桩承台BPB6计算与防水板计算
桩承台计算
承台计算取桩冲切力最大，且桩距离上部墙较远的BPB6.
一、设计资料
1、承台信息
承台高：1500mm
2、桩信息
桩截面宽：640mm(0.8D)
单桩承载力：3100.00kN
3、混凝土信息
混凝土等级：C30
4.设计时执行的规范：
《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）以下简称桩基规范
《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2010）以下简称混凝土规范承台示意图如下：（图中所示桩反力为基本组合下最大反力）
二、计算结果
35 SATWE基本组合:1.20?恒-1.40?风y+0.70?1.40?活采用公式：
在组合35情况下，承台上部角桩最大反力为4128KN（基本组合）
1、承台内力配筋计算(Y方向起控制作用)
Y方向配筋计算：
M Y = 4128*1.32=5448.96KN.M h0= 1500-120=1380
. 计算相对界限受压区高度
ξb=β1/(1+fy/(Es*εcu))=0.80/(1+360/(2.0*105*0.0033))=0.518 . 确定计算系数
αs=γo*M/(α1*fc*b*ho*ho)=1.0*5448.96*106/(1.0*14.3*5000*1380*1380)=0.040 . 计算相对受压区高度
ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2*0.040)=0.041≤ξb=0.518 满足要求。 . 计算纵向受拉筋面积
As ＝α1*fc*b*ho*ξ/fy=1.0*14.3*5000*1375*0.041/360=11196.7mm 2 . 验算最小配筋率
ρ=As/(b*h)=11196.7/(5000*1500)=0.149％
接近满足最小配筋率要求，11196.7/5=2240mm 2
/m 实配钢筋为：
T:X&YC22@160(As=2376) B:XC22@160 (As=2376) YC22@100 (As=3801)
[考虑上部角桩偏置，适度加强了Y 向配筋，并按图审要求，斜边增加斜向钢筋]
2、墙冲切承台计算：（为方便计算，a0取桩中心至墙中心距离，比规范值偏安全）
冲切力:F l =4128-278.64=3849.36KN （278.64为平均到每根桩上需要扣减的承台及土自重设计值）
βhp=1-(1500-800)/1200*0.1=0.942
λ=1320/1380=0.957 β0=0.84/(0.957+0.2)=0.726
βhp*β0*μm*ft*h0=0.942*0.726*5000*1.43*1380/1000=6747.96KN>Fl=3849.36KN 墙冲切承台满足设计要求。 3、角桩冲切计算：
采用“桩基规范”5.9.8条,公式如下： N l ≤[β1x (c 2+a 1y /2)+β1y (c 1+a 1x /2)]βhp f t h 0
βlx =0.56
λ1x + 0.2 βly =0.56
λ1y + 0.2
α1x =0. λ1x =0.25 c 1= 1120. α1y = 900. λ1y =0.65 c 2= 1000. h 0= 1380. β1x =1.24 β1y = 0.660 βhp =0.942 f t = 1.430 Q pc =[β1x (c 2+α1y /2)+β1y (c 1+α1x /2)]βhp f t h 0 = 4716.51kN > N l = 3849.36 kN
角桩冲切满足要求。 4、承台抗剪计算：
承台剪力V （不计承台及以上土重）：3849.36KN 采用“桩基规范”5.9.9条,公式如下： V ≤βhs af t b 0h 0
a =1.75
λx + 1
βhs =(
800h 0
)1/4
h0=1380. αy= 900. λy=0.652
V pl = βhs[1.75/(λ+1.0)]b0h0f t
=0.899?[1.75/(0.652+1.0)]?5000.?1380.?1.430/1000
= 9396.65 kN > V=3849.36 kN
承台抗剪满足要求。
5、承台局压计算：
取桩最大反力对应荷载组合，墙最大压力为2190KN/m,取1m长墙体计算：
A l=0.25*1.0=0.25m2 A b=0.75*1.0=0.75 m2
βl= sqrt(A b / A l)= sqrt(0.75 / 0.25)=1.732
按混凝土规范附录D式D5.1-1（不考虑承台钢筋的有利影响，按素混凝土构件计算）
ω=1.0 fcc=0.85*14.3=12.155
所以：1.0*1.732*12.155*0.25*1000=5263.115KN>2190KN
承台局压满足受力要求。
承台梁计算
承台梁下的桩布置基本为墙下布桩，承台梁受力最不利的位置为8轴/C轴或14轴/C轴的CTL-A5(1)，取桩反力比较大的14轴位置处计算，最不利荷载组合为：SATWE基本1.35恒+0.98活.
一、设计资料
1、梁信息
梁截面：1200*1200
2、混凝土信息
混凝土等级：C30
二、计算结果
计算简图如下图示：
截面内力
左支座: 正弯矩 0.00 kN*m,
负弯矩 0.00 kN*m,
剪力1447.57 kN,
跨中: 正弯矩 1792.74 kN*m,
负弯矩 0.00 kN*m,
剪力-2979.53 kN,
右支座: 正弯矩 0.00 kN*m,
负弯矩 0.00 kN*m,
剪力-2979.53 kN,
配筋计算（受弯取跨中截面，受剪取右支座）
受剪计算：[箍筋为C10@100(8),Asv=628]
判断深受弯构件类型
lo/h=2700/1200=2.250, 2 计算梁截面有效高度和腹板高度 ho=h-as=1200-240=960mm hw=ho=960mm 确定跨高比 lo/h=2700/1200=2.250 确定受剪面是否符合条件 当hw/b=960/1200=0.800≤4 时 V≤(1/60)*(10+lo/h)*(βc*fc*b*ho)/γo混规(G.0.3-1) =(1/60)*(10+2.250)*(1.0*14.3*1200*960)/1.0=3363.360kN 截面符合条件。 确定是否需按构造配筋 [0.7*(8-lo/h)*ft*b*ho/(3*1000)+1.25*(lo/h-2)*fyv*Asv*ho/(3*Sh*1000)]/γo =[0.7*(8-2.250)*1.43*1200*960/(3*1000)+1.25*(2.250-2)*360*628*960/(3*100*1 000)]/1.0 =2436.288 不符合构造要求，需计算水平分布钢筋。 计算水平分布钢筋 令x=V*γo-0.7*(8-lo/h)*ft*b*ho/3-1.25*(lo/h-2)*fyv*Asv*ho/(3*Sh) =2979.530*1.0-0.7*(8-2.250)*1.43*1200*960/3/1000 -1.25*(2.250-2)*360*628*960/(3*100*1000) =543.242kN Ash=6*x*1000*Sv/((5-lo/h)*fyh*ho) =6*543.242*1000*200/((5-2.250)*360*960) =686mm2 验算最小配筋率 ρsh=Ash/(b*Sv)=686/(1200*200)=0.286％≥ρsh,min=0.200％混规(G.0.12) 满足最小配筋率要求 实配N6C16(Ash=1206) 受弯计算 判断深受弯构件类型： lo/h=2700/1200=2.250≤2.5, 属于深梁。 计算梁截面有效高度： ho=h-as=1200-120=1080mm 计算内力臂长度 (lo≥h) 计算截面受压区高度 αd=0.8+0.04*lo/h=0.8+0.04*2700/1200=0.890混规 (G.0.2-3) z=αd*(ho-0.5x) 混规(G.0.2-2) a1*fc*b*x=fy*As; 混规(6.2.10-2) M=fy*As*z 混规(G.0.2-1) =fy*As*ad*(ho-x/2); =a1*fc*b*x*ad*(ho-x/2); 令A=a1*fc*b*ad=1.00*14.3*1200*0.890=15272.40mm2 x=(A*ho±sqrt(A2*ho2-2*A*M))/A =(15272.40*1080±sqrt(15272.402*10802-2*15272.40*1792.740*106))/15272.40 =114.789mm ξb＝β1/(1+fy/Es/εcu)=0.518 x<=ξb*ho＝0.518*1080.000=559.059mm 属于适筋情况，受压区高度满足要求。 