筏板基础计算
筏板基础分为平板式筏基和梁板式筏基,平板式筏基支持局部加厚筏板类型;梁板式筏基支持肋梁上平及下平两种形式,下面就筏基的分析计算做详细阐述。
(1 )地基承载力验算
地基承载力验算方法同独立柱基,参见第17.1.1节内容。
对于非矩形筏板, 抵抗矩W采用积分的方法计算。
(2 )基础抗冲切验算
按GB50007-2002第8.4.5条至第8.4.8条相关条款的规定进行验算。
①梁板式筏基底板的抗冲切验算
底板受冲切承载力按下式计算
*50.70/认
式中:
F i ——作用在图17.1.5-1中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值;
B hp——受冲切承载力截面高度影响系数;
U m ――距基础梁边h°/2处冲切临界截面的周长;
f t ――混凝土轴心抗拉强度设计值。
图17.1.5-1 底板冲切计算示意
②平板式筏基柱(墙)对筏板的冲切验算
计算时考虑作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩所产生的附加剪力,
距柱边h o/2处冲切临界截面的最大剪应力T max应按下列公式计算
石匸和十aM影』- r max^0.7(0.4 +
1.2/A)ApZ
. 1
乙二I----- 2 -- --------
1 十3«)
式中:
F ——相应于荷载效应基本组合时的集中力设计值,对内柱取轴力设计值减去筏板冲切破坏锥体内的地基反力设计值;对边柱和角柱,取轴力设计值减去筏板冲切临界截面范围内的地基反力设计值;地基反力值应扣除底板自重;
U m ――距柱边h o/2处冲切临界截面的周长;M unb ――作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩设计值;
C A B――沿弯矩作用方向,冲切临界截面重心至冲切临界截面最大剪应力点的距离;
I s ――冲切临界截面对其重心的极惯性矩;
B s——柱截面长边与短边的比值,当B s<2时,B s取2;当B s>4时,B s取4 ;
c i——与弯矩作用方向一致的冲切临界截面的边长;
C2——垂直于C i的冲切临界截面的边长;a s ――不平衡弯矩通过冲切临界截面上的偏心剪力传递的分配系数;
③平板式筏基短肢剪力墙对筏板的冲切验算
短肢剪力墙对筏板的冲切计算按等效外接矩形柱来计算,计算方法完全同柱对筏板的冲切,等效外接矩形柱参见图17.1.5-2 。
图17.1.5-2 短肢剪力墙等效外接矩形柱
④ 平板式筏基内筒对筏板的冲切验算 验算公式
/丿珀5 ().7几丿切
式中:
相应于荷载效应基本组合时的内筒所承受的轴力 设计值减
去筏板冲切破坏锥体内的地基反力设计值,
地基反力值应扣除板的自重;
受冲切承载力截面高度影响系数;
距内筒外表面h o /2处冲切临界截面的周长; 距内筒外表面h o /2处筏板的截面有效高度; —内筒冲切临界截面周长影响系数,取1.25。
(3 )筏板抗剪切验算
① 梁板式筏基底板抗剪切验算
L 形短肢墙 SB
十字形短肢墙
F i B
h
P
U m h o
T 形短肢墙
\/L
丿
L
l n2
/451
-_ Q_
—J
图17.1.5-3 底板剪切计算示意
底板斜截面抗剪切计算公式:
式中:
V s――距梁边缘h。
处,底板底部部分面积上的地基土平均净反力设计值;
B hs ――受剪切承载力截面高度影响系数,当板的有效高度
h o小于800 mm 时,h。
取800mm;h。
大于2000 mm 时,h。
取2000mm。
