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1、第十六届全国高层建筑结构学术会议论文 2000 年柱下条形基础简化计算及其设计步骤提要:本文对常用的静力平衡法和倒梁法的近似计算及其各自的适用范围和相互关系作了一些叙述,提出了自己的一些看法和具体步骤，并附有柱下条基构造表,目的是使基础设计工作条理清楚,方法得当,既简化好用,又比较经济合理.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
2、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第十六届全国高层建筑结构学术会议论文 2000 年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
3、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.jipFbLminax62第十六届
4、全国高层建筑结构学术会议论文 2000 年当 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 1/41/3),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F i 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,M i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
5、xa/2 时,基础长度 L=2(X+a1), a2=L-a-a1.当 x400 1/31/5注:1.选用时应注意梁高不致于过大 ,同时尚应综合考虑地基与上部结构对基础抗弯刚度的要求.2.反力大时取上限.第十六届全国高层建筑结构学术会议论文 2000 年柱下条形基础构造表截面和分类 截面采用倒 T 形截面,由梁和翼板组成.分类分单向条形基础(沿柱列单向平行配置)和交叉条形基础(沿纵横柱列分别平行配置)两种.悬臂长度 条形基础的端部应向外伸出,其长度宜为第一跨长的 1/41/3梁高 h 及梁宽 b 梁高 h 宜为柱距的 1/81/4,当柱荷载大且柱距较大,可在柱两侧局部加腋.梁宽 b 比该方向柱每
6、侧宽出 50mm 以上,且 bbf /4,但不宜过大;当小于该方向柱宽,梁与柱交接应符合有关要求.翼板厚度 hf 1.不宜小于 200mm.2.当 hf =200250mm 时,宜用等厚度翼板;当 hf 250mm 时,宜用 1:3 坡度的变厚度翼板,且其边缘高度不小于 150mm.翼板钢筋 1.横向受力钢筋直径不应小于 10mm,间距不应大于 200mm,宜优先选用 II 级钢.2.纵向分布筋直径为 810mm,间距不大于 250mm.基础梁钢筋 1.纵向受力钢筋为上下双筋,其直径不应小于 10mm,配筋率不应小于0.2%,梁底和梁顶应各有 24 根通长配筋,且其面积不得小于纵向钢筋面积的
7、1/3.2.当梁高 h700mm 时,两侧沿高度每隔 300400mm 设一根直径不小于 14 的纵向构造筋.3.箍筋采用封闭式直径不应小于 8mm,间距不大于 15d 及 400mm(d为纵向受力钢筋直径),在距支座轴线 0.250.3 倍柱距范围内 ,宜加密配置.当梁宽 b350mm 时为双肢箍筋,当 350mm800mm 时为六肢箍筋.现浇柱插筋或预制柱插入深度现浇柱在基础中的插筋和预制柱在杯口中的插入深度的构造要求均可按扩展式独立基础的要求.插筋与柱内钢筋宜采用焊接或机械连接接头.连系梁 当单向条形基础底面积已足够,为减少基础间的沉降差,可在另一方向设连系梁.连系梁截面为矩形,可不着地
8、,但要有一定的刚度和强度,否则作用不大.通常,连系梁配置是带经验性的,可参考扩展式独立基础拉梁的要求,但其截面高度比基础梁不宜相差太多.注:1.翼板根部厚度及其横向受力钢筋 ,梁高及其纵向受力钢筋,还须满足计算要求.2.其它要求见图例.第十六届全国高层建筑结构学术会议论文 2000 年参考文献1 中华人民共和国国家标准,建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)中国建筑工业出版社,1989 北京2 沈杰编地基基础设计手册上海科学技术出版社,19883 高大钊主编岩土工程标准规范实施手册中国建筑工业出版社,19974 北京市建筑设计研究院编结构专业技术措施华北地区建筑设计标准化办公室,1991第十六届全国高层建筑结构学术会议论文 2000 年5 中华人民共和国行业标准机械工厂结构设计规范(JBJ8-97)北京机械工业出版社,1997