因为x＜0.2ho=0.2*1080=216mm, 所以取 x=216mm。 计算内力臂长度 z=αd*(ho-0.5x)=0.890*(1080-0.5*216)=865.08mm 混规(G.0.2-2) 计算纵向受拉钢筋 As=M/(fy*z)*γo=1792.740*106/(360*865.08)*1.0=5757mm2混规(G.0.2-1) 验算配筋率 ρ=As/(b*h)=5757/(1200*1200)=0.400％≥ρmin=0.200％混规(G.0.12) 实际配筋：梁顶部8C22（As=3041），底部16C22(As=6082). 防水板计算 取防水板跨度最大的位置：1~7/E~D，进行防水板的计算。 一、设计资料 1、防水板信息 板厚：400mm 2、混凝土信息 混凝土等级：C30 3、防水板底标高6.400(绝对高程)，抗浮设防水位标高9.000(绝对高程) 二、计算结果 设计水浮力：1.40*(9-6.4)*10=36.4KN/m2 几何参数 计算跨度: Lx = 3700 mm; Ly = 6900 mm 板厚: h = 400 mm 材料信息 混凝土等级: C30 fc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm2 ftk=2.01N/mm2 Ec=3.00×104N/mm2 钢筋种类: HRB400 fy = 360 N/mm2Es = 2.0×105 N/mm2 最小配筋率: ρ= 0.150% 纵向受拉钢筋合力点至近边距离: as = 120mm 保护层厚度: c = 100mm 荷载信息(均布荷载) 永久荷载分项系数: γG = 1.200 可变荷载分项系数: γQ = 1.400 准永久值系数: ψq = 1.000 永久荷载标准值: ｑgk = 0.000kN/m2 可变荷载标准值: ｑqk = 26.000kN/m2 计算方法:弹性板 边界条件(上端/下端/左端/右端):固定/固定/固定/固定 设计参数 结构重要性系数: γo = 1.00 泊松比:μ = 0.200 计算参数: 1.计算板的跨度: Lo = 3700 mm 2.计算板的有效高度: ho = h-as=400-120=280 mm 配筋计算(lx/ly=3700/6900=0.536<2.000 所以按双向板计算): X向底板钢筋 1) 确定X向板底弯矩 Mx = 表中系数(γG*ｑgk+γQ*ｑqk)*Lo2 = (0.0389+0.0051*0.200)*(1.200*0.000+1.400*26.000)*3.72 = 19.900 kN*m 2) 确定计算系数 αs = γo*Mx/(α1*fc*b*ho*ho) = 1.00*19.900×106/(1.00*14.3*1000*280*280) = 0.018 3) 计算相对受压区高度 ξ = 1-sqrt(1-2*αs) = 1-sqrt(1-2*0.018) = 0.018 4) 计算受拉钢筋面积 As = α1*fc*b*ho*ξ/fy = 1.000*14.3*1000*280*0.018/360 = 199mm2 5) 验算最小配筋率 ρ = As/(b*h) = 199/(1000*400) = 0.050% ρ<ρmin = 0.150% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = ρmin*b*h = 0.150%*1000*400 = 600 mm2采取方案12@150, 实配面积754 mm2 Y向底板钢筋 1) 确定Y向板底弯矩 My = 表中系数(γG*ｑgk+γQ*ｑqk)*Lo2 = (0.0051+0.0389*0.200)*(1.200*0.000+1.400*26.000)*3.72 = 6.422 kN*m 2) 确定计算系数 αs = γo*My/(α1*fc*b*ho*ho) = 1.00*6.422×106/(1.00*14.3*1000*280*280) = 0.006 3) 计算相对受压区高度 ξ = 1-sqrt(1-2*αs) = 1-sqrt(1-2*0.006) = 0.006 4) 计算受拉钢筋面积 As = α1*fc*b*ho*ξ/fy = 1.000*14.3*1000*280*0.006/360 = 64mm2 5) 验算最小配筋率 ρ = As/(b*h) = 64/(1000*400) = 0.016% ρ<ρmin = 0.150% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = ρmin*b*h = 0.150%*1000*400 = 600 mm2采取方案12@150, 实配面积754mm2 X向支座左边钢筋 1) 确定左边支座弯矩 M o x = 表中系数(γG*ｑgk+γQ*ｑqk)*Lo2 = 0.0818*(1.200*0.000+1.400*26.000)*3.72 = 40.769 kN*m 2) 确定计算系数 αs= γo*M o x/(α1*fc*b*ho*ho) = 1.00*40.769×106/(1.00*14.3*1000*280*280) = 0.036 3) 计算相对受压区高度 ξ = 1-sqrt(1-2*αs) = 1-sqrt(1-2*0.036) = 0.037 4) 计算受拉钢筋面积 As = α1*fc*b*ho*ξ/fy = 1.000*14.3*1000*280*0.037/360 = 412mm2 5) 验算最小配筋率 ρ = As/(b*h) = 412/(1000*400) = 0.103% ρ<ρmin = 0.150% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = ρmin*b*h = 0.150%*1000*400 = 600mm2采取方案12@150, 实配面积754 mm2 X向支座右边钢筋 1) 确定右边支座弯矩 M o x = 表中系数(γG*ｑgk+γQ*ｑqk)*Lo2 = 0.0818*(1.200*0.000+1.400*26.000)*3.72 = 40.769 kN*m 2) 确定计算系数 αs = γo*M o x/(α1*fc*b*ho*ho) = 1.00*40.769×106/(1.00*14.3*1000*280*280) = 0.036 3) 计算相对受压区高度 ξ = 1-sqrt(1-2*αs) = 1-sqrt(1-2*0.036) = 0.037 4) 计算受拉钢筋面积 As = α1*fc*b*ho*ξ/fy = 1.000*14.3*1000*280*0.037/360 = 412mm2 5) 验算最小配筋率 ρ = As/(b*h) = 412/(1000*400) = 0.103% ρ<ρmin = 0.150% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = ρmin*b*h = 0.150%*1000*400 = 600 mm2采取方案12@150, 实配面积754mm2 Y向上边支座钢筋 1) 确定上边支座弯矩 M o y = 表中系数(γG*ｑgk+γQ*ｑqk)*Lo2 = 0.0571*(1.200*0.000+1.400*26.000)*3.72 = 28.440 kN*m 2) 确定计算系数 αs = γo*M o y/(α1*fc*b*ho*ho) = 1.00*28.440×106/(1.00*14.3*1000*280*280) = 0.025 3) 计算相对受压区高度 ξ = 1-sqrt(1-2*αs) = 1-sqrt(1-2*0.025) = 0.026 4) 计算受拉钢筋面积 As = α1*fc*b*ho*ξ/fy = 1.000*14.3*1000*280*0.026/360 = 286mm2 5) 验算最小配筋率 ρ = As/(b*h) = 286/(1000*400) = 0.071% ρ<ρmin = 0.150% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = ρmin*b*h = 0.150%*1000*400 = 600 mm2采取方案12@150, 实配面积754 mm2 Y向下边支座钢筋 1) 确定下边支座弯矩 M o y = 表中系数(γG*ｑgk+γQ*ｑqk)*Lo2 = 0.0571*(1.200*0.000+1.400*26.000)*3.72 = 