②平板式筏基筏板抗剪切验算
a验算距内筒边缘或柱(墙)边缘h°处筏板的受剪承载力,验算公式式:
匕"7九仇九
式中:
V s——荷载效应基本组合下,地基土净反力平均值产生的距内筒或柱边缘h。
处筏板单位宽度的剪力设计值;
b w ――筏板计算截面单位宽度;B hs——受剪切承载力截面高度影
响系数;h o 距内筒或柱边缘h0处筏板的截面有效高度。
b、验算短肢剪力墙边缘h o处筏板的受剪承载力将短肢剪力墙等效成外接矩形柱来计算筏板的受剪承载力,计算方法完全同柱。
短肢剪力墙等效外接矩形参见图17.1.5-2。
③筏板变厚度处抗剪切验算变厚度处筏板截面抗剪验算公式同"平板式筏基筏板抗剪切
验算"。
(4)筏基局部受压计算当筏板或肋梁的混凝土强度等级低于柱(墙)混凝土强度等级时,需
要验算柱下基础顶面的局部受压承载力,计算方法参见第17.1.1节柱下独基局部受压承载力的计算。
(5 )地下室抗浮验算根据GB50007-2002规范第3.0.2条第6款规定,当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,尚应进行抗浮验算。
W/F > 1.0
式中:
W ――基础自重与其上作用的永久荷载标准值之和,不考虑活荷载;
F ―― 地下水浮力标准值,F= p hA;p s ——地下水容重
(kN/m3);h——抗浮验算水头至基础底面的距离;A——基础
底面面积。
建筑物重量及水浮力的分项系数均取1.0。
(6)筏板基础内力计算
一、梁板式筏基
a、板元法分析
板板元法分析适用的边界条件只有弹性地基,可以考虑上部结构刚度影响,对于肋梁和筏板采用不同厚度的板单元分析,分析后内力结果可以按肋梁和底板分别来输出。
对于弹性地基基床反力系数K值的计算参见第9.2节的说明,
板元法分析原理参见第17.3节介绍。
b、梁元法分析
梁元法分析时,需要先确定肋梁的翼缘宽度;梁元法分析适用的边界条件有弹性地基和倒楼盖,当边界条件选择为倒楼盖时,分析时不考虑上部结构刚度的影响;当边界
条件选择为弹性地基时,分析时可以考虑上部结构刚度的影响。
选择梁元法分析时,筏板部分按弹性(塑性)查表法计算,异形板块程序默认按有限元法分析。
最后分析结果分别按肋梁和底板来输出,梁元法分析原理参见第17.3节介绍
二、平板式筏基
a、板元法分析
板板元法分析适用的边界条件有弹性地基和倒楼盖,边界条件为弹性地基时,分析时可以考虑上部结构刚度的影响;边界条件选择为倒楼盖时,分析时不考虑上部结构刚度的影响。
板元法分析结果可以按板带、单元及构件(即房间板块)来输出,板元法分析原理参见第17.3节介绍。
b、板带法分析
板带法实际就是梁元法,分析时需要先划分板带,边界条件只有倒楼盖,分析时不考虑上部结构刚度的影响;分析结果分别按柱上板带和跨中板带输出,柱上板带和跨中板带的弯矩分配系数按《钢筋混凝土升板结构技术规程》
GBJ130-90 第3.2.4 条表3.2.4 执行。
柱上板带与跨中板带弯矩分配系数
板带法分析时,板带划分方法参见图17.1.5-3
板带法分析完后,需要划分柱上板带和跨中板带,划分方法见图
17.1.5-5。
带
板
丄
图17.1.5-4 板带划分示意
L 壮上小昨X 牡上r k 杯由柱上用d
h 柱上rl
$
十 叩
T 1 T
r i
图17.1.5-5 柱上板带与跨中板带划分示意。
筏板基础计算方法和构造要求
当地基承载力很低,建筑物荷载又很大时,宜采用筏基。
沉积土层不均匀,有软弱土的不规则夹层,或者有坚硬的石芽出露,亦或石灰岩层中有不规则溶洞、溶曹时,采用筏基调节不均匀沉降或者跨越溶洞。
