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1、地基基础工程,钟 声 ZHONG, SHENG四川大学建筑与环境学院 College of Architecture and Environment, SCU,第五章 筏形基础,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算,第一节 概述 一、筏形基础及其分类 二、筏形基础的适用范围,第一节 概述 一、筏形基础及其分类,筏形基础 柱下或墙下连续的钢筋混凝土板式基础，又称筏板基础、满堂红基础筏形基础类型梁板式筏形基础平板式筏形基础,筏形基础,梁板式筏形基础定义：设置基础梁（肋梁）的筏形基础梁板式筏形分类： 单向肋梁筏形基础 双向肋梁筏形基础,梁板式筏形基础肋梁可向上布置在板
2、底以上肋梁也可向下布置在板底以下嵌入地基,平板式筏形基础 定义：不设肋梁的筏形基础。厚度一般0.51.5m，可达3m 特点：混凝土用量多，但不需要模板，施工简单、快捷,第一节 概述 一、筏形基础及其分类 二、筏形基础的适用范围,一般在下列情况下可选用筏形基础： （1）在软土地基上，用柱下条基或柱下十字交叉条基不能满足上部结构对变形的要求和地基承载力的要求时，可采用筏形基础； （2）当建筑物的柱距较小而柱的荷载又很大，或柱荷载相差较大将会产生较大的沉降差需增加基础的整体刚度以调整不均匀沉降时，可采用筏形基础；,一般在下列情况下可选用筏形基础 （3）当建筑物有地下室或大型贮液结构（如水池、油库等）
3、，结合使用要求，筏形基础就是一种理想的基础形式； （4）风荷载及地震荷载起主要作用的建筑物，要求基础要有足够的刚度和稳定性时，可采用筏形基础。,第一节 概述 一、筏形基础及其分类 二、筏形基础的适用范围,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求,梁板式基础肋梁 梁板式基础肋梁的构造，与柱下条形基础的构造要求相同。,底板尺寸底板厚度应满足抗冲切及斜截面抗剪要求；筏板厚度： 梁板式：高层建筑不宜小于300mm，不小于柱网较大跨度的1/20；对12层以上的建筑，不应小于400，且板厚与板格短边之比不得小于1/14；,底板尺寸底板厚度应满足抗冲切及斜截面抗剪要求；筏板厚度： 梁板式：多层建筑，厚度可按
4、每一层楼50mm初步确定，但五层以下的民用建筑其厚度大于或等于250mm；6层民用建筑厚度取大于或等于300mm； 平板式：高层建筑不宜小于400mm，厚度一般0.51.5m，可采用厚筏，厚度可取13m。,底板尺寸 底板悬臂长度： 优先考虑沿基础宽度方向悬挑； 梁板式肋梁外伸时： 横向 1200mm （从梁外皮算起）； 纵向600mm（从梁外皮算起）。,筏形基础,底板尺寸底板悬臂长度： 平板式 横向 1000mm（从柱外皮算起）； 纵向600mm（从柱外皮算起）。,筏基底板配筋 后面介绍。,地下室底层柱、剪力墙与基础梁连接的构造要求 柱、墙的边缘至基础梁边缘的距离不应小于50mm。, 50,4
5、5,h,50,45, 50,50,墙,50, 50,基础梁,50, 50,混凝土等级 筏板混凝土等级不宜低于C30（高层建筑）或C20（墙下筏板）； 地下水位以下的地下室底板应采用防水混凝土抗渗，并进行抗裂度验算。混凝土垫层和钢筋保护层 筏板下混凝土垫层应不小于100mm，混凝土等级C10； 筏板上、下层钢筋的保护层 有垫层时，取a40mm； 无垫层时，取a70mm。,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定 三、简化计算法 四、梁板式筏基底板冲切和剪切承载力计算,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节