28.440 kN*m 2) 确定计算系数 αs = γo*M o y/(α1*fc*b*ho*ho) = 1.00*28.440×106/(1.00*14.3*1000*280*280) = 0.025 3) 计算相对受压区高度 ξ = 1-sqrt(1-2*αs) = 1-sqrt(1-2*0.025) = 0.026 4) 计算受拉钢筋面积 As = α1*fc*b*ho*ξ/fy = 1.000*14.3*1000*280*0.026/360 = 286mm2 5) 验算最小配筋率 ρ = As/(b*h) = 286/(1000*400) = 0.071% ρ<ρmin = 0.150% 不满足最小配筋要求 所以取面积为As = ρmin*b*h = 0.150%*1000*400 = 600 mm2 采取方案12@150, 实配面积754 mm2 跨中挠度计算： Mk -------- 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值 Mq -------- 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值 计算荷载效应 Mk = Mgk + Mqk = (0.0389+0.0051*0.200)*(0.000+26.000)*3.72 = 14.214 kN*m Mq = Mgk+ψq*Mqk = (0.0389+0.0051*0.200)*(0.000+1.0*26.000)*3.72 = 14.214 kN*m 计算受弯构件的短期刚度 Bs 1) 计算按荷载荷载效应的两种组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 σsk = Mk/(0.87*ho*As) 混规(7.1.4-3) = 14.214×106/(0.87*280*603) = 96.766 N/mm σsq = Mq/(0.87*ho*As) 混规(7.1.4-3) = 14.214×106/(0.87*280*603) = 96.766 N/mm 2) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积: Ate = 0.5*b*h = 0.5*1000*400= 200000mm2 ρte = As/Ate 混规(7.1.2-4) = 603/200000 = 0.301% 3) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ ψk = 1.1-0.65*ftk/(ρte*σsk) 混规(7.1.2-2) = 1.1-0.65*2.01/(0.301%*96.766) = -3.378 因为ψ不能小于最小值0.2，所以取ψk = 0.2 ψq = 1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq) 混规(7.1.2-2) = 1.1-0.65*2.01/(0.301%*96.766) = -3.378 因为ψ不能小于最小值0.2，所以取ψq = 0.2 4) 计算钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE αE = Es/Ec = 2.0×105/3.00×104 = 6.667 5) 计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf 矩形截面，γf=0 6) 计算纵向受拉钢筋配筋率ρ ρ = As/(b*ho)= 603/(1000*280) = 0.215% 7) 计算受弯构件的短期刚度 Bs Bsk = Es*As*ho2/[1.15ψk+0.2+6*αE*ρ/(1+ 3.5γf')](混规(7.2.3-1)) = 2.0×105*603*2802/[1.15*-3.378+0.2+6*6.667*0.215%/(1+3.5*0.0)] = 1.832×104 kN*m2 Bsq = Es*As*ho2/[1.15ψq+0.2+6*αE*ρ/(1+ 3.5γf')](混规(7.2.3-1)) = 2.0×105*603*2802/[1.15*-3.378+0.2+6*6.667*0.215%/(1+3.5*0.0)] = 1.832×104 kN*m2 计算受弯构件的长期刚度B 1) 确定考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ 当ρ'=0时，θ=2.0 混规(7.2.5) 2) 计算受弯构件的长期刚度 B Bk = Mk/(Mq*(θ-1)+Mk)*Bs (混规(7.2.2-1)) = 14.214/(14.214*(2.0-1)+14.214)*1.832×104 = 9.159×103 kN*m2 Bq = Bsq/θ (混规(7.2.2-2)) = 1.832×104/2.0 = 9.159×103 kN*m2 B = min(Bk,Bq) = min(9159.325,9159.325) = 9159.325 计算受弯构件挠度 f max = f*(q gk+Ψq*q qk)*Lo4/B = 0.00248*(0.000+1.0*26.000)*3.74/9.159×103 = 1.319mm 验算挠度 挠度限值fo=Lo/200=3700/200=18.500mm fmax=1.319mm≤fo=18.500mm，满足规范要求! 裂缝宽度验算:（取弯矩最大的支座计算） 1) M o x = 表中系数(ｑgk+ψｑqk)*Lo2 = 0.0818*(0.000+1.00*26.000)*3.72 = 29.121 kN*m 2) 带肋钢筋,所以取值v i=1.0 3) 因为C > 65，所以取C = 65 4) 计算按荷载效应的准永久组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力 σsq=Mq/(0.87*ho*As) 混规(7.1.4-3) =29.121×106/(0.87*280*754) =158.547N/mm 5) 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率 矩形截面积，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*400=200000 mm2 ρte=As/A te 混规(7.1.2-4) =754/200000 = 0.0034 因为ρte=0.0034 < 0.01,所以让ρte=0.01 6) 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ ψ=1.1-0.65*ftk/(ρte*σsq) 混规(7.1.2-2) =1.1-0.65*2.010/(0.0100*158.547) =0.276 7) 计算单位面积钢筋根数n n=1000/dist = 1000/150 =7 8) 计算受拉区纵向钢筋的等效直径d eq d eq= (∑n i*d i2)/(∑n i*v i*d i) =7*12*12/(7*1.0*12)=12 9) 计算最大裂缝宽度 ωmax=αcr*ψ*σsq/Es*(1.9*C+0.08*Deq/ρte) (混规(7.1.2-1) =1.9*0.276*158.547/2.0×105*(1.9*65+0.08*12/0.0100) =0.091mm ≤ 0.20, 满足规范要求 7.4.3独立柱基加防水板基础 【问】独立柱基加防水板基础的设计应注意哪些问题？ 【答】对独基加防水板基础的设计，涉及防水板的内力、考虑防水板影响的独立基础计算、软垫层的设置及结构抗浮设计等问题。当地下水位较高时，忽略防水板对独立基础内力的影响是不安全的。此部分内容是编者对实际工程经验的总结，读者可根据工程的具体情况参照使用。 【问题分析】 独基加防水板基础是近年来伴随基础设计与施工发展而形成的一种新的基础形式（图 7.4.3-1），由于其传力简单、明确及费用较低，因此在工程中应用相当普遍。 1.受力特点 1）在独基加防水板基础中，防水板一般只用来抵抗水浮力，不考虑防水板的地基承载能力。独立基础承担全部结构荷重并考虑水浮力的影响。 2）作用在防水板上的荷载有：地下水浮力qw、防水板自重q。及其上建筑做法重量qa，在建筑物使用过程中由于地下水位变化，作用在防水板底面的地下水浮力也在不断改变，根据防水板所承担的水浮力的大小，可将独立柱基加防水板基础分为以下两种不同情况： （1）当qw≤（q。+qa）时（注意：此处的qw、g。