柱下钢筋混凝土条形基础

1.8.2.1柱下混凝土条形基础设计 1.8.2.1构造要求 （1）外形尺寸
l0宜为边 跨柱距1/4
顶部钢筋全 部通长部置
H0计算确定， 宜为柱距1/81/4。 b0抗剪条件 确定， 混凝土： 基础C20 垫层C10
底部钢筋不 少1/3通长部 置
箍筋6-12mm H0<350, 2肢箍 350-800, 4肢箍 >800, 6肢箍
1.8.1 地基基础与上部结构相互作用的概念
1、基本概念： 基本概念： 原则上应该以 地基、 地基、基础和 上部结构之间 必须同时满足 静力平衡和变 形协调两个条 件为前提 框架结构 上部结构
基础
地基
2、相对刚度的影响
“上部结构 + 基础”刚度 相对刚度 = 地基刚度
两种极端
结构绝对柔性 结构绝对刚性
内力计算 a.计算净反力
p
max min
∑F =
bl
i
∑M ±
W
i
b.将柱底视为不动铰支座， 地基净反力为荷载，按多 跨连续梁计算内力 c.倒梁法计算的有可能会不等 于原先用于计算净反力的竖 向荷载。可理解为上部结构 的刚度对基础的抑制作用时 柱荷载分布均匀化；也反映 了该方法计算的支座与基底 反力不平衡这一主要缺点。
其余各截面计 算方法相同
剪力为0， M最大
1．9 减轻不均匀沉降损害的措施
• 一般地说，地基发生变形即建筑物出现沉降是难以避 免的，但是，过量的地基变形将使建筑物损坏或影响 其使用功能；
虎丘塔建于五代，砖木 塔身，由于多次遭遇火 灾，现存已只是砖砌塔 身，虎丘塔造型优美， 质朴素雅，据文献资料 记载，从明朝起，虎丘 塔即已开始倾斜，至今， 塔身已倾斜2.34米，由 于倾斜，更增添了它的 魅力和神秘感，称为古 城苏州又一道与众不同 的风景线。
偏心沉降缝 整片基础沉降缝
4．控制相邻建筑物基础的间距 控制相邻建筑物基础的间距 由于地基附加应力的扩散作 用，使相邻建筑物产生附加 不均匀沉降， 不均匀沉降，可能导致建筑 物的开裂或互倾。 物的开裂或互倾。 ①同期建造的两相邻建筑 物之间的影响， 物之间的影响，特别是当两建 筑物轻(低 重 高 差别太大时 差别太大时， 筑物轻 低)重(高)差别太大时， 轻者受重者的影响更甚。 轻者受重者的影响更甚。 ②原有建筑物受邻近新建 重型或高层建筑物的影响
为了避免相邻建筑物影响的损害，建造在软 弱地基上的建筑物基础之间要有一定的净距
5.调整建筑物的局部标高 ①根据预估沉降，适当提高室内地坪和地 下设施的标高； ②将相互有联系的建筑物各部分（包括设 备）中预估沉降较大者的标高适当提高； ③建筑物与设备之间应留有足够的净空； ④有管道穿过建筑物时，应留有足够尺寸 的孔洞，或采用柔性管道接头。
V A 右 = 150 − 554 = − 404 kN
1 × 300 × (0.5 + 1.35) 2 2 − 554 × 1.35 = −234 kN ⋅ m 1 M B = × 300 × (0.5 + 4.2) 2 2 − 554 × 4.2 = 987 kN ⋅ m VB左 = 300 × (0.5 + 4.2) = 856 kN M1 = VB右 = 856 − 1740 = −884 kN
裂缝
中断、 转折
3.设置沉降缝 沉降缝是从屋面到基础把建筑物断开，将建筑物划分成 若干个长高比较小、体型简单、整体刚度较好、结构类型相同、 自成沉降体系的独立单元。 ①平面形状复杂的建筑物 的转折部位 ②建筑物的高度或荷载突 变处； ③长高比较大的建筑物适 当部位； ④地基土压缩性显著变化 处； ⑤建筑结构（包括基础） 类型不同处； ⑥分期建造房屋的分界 处。
从地基角度处理沉降方法 •(1)采用柱下条形基础、筏基和箱基等； 造价偏高，需要 具备一定的施工 •(2)采用桩基或其它深基础； 条件 •(3)采用各种地基处理方法。 1.9.1 建筑措施 1.建筑物体型力求简单 平面形状复杂(如L、T、E、
Z、Π形等)的建筑物，单元交
又处基础密集，附加应力互相 重叠，使局部沉降量增加； 同时，此类建筑物整体刚度 差，不对称，不均匀沉降时， 易产生扭曲应力，更易使建筑 物开裂。
σ z1 = σ z 2
沉降总在 一条线上
产生类似连 续梁弯曲 局部弯曲” “局部弯曲”
