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1、第六章 筏形和箱形基础,6.1 箱形及筏形基础设计的基本要求 6.2 梁板式筏形基础 6.3 平板式筏形基础 6.4 箱形基础 6.5 工程实例及实例分析 6.6 筏形及箱形基础的常见设计问题,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,本节根据梁板式筏形基础的受力特点，说明梁板式筏形基础的设计要求、技术要点、使用条件及相关经济性指标，应特别注意框架结构的无地下室或一层地下室筏基的抗震设计要求，还应重视框架核心筒结构（或荷重分布类似的结构）在核心筒四角下梁板式筏形基础的应力集中问题。,【要点】,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,一、梁板式筏基的组成,梁板式筏基由地基梁和基础筏板组
2、成，地基梁的布置与上部结构的柱网设置有关，地基梁一般仅沿柱网布置，底板为连续双向板，也可在柱网间增设次梁，把底板划分为较小的矩形板块（图 6.2.1）。,图 6.2.1 梁板式筏基的肋梁布置 （a）双向主肋 （b）纵向主肋、横向次肋 （c）横向主肋、纵向次肋 （d）双向主次肋,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,一、梁板式筏基的组成,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,梁板式筏基具有：结构刚度大，混凝土用量少，当建筑的使用对地下室的防水要求很高时，可充分利用地基梁之间的“格子”空间采取必要的排水措施等优点（图 6.2.2a）。 但同时存在筏基高度大、受地基梁板布置的影响，基
3、础刚度变化不均匀，受力呈现明显的“跳跃”式（图 6.2.2b），在中筒或荷载较大的柱底易形成受力及配筋的突变，梁板钢筋布置复杂、降水及基坑支护费用高、施工难度大等不足。,一、梁板式筏基的组成,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,图 6.2.2 梁板式筏基的特点 （a）梁格的利用 （b）地基反力的突变,一、梁板式筏基的组成,防水要求比较高时，可以做成架空层，用于排水。,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,由于梁板式筏基在技术经济上的明显不足，因此，近年来该基础的使用正逐步减少，一般仅用于柱网布置规则、荷载均匀的某些特定结构中。,一、梁板式筏基的组成,第二节梁板式筏形基础,第六
4、章 筏形和箱形基础,筏形基础的设计方法也可分为三类： 简化计算方法 假定基底压力呈直线分布，适用于筏板相对地基刚度较大的情况。 当上部结构刚度很大时可用倒梁法或倒楼盖法； 当上部结构为柔性结构时可用静定分析法。 考虑地基与基础共同工作的方法 用地基上的梁板分析方法求解，一般用在地基比较复杂、上部结构刚度较差，或柱荷载及柱间距变化较大时。 考虑地基、基础与上部结构三者共同作用的方法,二、梁板式筏基的计算要求,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,二、梁板式筏基的计算要求,筏形基础设计应遵循天然地基上浅基础没计原则。设计内容与钢筋混凝土单独基础基本相同，但又有其特点。,第二节梁板式筏形基础
5、,第六章 筏形和箱形基础,二、梁板式筏基的计算要求,1（“地基规范”第 8.4.5 条、“箱筏规范”第 5.3.2、5.3.3 条）梁板式筏基底板除计算正截面受弯承载力外，其厚度尚应满足受冲切承载力、受剪切承载力的要求。,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,二、梁板式筏基的计算要求,2（“地基规范”第 8.4.5 条）梁板式筏基的底板受冲切承载力按式（6.2.1）计算：,底板冲切力设计值,（6.2.1）,（6.2.2）,图6.2.3 筏基底板冲切示意,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,当底板区格为矩形双向板时，底板受冲切所需的厚度,按式（6.2.3）计算：,二、梁板式筏基
