土构件的抗弯、抗剪、抗裂等计算，完成截面配筋设计。 3）构造设计：除梁板式抗水底板外，独立基础加抗水底板、筏板等基础 形式均需满足无梁楼盖的构造要求。
式中
la
KNak •D• frbk
（8.2.3）
l a ——锚杆锚固体抗拔安全系数，按表8.2.3-1取值；
K ——锚杆锚固体长度（m），尚应满足本规范8.4.1条的规定；
frbk ——岩土层与锚固体极限粘结强度标准值（kPa），应通过试验
确定，当无试验资料时可参见表8.2.3-2和表8.2.3-3取值；
D ——锚杆锚固段钻孔直径（mm）。
表8.2.3-1 岩土锚杆锚固体抗拔安全系数
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四、抗浮锚杆设计
表8.2.3-2 岩体与锚固体极限粘结强度标准值
注：1 适用于注浆强度等级为M30； 2 仅适用于初步设计，施工时应通过试验检测； 3 岩体的结构面发育时。取表中下限值；
4 岩石类别根据天然单轴抗压强度fr划分：fr<5MPa为极软岩，5MPafr<15MPa 为软岩， 15MPa fr<30MPa 为较软岩，30MPafr<60MPa 为较硬岩， fr 15MPa 为坚硬岩，
计值，然后按照《全国民用建筑设计技术措施/结构/混凝土结构》表9.2.4确定
柱上板带和跨中板带的弯矩设计值
① 对X方向板的总弯矩设计值，按下式计算：
②
Mx=qly(lx-2C/3)2/8
③ 对Y方向板的总弯矩设计值，按照下式计算：
My=qlx(ly-2C/3)2/8
式中 q—垂直荷载设计值
①
lx ly---等代框架梁的计算跨度，即柱中心线之间的距离
要求：
1）确定抗浮锚杆方案：每平米锚杆抗力=基底标高浮力-底板及其上部覆土
自重/Kw
2)基础形式为独立基础加防水板时，抗浮锚杆布置在独立基础范围以外的抗
水底板区域，独立基础范围内一般无需布置。防水板厚度应满足抗渗等
级、锚杆锚固等要求。防水板配筋按构造要求设置，锚杆间距较大时尚
应复核防水板配筋。
3）抗浮锚杆设计参《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2013 第8.2节 设