6、 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容,梁板式筏形基础设计主要内容 （1）筏板底面尺寸的确定； 根据地基承载力确定。 （2）底板厚度； 根据受冲切承载力计算和受剪切承载力验算板厚度。 （3）底板内力计算及配筋。 正截面受弯承载力设计（板弯矩和配筋计算）。,梁板式筏形基础设计主要内容 （4）肋梁内力计算及配筋； 根据正截面受弯承载力设计，确定纵向受弯配筋； 根据斜截面受剪切承载力设计，验算基础梁高度，配置受剪钢筋（箍筋）。 （5）绘制施工图。,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定,基础底面尺寸的确
7、定 根据地基承载力要求确定基底尺寸地基反力p一般应按弹性地基板计算 简化计算时假定筏基为绝对刚性，地基反力按直线分布Mx、My作用于基底的绕x、y轴的弯矩； Ix、Iy基底绕x、y轴的惯性矩。,筏形基础地基承载力例题 片筏基础平面尺寸为16.5mm21.5m，厚0.8m，柱距和柱荷载如图所示，持力层土的地基承载力特征值fa90kNm2，试验算持力层承载力。,解： 求基底压力 基底竖向荷载 N= 350+ 2400+450+ 2500+ 21200+41500 =11000kN G = 21.516.50.824 = 6811kN 基底面积和惯性矩 A = 21.516.5 = 354.75m2
8、 Ix = 1/1216.521.53 = 13665m4 Iy = 1/1221.516.53 = 8050m4,ex=0.44m ey=0.10m,竖向荷载偏心矩和弯矩：x合力作用点距y的距离对轴 y求矩：,ex=0.44m ey=0.10m,竖向荷载偏心矩和弯矩： 同理， y=10.85m；y合力作用点距x的距离,ex=0.44m ey=0.10m,地基承载力验算 平均反力符合要求；基底最大反力符合要求。,ex=0.44m ey=0.10m,荷载偏心控制尽可能使荷载合力作用点与筏基底面形心相重合 当不能重合时，在永久荷载与可变荷载准永久组合下，偏心距宜符合下式要求： e0.1 WA A基
9、础底面积，m2； W与偏心距方向一致的基础底面边缘的抵抗矩，m3。 假定矩形基底偏心距方向为基底宽度B方向,荷载偏心控制 控制e的实质是防止高层建筑的倾斜； 如果偏心较大，或者不能满足上式的要求，为减少偏心距和扩大基底面积，可将筏板外伸悬挑。,如有软弱下卧层，应验算下卧层强度，验算方法与天然地基上浅基础相同； 基础沉降 基础的沉降应小于建筑物的允许沉降值，可按分层总和法计算，详见建筑地基基础设计规范规定。,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定 三、简化计算法 1. 简化计算法的条件 2. 静定梁法 3. 倒楼
10、盖法,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定 三、简化计算法 1. 简化计算法的条件,简化计算法的条件（规范规定） （1）当地基土比较均匀、上部结构刚度较好、梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏基的厚跨比不小于1/6，且相邻柱荷载及柱间距变化不超过20%，筏基可仅考虑局部弯曲作用。筏基的内力可按基底反力直线分布进行计算； 上部结构和基础的刚度足够大，基底反力直线分布； 荷载均匀、地基土均匀，偏心较小； 仅考虑基础局部弯曲，整体弯曲以构造考虑。 （2）当不满足上述条件时，筏基内力按弹性地基梁计算。,第一节 概述 第二节
11、 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定 三、简化计算法 1. 简化计算法的条件 2. 静定梁法,柱下筏基的静定梁法纵向静定梁 把整个筏基按纵向视为静定梁； 同列柱荷载叠加到梁上。如P2为柱列的柱2、4、2荷载之和； 静定梁截面内力用截面法计算。,柱下筏基的静定梁法横向静定梁 与纵向静定梁内力计算方法相同。,筏基的静定梁法特点柱下筏基静定梁法计算粗糙；平板式筏基比梁板式计算效果好。,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定 三、简化计算法 1. 简化计