6、的计算要求,（6.2.3）,计算板格的短边与长边的长度。,相应于荷载基本组合的单位面积上平均净反力设计值。,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,3（“地基规范”第 8.4.5 条）梁板式筏基的 底板受剪承载力按式（6.2.4）计算,二、梁板式筏基的计算要求,（6.2.4）,（6.2.5）,底板剪力设计值，即，距梁边缘h0处，作用在图4.2.4中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值。,受剪切承载力截面高度影响系数，见表4.2.8.,图6.2.4 筏基底板剪切计算示意,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,4（“地基规范”第 8.4.10 条）有抗震设防要求（当筏形基础的内力按
7、基底反力直线分布进行计算）时，对无地下室且抗震等级为一、二级的框架结构，基础梁除满足抗震构造要求外，计算时尚应将柱根组合的弯矩设计值分别乘以 1.5 和 1.25 的增大系数（见图 6.2.5）,二、梁板式筏基的计算要求,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,5（“地基规范”第 8.4.11 条、“箱筏规范”第 5.3.10 条）当梁板式筏基满足表 6.1.1的相关要求时，筏基的内力可按基底反力直线分布的连续梁计算，边跨跨中弯矩以及第一内支座的弯矩值宜乘以 1.2 的系数（图 6.2.6）。,二、梁板式筏基的计算要求,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,6（“地基规范”第 8
8、.4.10 条、“混凝土高规”第 12.2.3 条、“箱筏规范”第 5.3.9 条）当梁板式筏基不满足表 6.1.1 的相关要求时，筏基的内力应按弹性地基梁板法进行分析计算。 7（“地基规范”第 8.4.13 条、“箱筏规范”第 5.3.3 条）基础梁顶面的局部受压承载力计算梁板式筏基的基础梁除满足正截面受弯及斜截面受剪承载力外，尚应验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力（按“混凝土规范”公式（7.8.1-1）计算）。,8梁板式筏基计算要求汇总见表 6.2.1。,二、梁板式筏基的计算要求,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,二、梁板式筏基的计算要求,梁板式筏基计算要求汇总表 表6.6
9、.1,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,三、梁板式筏基的构造要求,1（“地基规范”第 8.4.5 条、“箱筏规范”第 5.3.2 条）梁板式筏基的底板厚度（图 6.2.7）1）对 12 层以上建筑的梁板式筏基，其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不应小于 1/14，且板厚不应小于 400mm； 2）其他情况下的梁板式筏基，其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不宜小于 1/20，且板厚不应小于 300mm。,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,2（“混凝土高规”第 12.2.6 条、“地基规范”第 8.4.10 条）梁板式筏基的梁高取值应包括底板厚度在内，梁高不宜小于平
10、均柱距的 1/6。应综合考虑荷载大小、柱距、地质条件等因素，经计算满足承载力的要求（图 6.2.8）。,3（“地基规范”第 8.4.11 条、“箱筏规范”第 5.3.10 条）按基底反力直线分布计算的梁板式筏基，其底板和基础梁的配筋除满足计算要求外，纵横方向的底部钢筋尚应有 1/21/3贯通全跨，且其配筋率（指贯通钢筋的配筋率编者注）不应小于 0.15%，顶部钢筋按计算配筋全部连通（图 6.2.9 及图 6.2.10）。,三、梁板式筏基的构造要求,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,4（“地基规范”第 8.4.6 条、“箱筏规范”第 5.3.4 条）梁板式筏基的肋梁宽度不宜过大，在满
