04柱下条形基础等解析
基础工程柱下条形基础
基础工程柱下条形基础
筏基与箱基
1、用于高层建筑，执行高层建筑箱筏技术规范。 2、承载力验算：
地基计算抗震区执行抗震规范
基础工程柱下条形基础
n 2）高层建筑箱基、筏基深度较大，应将地基 回弹再压缩变形考虑在内。
基础工程柱下条形基础
3）横向整体倾斜允许沉降和整体倾斜值，根 据建筑使用要求，及对相邻建筑造成影响按 地区经验确定，但横向整体倾斜的计算值
•接近弹性解
粘性土地
•马鞍 型 •倒钟 型
基础工程柱下条形基础
基础相对地基刚度影响
基础相对地 基的刚度越强， 沉降越均匀，但 内力增大。
局部软硬变 化时，采用连续 基础。当地基为 岩石或压缩性很 低的土层时，优 先考虑采用扩展 基础。
基础工程柱下条形基础
地基非均质的影响
同样荷载在不同地基上，情况不同。 荷载分布不同，地基相同，情况不同
1）作用集中力p时，距作用点r的表面沉降s为
2）矩形均布荷载作用下，矩形角点沉降为
基础工程柱下条形基础
基础工程柱下条形基础
n 即对于整个基础
•柔度矩阵
基础工程柱下条形基础
优点： 1）能扩散应力和变形，可以反应临近荷载
的影响。 2）扩散能力超过地基实际情况。 3）计算沉降量和地表的沉降范围较实测大。
基础工程柱下条形基础
•构造要求
基础工程柱下条形基础
2、内力计算 1）简化计算法
a.条带法：假定受荷载后基底保持平面 b.倒楼盖法：将地基上筏板简化为倒置楼盖，筏板被
基础梁分割为不同条件下的双向板和单向板。
2）弹性地基板法
基础工程柱下条形基础
地下室设计施工应注意问题
1、补偿性设计概念 把建筑基础，地下部分做成中空、封闭 的形式，被挖取的土重就可以补偿上部 结构部分或全部重量。按照上述原理进 行的地基基础设计，可称为补偿性基础。
地基第3章柱下条形基础
pk
Fk Gk bL
fa
偏心受压
pk max pk min
Fk Gk bL
1
6e L
pk fa pk max 1.2 f a
F1
F2
F3
F4
M1 M2
M3
M4
a1
xc
a
a2
L
计算步骤：
基础计算简图
(1) 求荷载合力重心位置
(2)
合力作用点距Fl的距离为 确定基础梁的长度和悬臂尺寸
b
h250
2. 肋梁： 高度H：由计算确定，一般宜为柱距的1/4~1/8 宽度b1：应比度宜为第一跨距的1/4。
4. 柱下条形基础的混凝土强度等级不应低于C20。 5. 基础梁顶面和底面的纵向受力钢筋、箍筋
由计算确定。顶部钢筋按计算配筋全部贯通；底 部通长钢筋不应少于底部受力钢筋总面积的1/3。
第三章 柱下条形基础
第一节 概述
第一节 概述
1. 适用：上部结构荷载较大，地基承载力较低。 2. 目的：减小地基压应力，调整不均匀沉降。 3. 单向条形基础：把一个方向的单列柱基连在一起。 4. 双向条形基础：又称十字交叉条形基础 。
柱下条形基础
柱下十字交叉条形基础
5. 柱下条基设计 横向：翼板 抗剪、抗弯 纵向：基础梁 抗剪、抗弯
对于轴心受压情况分段内 力方程为
ai xi ai1
M(xi )
1 2
p
j
x
2 i
Fi ( xi
ai )
静力平衡法计算简图
V ( xi ) p j xi Fi
2．倒梁法 基本思路：以柱脚为固定铰支座，以基底净反力
柱下条形基础计算例题
柱下条形基础计算例题摘要：一、引言二、柱下条形基础的定义和作用三、柱下条形基础的计算方法1.一般计算方法2.例题讲解四、总结正文：一、引言在我国建筑行业中，柱下条形基础是一种常见的基础形式，它在各类建筑结构中都有着广泛的应用。
为了保证建筑物的稳定性和安全性，对柱下条形基础进行准确计算是非常重要的。
本文将详细介绍柱下条形基础的计算方法。
二、柱下条形基础的定义和作用柱下条形基础是指建筑物中，位于柱子下方，形状呈条形的基礎结构。
它的主要作用是将建筑物的荷载传递到土层中，保证建筑物的稳定性和安全性。
三、柱下条形基础的计算方法1.一般计算方法柱下条形基础的计算方法主要包括以下几个方面：（1）确定基础底面的尺寸；（2）计算基础底面的承载力；（3）根据建筑物的荷载情况，计算柱下条形基础的截面面积；（4）根据基础底面的承载力和柱下条形基础的截面面积，计算出柱下条形基础的承载力。
2.例题讲解假设有一个建筑物，柱子直径为400mm，柱子间距为600mm，柱子高度为10m，土壤的承载力为150kPa。
我们需要计算柱下条形基础的尺寸和承载力。