和q。均为荷载效应基本组合时的设计值，即水浮力起控制作用时的荷载设计值，而不是荷载标准值），建筑物的重量将全部 （2）当qw>（q+qa）时（注意：同上），防水板对独立基础底面的地基反力起一定的分担作用，使独立基础底面的部分地基反力转移至防水板，并以水浮力的形式直接作用在防水板底面，这种地基反力的转移对独立基础的底部弯矩及剪力有加大的作用，并且随水浮力的加大而增加（图7.4.3-2b）。 3）在独基加防水板基础中，防水板是一种随荷载情况变化而变换支承情况的复杂板类构件，当qw≤（qs+qa）时（图7.4.3-2a），防水板及其上部重量直接传给地基土，独立基础对其不起支承作用；当qw>（qs+qa）时（图7.4.3-2b），防水板在水浮力的作用下，将净水浮力（即qw-（qs+q。））传给独立基础，并加大了独立基础的弯矩数值。 2.计算原则 在独基加防水板基础中，独立基础及防水板一般可分开单独计算。 1）防水板计算 （1）防水板支承条件的确定 防水板可以简化成四角支承在独立基础上的双向板（支承边的长度与独立基础的尺寸有关，防水板为以独立基础为支承的复杂受力双向板）（图7.4.3-3）； （2）防水板的设计荷载（图7.4.3-2） ①重力荷载 防水板上的重力荷载一般包括：防水板自重、防水板上部的填土重量、建筑地面重 量、地下室地面的固定设备重量等； ②活荷载 防水板上的活荷载一般包括：地下室地面的活荷载、地下室地面的非固定设备重量等； ③水浮力 防水板的水浮力可按抗浮设计水位确定。 （3）荷载分项系数的确定 ①当地下水水位变化剧烈时，水浮力荷载分项系数按可变荷载分项系数确定，取1.4； 承台计算书 单桩竖向承载力设计值为1190kN ，承台混凝土强度等级为C35，f t =1.57N/mm 2, f c =16.7N/mm 2,承台钢筋选用HRB400，承台底最小配筋率取0.15%，承台底保护层厚为100mm ，桩截面尺寸为400mm ×400mm ，内径为240mm 。 一、防水板荷载计算： 1、200厚防水板建筑面层重量q a 0.2×20=4 2、450厚防水板自重q s 0.45×25=11.25 3、顶标高为-3.7m 部位防水板的水浮力q w1 [-0.75-(-3.7-0.45)]×10=34 4、顶标高为-4.3m 部位防水板的水浮力q w2 [-0.75-(-4.3-0.45)]×10=40 二、CT2计算： 该承台平面尺寸为2200×2200，高取1200；柱截面尺寸取a ×b=600×600；取该处L x 取8.4米，L y 取6米,偏于安全；该承台顶X 向有混凝土墙体，故取Y 向配筋计算结果作为X 、Y 向配筋依据。 1、由防水板抵抗水浮力引起的弯矩计算： 该处防水板荷载设计值为： q wj =1.4q w1-（q a +q s ） =1.4×34-（4+11.25） =32.35，取q wj =36千牛/平方米 沿该承台周边均匀分布的等效线荷载设计值为： q e =q wj (L x L y -a x a y )/2(a x +a y ) =36(8.4×6-2.2×2.2)/2(2.2+2.2) =186.4千牛/米 沿该承台边缘均匀分布的线弯矩设计值为： m e ≈kq wj L x L y a=y x a a =2200 取L=L x =8400，偏于安全。 独基+防水板基础设计建议 根据广西基础勘察工程有限责任公司4月1日提供的《南宁骋望地产有限公司骋望剑桥郡居住小区工程岩土工程详细勘察报告》，本工程抗浮设计水位较高，需进行防水及抗浮设计。最后的抗浮设计水位取值确定为绝对高程75m，我们对基础形式的选择做了较细致的论证工作。在比较了桩承台+防水板（梁板式）、独立基础+防水板、筏板+柱帽等多种基础型式后，我们觉得无论是经济型还是施工的方便性上，独立基础+防水板都是本工程较好的基础形式。 结合北京市设计院成功的经验及工程案例，对本工程的独立基础+防水板的设计作了进一步的分析。 一、分析模型： 1、按北京市院方法 ①采用SAP2000建立5x5跨的无梁楼盖模型，跨度8m；单元板格按1mx1m；设计时取中间跨的效应组合； ②混凝土标号C35，钢筋采用HRB400钢筋； ③荷载分项系数：水浮力的荷载分项系数取1.35，有利恒荷载的荷载分项系数取1.0。 ④防水板计算时，对基础范围内的节点均采用固端约束； ⑤基础按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）8.2.11-1式计算底板弯矩，并与防水板传来的弯矩组合； ⑥防水板传给基础的荷载分为两部分：一是扣除底板及面层有利恒荷载的水浮力传至基础边均匀布置的线荷载，二是传至板边的弯矩（按防水板支座弯矩的平均值）； ⑦独立基础采用等厚平板，按基础设计后叠加防水板传过来的荷载产生的内力。 2、采用SAP2000按实际约束情况整体计算 ①模型、材料、荷载分项系数同上； ②仅在柱位置采用固端约束； ③防水板上水浮力按抗浮设防水位； ④独立基础下基底反力按“柱轴力+底板及面层荷载-底板水浮力”考虑； 桩承台计算 承台计算取桩冲切力最大，且桩距离上部墙较远的BPB6. 一、设计资料 1、承台信息 承台高：1500mm 2、桩信息 桩截面宽：640mm(0.8D) 单桩承载力：3100.00kN 3、混凝土信息 混凝土等级：C30 4.设计时执行的规范： 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）以下简称桩基规范 《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2010）以下简称混凝土规范承台示意图如下：（图中所示桩反力为基本组合下最大反力） 二、计算结果 35 SATWE基本组合:1.20?恒-1.40?风y+0.70?1.40?活采用公式： 在组合35情况下，承台上部角桩最大反力为4128KN（基本组合） 1、承台内力配筋计算(Y方向起控制作用) Y方向配筋计算： M Y = 4128*1.32=5448.96KN.M h0= 1500-120=1380 . 计算相对界限受压区高度 ξb=β1/(1+fy/(Es*εcu))=0.80/(1+360/(2.0*105*0.0033))=0.518 . 确定计算系数 αs=γo*M/(α1*fc*b*ho*ho)=1.0*5448.96*106/(1.0*14.3*5000*1380*1380)=0.040 . 计算相对受压区高度 ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2*0.040)=0.041≤ξb=0.518 满足要求。 . 计算纵向受拉筋面积 As ＝α1*fc*b*ho*ξ/fy=1.0*14.3*5000*1375*0.041/360=11196.7mm 2 . 验算最小配筋率 ρ=As/(b*h)=11196.7/(5000*1500)=0.149％ 接近满足最小配筋率要求，11196.7/5=2240mm 2 /m 实配钢筋为： T:X&YC22@160(As=2376) B:XC22@160 (As=2376) YC22@100 (As=3801) [考虑上部角桩偏置，适度加强了Y 向配筋，并按图审要求，斜边增加斜向钢筋] 2、墙冲切承台计算：（为方便计算，a0取桩中心至墙中心距离，比规范值偏安全） 冲切力:F l =4128-278.64=3849.36KN （278.64为平均到每根桩上需要扣减的承台及土自重设计值） βhp=1-(1500-800)/1200*0.1=0.942 λ=1320/1380=0.957 β0=0.84/(0.957+0.2)=0.726 βhp*β0*μm*ft*h0=0.942*0.726*5000*1.43*1380/1000=6747.96KN>Fl=3849.36KN 墙冲切承台满足设计要求。 3、角桩冲切计算： 采用“桩基规范”5.9.8条,公式如下： N l ≤[β1x (c 2+a 1y /2)+β1y (c 1+a 1x /2)]βhp f t h 0 βlx =0.56 λ1x + 0.2 βly =0.56 λ1y + 0.2 α1x =0. λ1x =0.25 c 1= 1120. α1y = 900. λ1y =0.65 c 2= 1000. h 0= 1380. β1x =1.24 β1y = 0.660 βhp =0.942 f t = 1.430 Q pc =[β1x (c 2+α1y /2)+β1y (c 1+α1x /2)]βhp f t h 0 = 4716.51kN > N l = 3849.36 kN 角桩冲切满足要求。 