11、足设计剪力,的条件下，当梁宽小于柱宽时，可将肋梁在柱边加腋以满足构造要求（图 6.2.11）。,三、梁板式筏基的构造要求,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,1）柱、墙边缘至基础梁边缘的距离不应小于 50mm； 2）当交叉基础梁的宽度小于柱截面的边长时，交叉基础梁连接处应设置八字角，柱角与八字角之间的净距不宜小于 50mm； 3）单向基础梁与柱的连接，可按图 6.2.11b 采用； 4）基础梁与剪力墙的连接时，基础梁边至剪力墙边的距离不宜小于 50mm（图 6.2.11c）。 5墙、柱的纵向钢筋要贯通基础梁而插入筏板中，并且应从梁上皮起满足锚固长度的要求（图 6.2.11c）。,三、
12、梁板式筏基的构造要求,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,二、梁板式筏基的计算要求,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,四、理解与分析,1梁板式筏基的底板的正截面受弯承载力按“混凝土规范”的相关要求计算。 2梁板式筏基可仅考虑局部弯曲作用的条件见表 6.1.1。 3当无法按简化方法计算时，宜采用弹性地基梁板方法计算。 4关于梁板式筏基的抗震设计 1）图 6.2.5 的柱根组合弯矩放大的条件是： （1）无地下室的梁板式筏基，其内力按基底反力直线分布的假定进行计算时； （2）抗震等级为一、二级的框架结构的框架柱； （3）柱根的组合弯矩设计值，就是按“抗震规范”第 6.2.3 条
13、或“混凝土高规”第 6.2.2条规定调整完毕的设计值。,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,2）基础设计中一般采用荷载效应的基本组合的柱底内力设计值，而对无地下室的一、二级抗震等级的框架结构，其基础梁设计中，柱底内力设计值除按荷载效应的基本组合值计算外，还需考虑地震作用下经放大后的组合弯矩设计值。 3）对于有地下室的筏基，受地下室的影响，筏基所承担的地震作用不大。文献11第11.0.2 条规定：“6 度区、7 度区地下室层数不少于一层及 8 度区地下室层数不少于两层时，在地震作用下可不验算基础的水平承载力”。 4）“地基规范”第 8.4.10 条的抗震设计要求与“地基规范”第 8.4
14、.12 条对平板式筏基的要求（见本章第三节）不同。,四、理解与分析,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,5公式（6.2.4）的意义在于将图 6.2.4 中阴影面积的全部剪力由梯形底边截面来承担，验算的是底边截面承担的总剪力。 6当满足表 6.1.1 条件，按基底反力直线分布假定的简化方法进行筏基内力计算时，规范采取了内力放大和加强通长钢筋配置等相应的构造措施，其根本目的在于弥补简化计算方法未考虑整体弯曲的不足（比较可以发现：当采用弹性地基梁板法设计时，规范无相似的要求）。,四、理解与分析,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,1、“地基规范”第 8.4.10 条中对柱根弯矩放
15、大的要求（图 6.2.5），是适用于所有梁板式筏基的基础梁，还是仅用于按基底反力直线分布计算的梁板式筏基中的基础梁，规范对此未表述清晰。,五、结构设计的相关问题,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,五、结构设计的相关问题,2、在框架-核心筒结构中，核心筒面积一般在楼层总面积的 20%以下，在此范围内剪力墙集中布置，同时还承担了接近 1/2 的楼层重量，核心筒下地基反力大大高于外框架柱下的地基反力，常出现筒体角部外侧基础梁受力过于集中的现象，导致基础梁超筋（图 6.2.12）。,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,3图 6.2.8 中梁高不区分楼层数量、荷载情况等，统一要求
16、h l /6，对于层数不多、荷载不大的特定建筑欠合理。,四、理解与分析,第二节梁板式筏形基础,第六章 筏形和箱形基础,1“地基规范”第 8.4.10 条中对柱根弯矩放大的要求，可将其用于所有梁板式筏基的基础梁。由于结构计算中上部结构与基础多采取分离式计算，因此基础计算中尤其应注意规范的上述要求，避免遗漏。 2公式（6.2.1）也宜按公式（6.3.4）考虑冲切临界截面周长影响系数 ，取 =1.25。 3一般不宜在框架-核心筒结构（或剪力墙在中部集中布置的框架-剪力墙结构）等上部荷载分布不均匀的结构中采用梁板式筏基，必须采用时应采取内筒角部基础梁加强措施，避免局部应力集中给设计带来困难。,六、设计建议,