（1）确定基础底面的尺寸基础底面的宽度b=2×400mm=800mm基础底面的长度L=600mm（2）计算基础底面的承载力由于土壤的承载力为150kPa，基础底面的面积为A=b×L=800mm×600mm=480000mm基础底面的承载力σ=150kPa（3）计算柱下条形基础的截面面积根据柱子的直径和高度，可以计算出柱子的截面面积A"=π×(400mm/2)=π×200mm≈125664mm柱下条形基础的截面面积A""=A"/4=125664mm/4=31416mm（4）计算柱下条形基础的承载力柱下条形基础的截面面积为A""=31416mm基础底面的承载力为σ=150kPa柱下条形基础的承载力为σ"=σ×A""=150kPa×31416mm=471240kN/m四、总结柱下条形基础的计算主要包括基础底面尺寸的确定、基础底面承载力的计算、柱下条形基础截面面积的计算和柱下条形基础承载力的计算。
柱下条形基础、筏形和箱形基础
Aa
Fb 4
Db
Mc
2
Ac
第3章 柱下条形基础、筏形和箱形基础
有限长梁的计算
以无限长梁的计算公式为基础，利用叠加原理来求得满 足有限长梁两自由端边界条件的解答
有效地提高地基承载力，并能以挖去的图重来补偿建筑物 的部分重量
基础可看成是地基上的受弯构 件——梁或板，与地基、基础以 及上部结构是相互作用的
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
优点：埋深较大、可提高地基承载力、增大基础抗滑稳定
性、并可利用补偿作用减小基底附加应力、减轻不均匀沉 降、减小上部结构次应力、提供地下空间
3. 柱下条形基础、筏形 和箱形基础
柱下条形基础、筏形和箱形基础特点：
特点： （1） 这三类基础具有较大的基础面积，因此能承担较
大的建筑物荷载，易于满足地基承载力要求 （2） 基础的连续性可以大大加强建筑物的整体刚度，
有利于减小不均匀沉降及提高建筑物的抗震性能 （3） 对于箱形基础和设置了地下室的筏板基础，可以
M0
2
Ax
第3章 柱下条形基础、筏形和箱形基础
计算承受若干个集中荷载的无限长梁上任意截面的内力，可 分别计算各荷载单独作用时在该截面引起的效应，然后叠加得到 共同作用下的总效应。
若干个集中荷载作用下的无限长梁
Md
Fa
4
Ca
Ma 2
Da
Fb
4
Cb
Mc 2
Dc
Vd
Fa 2
Da
Ma
缺点：技术要求与造价较高、施工中需处理大基坑、深开
挖等问题，且箱基的地下空间利用不灵活
计算方法：
地基基础 柱下条形基础
a．计算各柱脚的不平衡力
R i=FiR i
b．将各支座的不平衡力均匀分布在相邻两跨的各1/3
跨度范围内，悬挑部分取全长。
对边跨支座
q1
l0
R1
l1
3
对中间支座
qi
l i1
Ri
3
li
3
q1
qi-1
qi
qi+1
l0 l1/3 l1/3 li-1/3 li-1/3 li/3 li/3 li+1
l0
l1
b
h250
2. 肋梁： 高度H：由计算确定，一般宜为柱距的1/4~1/8 宽度b1：应比该方向的柱截面稍大
3. 条基两端外伸长度 外伸长度宜为第一跨距的1/4。
4. 基础梁顶面和底面的纵向受力钢筋 由计算确定。顶部钢筋按计算配筋全部贯通；底
部通长钢筋不应少于底部受力钢筋总面积的1/3。 5. 基础梁的纵向构造钢筋与拉筋
当肋梁的腹板高度大于450mm时，应在肋梁的两 侧加配纵向构造钢筋，每侧的面积不应少于腹板截 面面积的0.1%，间距不宜大于200mm。
梁两侧的纵向构造钢筋，宜用拉筋连接，拉筋直 径与箍筋相同，间距500~700mm，一般为两倍的箍 筋间距。 6. 翼板的钢筋
横向受力钢筋由计算确定。其直径不应小于 10mm，间距100~200mm。
基础梁的总长度L
L=2（xc+ a1）
从右边柱轴线的外伸长度a2 a2=L a al
(3) 按地基承载力计算所需的条形基础底面积A， 进而 确定底板宽度b。
二、翼板的计算 1．地基净反力计算 基底沿宽度b方向的地基净反力
p j max p j min
F bL
1
柱下钢筋混凝土条形基础
柱下钢筋混凝土条形基础柱下钢筋混凝土条形基础1. 引言柱下钢筋混凝土条形基础是一种常用的地基工程设计方案，特别适用于建筑物的大型柱子。
本文将详细介绍柱下钢筋混凝土条形基础的构造、设计和施工过程。
2. 基础设计2.1 地基勘查在进行柱下钢筋混凝土条形基础设计之前，必须进行地基勘查。
地基勘查内容包括土层性质、地下水位、地面沉降等。
根据地基勘查的结果来确定设计参数。
2.2 柱下钢筋混凝土条形基础的构造形式柱下钢筋混凝土条形基础一般由基座、筏板、加劲梁和防护层组成。
基座承担着柱子的重量，筏板将荷载均匀分散到地基上，加劲梁用于加强整个基础的刚度，防护层用于防止基础受到水和腐蚀。
2.3 基础尺寸和钢筋布置设计基础尺寸的确定依赖于柱子的荷载和地基的承载力。
根据结构和地基的要求，确定基座、筏板和加劲梁的尺寸。
钢筋的布置应满足设计用荷要求和混凝土的强度要求。
3. 施工过程3.1 基础土方开挖根据基础尺寸，进行基础的土方开挖。
开挖过程中应注意保证基础的平整度和垂直度，并清除土方中的可燃物和可腐蚀物。