4、承台抗剪计算： 承台剪力V （不计承台及以上土重）：3849.36KN 采用“桩基规范”5.9.9条,公式如下： V ≤βhs af t b 0h 0 a =1.75 λx + 1 βhs =( 800h 0 )1/4 防水板荷载计算 1．防水板荷载计算： 防水板厚450： 抗浮设计水位：147.5 车库底板底：150.55-3.6-3.5-0.45=143 Q水=10x(147.5-143)=45 Q自重=0.45x25=11.25 45-11.25=33.75 (取34) 2.抗浮计算： 地下车库恒载： ±0.00层：25.15 -3.6层：8.02 -7.1层：0.45x25=11.25 ∑=44.42 0.9x44.42=40< Q水=45 3.防水板计算： 1）.按总弯矩系数法进行估算，确定合理板厚。 防水板厚450： q=34,lx=7.8,ly=6.1 Mx=0.5qly (lx-2b/3)ˇ2/8=0.5x34x6.1x (7.8-2x2.6/3)ˇ2/8=477 My=0.5qlx (ly-2b/3)ˇ2/8=0.5x34x7.8x (6.1-2x2.6/3)ˇ2/8=316 内跨，负支座处： X向板带宽：6.1/2=3.05，Mkx=477/3.05=156， As= 16@160（强度1130）， 16+ 16@100（裂缝）； Y向板带宽：7.8/2=3.9，Mky=316/3.9=81， As= 14@150（强度1026）， 14@150（裂缝）； 2）.按有限元SLABCAD进行计算，计算步骤如下： （1）PMCAD建模（PMCAD建模时须输入暗梁，才能进行网格划分）（2）satwe计算 （3）SLAB楼板数据生成 （4）楼板分析与配筋设计 （5）板带交互设计及验算，取板带计算弯矩（其结果为标准值）。3）。用MORGAIN软件进行裂缝验算，进行合理配筋。 4.防水板考虑裂缝配筋计算结果： 砼：C35,保护层厚度as’=40, 1000x450 板底裂缝宽度w=0.2mm ，板顶裂缝宽度w=0.3mm 独基加防水板基础的设计 中国建筑设计研究院 朱炳寅 独基加防水板基础是近年来伴随基础设计与施工发展而形成的一种新的基础形式（图1），由于其传 力简单、明确及费用较低，因此在工程中应用相当普遍。 图1 独基加防水板基础的组成 一、受力特点 1．在独基加防水板基础中，防水板一般只用来抵抗水浮力，不考虑防水板的地基承载能力。独立基 础承担全部结构荷重并考虑水浮力的影响。 2．作用在防水板上的荷载有：地下水浮力w q 、防水板自重s q 及其上建筑做法重量a q ，在建筑物使 用过程中由于地下水位变化，作用在防水板底面的地下水浮力也在不断改变，根据防水板所承担的水浮力的大小，可将独立柱基加防水板基础分为以下两种不同情况： 1）当w q ≤a s q q +时（注意：此处的w q 、s q 和a q 均为荷载效应基本组合时的设计值，即水浮力起 控制作用时的荷载设计值，而不是荷载标准值），建筑物的重量将全部由独立基础传给地基（图2a）； 2）当w q ＞a s q q +时（注意：同上） ，防水板对独立基础底面的地基反力起一定的分担作用，使独立基础底面的部分地基反力转移至防水板，并以水浮力的形式直接作用在防水板底面，这种地基反力的转移对独立基础的底部弯矩及剪力有加大的作用，并且随水浮力的加大而增加（图2b）。 （a） （b） 图2 独基加防水板基础的受力特点 3．在独基加防水板基础中，防水板是一种随荷载情况变化而变换支承情况的复杂板类构件，当w q ≤ a s q q +时（图2a），防水板及其上部重量直接传给地基土，独立基础对其不起支承作用；当w q ≥a s q q +时（图2b），防水板在水浮力的作用下，将净水浮力（即w q -（a s q q +））传给独立基础，并加大了独立基础的弯矩数值。 二、计算原则 在独基加防水板基础中，独立基础及防水板一般可单独计算。 1．防水板计算 1）防水板的支承条件的确定 防水板可以简化成四角支承在独立基础上的双向板（支承边的长度与独立基础的尺寸有关，防水板 为以独立基础为支承的复杂受力双向板）（图3）； 图3 防水板的支承条件 2）防水板的设计荷载（图2） （1）重力荷载 防水板上的重力荷载一般包括：防水板自重、防水板上部的填土重量、建筑地面重量、地下室地面 的固定设备重量等； （2）活荷载 防水板上的活荷载一般包括：地下室地面的活荷载、地下室地面的非固定设备重量等； （3）水浮力 防水板的水浮力可按抗浮设计水位确定。 3）荷载分项系数的确定 （1）当地下水水位变化剧烈时，水浮力荷载分项系数按可变荷载分项系数确定，取1.4； （2）当地下水水位变化不大时，水浮力荷载分项系数按永久荷载分项系数确定，取1.35； “独基+防水板”是筏板基础 “独立基础+防水板”的基础形式已经使用了好多年了,变化的无非是前些年防水板下铺设的炉渣,这几年防水板下铺设的聚苯板,名字也一直沿用到今天.好多结构师同行也会说我们设计的是“独立基础+防水板”的基础形式,其实着重强调的是设计的独立基础. “独立基础+防水板”这个名字真的合适么？不知道您仔细想过没有？我觉得不是很合适,容易误导人,让很多结构师也认为“独立基础+防水板”就是独立基础.我觉得“独立基础+防水板”其实仍然是筏板基础,无非是变厚度筏板而已.也许您不认同,会说我的防水板下边设有聚苯板褥垫层,“独立基础”受力的时候“防水板”是不受力的.下边我们从基础的施工过程及其受力角度分析一下. 以一般的“独立基础+防水板”的地下车库为例,其的施工顺序是：第一步,独立基础区域下先铺设垫层,防水板区域 下边铺设聚苯板+垫层；第二步再绑扎基础和防水板钢筋,第三步浇筑所有混凝土形成一个整体基础；第四步在基础施工完成后再施工框架柱及车库顶板,再顶板堆荷载.从施工顺序及过程可以看出：“独立基础+防水板”是先形成一个整体筏板基础,然后才承受上部顶板传来的荷载,形成一个整体基础在前,受荷载在后.从而不可能实现原来假定的“独立基础+防水板”受力模式. 我们再分析一下“独立基础+防水板”基础在不同地下水位的反力情况.在无地下水工况时,仅“独立基础”区域承受地基反力,“防水板”区域由于褥垫层变形不承受地基反力；在有地下水工况时,“独立基础”区域承受地基反力+水浮力,“防水板”区域仅承受水浮力. 由“独立基础+防水板”基础的施工过程及其受力分析可以得出,无论有无地下水的工况,基础一直都是一个变厚度整体基础,只是在基础的不同区域承受荷载大小不一样而已.我们改变的是反力分布情况,并没有改变基础整体性.“独立基础”跟“防水板”是一个整体结构一起受力的. 《“桩承台+防水板基础形式”》文章中的受力也跟以上分析类似,仅是“独立基础”下均布的地基反力变成“承台”下几个集中的桩反力.仅是改变了反力分布,并没有改变基础整体性.个人觉得其文章中的好几个案例对比分析,其本质只是梁板结构与板式结构的不同而已,基础形式只是有梁板式基础改为筏板基础区别.证明了板式基础经济性更好一点.虽然板式楼盖前两年出了很多问题,从板式楼盖传力路径分析,设计好的板式楼盖应该是最经济合理的结构布置方案. 综上,个人认为“独立基础（承台）+防水板”的基础不是独立基础,跟“防水板”下是否设置褥垫层无关,它仍然是筏板基础. 以上仅是个人的一点看法,欢迎各位同行批评指正. 某地块保障性住房项目桩基础计算书 Ⅰ、基础设计信息： 1、本工程±0.00相当于绝对标高10.000m，底板面标高为-4.900m。 2、本工程场地内多处存在强风化夹中风化、微风化岩层，采用旋挖灌注桩,桩径选用 800，桩身砼等级C30. 3、本工程桩端持力层选用强风化砂岩为持力层(层序号6-2), 局部强风化砂岩厚度不满足13米时，直接以中-微风化为持力层（层序号6-3，6-4），中风化抗压强度f rk=5000 kP a，桩端进入持力层≥2米。 4、桩长选用≥13m. 5、选取桩孔各土层信息 根据地质报告中ZK121孔，6-2层层面绝对标高-14.02m；桩长17米，入强风化岩层7米 土层编号层底高程（m）分层厚度桩极限侧阻力标准值 （KPa） 桩侧土摩阻力标准值<1> -3.88 2.8 / / <3-1> 0.68 3.2 12 38.4 <4-1> -1.32 2 50 100 <6-1> -4.62 3.3 80 264 <6-2> -14.02 9.4 140 1316 根据地质报告中ZK116孔，6-3层层面绝对标高-6.55m；桩长13米，入微风化岩层 土层编号层底高程（m）分层厚度桩极限侧阻力标准值 （KPa） 桩侧土摩阻力标准值<3-1> 0.45 5 12 60 <4-1> -1.05 1.5 50 75 <4-3> -3.05 2 75 150 <6-2> -5.05 2 140 280 <6-3> -6.55 1.5 / / 根据地质报告中ZK123孔，6-2层层面绝对标高-10.27m；桩长13米 土层编号层底高程（m）分层厚度桩极限侧阻力标准值 （KPa） 桩侧土摩阻力标准值<2> 5.23 1 20 20 <3-1> 2.53 2.7 12 32.4 <4-1> 0.03 2.5 50 125 <4-2> -1.77 1.8 25 45 <6-1> -3.77 2 80 160 <6-2> -10.27 6.5 140 910 根据地质报告中ZK129孔，6-2-1层层面绝对标高-15.65m；桩长13米 土层编号层底高程（m）分层厚度桩极限侧阻力标准值 （KPa） 桩侧土摩阻力标准值<2> 5.35 0.5 20 10 <3-1> -0.65 6 12 72 <4-1> -1.55 0.9 50 45 <4-2> -2.95 1.4 25 35 <6-1> -5.35 2.4 80 192 <6-2-1> -15.65 10.3 / / Ⅱ、详细计算结果如下： 4.