即使地基土相对较均匀时,对不均匀沉降敏感的结构也常采用筏基。
筏基的形式:等厚,局部加厚,上部加肋梁,下部加肋梁。
构造要求筏板厚度一般不小于柱网最大跨度的1/20,并不小于200mm,且应按抗冲切验算。
设置肋梁时宜取200-400mm。
筏基可适当加设悬臂部分以扩大基底面积和调整基底形心与上部荷载重心尽可能一致。
悬臂部分宜沿建筑物宽度方向设置。
当梁肋不外伸时板挑出长度不宜大于2m。
砼不低于c20,垫层100mm厚。
钢筋保护层不小于35mm。
地下水位以下的地下室底板应考虑抗渗,并进行抗裂度验算。
筏板配筋率一般在0.5-1.0%为宜。
当板厚小于300mm时单层配置,大于300mm时双层布置。
受力钢筋最小直径8mm,一般不小于12mm,间距100-200mm;分布钢筋8-10mm,间距200-300mm。
筏板配筋除符合计算配筋外,纵横方向支座钢筋尚应有0.15%、0.10%(全部受拉钢筋的1/2-1/3)的配筋率连通;跨中则按实际配筋率全部贯通。
双向悬臂挑出但肋梁不外伸时宜在板底放射状布附加钢筋。
平板式筏板柱下板带和跨中板带的底部钢筋应有1/2-1/3全部拉通,且配筋率不应小于0.15%;顶部按实际全部拉通。
当板厚小于250mm时分布筋为圆8间距250,板厚大于250mm时分不筋圆10间距200。
计算方法:1.简化方法倒梁法和到楼盖法(相对刚度较大);上部结构较柔时可用静力分析法。
2.考虑地基基础共同作用的方法2.考虑上部结构地基基础共同作用的方法。
筏板基础及侧壁计算书
a l 2 1b 2 筏板基础及侧壁计算书一、基本数据:根据 xx 省 xx 护国房地产开发有限公司护国广场岩土工程勘察报告,本工程以③层圆 砾层为持力层,地基承载力特征值为 220KP a 。
基础形式为筏板基础,混凝土强度等级为 C 40 , f c = 19.1N / mm 2 ;受力钢筋均采用HRB 400 级,f y =360 N / mm 2;根据地质 报告,地下水位取 − 1.700m 。
二、地基承载力修正及验算:f a = f ak + ηb γ (b − 3) + ηd γ m (d − 0.5) = 220 + 0.3 × 8 × (6 − 3) + 1.5 × 8 × (5.65 − 0.5) = 289.0kN / m 2上部荷载作用下地基净反力(由地下室模型竖向导荷得)f = 61.6kN / m 2 < f = 289.0kN / m 2地基承载力满足要求。
三、地下室侧壁配筋计算:(1)双向板:l y 5.175 ① l x = 8.400m , l y = 5.175m , = x 8.4 = 0.62E 土 = rhK a = 8.0 × 5.175 × tan 2 45o = 41.4KN / m E 水 = rh = 10.0 × 3.475 = 34.75KN / mE 合 = 1.27E 土 + 1.27E 水 = 52.6 + 44.1 = 96.7KN / m查静力计算手册,得:M x max = 0.0072ql 2= 0.0072 × 96.7 × 5.1752 2= 18.6KN ·m M y max = 0.0209ql '= 0.0209 × 96.7 × 5.175 2= 54.1KN ·m 2Mx max' = −0.0354ql 2= 0.0354 × 96.7 × 5.1752= −91.7KN ·mM y= −0.0566ql = −0.0566 × 96.7 × 5.175 = −146.6KN ·m配筋计算:取弯矩最大处进行计算。