3.2 基础基座和筏板的施工按照设计要求，施工基础基座和筏板。
首先铺设基座，再施工筏板，保证其水平和完整性。
3.3 加劲梁和钢筋的施工按照设计要求，施工加劲梁和钢筋。
加劲梁的形状和尺寸应符合设计要求，钢筋的布置应满足设计要求和混凝土的强度要求。
3.4 混凝土浇筑在所有的基础施工完成后，进行混凝土的浇筑。
浇筑过程中应注意保持混凝土的均匀性和充实性，同时控制浇注的速度和温度。
4. 扩展内容1. 本所涉及附件如下：- 基础设计图纸- 地基勘查报告- 施工图纸- 混凝土质检报告2. 本所涉及的法律名词及注释：- 地基勘查：对建筑地基进行调查和研究的过程。
- 柱下钢筋混凝土条形基础：一种地基工程设计方案，适用于大型柱子的基础构造形式。
- 加劲梁：用于加强基础刚度的一种构件。
高等基础工程学讲义4-柱下条形基础及十字交叉基础ppt课件
式中： △qi—不平衡力折算的均布荷载，kN/㎡； l0—边跨外伸长度，m；
li-1、li—支座左右跨长度，m 。
.
1、柱下条形基础内力计算（8/14）
（3）将折算的分布荷载作用于连续梁，再次用弯矩分配法计算梁的内力，
以及支座处的弯矩△Mi与剪力△Vi，并求出调整分布荷载引起的支座反力并 将其叠加到原支座反力Ri上求得新的支座反力R/i； （4）重复（1）~（3）步骤，直至不平衡力在计算允许精度范围内，一般取
(5)按求得的内力进行梁截面设计。 (6)翼板的内力和截面设计与扩展式基
础相同。
.
1、柱下条形基础内力计算（6/14）
基底反力局部调整
按此方法求得的支座反力Ri一般与柱荷载Fi不相等，不能满足支座静力平衡 条件，原因是在计算中假设柱脚为不动铰支座，同时又规定基底反力为直 线分布，两者不能同时满足。 对不平衡力进行调整：即将不平衡力（柱轴力与支座反力的差值）均匀分 布在支座附近的局部范围（一般取1/3的柱跨）上再进行连续梁分析，将结 果叠加到原先的分析结果上，如此逐次调整直到不平衡力基本消除，从而 得到梁的最终内力分布。
.
1、柱下条形基础内力计算（2/14）
2.弹性地基上梁的计算方法：将柱下条形基础看成是弹性地基上的梁， 采用合适的地基计算模型（地基模型应结合地区经验进行选择），考 虑地基与基础的共同作用，即满足地基与基础之间的静力平衡和变形 协调条件，建立方程。 可以用解析法、近似解析法和数值分析方法等直接或近似求解基础内 力。 适用于具有不同相对刚度的基础、荷载分布和地基条件。 没有考虑上部结构刚度的影响，计算结果一般偏于安全。
3.考虑上部结构参与共同工作的方法： 最符合条形基础的实际工作状态，但计算过程相当复杂，工作量很大 通常将上部结构适当予以简化以考虑其刚度的影响，例如等效刚度法、 空间子结构法、弹性杆法、加权残数法等 目前在设计中应用尚不多。
柱下条形基础
第3章柱下条形基础、筏形和箱形基础§3-1概述柱下条形基础、筏形基础和箱形基础与柱下独立基础相比，具有优良的结构特征、较大的承载能力等优点，适合作为各种地质条件复杂、建设规模大、层数多、结构复杂的建筑物基础。
柱下条形基础、筏形基础和箱形基础将建筑物底部连成整体加强了建筑物整体刚度，调整和均衡传递给地基的上部结构荷载，减小荷载差异和地基不均匀造成的建筑物不均匀沉降，减小上部结构的次应力。
该类基础一般埋深较大，可提高地基的承载力，增大基础抗水平滑动的稳定性，并可利用地基补偿作用减小基底附加应力，减小建筑物的沉降量。
此外，筏形和箱形基础还可在建筑物下部构成较大的地下空间，提供安置设备和公共设施的合适场所。
但是，这类基础尤其箱形基础，技术要求及造价较高，施工中需处理大基坑、深开挖所遇到的许多问题，箱形基础的地下空间利用不灵活，因此，选用时需根据具体条件通过技术经济及应用比较确定。
如前所述的刚性及扩展基础，因建筑物较小，结构较简单，计算分析中将上部结构、基础和地基简单地分割成彼此独立的三个组成部分，分别进行设计和验算，三者之间仅满足静力平衡条件。
这种设计方法称为常规设计，由此引起的误差一般不致于影响结构安全或增加工程造价，但计算分析简单，工程界易于接受。
然而对于条形、筏形和箱形等规模较大、承受荷载多和上部结构较复杂的基础，上述简化分析，仅满足静力平衡条件而不考虑三者之间的相互作用，则常常引起较大误差。
由于基础在地基平面上一个或两个方向的尺度与其竖向截面相比较大，一般可看成是地基上的受弯构件—梁或板。
其挠曲特征、基底反力和截面内力分布都与地基、基础以及上部结构的相对刚度特征有关，故应从三者相互作用的角度出发，采用适当的方法进行设计。