砌体承重结构 和钢筋混凝土框架 结构， 结构，其刚度一般 都是有限的称为相 对刚性或弹性结构。 对刚性或弹性结构。 σz1 σz2
σ z1 < σ z 2
沉降为一 条曲线 整体弯曲 和局部弯 曲叠加
3、工程处理中的规定
• 2）剪力平衡法（静力分析方法）
假定：地基反力按直线分布，求出净反力分布后，基础 上所有的作用力都已确定，可根据静力平衡条件（剪力平 衡）计算出任一截面上的弯矩和剪力。
p
max min
∑F =
bl
i
∑M ±
W
i
例题1.11 试确定图1.43(a)所示条形基础的 底面尺寸，并用简化方法分析内力。已 知：基础埋深d=1.5m，地基承载力设计 值f=150kPa，其余数据见图
砌体结构 沉降缝
沉降缝的宽度： 2、3层房屋：50-80； 4、5层房屋：80-120 6 层及以上：≮120m
注意
沉降缝的造价颇高， 且要增加建筑及结构 处理上的困难，所以 不宜轻率使用。沉降 缝可结合伸缩缝设置， 在抗震区，最好与抗 震缝共用。 缝内一般 不能填塞
柱下钢筋混凝土条形基础
跨越式沉降缝
（2）简化的内力计算方法
1）倒梁法 基本假定：基础板与地基土相比为绝对刚性，基础的弯曲挠度 不致改变地基压力；地基的压力分布呈线性或平面分布，其重 心与作用于板上的合力作用线向重合。 上部结构完全刚性，各柱间无沉降差，可把柱脚看成条形 基础铰支座。 使用条件：地基较均匀，上部结构刚度好，荷载分布较均 匀，条形基础梁的高度大于1/6柱距
2.控制建筑物长高比及合理布置纵横墙 纵横墙的连结和房屋的楼(屋)面共同形成砌体承重结构 的空间刚度，当砌体承重房屋长高比较小时，建筑物的整体 刚度好，能较好地防止不均匀沉降的危害。 相反，长高比大的建筑物整体刚度小，纵墙很容易因 挠曲变形过大而开裂。 根据调查认为，二层以上的砌体承重房屋，当预估的最大沉 降量超过120mm时，长高比不宜大干2.5；平面简单，内外墙贯 通，横墙间隔较小的房屋，长高比的限制可放宽至不大于3.0。 不符合上述条件时，可考虑设置沉降缝。
合理布置纵横墙，是增强砌体承重结构房屋整体刚度的 重要措施之一。一般地说，房屋的纵向刚度较弱，故地基不 均匀沉降的损害主要表现为纵墙的挠曲破坏。 纵墙的挠曲破坏。 纵墙的挠曲破坏 内、外纵墙的中断、 转折，都会削弱建 筑物的纵向刚度。 当遇地基不良时， 应尽量使内、外纵 墙都贯通，另外， 缩小横墙的间距， 也可有效地改善房 屋的整体性，从而 增强调整不均匀沉 降的能力。
考虑上部结构、基础与地基共同作用时的工程处 考虑上部结构、 理方法可参照以下规定： 理方法可参照以下规定： 按照具体条件可不考虑或计算整体弯曲时， （1）按照具体条件可不考虑或计算整体弯曲时，必须 采取措施同时满足整体弯曲的受力要求。 采取措施同时满足整体弯曲的受力要求。 从结构布置上，限制梁板基础（或称连续基础） （2）从结构布置上，限制梁板基础（或称连续基础） 在边柱或边墙以外的挑出尺寸，以减轻整体弯曲效应。 在边柱或边墙以外的挑出尺寸，以减轻整体弯曲效应。 在确定地基反力图形时，除箱形基础外。 （3）在确定地基反力图形时，除箱形基础外。柱下条 形基础和筏基纵向两端起向内一定范围，如1—2开间， 形基础和筏基纵向两端起向内一定范围， 开间， 将平均反力加大10% 10%— 将平均反力加大10%—20% （4）基础梁板的受拉钢筋至少应部分通长配置
建筑物高低(或轻重)变化太 大，地基各部分所受的荷载轻重 不同，自然也容易出现过量的不 均匀沉降。 据调查，软土地基上紧接 高差超过一层的砌体承重结构 房屋，低者很容易开裂。 因此，遇软弱地基时，要力求 (1)平面形状简单，如用“一” 字形建筑物； (2)立面体型变化不宜过大， 砌体承重结构房屋高差不直超 过l-2层。
G
2.内力分析 （1）倒梁法 中心受荷，地基反 力均布，qn=300kN/m， 以A|、B、C、D位 支座，按弯距分配 法分析三跨连续梁， 计算弯距M和剪力 V。
（2）剪力平衡法 按静力平衡条件计算内力 AB跨：
a1 = 554 300 − 0 . 5 = 1 . 35
M
A
=
V A左
1 × 300 × 0 . 5 2 = 38 kN ⋅ m 2 = 300 × 0 . 5 = 150 kN
pk ≤ fa
wk.baidu.com