地下室抗浮计算书 4.1条件： 地面标高H1=0.000m，顶板标高H1=106.100m，防水板底标高H3=100.00m，车库底板标高为101.600，设计水位标高Hw=105.00m；抗浮计算水头高度5.0m 车库顶板覆土最小厚度do=1900mm,容重γ=18kN/m2；顶板折算厚度d1=215mm，底板厚度d2=350mm，挡土墙墙厚度d3=350。车库底板覆土厚度,1250mm,容重γ`=20kN/m2； 4.2整体抗浮稳定性计算： 水浮力：Fw=5.0×10=50kN/m 2 抗浮力： 顶板自重：G1=d1×25=215×0.001×25=5.375 kN/m2 底板自重：G2=d2×25=350×0.001×25=8.75 kN/m 2 顶板覆土重量：G3=do×γ=1.90×18=34.200kN/m 2 柱重量折算为面积重量：柱距取最大柱距7.9×8.535 m 2 G4=0.6×0.6×(8.6-3.5) ×25/(7.9×8.535)=0.013 kN/m 2 底板回填土重量：G4=d4×γ`=1250×0.001×18=22.50kN/m 2 抗浮力=∑(G1+G2+G3+G4)=∑(5.375+8.75+34.200+0.013+22.50)=70.838kN/m ? 根据《广东省标准建筑地基基础设计规范》5.2.1 条，结合《地下工程防水规范》及《建筑结构荷载规范》稳定系数宜大于1.05合适 W/F=70.838/50=1.416 >1.05，满足要求。 4.3防水板及基础梁计算： 4.3.1计算参数: 取最大柱距8.1×8.535 m 2计算，板厚: h = 350 mm。 永久荷载分项系数: γG = 1.200 可变荷载分项系数: γQ = 1.000 准永久值系数: ψq = 1.000 作用防水板上的均布荷载： 水浮力：Fw=3.7×10=50kN/m 2 底板自重：G2=d2×25=350×0.001×25=8.75 kN/m 2 底板回填土重量：G4=d4×γ`=950×0.001×18=22.5 kN/m 2 作用在防水板上的均布荷载基本组合q1=1.2×50—1.0×（8.75+22.5）=28.75kN/m 2（向上） 作用在防水板上的均布荷载准永久组合q1=1.0×50—1.0×（8.75+22.5）=18.75kN/m 2（向上）计算板的有效高度: ho = h-as=350-45=305 mm 4.3.2配筋计算 防水板及梁内力计算按照倒置楼盖在PKPM中建模型计算，模型中忽略独立基础对减小梁板跨度的有利影响，荷载设置时不进行楼板自重计算。考虑到SATWE自动倒算梁自重，相对基础梁而言相当于增大了地下水浮力，计算时忽略此有利影响。计算图形如下： 1 太原万达地下车库抗浮计算 1.整体抗浮计算： 抗浮设计水位785.500，基础底标高779.850，水头差h=785.500-779.850=5.65m，根据地基基础设计规范5.4.3条进行抗浮稳定性验算：Gk/Nw,k≥Kw=1.05 Gk=1.7x18+0.2x25+1.45x20=64.6 ; Nwk=5.65x10=56.5 Gk/Nw,k=64.6/56.5=1.14>1.05 满足要求 2.独基加防水板配筋计算：（防水板下设置软垫层，防水板只抵抗水浮力，独基承担全部结构荷重并考虑水浮力影响） a.防水板计算：按无梁楼盖设计。qwj=1.4x56.5-1.0x29=50.1 kN/m2。lx=8.4 , ly=8.1 , bcex=4.2, bcey=4.05。 X方向板的总弯矩：Mx=qly(lx-2 bcex/3)2=50.1x8.1x(8.4-2x4.2/3)2 = 1590.78 Y方向板的总弯矩：My=qlx(ly-2 bcey/3)2=50.1x8.4x(8.1-2x4.05/3)2 = 1533.96 X方向柱上板带：跨中弯矩0.22x1590.78=349.98 As=3087 mm2 支座弯矩0.50x1590.78=795.39 As=7014 mm2 X方向跨中板带：跨中弯矩0.18x1590.78=286.34 As=2525 mm2 支座弯矩0.17x1590.78=270.43 As=2385 mm2 b.独基配筋计算：柱子700x700，独基尺寸5500x5500，N=4826kN(设计值)，C30，fy=360N/mm2. 防水板及以上土重1.45x20=29 kN/m2; 水浮力标注值5.65x10=56.5 无梁楼盖计算(育林防水板配筋计算) ----------------------------------------------------------------------- 1 计算简图： 2 计算条件： 荷载条件: 均布恒载 : 22.04kN/m 2 _恒载分项系数 : 1.20 均布活载 : 0.00kN/m 2 _活载分项系数 : 1.40 板容重 : 0.00kN/m 3 配筋条件: 混凝土等级 : C35__纵筋级别 : HRB400 配筋调整系数: 1.0__保护层厚度 : 50mm 弯矩调幅系数(%): 100.00 弯矩分配系数: 边支座 跨中 内支座 柱上板带 0.75 0.55 0.75 跨中板带 0.25 0.45 0.25 板柱冲切: 柱帽有无 : 有__箍筋级别 : HPB235 柱帽高度 : 500mm__柱帽位置 : 下反 柱帽配筋as : 25mm 位置 截面形状 柱帽宽(mm) 柱帽长(mm) 柱帽直径(mm) 是否配箍筋 左柱 方形 875 1755 ---- 配 中柱 方形 1755 1755 ---- 配 右柱 方形 1000 800 ---- 配 几何信息: 板厚: 400mm__板带宽: 4.800m 左柱: 500×500mm__中柱: 500×500mm__右柱: 500×500mm 柱帽影响: 不考虑柱帽对板带配筋的影响 3 计算结果： 单位说明:(注意，等代框架计算结果转换为，按单位宽度的板输出) 弯 矩:kN.m/m_纵筋面积:mm 2 /m_裂 缝:mm ----------------------------------------------------------------------------- 柱上板带--跨号: 1 左 左柱帽边 中 右柱帽边 右 弯 矩: 0.000 0.000 -1.240 -0.081 -4.959 上部纵筋: 800 800 800 800 800 下部纵筋: 0 0 0 0 0 上纵实配: E14@150 E14@150 E14@150 E14@150 E14@150 : (1026) (1026) (1026) (1026) (1026) 下纵实配: ---- ---- ---- ---- ---- : (0) (0) (0) (0) (0) 裂 缝: 0.000 0.000 0.001 0.000 0.006 ----------------------------------------------------------------------------- 柱上板带--跨号: 2 左 左柱帽边 中 右柱帽边 右 弯 矩: -59.272 -8.943 96.743 -104.763 -162.866 独基+防水板设计流程 一、整体抗浮 地下室的整体抗浮计算，可用PKPM软件完成，需要达到的目的为竖向恒荷载大于整体水浮力。 则在计算竖向恒荷载时要注意：1、底部下部的土是否可以承担底板上的荷载，如果不行，则需要再建立一个底板层，将荷载导入到柱子上；2、底板上竖向荷载分布是否均匀，计算结果文件中的恒荷载仅表示总体情况。 