应该指出，上部结构、基础和地基共同作用是一个复杂的研究课题，尽管已取得较丰硕的成果，但是由于涉及到的因素很多，尤其地基土是一种很复杂的材料，目前尚缺少一种理想的地基模型去确切模拟，因此考虑共同工作的分析结果与实测资料对比往往存在着不同程度的差异，有时误差还较大，说明理论分析方法尚有待进一步完善，许多设计人员提出，设计这些基础宜以“构造为主，计算为辅”的原则，本章在介绍柱下条形基础、筏形基础、箱形基础设计计算的同时，也介绍其结构和构造要求，供设计时采用。
[建筑土木]柱下条形基础
![[建筑土木]柱下条形基础](https://img.taocdn.com/s3/m/c8abea826aec0975f46527d3240c844768eaa050.png)
软土 好土
软土 好土
弯矩图
三、地基、基础与上部结构共同作用概念
♠ 地基、基础与上部结构的共同作用(小结)
♦基础沉降、内力和基底反力分布与上部结构 刚度、基础刚度、地基的刚度（土层的压缩 性及非均匀性）有关
♧ 基础相对于地基刚度较大，则驾越作用大， 基底反力直线分布
♦地基、基础与上部结构的共同作用
♧ 地基、基础与上部结构作为一个整体产生受 力和变形，各部分之间变形协调
的轴力、弯矩和剪力
H H
∑ Mi Fi R = Fi
Ti A B OC D
x0
a1
ai ei a
a2
Mi
Fi Ti
A BC
p j max
L
D p j min
一、倒梁法及计算步骤
♦确定竖向力合力作用点及基础梁长度
♧ 竖向力合力作用点 ♧ 设荷载合力作用点距A点x0，基础梁外伸长
度为a1、a2，两边柱间轴线距离为a ♧ 以A点为参考点，用合力矩定理，则有
♦基础梁两端外伸长度确定
♧ 在基础平面布置允许的情况下，基础梁两端 应有适当长度伸出边柱外，目的是增大底板 的面积及调整底板形心的位置，使其合力作 用点与底面形心相重合或接近
H H
∑ Mi Fi R = Fi
Ti A B OC D
x0
a1
ai ei a
a2
Mi
Fi Ti
A BC
p j max
L
D p j min
∑∑ x0 =
MA Fi
∑ ∑ ∑ ∑ M A = Fiai + Mi + Ti ⋅ H
H H
∑ Mi Fi R = Fi
Ti A B OC D
柱下条形基础计算重点讲义资料
柱下条形基础简化计算及其设计步骤一.适用范围:柱下条形基础通常在下列情况下采用:1.多层与高层房屋无地下室或有地下室但无防水要求,当上部结构传下的荷载较大,地基的承载力较低,采用各种形式的单独基础不能满足设计要求时.2.当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构筑物基础的限制而无法扩展时.3.地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基,需作地基处理时.4.各柱荷载差异过大,采用单独基础会引起基础之间较大的相对沉降差异时.5.需要增加基础的刚度以减少地基变形,防止过大的不均匀沉降量时.其简化计算有静力平衡法和倒梁法两种,它们是一种不考虑地基与上部结构变形协调条件的实用简化法,也即当柱荷载比较均匀,柱距相差不大,基础与地基相对刚度较大,以致可忽略柱下不均匀沉降时,假定基底反力按线性分布,仅进行满足静力平衡条件下梁的计算.二.计算图式1.上部结构荷载和基础剖面图2.静力平衡法计算图式3.倒梁法计算图式三.设计前的准备工作在采用上述两种方法计算基础梁之前,需要做好如下工作:1.确定合理的基础长度为使计算方便,并使各柱下弯矩和跨中弯矩趋于平衡,以利于节约配筋,一般将偏心地基净反力(即梯形分布净反力)化成均布,需要求得一个合理的基础长度.当然也可直接根据梯形分布的净反力和任意定的基础长度计算基础.基础的纵向地基净反力为:式中Pjmax,Pjmin—基础纵向边缘处最大和最小净反力设计值.∑Fi—作用于基础上各竖向荷载合力设计值(不包括基础自重和其上覆土重,但包括其它局部均布qi).∑M—作用于基础上各竖向荷载(Fi ,qi),纵向弯矩(Mi)对基础底板纵向中点产生的总弯矩设计值.L—基础长度,如上述.B—基础底板宽度.先假定,后按第2条文验算.当Pjmax与Pjmin相差不大于10％,可近似地取其平均值作为均布地基反力,直接定出基础悬臂长度a1=a2(按构造要求为第一跨距的1/4~1/3),很方便就确定了合理的基础长度L；如果Pjmax与Pjmin相差较大时，常通过调整一端悬臂长度a1或a2，使合力∑Fi 的重心恰为基础的形心(工程中允许两者误差不大于基础长度的3%),从而使∑M为零,反力从梯形分布变为均布,求a1和a2的过程如下:先求合力的作用点距左起第一柱的距离:式中,∑Mi—作用于基础上各纵向弯矩设计值之和.xi—各竖向荷载Fi距F1的距离.当x≥a/2时,基础长度L=2(X+a1), a2=L-a-a1.当x<a/2时,基础长度L=2(a-X+a2), a1=L-a-a2.按上述确定a1和a2后,使偏心地基净反力变为均布地基净反力,其值为:式中, pj—均布地基净反力设计值.