基础筏板手工算量计算方法
基础筏板手工算量计算方法:用CAD(PL画线命令闭合后在点Li命令)查询出异形筏板的周长L与面积S总。
演示一下2:S(962)总周长(152)L*(钢筋保护层)0.04=实有钢筋面积S2。
0.04是保护层厚度,见图纸说明。
此外说明一下有基础梁的筏板,应把基础梁在筏板中占的面积(钢筋量)去掉,(筏板钢筋与基础梁同方向的不设,只设穿过梁的筏板筋)看三维图。
3:根据筏板钢筋上下双层双向@200, 1/0.2=5M*2层*2双层=20M(每平方含量), 基础梁占有的钢筋每平方】=10米如果X向@200,Y向@250,则每平方钢筋含量[1M/0.2+1M/0.25]*2[双层]=18M.】4:用(3中)20M(每平方含量)】*实有钢筋面积S2】+周长L/2*2[最后周圈少这个L/2钢筋基础梁的占有面积*10基础梁部分每平方少放10米的筏板钢筋】=筏板筋长度。
注:主次梁相交处算了两次长度,所以已经减去。
]】。
5: 筏板筋周圈的钢筋查得(筏板筋弯钩长度)15d*(筏板弯钩筋个数)筏板周长(L/0.2+1)={筏板周围弯钩筋长度}。
6:马镫筋,按施工组织设计中的数量计算(支撑上层钢筋)以上是马凳筋两种形式图片,此工程量根据甲方签字的筏板上层钢筋支撑施工方案计算,如采用图-2钢筋支撑三级钢18钢筋,每2米间距设一排支撑,每2米设两只腿,见图图中的40是保护层厚度,具体以图纸总说明为主有时是20厚】根据上图,马凳筋计算方法:每2米段长含量0.528*2+2=3.058米。
根据以下CAD图2米排一排支撑钢筋,最后把支撑钢筋长度累加在一起L/2+1】*3.058米=支撑钢筋的量。
以上筏板筋4+5+6 =筏板筋总长度工程量。
7:搭接头的工程量:钢筋直径18以上,采用机械(螺母)连接,计量:筏板钢筋总长度/9M=接头总个数----套(机械接头定额)。
钢筋直径18以下(三级钢筋16 14 12等)采用搭接链接,搭接长度Ll=1.4* La钢筋直径安接头面积50%,例如一共有10根钢筋,同一截面上有5根钢筋通长,另5根钢筋绑扎搭接,此时钢筋搭接长度安Ll=1.4*La),注意计算时要统一单位。
筏板基础设计要点及计算示例
420KN 0kpa 475KN 650KN
C35
平筏板厚
柱截面 500*500mm 600*600mm
地基净反力
N max
1200KN 1370KN
地基净反力
N max
1350KN 1500KN
8.荷载和配筋:
8.1.筏板底板:
2 应该用净反力 (扣除基础自重) 。 板的手算计算方法: 单向板, 2 端简支时: M中 =PL / 8, j 2 按塑性内力重分布,弯矩调幅方法,当两端固定或连续时: M固 =M中 =PL /16 。一端固定 j 2 2 或连续,一端简支时, M固 =M中 =PL /14 。悬挑板: M固 =PL / 2。 j j
5.平筏板满足冲切时最大柱轴力设计值
由于公式比较复杂,暂且举出一些例子(平筏板抗冲切不同于梁筏板和柱帽,它是要 求产生的剪应力 板能抵抗的剪应力,单位为 kN / m2 ,并且一般是柱子向下轴力远远大于 冲切破坏椎体内的地基净反力设计值时才会产生冲切破坏, 也就是一般假设柱子轴力小, 根 本不会发生什么冲切破坏;计算外力产生的剪应力的公式中 Fl =柱下轴力设计值-(柱长+2 筏板 ho )*(柱宽+2 筏板 ho )*地基净反力;而筏板能抵抗的最大剪应力只与混凝土强度等 级有很大的关系,C35 的筏板能抵抗的最大剪应力为 1091 kN / m2 ) C30.