12、算法的条件 2. 静定梁法 3. 倒楼盖法,倒楼盖法要点 传力路径，以梁板式筏基为例：,底板内力计算板以梁划分为区格，按倒置的区格板计算区格板支承简化 边梁铰接，内梁固接区格板作用荷载 地基净反力（向上作用）,底板内力计算 区格板按不同的支承条件，简化为纵横向板条，板条上作用地基净反力； 板条跨中和支座弯矩按公式图表计算（考虑纵横板条的变形协调和扭转）； 由板条弯矩计算底板上部和底部的受弯钢筋；,底板内力计算板外伸部分按倒置的悬臂板计算。,单向板、双向板受力与配筋,双向板 lx/ly2 两向受力 两向计算配筋,单向板 lx/ly3 短向受力为主 短向计算配筋 长向构造配筋,单向板或双向板 2
13、lx/ly 3 按单向板或双向 板计算与配筋,基础底板双层双向配筋双向板在纵横两向配置跨中钢筋和支座钢筋；单向板短向配置受力钢筋，长向配分布钢筋；,基础底板双层双向配筋跨中钢筋位于截面上部，支座钢筋位于底部；跨中钢筋和支座钢筋全部或部分通长。,筏基底板配筋底板受弯钢筋由计算确定 钢筋直径一般不小于12mm，间距100200mm； 梁板式筏基底板纵、横两个方向支座钢筋应有1/21/3贯通全跨，其配筋率不应小于0.15；跨中钢筋按实际配筋率全部连通。底板分布筋 当板厚小于250mm时，用8250； 当板厚大于250mm时，用10200。,纵横肋梁内力和配筋计算 梁上荷载分配如图，阴影部分分配给横梁
14、； 肋梁按铰支于柱的倒置多跨连续梁计算内力，可采用力矩分配法；,纵横肋梁内力和配筋计算根据正截面受弯承载力计算梁的受弯钢筋；根据斜截面受剪承载力计算计算受剪钢筋。,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定 三、简化计算法 1. 简化计算法的条件 2. 静定梁法 3. 倒楼盖法,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定 三、简化计算法 四、梁板式筏基底板冲切和剪切承载力计算 1. 冲切承载力计算 2. 剪切承载力计算,第一节 概述 第
15、二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定 三、简化计算法 四、梁板式筏基底板冲切和剪切承载力计算 1. 冲切承载力计算,底板受冲切破坏 底板在地基净反力作用下，以基础梁为支座，整体向上冲切破坏 冲切斜面于水平线的夹角为45,底板受冲切承载力计算公式Fl阴影部分面积上地基平均净反力设计值； um距基础梁边h0/2处冲切截面的周长；,hp抗冲切截面高度影响系数； hp1.0，h800mm； hp0.9，h2000m； 其间按线性内插法取用。 ft混凝土抗拉强度设计值。,底板受冲切承载力计算公式 底板区格为矩形时，底板受冲切所需厚度,
16、求解关于h0的一元二次方程,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定 三、简化计算法 四、梁板式筏基底板冲切和剪切承载力计算 1. 冲切承载力计算 2. 剪切承载力计算,底板受剪切破坏 底板在地基静反力作用下，以基础梁为支座，在基础梁边缘斜截面剪切破坏。,底板受剪切承载力计算公式Vs距基础梁边h0处，作用在阴影部分面积上地基平均净反力设计值； 阴影部分按45线划分剪切负荷面；,底板受剪切承载力计算公式hs受剪切承载力截面高度影响系数； h0800mm时， h0取800mm， h0 2000mm时， h0取2000mm。,剪切面积,第一节 概述 第二节 筏形基础的构造要求 第三节 筏形基础的设计计算 一、梁板式筏形基础设计主要内容 二、基础底面积的确定 三、简化计算法 四、梁板式筏基底板冲切和剪切承载力计算 1. 冲切承载力计算 2. 剪切承载力计算,