由此也可得到一个合理的基础长度L.2.确定基础底板宽度b.由确定的基础长度L和假定的底板宽度b,根据地基承载力设计值f,一般可按两个方向分别进行如下验算,从而确定基础底板宽度b.基础底板纵向边缘地基反力:应满足基础底板横向边缘地基反力:应满足式中, pmax, pmin—基础底板纵向边缘处最大和最小地基反力设计值p'max, p'min—基础底板横向边缘处最大和最小地基反力设计值G—基础自重设计值和其上覆土重标准值之和,可近似取G=20bLD,D为基础埋深,但在地下水位以下部分应扣去浮力.∑M'—作用于基础上各竖向荷载、横向弯矩对基础底板横向中点产生的总弯矩设计值.其余符号同前述当∑M'=0时,则只须验算基础底板纵向边缘地基反力当∑M=0时,则只须验算基础底板横向边缘地基反力.当∑M=0且∑M'=0时(即地基反力为均布时),则按下式验算,很快就可确定基础底板宽度b:式中, p—均布地基反力设计值.3.求基础梁处翼板高度并计算其配筋先计算基础底板横向边缘最大地基净反力pmax和最小地基净反力pmin,求出基础梁边处翼板的地基净反力pj1,如图,再计算基础梁边处翼板的截面弯矩和剪力,确定其厚度h1和抗弯钢筋面积.图中, p—翼板悬挑长度, b1 =(b- b0)/2h1—基础梁边翼板高度b0,h—基础梁宽和梁高基础底板横向边缘处地基净反力式中, S—从基础纵向边缘最大地基反力处开始到任一截面的距离.其余符号同前述基础梁边处翼板地基净反力基础梁边处翼板每米宽弯矩基础梁边处翼板每米宽剪力若∑M'=0时,则上述M,V表达式为若∑M=0时,则上述M,V表达式为但p'j1和p'j2公式中的p'jmax和p'jmin可简化为若∑M=0和∑M'=0时,则上述M,V表达式为基础梁边处翼板有效高度基础梁边处翼板截面配筋式中, fc—混凝土轴心抗压强度设计值.fy—钢筋抗拉强度设计值.其余符号同前述4.抗扭当上述∑M'≠0时,对于带有翼板的基础梁,一般可以不考虑抗扭计算,仅从构造上将梁的箍筋做成闭合式;反之,则应进行抗扭承载力计算.四.静力平衡法和倒梁法的应用在采用净力平衡法和倒梁法分析基础梁内力时,应注意以下六个问题:第一,由于基础自重和其上覆土重将与它产生的地基反力直接抵消,不会引起基础梁内力,故基础梁的内力分析用的是地基净反力.第二,对a1和a2悬臂段的截面弯矩可按以下两种方法处理: 1.考虑悬臂段的弯矩对各连续跨的影响,然后两者叠加得最后弯矩; 2.倒梁法中可将悬臂段在地基净反力作用下的弯矩,全由悬臂段承受,不传给其它跨.第三,两种简化方法与实际均有出入,有时出入很大,并且这两种方法同时计算的结果也不相同.建议对于介于中等刚度之间且对基础不均匀沉降的反应很灵敏的结构,应根据具体情况采用一种方法计算同时,采用另一种方法复核比较,并在配筋时作适当调整.第四,由于建筑物实际多半发生盆形沉降,导至柱荷载和地基反力重新分布.研究表明:端柱和端部地基反力均会加大.为此,宜在边跨增加受力纵筋面积,并上下均匀配置.第五,为增大底面积及调整其形心位置使基底反力分布合理,基础的端部应向外伸出,即应有悬臂段.第六,一般计算基础梁时可不考虑翼板作用.(一)静力平衡法静力平衡法是假定地基反力按直线分布不考虑上部结构刚度的影响根据基础上所有的作用力按静定梁计算基础梁内力的简化计算方法1.静力平衡法具体步骤:先确定基础梁纵向每米长度上地基净反力设计值,其最大值为pjmax*b,最小值为pjmin*b,若地基净反力为均布则为pj*b,如图中虚线所示:对基础梁从左至右取分离体,列出分离体上竖向力平衡方程和弯矩平衡方程,求解梁纵向任意截面处的弯矩MS和剪力VS,一般设计只求出梁各跨最大弯矩和各支座弯矩及剪力即可.2.静力平衡法适用条件:地基压缩性和基础荷载分布都比较均匀,基础高度大于柱距的1/6或平均柱距满足l,£1.75/l,且上部结构为柔性结构时的柱下条形基础和联合基础,用此法计算比较接近实际.上式中lm—基础梁上的平均柱距其中ks—基床系数,可按ks= p0/S0计算(p0为基础底面平均附加压力标准值,S0为以p0计算的基础平均沉降量),也可参照各地区性规范按土类名称及其状态已给出的经验值.b0,IL—基础梁的宽度和截面惯性矩.Ec—混凝土的弹性模量.3.对静力平衡法的一些看法(仅供参考评议):由于静力平衡法不考虑基础与上部结构的相互作用,因而在荷载和直线分布的基底反力作用下可能产生整体弯曲.与其它方法比较,这样计算所得的基础梁不利截面的弯矩绝对值一般还是偏大.上述适用条件中要求上部结构为柔性结构.如何判断上部结构为柔性结构,从绝大多数建筑的实际刚度来看均介于绝对刚性和完全柔性之间,目前还难以定量计算.在实践中往往只能定性地判断其比较接近哪一种极端情况,例如,剪力墙体系的高层建筑是接近绝对刚性的,而以屋架--柱--基础为承重体系的排架结构和木结构以及一般静定结构,是接近完全柔性的.