计算底板水浮力：采用倒楼盖法计算，荷载为水头荷载减去底板自重（若水头高度大于地下室顶板，则注意整体抗浮计算值按照阿基米德原理取值）； 将竖向荷载与底板上浮力进行对比，如对每一个柱下轴力，竖向荷载大于上浮力，则整体抗浮计算通过，如局部抗浮不足，则考虑采用加大自重的方法，或考虑用梁约束柱向上的位移；如大面积抗浮不足，则考虑采取锚杆（浅基础）或抗拔桩（深基础）的措施。 二、整体刚度比计算 剪切刚度比计算，地下室楼层大于其上楼层2倍时，可作为嵌固端，建模时，侧壁当做剪力墙建模，尽量使顶板作为嵌固端； 三、基础 浅基础时为独立基础或复合地基处理后的浅基础，深基础为桩基础。 浅基础和底板的关系分为两种： 1、基础顶和底板顶平，此为常用方式，浅基础用元宝形基础，施工较为方便，基础计算按 照阶梯型基础确定总高度为元宝形基础的高度； 2、基础底与底板底平，若考虑增大抗浮自重时可考虑此种形式，则需另做回填和建筑面层， 完成面和独立基础顶平。 基础配筋及确定桩数时，要考虑底板下土的性质，确定底板荷载是否导入到基础上。 四、底板 分正向和竖向两次计算，取包络值。 1、正向计算：若底板下土层较好，则底板竖向荷载直接由土层承载，并不会分配到板块四 周的梁或柱上；若底板下土层为淤泥等，则需要建模计算得到梁板配筋数据； 2、反向计算：此时采用倒楼盖法建模计算，注意此时水浮力为局部抗浮，则水浮力仅仅与 底板底到水头的高度有关，计算得到反向梁板配筋数据； 3、配筋时候，按照上述两种配筋取包络值； 4、底板梁水浮力计算时，应考虑承台的截面尺寸对减小梁跨度有效作用的影响，则建模时， 可按照承台尺寸输入柱截面，桩基承台的拉梁可用暗梁，以方便底板施工。若梁配筋大于2%可考虑在梁跨中另外加抗拔桩，以减小梁跨。水浮力计算时，梁端均按裂缝 0.25~0.30mm控制。 底板梁可采用暗梁。 5、底板厚度取值，按照防水混凝土的要求，至少为250mm，有水浮力时一般根据计算确定， 一层地下室取250mm、300mm，二层地下室满水头时取400mm、450mm、500mm；或板厚按其板配筋率为0.5%~1%进行控制。 6、底板板配筋应用有限元方法求解，才能真实反映变形关系，如用PKPM计算则支座配筋 偏大，跨中偏小。另外，有限元方法可考虑承台大截面对板 7、计算时的有利影响。底板支座可加腋处理，除可解决受力配筋问题外则承台拉梁处防水 施工便于完成。 8、底板上的集水井，需要根据结构专业的要求调整，避开承台； SLABCAD、JCCAD防水板的计算比较 一、工程概况 本次为纯计算比较，采用标准柱网（8.1米x8.1米），水头高度为10米（避免构造，尽可能多的为计算数据，不是构造配筋），底板厚度400mm。 模型可以到\\W王锟\大承台里面查看 二、建模 下面就几种建模时简要的交代下： （1）SLABCAD 采用恒载模拟，活载取0.1（人防暂不设计）。目标是：1.0自重-1.35水。 模型中输入的恒载： 10x10-1.0x0.4x25/1.35=92.59 kn/m2 （2）JCCAD防水板 模型中的水浮力是按标高系统自动计算的。 荷载结果可以在最后的结果计算文件中输出。 如下图： Cw*水 =1.35x100=135 三、结果比较（本次比较均为工况（1.0自重-1.35水）下板Y方向的弯矩比较） （1）支座弯矩比较3.1.1 SLABCAD 3.1.2 JCCAD防水板 （2）跨中弯矩比较 3.1.2 SLABCAD My 3.1.3 JCCAD防水板My 对比结果【红色数字为JCCAD防水板计算结果，灰白色为SLABCAD计算结果】 1）跨中比较： SLABCAD JCCAD防水板差值幅度(%) 1区：（160.42+159.16+191.85+187.12）/4=174.64 115 60 52.17 2区：（159.74+161.68+188.48+194.48）/4=176.095 115 61 53.04 3区：（180.48+176.36+138.47+138.66）/4=158.49 110 49 44.54 4区：（177.68+183.07+139.18+139.62）/4=159.89 110 50 45.45 平均48.8 独立基础+防水板计算方法 在独立基础加防水板设计中,有些设计者将独立基础和防水板作为两个不相干的构件分别计算,忽略了水浮力作用下防水板对独立基础内力的影响。也有些设计者将其按一个完全的整体按变厚度筏板设计,造成板配筋复杂不经济造价高。而比较经济合理的独立基础加防水板设计,应结合合理的构造作法,考虑独立基础和防水板的协调工作,采取符合力学模型的设计方法。 2构造要求及受力特点 2.1构造要求 (1)假设独立基础基底反力为直线分布,独基台阶的高宽比小于或等于2.5。 (2)防水板下需设置软垫层(图1),以使防水板只抵抗水浮力不能承受地基反力。软垫层一般采用厚度不小于20mm的聚苯板。 2.2受力特点 (1)独立基础承受全部结构荷载,并考虑水浮力作用下防水板的影响。 (2)防水板只承受防水板自重及上覆土重qa和地下水浮力qw,不考虑地基反力作用。 (3)随地下水浮力大小的变化,防水板受到的荷载也在变化,对独立基础产生的影响也在变化。当qw≤qa时,防水板上的荷载直接传到地基上,可认为防水板对独立基础的计算没影响,当qw>qa时,防水板在水浮力作用下对独立基础产生附加弯矩和剪力。 3内力及配筋计算 在独立基础加防水板的计算中,独立基础和防水板采取两者独立的计算方法,但要考虑防水板对独立基础的影响。 3.1防水板的设计 (1)水浮力的分项系数。根据实际情况取值,当地下水位变化不大时,可按永久荷载考虑,取1.35。当地下水位变化较大时,按可变荷载,取1.4。 (2)永久荷载分项系数。根据永久荷载效应对防水板是否有利合理选用,当防水板由水浮力效应控制时,永久荷载的效应对防水板有利,分项系数取1.0。 (3)防水板计算模型。防水板实际上是四角支承于独立基础上的双向板,防水板的计算采取无梁楼盖的计算模型,按纵横两个方向划分为柱上板带和跨中板带,板带的宽度取垂直于计算方向柱距的一半,如图2,内力分析采用经验系数法。 只要算出垂直荷载作用下两个方向板的总弯矩Mox,Moy,乘以相应的经验系数,即可求出各板带各截面的弯矩设计值。 Mox=qly(lx-2c/3)2/8 Moy=qlx(ly-2c/3)2/8 式中:q——垂直荷载设计值; lx,ly——x,y方向柱网轴线尺寸,即柱子中心线之间的距离; c——独立基础在计算弯矩方向的有效宽度,如图1。 (4)防水板配筋计算。用简化公式AS=M/0.9fyh0计算防水板配筋。 3.2独立基础的设计 独立基础加防水板基础中,独立基础的内力计算与普通独立基础内力计算的区别在于需要考虑水浮力作用下防水板的影响,分两种情况考虑,取较大内力作为独立基础底板配筋的内 结构设计中计算防水板的方法比较 独基加防水板算是一种比经济的基础形式,在南方用的较多,虽然规范并没有中独基加防水板这种基础形式,但是由于其传力简单直接,分析容易,甚至可以手算.其中防水板的计算方法更是多种多样,我列举几个,也请大家列出你们平时用的是哪种方法,和大家共同学习交流. 1、第一种是手算,用等代框架法划分跨中板带和柱下板带. 按经验系数计算法计算出总弯矩设计值,然后再用分配值法根据各板带的种类及所在跨的位置计算出各自的弯矩,大家都知道有弯矩就可以算配筋了,然后防水板的配筋就出来了.可以选取不同的防水板厚来算配筋然后取优值.想了解详细的计算方法可以详朱总的书《建筑结构设计问答及分析》（第二版）340页,这种方法很简单可以手算,但是计算方法比较原始,假设有牵强太多,精度不是很高,在历史上应该是一种不错的方法,但是现在计算软件精度越来越高,所以估计手算已经退出历史舞台,也许某些院的老工程师故作高深时会用这种方法吧. 2、第二种用复杂楼板计算程序,也就是我们通常所说的SLABCAD. 是PKPM结构版块下的一个模块,一般的学习版狗都能用该模块.用SLABCAD计算时,要建100X100的虚梁,将楼板指定成弹性板6,因为这种楼板没有实际的框架梁（只有虚梁导荷）,就要真实反应板平面内和平面外的刚度,这也是要将板定义为弹性板6的原因.算防水板时因为采用的倒置的无梁楼盖模型,所以在设计参数定义时要注意保护层这些细部的指定,这时面板指的是防水 板底,先是在SATWE里进行三维整体计算,然后进入SLABCAD版块进行计算,这里也能输出弯矩和配筋,我一般是读弯矩,注意哪些是临水面,哪些部位是由强度控制,哪些部位是由裂缝控制,然找个插件再算配筋.由于这种方法,可以设置柱帽能较好的模拟独基,我一般都用这种方法计算,也是我推荐的方法. 3、第三种在JCCAD里用筏板模拟防水板进行计算,然后进入桩筏筏板有限元计算. 先在JCCAD人机交互输入,然后进入桩筏筏板有限元计算子项,这种方法要注意独立基础下面基床系数和防水板下基床系数的区别,由于防水板是自承重,基本上不受土反力,严格说土反力只是防水板的自重,所防水板下的基床系数直接填0,剩下的就是看计算结果了,仍然要注意哪些部位是由强度控制,哪些部位是由裂缝控制,进行分别控制计算. 