平筏板厚 1000mm 柱子截面 500*500mm 600*600mm 地基净反力 最大轴力设计值 地基净反力 最大轴力设计值
6300KN 0kpa 6800KN 500kpa
筏基底板冲切计算计算书完整版
ln1(m) ln2(m) p(kPa) h(mm) as(mm) h0=h-as ft
8
8
120
350
55
295
1.57
4.底板冲 切高度计 算:
h<=800 因为: 所以:
b= hp 1
(GB5000 7-2002第 8.2.7条)
当底板区 格为矩形 双向板 时,底板 受冲切所 需的厚度
h0:
1.计算依 据:规范 《建筑地 基基础设 计规范》 GB50007 -2002第 8.4.5条
2.计算简 图:
筏板基础底板冲切、剪切计算
项目名称:
回目录
p— —相应于 荷载效应 基本组合 的地基土 平均净反 力设计值
ln1,ln2— —计算板 格的长边 和短边的 净长度
3.输入条 件: 混凝土C 35
b h =(800/ )1/4
hs
0
式8.4.53右侧 为:
受剪阴影 部分面积 为:
=1
(本式中 因h0<800 故h0为: 800 )
(GB5000 7-2002式
8.4.5-4)
2807.945 kN
(2*ln2ln12*h0)*(ln 1-2*h0)/4 = 13.7 m2
VS = p?阴影部分面积= 1647.2 kN
OK! 满足式8.4.5-3要求
(ln1+ ln2) -
(l
n1+l
n2)2
-
p
l l 4p n1 n2
+ 0.7 b
f
h0 =
hp t
4
OK! 底
板厚度
(GB5000 7-2002式 8.4.5-2)
筏板基础计算方法和构造要求
构造要求
筏板厚度一般不小于柱网最大跨度的1/20,并不小于200mm,且应按抗冲切验算。设置肋梁时宜取200-400mm。筏基可适当加设悬臂部分以扩大基底面积和调整基底形心与上部荷载重心尽可能一致。悬臂部分宜沿建筑物宽度方向设置。当梁肋不外伸时板挑出长度不宜大于2m。砼不低于c20,垫层100mm厚。钢筋保护层不小于35mm。地下水位以下的地下室底板应考虑抗渗,并进行抗裂度验算。
筏板配筋率一般在0.5-1.0%为宜。当板厚小于300mm时单层配置,大于300mm时双层布置。受力钢筋最小直径8mm,一般不小于12mm,间距100-200mm;分布钢筋8-10mm,间距200-300mm。筏板配筋除符合计算配筋外,纵横方向支座钢筋尚应有0.15%、0.10%(全部受拉钢筋的1/2-1/3)的配筋率连通;跨中则按实际配筋率全部贯通。双向悬臂挑出但肋梁不外伸时宜在板底放射状布附加钢筋。 平板式筏板柱下板带和跨中板带的底部钢筋应有1/2-1/3全部拉通,且配筋率不应小于0.15%;顶部按实际全部拉通。当板厚小于250mm时分布筋为圆8间距250,板厚大于250mm时分不筋圆10间距200。
按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地定上部结构刚度是地基梁刚度的几倍。该值的大小直接关系到基础发生整体弯曲的程度。而上部结构刚度到底是地基梁刚度的几倍并不好确定。因此,只有当上部结构刚度较大、荷载分布不均匀,并且用模式1算不下来时方可采用,一般情况可不用选它。
文献来源
3、2 岩石地基基床系数取值分析式(1)中的k称为基床系数,它是反映地基性质的基本参数,也是文克尔模型中唯一的岩土参数
按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基梁计算