具体应用上,对于中等刚度偏下的建筑物也可视为柔性结构,如中、低层轻钢结构;柱距偏大而柱断面不大且楼板开洞又较多的中、低层框架结构以及体型简单,长高比偏大(一般大于5以上)的结构等等.(二)倒梁法倒梁法是假定上部结构完全刚性,各柱间无沉降差异,将柱下条形基础视为以柱脚作为固定支座的倒置连续梁,以线性分布的基础净反力作为荷载,按多跨连续梁计算法求解内力的计算方法.1.倒梁法具体步骤:先用弯矩分配法或弯矩系数法计算出梁各跨的初始弯矩和剪力.弯矩系数法比弯矩分配法简便,但它只适用于梁各跨度相等且其上作用均布荷载的情况,它的计算内力表达式为:M=弯矩系数* pj * b * lª ; V=剪力系数* pj * b * l如前述，pj*b即是基础梁纵向每米长度上地基净反力设计值。
地基基础 柱下条形基础
于是梁的挠度方程为
w e x C 3 cos x C 4 sinx
将边界条件(2)代入，可得C3=C4= C ，则上式改写为
w Ce x cos x sin x
边界条件（3）
由此可得
d 3w F0 V EI dx 3 2 x 0
M 02 C4 2 kb 4 EI M0
可得x 0时无限长梁受集中力偶M0 作用的计算公式
挠度
转角 弯矩
M 02 Bx kb
M 03 Cx kb
M
M0 Dx 2
剪力
V
M0 Ax 2
对于梁的左半部(x 0)，x 取距离的绝对值，w和 M 符号与上式相反， 和 V 取相同符号。
= pj pj 荷载分解图 pj + pj
=
+ pj 荷载分解图 pj
pj
pj
（1）悬臂端处理 a. 考虑对其它跨的影响。悬臂端弯矩传给其它支座。 一般用弯矩分配法计算。 b. 不考虑对其它跨的影响。悬臂端的弯矩，全由悬 臂端承担， 不再传给其它支座。 （2）中间连续梁部分 a．用连续梁系数法计算。 b．用弯矩分配法计算。
式中 C1、C2、C3、C4——待定参数，根据荷载及边界 条件确定
弹性地基梁可按x值的大小分为下列三种类型： （1）无限长梁：荷载作用点与两端的距离都大于 /； 又称柔性梁。 F x / x / （2）半无限长梁：荷载作用点与一端的距离大于 /， 与另一端的距离小于/；又称有限刚度梁。
倒梁法计算步骤如下 （ 1 ）根据初步选定的柱下条形基础尺寸和作用荷载 ，确定计算简图。 （ 2 ）计算基底净反力及分布。按刚性梁基底反力线 性分布进行计算。 （3）用弯矩分配法或弯矩系数法计算弯矩和剪力。 （4）调整不平衡力。 （ 5 ）继续用弯矩分配法或弯矩系数法计算内力，并 重复步骤（4），直至不平衡力在计算容许精度范围 内。一般不超过荷载的20%。 （6）将逐次计算结果叠加，得到最终内力分布。
柱下条形基础设计
材料选择和质量要求
柱下条形基础的材料选择需要考虑其强度、耐久性和抗震性能。同时，设计中要求保证施工质量，避免 出现缺陷和质量问题。
基础设计的计算方法
1
荷载计算
根据建筑结构的荷载特性和地基条件，计算柱下条形基础需要承载的荷载。
柱下条形基础设计
柱下条形基础是一种常用于建筑结构中的基础类型，承载柱子的重量并将其 传递到地基。本演示将详细介绍柱下条形基础的定义、设计、施工和优化等 方面。
柱下条形基础的定义和作用
柱下条形基础是一种将柱子的荷载通过条形基础传递到地基的结构形式。它的作用是确保柱子的稳定性 和承载能力。
基础设计的前提条件
2
尺寸设计
依据计算结果，确定柱下条形基础的尺寸和形状，以确保其能够承载和分散荷载。
3
钢筋设计
设计条形基础中的钢筋布置和配筋率，保证其足够强度和刚度。
常见的基础结构形式
矩形条形基础
最常见的一种基础形式，适用于一般建筑的 柱子承载。
圆形条形基础
适用于柱子支撑建筑结构的特殊情况，如立 柱或桥墩。梯形条形基础合理搭建源自板结构，并保证模板的强度和 密实度。
3 钢筋安装
4 混凝土浇筑
按照设计要求进行钢筋的布置和加固，保 证基础的强度和刚度。
采用合适的混凝土配比和浇筑工艺，保证 基础的质量和可靠性。
用于承载荷载较大的柱子，具有更好的稳定 性和抗倾覆能力。
抱石柱下条形基础
结合基础和抱石的功能，常用于建筑边缘等 需要特殊处理的部位。
通用规范和标准
柱下条形基础的设计和施工需要符合相关的规范和标准，如建设工程基础设 计规范和施工质量验收规范等。
《柱下条形基础设计》课件
02
柱下条形基础设计原理
基础设计基本原则
安全可靠
确保基础结构安全可靠 ，能够承受建筑物荷载 和各种自然因素的影响
。
经济合理
在满足安全性和功能性 的前提下，尽可能降低 基础建设的成本，提高
经济效益。
施工可行
基础设计应考虑施工的 可操作性，确保施工方
便、快捷、高效。
环境保护
基础设计应尽量减少对 环境的破坏和污染，合 理利用资源，保护生态