4、第四种仍然JCCAD里计算,在生成独基后,防水板在人机交互输入里仍用筏板模拟,然后进入“防水板抗浮的验算”. 在这里面也可以进行基础的整体抗浮和防水板的配筋计算,我觉得在JCCAD里都是能直接读出配筋结果的,但是由于网格划分的单元的大小不同,让实际有独基的位置单元并不会和网格的整数倍稳合,算出的配筋在独基周边有时候较大,难以把握. 注意：在用JCCAD算防水板时,在输入相关标高时一定要准确,至少要反应你的实际水头高度.这样子计算才是准确的. *--------------------------------------------------------------------------------* * yjk-F 独立基础信息* *--------------------------------------------------------------------------------* 计算时间：2017年10月17日当前版本：1.8.2.3 一、基本信息 1. 编号DJ-17 2. 节点号Node=17 3. 构件材料信息混凝土 4. 做法阶形现浇 5. 底面积(m2) 29.2 6. 底标高(m) -5.500 7. 覆土重(kN/m2) 0.0(自基础顶计算) 8. 自重(kN) 477.0 9. 各阶尺寸(mm) S2=3000 B2=3000 H2=500 S1=5400 B1=5400 H1=500 10. 保护层厚度(mm) Cov=40 11. 混凝土强度等级RC=25 12. 主筋强度(N/mm2) fy=300 13. 结构重要性系数 1.0 14. 抗震承载力调整系数γRE 受弯0.75 受剪0.85 冲切0.85 局部受压 1.0 15. 人防材料强度调整γd 钢筋1.35 混凝土 1.50(受弯、冲切、局部受压) 1.20(受剪) 二、荷载信息 *--------------------------------------------------------------------------------* * 以下按独立基础局部坐标系输出独立基础各工况的荷载(形心处的合力) * * N: 竖向力(kN) * * Mx: 绕X轴弯矩(kN-m) * * My: 绕Y轴弯矩(kN-m) * * Qx: X向剪力(kN) * * Qy: Y向剪力(kN) * * 恒载和平面恒载下的竖向力N包括覆土重和自重* * 活载和平面活载下的轴力、弯矩、剪力都是折减后的结果* * 弯矩已包括水平力引起的弯矩增量(ΔMx=-Qy*d，ΔMy=Qx*d，d=柱底标高-基底标高) * * 对于“独立基础+防水板”，独立基础范围内的水浮力不重复计算* *--------------------------------------------------------------------------------* 独基加防水板算是一种比经济的基础形式，在南方用的较多，虽然规范并没有中独基加防水板这种基础形式，但是由于其传力简单直接，分析容易，甚至可以手算。其中防水板的计算方法更是多种多样，我列举几个，也请大家列出你们平时用的是哪种方法，和大家共同学习交流。 1、第一种是手算，用等代框架法划分跨中板带和柱下板带。 按经验系数计算法计算出总弯矩设计值，然后再用分配值法根据各板带的种类及所在跨的位置计算出各自的弯矩，大家都知道有弯矩就可以算配筋了，然后防水板的配筋就出来了。可以选取不同的防水板厚来算配筋然后取优值。想了解详细的计算方法可以详朱总的书《建筑结构设计问答及分析》（第二版）340页，这种方法很简单可以手算，但是计算方法比较原始，假设有牵强太多，精度不是很高，在历史上应该是一种不错的方法，但是现在计算软件精度越来越高，所以估计手算已经退出历史舞台，也许某些院的老工程师故作高深时会用这种方法吧。 2、第二种用复杂楼板计算程序，也就是我们通常所说的SLABCAD。 是PKPM结构版块下的一个模块，一般的学习版狗都能用该模块。用SLABCAD计算时，要建100X100的虚梁，将楼板指定成弹性板6，因为这种楼板没有实际的框架梁（只有虚梁导荷），就要真实反应板平面内和平面外的刚度，这也是要将板定义为弹性板6的原因。算防水板时因为采用的倒置的无梁楼盖模型，所以在设计参数定义时要注意保护层这些细部的指定，这时面板指的是防水板底，先是在SATWE里进行三维整体计算，然后进入SLABCAD版块进行计算，这里也能输出弯矩和配筋，我一般是读弯矩，注意哪些是临水面，哪些部位是由强度控制，哪些部位是由裂缝控制，然找个插件再算配筋。由于这种方法，可以设置柱帽能较好的模拟独基，我一般都用这种方法计算，也是我推荐的方法。 3、第三种在JCCAD里用筏板模拟防水板进行计算，然后进入桩筏筏板有限元计算。 先在JCCAD人机交互输入，然后进入桩筏筏板有限元计算子项，这种方法要注意独立基础下面基床系数和防水板下基床系数的区别，由于防水板是自承重，基本上不受土反力，严格说土反力只是防水板的自重，所防水板下的基床系数直接填0，剩下的就是看计算结果了，仍然要注意哪些部位是由强度控制，哪些部位是由裂缝控制，进行分别控制计算。 4、第四种仍然JCCAD里计算，在生成独基后，防水板在人机交互输入里仍用筏板模拟，然后进入“防水板抗浮的验算”。 在这里面也可以进行基础的整体抗浮和防水板的配筋计算，我觉得在JCCAD里都是能直接读出配筋结果的，但是由于网格划分的单元的大小不同，让实际有独基的位置单元并不会和网格的整数倍稳合，算出的配筋在独基周边有时候较大，难以把握。 注意：在用JCCAD算防水板时，在输入相关标高时一定要准确，至少要反应你的实际水头高度。这样子计算才是准确的。 以上就是我总结几种计算防水板的方法，请各位大神多多指教，同时建议当抗浮水位较高时，建议用筏板基础算了，不要用防水板了。因为防水板对独立基础产生的附加弯矩不可以忽视，存在较大的安全隐患。 独立基础加防水板 地下室外墙的设计 审定：李绪华 审核：苑清山 编制：覃嘉仕 北京京诚华宇建筑设计研究院有限公司 结构所 二○○九年八月 第一部分：独立基础加防水板 独立基础加防水板的基础形式，近年来在民用建筑的单层和多层地下室结构以及荷载不大的小高层结构中应用十分广泛，本文仅就施工图中常用的设计方法，结合我院工程的具体应用情况，对其中的技术细节进行交流，为其他设计提供参考。 一．独立基础加防水板的由来及概念 在大面积地下车库中，柱距通常在6m～9m之间，我院的工程常用柱网为8.4m×8.4m。因跨度较大，采用整体筏板不经济，对上部结构的荷载传递也缺乏针对性，通常采用独立基础加防水板这种基础方案。 独立基础加防水板，即在柱下采用独立基础，为实现防水的目的，在独立基础之间设较薄的板，此板仅起地下室地坪板和防水的作用，不承担地基反力。如此除可降低造价外，还可加大独立基础的沉降，以取得与主楼地基变形的协调。 有地下室且有防水要求时，如地基承载力较高，可采用独立基础加防水板的形式。 独立基础加防水板基本形式如下图 若地基承载力较低，则可考虑采用筏形基础，筏形基础可选用有梁式或无梁式。若筏形基础仍无法满足地基承载力要求，或是存在较大的净浮力，设计应根据地基承载力情况和抗浮要求来综合考虑是否采用桩基。则基础形式变为独立承台加防水板，如烟台世茂地下室、南京河西新城区莲花村中低价房地下室等。 因抗浮问题比较复杂，涉及到荷载取值、配重经济性、基坑降水、施工顺序、抗浮桩设计、不均匀沉降控制等诸多因素，本文主要就天然地基的独立基础加防水板加以论述。 二．地基承载力 根据建筑资料确定基础板顶标高，预估基础厚度，查阅岩土工程勘察报告，确定基础底板所在地基持力层是否满足基底压力的要求。 地基承载力的修正计算公式见《建筑地基基础设计规范》5.2.4条， (3)(0.5)a ak b d m f f b d ηγηγ=+-+- （5.2.4） 《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》中地基承载力修正公式为 0(3)( 1.5)a ka b d f f b d ηγηγ=+-+- 在确定地基承载力fa 的过程中，最让设计者把握不定的是基础的埋置深度d 。当采用独立基础或条形基础时，按下列规定取值： 1．外墙基础埋置深度：d ＝(d1＋d2)/2。 2．内柱基础：一般第四纪沉积土：d ＝(3d1＋d2)/4； 式中d1、d2分别为地下室地面起和室外地面起算时的基础深度。 需要指出的是：北京市地基规范特别规定当车库基础与主体高层建筑之基础整体相连时，为使车库沉降量不致过小，应尽量提高车库地基土的独立柱基加防水板的一些总结
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