从理论上讲,这种方法最理想,因为它考虑的上部结构的刚度最真实,但这也只对纯框架结构而言。对于带剪力墙的结构,由于剪力墙的刚度凝聚有时会明显地出现异常,尤其是采用薄壁柱理论的TAT软件,其刚度只能凝聚到离形心最近的节点上,因此传到基础的刚度就更有可能异常。所以此种计算模式不适用带剪力墙的结构。
筏板基础计算方法和构造要求[总结]
当地基承载力很低,建筑物荷载又很大时,宜采用筏基。
沉积土层不均匀,有软弱土的不规则夹层,或者有坚硬的石芽出露,亦或石灰岩层中有不规则溶洞、溶曹时,采用筏基调节不均匀沉降或者跨越溶洞。
即使地基土相对较均匀时,对不均匀沉降敏感的结构也常采用筏基。
筏基的形式:等厚,局部加厚,上部加肋梁,下部加肋梁。
构造要求筏板厚度一般不小于柱网最大跨度的1/20,并不小于200mm,且应按抗冲切验算。
设置肋梁时宜取200-400mm。
筏基可适当加设悬臂部分以扩大基底面积和调整基底形心与上部荷载重心尽可能一致。
悬臂部分宜沿建筑物宽度方向设置。
当梁肋不外伸时板挑出长度不宜大于2m。
砼不低于c20,垫层100mm厚。
钢筋保护层不小于35mm。
地下水位以下的地下室底板应考虑抗渗,并进行抗裂度验算。
筏板配筋率一般在0.5-1.0%为宜。
当板厚小于300mm时单层配置,大于300mm时双层布置。
受力钢筋最小直径8mm,一般不小于12mm,间距100-200mm;分布钢筋8-10mm,间距200-300mm。
筏板配筋除符合计算配筋外,纵横方向支座钢筋尚应有0.15%、0.10%(全部受拉钢筋的1/2-1/3)的配筋率连通;跨中则按实际配筋率全部贯通。
双向悬臂挑出但肋梁不外伸时宜在板底放射状布附加钢筋。
平板式筏板柱下板带和跨中板带的底部钢筋应有1/2-1/3全部拉通,且配筋率不应小于0.15%;顶部按实际全部拉通。
当板厚小于250mm时分布筋为圆8间距250,板厚大于250mm时分不筋圆10间距200。
计算方法:1.简化方法倒梁法和到楼盖法(相对刚度较大);上部结构较柔时可用静力分析法。
2.考虑地基基础共同作用的方法2.考虑上部结构地基基础共同作用的方法常用简化方法——刚性板方法当柱荷载相对比较均匀(相邻柱荷载变化不超过20%),柱距相对比较一致(相邻柱距变化不大于20%),若果满足公式:或者筏基支撑着刚性的上部结构时,筏基可认为是刚性的,基底反力呈直线分布,反力的形心与作用在板上全部荷载的合力作用线相吻合。
筏板基础底板冲切、剪切计算表格
8
8
200
500
55
445 #VALUE!
4.底板冲 切高度计 算:
h<=800 所以: 因为:
当底板区 格为矩形 双向板 时,底板 受冲切所 需的厚度 h0:
b= hp 1
(GB5000 7-2002第 8.2.7条)
(ln1+ ln2) -
(l
n1+l
n2)2
-
p
l l 4p n1 n2
+ 0.7 b
1.计算依 据:规范 《建筑地 基基础设 计规范》 GB50007 -2002第 8.4.5条
2.计算简 图:
筏板基础底板冲切、剪切计算
项目名称:
p— —相应于 荷载效应 基本组合 的地基土 平均净反 力设计值
ln1,ln2— —计算板 格的长边 和短边的 净长度
3.输入条 件: 混凝土C 35
ln1(m) ln2(m) p(kPa) h(mm) as(mm) h0=h-as ft
b h = (800/ )1/ 4
hs
0
式8.4.53右侧 为:
受剪阴影 部分面积 为:
=1
(本式中 因h0<800 故h0为: 800 )
(GB5000 7-2002式
8.4.5-4)
kN #VALUE!
(2*ln2ln12*h0)*(ln 1-2*h0)/4 = 12.6 m2
VS = p?阴影部分面积= 2527.6 kN
f
h0 =
hp t
4
= ######## mm
#VALUE!