人员培训与交底
对施工人员进行技术培训和 安全交底，确保施工人员熟 悉施工工艺、掌握安全操作 规程。
施工工艺流程
基础定位与放线
根据设计图纸，确定基础的位置和尺 寸，并进行放线工作，为后续施工提 供准确的基准。
养护与验收
完成浇筑后，对基础进行养护，并按 照相关规定进行质量检测和验收。
01
02
土方开挖
按照放线确定的边界，进行土方开挖 ，并注意保持边坡的稳定。
《柱下条形基础设计》ppt 课件
目录
• 柱下条形基础设计概述 • 柱下条形基础设计原理 • 柱下条形基础结构设计 • 柱下条形基础施工方法 • 柱下条形基础工程实例
01
柱下条形基础设计概述
定义与特点
定义
柱下条形基础是指将建筑物荷载通过 一块较大的混凝土板均匀传递到下层 土体中的基础类型。
特点
具有较大的承载能力，能够均匀分散 建筑物荷载，减少不均匀沉降，提高 建筑物的稳定性和安全性。
柱下条形基础的重要性
提高建筑物稳定性和安全性
柱下条形基础能够有效地将建筑物荷载传递到下层土体中 ，减少不均匀沉降和侧向位移，从而提高建筑物的稳定性 和安全性。
延长建筑物使用寿命
柱下条形基础PPT课件
Ri Qi左－Qi右
将各支座不平衡力均匀分布在相邻两跨的各1/3跨度范围内
边跨支座
qi
pi (l0 li
3)
中间支座
qi
pi (li1
li
)
33
5）继续用弯矩分配法或弯矩系数法计算内力，并重复步 骤4），直至不平衡力在计算容许精度范围内。一般不超 过柱荷载的20％。 6）将逐次计算结果叠加，得到最终内力分布。
Fi Fix Fiy wix wiy
（3）交叉条形基础
（一）节点荷载的初步分配
S 1 4 4EI
bk
1、中柱节点荷载的分配
Fi Fix Fiy wix wiy
w F 2kbS
Fix
bx S x bxSx byS y
Fi
Fiy
byS y bxSx byS y
1）根据初步选定的柱下条形基础尺寸和作用荷载，确定计算 简图； 2）计算基底净反力及分布，按刚性梁基底反力线性分布进行 计算 ；
3）用弯矩分配法或弯矩系数法计算连续梁的M、V；
4）调整与消除支座的不平衡力。如图，首先由支座处柱荷
载Pi和支座处反力Ri求出不平衡力△Pi：
Pi Pi Ri
pmax
F M
pmin
A F
fa 20d
pk fa pk max 1.2 fa
翼板的计算 翼板可视为悬臂于肋梁两侧，按悬臂板考虑，翼
板的计算方法与墙下钢筋混凝土条形基础相同。
V
ho 0.7hs ft
H0
As
M 0.9ho
fy
pj
二、十字交叉基础计算简介
- 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)。
况；以阶梯型反力代替连续反力有误差，计算较繁。
10
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
Hunan University
3.3.2 柱下条基的计算
(4) 纽马克（Newmark）法—计算弹性地基梁
计算原理：1943年提出，用于计算挠度、力矩和屈曲荷载， 适用于变截面杆件。假定地基为文克尔地基，地基系数沿 梁的轴线可任意变化，将梁沿轴线分为n段，每段土反力 用一系列弹簧代替，弹簧个数为n+1，刚度为：
3.3.2 柱下条基的计算
(3) 链杆法—弹性半空间地基上梁的简化计算
基本思路：将连续支承于地基上的梁简化为用有限个链 杆支承的梁，以阶梯形反力逼近实际反力，再将每段分 布力用集中力代替。将无数支点的超静定问题变为若干 个弹性支座上的连续梁,再用结构力学方法求解。 主要特点： 应用较广，适用于任何荷载及梁断面变化情
5
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
Hunan University
3.3.1 构造要求
翼板厚≥200mm，<250 mm时等厚；>250mm变厚i≤1.3； 柱荷较大时在柱位处加腋；板宽按地基承载力定 肋梁高由计算确定，初估可取柱距的1/8～1/4，肋宽由截 面抗剪确定 两端宜伸出柱边，外伸悬臂长l0宜为边跨柱距的1/4
肋梁纵向钢筋按计算确定，顶部纵筋通长配置，底部须有 1/3以上通长配置。当肋梁腹板高≥450mm时，应设腰筋箍 筋按计算确定，做成封闭式，并局部加密。底板受力筋按 计算确定
砼强度等级≥C20，垫层为C10，厚70~100 mm
6
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
Hunan University
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
Hunan University