FK + GK pk = A
Gk = γ G ⋅ d ⋅ A
②改变基底尺寸：
按照沉降控制的要求，选择、调整基础底面尺寸
4.增强上部结构刚度或采用非敏感性结构 敏感性结构：根据地基、基础与上部结构共同作用的概念， 上部结构的整体刚度很大时．能调整和改善地基的不均匀 沉降； 反过来，地基的不均匀沉降，能引起上部结内（敏感性结构） 产生附加应力，但只要在设计中合理地增加 上部结构的刚度和 强度，地基不均匀沉降（相当于支座位移）所产生的附加应力 是完全可以承受的。 非敏感性结构：与刚性较好的敏感性结向相反，排架．三铰 拱（架）等饺磺结构，支座发生相对位移时不会引起上部结构 中很大的附加应力，故可以避免不均匀沉降对上部主体结构的 损害。但是．这类非敏感性结构型式通常只适 用于单层工业厂 房、仓库和某些公共建筑。必须注意：即使采用了这些结．严 重的不均匀沉降对于屋盖系 统、围护结构、吊车梁及各种纵、 横连系构件等仍是有害的，因此，必须考虑采取相应的防范措 施，例如：避免 用连续吊车梁．刚性屋面防水层等。
解：1.确定基础底面尺寸：
x 合力距A点之距x： =
2
960 × 14 . 7 + 1754 × 10 . 2 + 1740 × 4 . 2 = 7 . 85 m 960 + 1754 + 1740 + 554
1/3 ）
= 2 .5 m
按构造x1=0.5m， x = 2 × ( 7 . 85 + 0 . 5 ) − (14 . 7 + 0 . 5 ) = 1 . 5 m ( 边距 1 ∑ F = 960 + 1754 + 1740 + 554 b ≥ • 基础底板宽： l f − γ d 16 . 7 × ( 150 − 20 × 1 . 5 )
实际工作中属于结构绝对 柔性的框架结构是没有的， 柔性的框架结构是没有的， 而以“ 基础” 而以“屋架-柱-基础”为 承重结构的木结构、 承重结构的木结构、排架 结构与之接近， 结构与之接近，所以称这 整体弯曲 两种结构为“柔性结构。 两种结构为“柔性结构。
结构绝对刚性
体形简单，长高比很小， 体形简单，长高比很小， 采用框架、 采用框架、剪力墙或筒 体结构的高层建筑及其 烟囱、 烟囱、水塔等高耸结构 属于这种情况， 属于这种情况，称之为 刚性结构。 刚性结构。 σz1 σz2
1.8 柱下钢筋混凝土条形基础设计
• 柱下基础设计时应首先考虑采用独立基 但是， 础，但是，当柱荷载大地基承载力低或 柱荷载差过大、地基土质变化较大时， 柱荷载差过大、地基土质变化较大时， 采用独立基础无法满足设计要求时， 采用独立基础无法满足设计要求时，可 考虑采用柱下条形基础、伐基或箱基 考虑采用柱下条形基础、 • 本节主要讲述柱下条形基础的构造和计 算方法，并简单介绍伐基或箱基设计。 算方法，并简单介绍伐基或箱基设计。
③减少基础和回填土重量：
首先是尽可能考虑采用浅埋基础，如果要求大量抬高室内地坪 时，采用架空层
2．设置圈梁 砌体承重房屋，不均匀沉降的损害突出地表现为墙体的开 裂。因此，实践中常在基础顶面附近(俗称“地圈粱”)、门窗 顶部楼(屋)面处设置圈梁。每道圈梁应尽量贯通外墙，承重内 纵墙及主要内横墙，并在平面内形成闭合的网状系统。这是砌 体承重结构防止出现裂缝和阻止裂缝开展的一项十分有效的措 施。 3．减小或调整基底附加压力 ①减小基底陈附加压力：置地下室(或半地下室、架空层)
1.9.2 结构措施
1．减轻建筑物自重： • 基底压力中，建筑物自重(包括基础及回填土重），所占的比例很 大，据统计，一般工业建筑约占40％-50%一般民用建筑可高达 60%-80%。措施如下： ①减轻墙体重量： 例如：砌体承重结构，墙体占总重量50%以上。 ②选用轻型结构： 预应力钢筋混凝土结构、轻钢结构及各种轻型空间结构。
1.8.2.2 柱下钢筋混凝土条形基础内力计算方法 （1）弹性地基梁方法 1）基床系数法（文克勒法）
基本假定：地面上任一点所受的压力强度p与该点的地 基s成正比 p = ks
2）半无限弹性体法：
基本假定：假定地基为半无限弹性题，将柱下条形 基础作为放在半无限弹性体表面上的梁，当荷载 作用在半无限弹性体表面时，某点的沉降不仅与作 用在该点上的压力大小有关，同时和邻近处作用的 荷载有关