(GB5000 7-2002式 8.4.5-2)
5.底板斜 截面受剪 承载力验 算:
基础埋深计算公式
基础埋深计算公式
基础埋深计算公式包括以下几种:
1.计算筏板基础埋深的公式。
筏板基础埋深=(荷载/(地基强度系数×筏板面积)+网格基础深度)/γ。
其中,荷载为承受荷载,地基强度系数为土壤的承载力系数,筏板面积为筏板的面积,网格基础深度为基础下面的深度,γ为土壤重度。
2.计算桩基础埋深的公式。
桩基础埋深=荷载/(桩身截面积×承载力系数)+桩长。
其中,荷载为承载荷载,桩身截面积为桩的截面积,承载力系数为土壤的承载能力系数,桩长为桩的长度。
3.计算地挖基础埋深的公式。
地挖基础埋深=(荷载/(土壤容重×可用地面积))+地基深度。
其中,荷载为承载荷载,土壤容重为土壤的密度,可用地面积为基础的面积,地基深度为基础下面的深度。
筏板基础设计计算及相关问题
筏板基础设计计算及相关问题1、筏板基础埋深及承载力的确定天然筏板基础属于补偿性基础,因此地基的确定有两种方法. 一是地基承载力设计值的直接确定法. 它是根据地基承载力标准值按照有关规范通过深度和宽度的修正得到承载力设计值,并采用原位试验(如标惯试验、压板试验等)与室内土工试验相结合的综合判断法来确定岩土的特性. 二是按照补偿性基础分析地基承载力. 例如:某栋地上28 层、地下2 层(底板埋深10m )的高层建筑,由于将原地面下10m 厚的原土挖去建造地下室,则卸土土压力达180kpa,约相当于11 层楼的荷载重量;如果地下水位为地面下2m ,则水的浮托力为80kpa,约相当于5 层楼的荷载重量,因此实际需要的地基承载力为14 层楼的荷载. 即当地基承载力标准值f ≥ 250kpa 时就能满足设计要求,如果筏基底板适当向外挑出,则有更大的可靠度.2、天然筏板基础的变形计算地基的验算应包括地基承载力和变形两个方面,尤其对于高层或超高层建筑,变形往往起着决定性的控制作用. 目前的理论水平可以说对地基变形的精确计算还比较困难,计算结果误差较大,往往使工程设计人员难以把握,有时由于计算沉降量偏大,导致原来可以采用天然地基的高层建筑,不适当地采用了桩基础,使基础设计过于保守,造价变状态不相一致;(1)公式中S = 7S6 z iAi- z i- 1Ai- 1ES i[ 2 ]采用的计算参数系室内有侧限固结试验测得的压缩模量ESi ,试验条件与基础底面压缩层不同深度处的实际侧限条件不同;提高,造成浪费.采用各向同性均质线性变形体计算模型,用分层总和法计算出的自由沉降量往往同实测的地基变形量不同,这是受多种因素的影响造成的.(2)利用公式计算的建筑物沉降量只与基础尺寸有关,而实测沉降量已受到上部结构与基础刚度的调整.采用箱型基础或筏板基础的高层建筑物,由于其荷载大、基础宽,因而压缩层深度大,与一般多层建筑物不同,地基不是均一持力层. 因此在地基变形计算的公式中引入了一个沉降计算经验系数7S. 通过实际沉降观测与计算沉降量的比较,适应高层建筑物箱型基础与筏板基础的沉降计算经验系数,主要与压力和地层条件相关,尤其与附加压力和主要压缩层中(0. 5 倍基础宽度的深度以内)砂、卵石所占的百分比密切相关. 由于该系数7S 仅用于对附加压力产生的地基固结沉降变形部分进行调整,所以《建筑地基基础设计规范》规定可根据地区沉降观测资料及经验确定.计算高层建筑的地基变形时,由于基坑开挖较深,卸土较厚往往引起地基的回弹变形而使地基微量隆起. 在实际施工中回弹再压缩模量较难测定和计算,从经验上回弹量约为公式计算变形量10%~30% ,因此高层建筑的实际沉降观测结果将是上述计算值的1. 1~1. 3 倍左右. 