3.3.2 柱下条基的计算
(2) 倒梁法
(a) F1 M1 F2 M2 F3 M3 F4 M4 pjminb pjmaxb 净反力分布图
(
前提：刚性梁，基底反力直线分布 按设计要求拟定柱下条基尺寸和作用荷 载； 计算基底净反力分布； 定计算简图：以柱端为不动铰支的多跨 (a) F F F F 连续梁，基底净反力为荷载；
3.柱下条基础、筏形和箱形基础
Hunan University
基础工程
电子教案
研制单位：湖南大学土木工程学院
1
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
Hunan University
3.柱下条形基础、筏形 和箱形基础
2
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
Hunan University
3.1 概述
优点：埋深较大、可提高地基承载力、增大基础抗滑稳定
按连续梁求内力 图３.２ 用倒梁法计算 8 地基梁简图
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
Hunan University
3.3.2 柱下条基的计算
主要缺点：忽略了梁整体弯曲所产生的内力以及柱脚不均
匀沉降引起上部结构的次应力，误差较大，且偏于不安全
存在问题：
计算所得反力Ri与原荷载Ni不相等；
性、并可利用补偿作用减小基底附加应力、减轻不均匀沉 降、减小上部结构次应力、并可提供地下空间
缺点：技术要求与造价较高、施工中需处理大基坑、深开
挖等问题，且箱基的地下空间利用不灵活
计算方法：
• 若按常规设计方法（仅满足静力平衡条件），误差较大； • 应考虑上部结构－基础－地基的相互作用，采用适当方法 计算 • 可仅考虑地基－基础的相互作用，采用弹性地基上的梁、 板模型计算 3
微分方程及其解答
d w 4 4w 0 dx 4
4 bk
4EI
q0
4
(a)
O
x q
dx
x
(b)
V M
q V+dV M+dM
bp w bp
图３.１ 文克勒地基上梁的计算图示
w e x C1 cos x C2 sin x e x C3 cos x C4 sin x
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
Hunan University
3.2 弹性地基上梁的分析
基本假定
变形协调：计算前后基底与地基不脱开 静力平衡：基础在外荷和基底反力作用下满足静力平衡 文克尔(Winkler,1867)假定土体表面任一点压力强度p仅 与该点竖向位移s成正比 p k s
k—地基抗力系数或基床系数，kN/m3，可查表1-12及1-13(P.25)
1 2 3 4
基底反力分布
(b)
用弯矩分配法计算弯矩分布，根据支座 p b 弯矩及荷载，以每跨为隔离体求出支座 p b 净反力分布图 反力，并绘制剪力分布图；
jmin jmax
M1
M2
M3
M4
pjminb pjmaxb 净反力分布图
调整及消除支座的不平衡力； 叠加逐次计算结果，求最终内力分布
3.3.2 柱下条基的计算
计算内容与方法
基底尺寸确定：按构造定基长l，按地基承载力定基宽b，
并力使基础形心与荷载重心重合，地基反力均匀分布
翼板计算：按悬臂板考虑，由抗剪定其厚度，按抗弯配筋 梁纵向内力分析：四种方法
(1) 静定分析法
假定基底反力线性分布，求基底净反力 pj ，按静力平衡计 算任意截面上的V及M并绘图，以此进行抗剪计算及配筋。 没有考虑基础与上部结构的相互作用，整体弯曲下计算所 得截面最大弯矩绝对值一般偏大，故只宜用于上部为柔性 7 结构、且基础自身刚度较大的条基及联合基础
4
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
Hunan University
3.2 弹性地基上梁的分析
梁的分类
短梁（刚性梁） ：l<p / 4; 有限长梁： p / 4 <l<p 无限长梁：l >p l称为柔度指数，为无量纲数
分类求解及其解答
集中荷载下的无限长梁 集中力偶作用下的无限长梁 集中力作用下的半无限长梁 力偶作用下的半无限长梁 有限长梁 短梁（刚性梁） （式3-8） （式3-10） （式3-11） （式3-12） （式3-14）
由于N与σ已知，故按静定结构也可求出内力，且结果与连 续梁不一致；
没有考虑地基土和梁的挠曲变形影响，导致软土偏于危险， 好土过于安全
适用对象：地基比较均匀，上部结构刚度较好，荷载分布
较均匀，且基础梁接近于刚性梁（梁高大于柱距的1/6）
9
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
Hunan University