应该指出高层建筑基础由于埋置太深,地基回弹再压缩变形往往在总沉降中占重要地位,有些高层建筑若设置3~ 4 层(甚至更多层)地下室时,总荷载有可能等于或小于卸土荷载重量,这样的高层建筑地基沉降变形将仅由地基回弹再压缩变形决定. 由此看来,对于高层建筑在计算地基沉降变形中,地基回弹再压缩变形不但不應忽略,而应予以重视和考虑.高层建筑箱型基础与筏板基础的计算与一般中小型建筑的基础有所不同,如前所述,高层建筑除具有基础面积大、埋置深,尚有地基回弹等影响. 有时将基础做成补偿基础,在这种情况下,将附加压力视为很小或等于零,这与实际不符. 由于基坑面积大,基坑开挖造成坑底回弹,建筑物荷重增加到一定程度时,基础仍然有沉降变形,即回弹再压缩变形. 为了使沉降计算与实际变形接近,采用总荷载作为地基沉降计算压力比用附加压力P 0 计算更趋合理,且对大基础是适宜的. 这一方面近似考虑了深埋基础(或补偿基础)计算中的复杂问题,另一方面也解决了大面积开挖基坑坑底的回弹再压缩问题. 因此《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》除规定采用室内压缩模量ES 计算沉降量外,又规定了按压缩模量E 0 (采用野外载荷试验资料算得压缩模量E 0,基本上解决了试验土样扰动的问题,土中应力状态在载荷板下与实际情况比较接近)计算沉降量的方法. 设计人员可以根据工程的具体情况选择其中一种方法进行沉降计算.按平面布置规则,立面沿高度大体一致的单幢建筑物,当基底压缩土层范围内沿竖向和水平方向土层较均匀时,基础的纵向挠曲曲线的形状呈盆状形,即“∪”状. 在研究建筑物荷载的水平分布规律时:对于筏板基础,可将筏板划分为许多小单元,如果不考虑各小单元之间的相互影响,单位面积承受的荷载重量(基底应力曲线)与基础的纵向挠曲曲线的形状相吻合,即也呈“∪”状. 这说明建筑物四周各点沉降量受到其它各点荷载的影响较小,中部各点沉降量受到其它各点荷载的影响较大;若将基础设计成整片筏板基础,势必造成在相同的地基承载力下,中部沉降量大,而四周沉降量较小,基底土变形不相协调.试验表明3、筏板基础的结构设计筏板基础的主要结构形式有平板式筏基和肋梁式筏基,包括等厚度或变厚度底板和纵横向肋梁. 一般情况下宜将基础肋梁置于底板上面,如果地基不均匀或有使用要求时,可将肋梁置于板下,框架柱位于肋梁交点处. 在具体筏基设计时应着重考虑如下问题:(1)应尽量使上部结构的荷载合力重心与筏基形心相重合,从而确定底板的形状和尺寸.当需要将底板设计成悬挑板时,要综合考虑上述多方面因素以减小基础端部基底反力过大而对基础弯距的影响;(2)底板厚度由抗冲切和抗剪强度验算确定. 柱网间距较大时可在柱间设置加强板带(暗梁加配箍筋)来提高抗冲切强度以减少板厚,也可采用后张预应力钢筋法来减少混凝土用量和造价. 决定板厚的关键因素是冲切,应对筏基进行详细的冲切验算;4、裙房基础的设计由于裙房的单柱荷载与高层主楼相比要小的多,因此无需采用厚筏基础,采用薄板配柱下独立扩展基础即可. 这里需要强调的是,裙楼独立柱基的沉降与主楼筏板基础的沉降要相协调,即控制沉降差在允许值范围内. 应根据公式计算主楼沉降量S ,再按各柱的荷载N 值和S值反算出各独立柱基础的面积A (尚应验选地基承载力).5、结束语高层建筑基础选型是整个结构设计中的一个重要组成部分,直接关系到工程造价、施工难度和工期,因此应认真研究场地岩土性质和上部结构特点,通过综合技术经济比较确定.高层建筑的基础选型应因地制宜,除基础应满足现行规范允许的沉降量和沉降差的限值外,整体结构应符合规范对强度、刚度和延性的要求,选用桩基或筏基都不是绝对的,而安全可靠、经济合理才是基础选型的标准。
