ca多层与高层建筑条形基础

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1、第3章多层与高层建筑条形基础3.1概述天然地基上浅基础设计的内容和一般步骤：决定基础的类型（包括所用材料）和平面布置方式；选择基础的埋置深度；确定地基土的承载力；确定基础的底面尺寸；进行必要的地基验算；进行基础的结构设计；绘制基础施工详图，提出施工说明。条形基础：长度远大于其宽度的一种基础形式。按上部结构形式可分为:墙下条形基础（刚性基础）柱下条形基础（扩展基础）当建筑物荷载较大且地基土较软时，为了增强基础的整体刚度，减少不均匀沉降，可在柱网纵横方向设置双向条形基础，工程上称之为正交格形基础。高

2、层建筑一般较少采用条形基础，但在多层建筑中，它却是常用的基础形式之一。柱下钢筋混凝土条形基础、正交格形基础属于梁式基础。本章将主要介绍钢筋混凝土梁式基础的设计与计算。3.2条形基础结构与计算3.2.1墙下条形基础条形基础是承重墙基础的主要形式。基础材料：砖、毛石、三合土、灰土和混凝土特点：具有较好的抗压性能，抗拉、抗剪强度不高。设计时必须使基础主要承受压应力，保证在基础内产生的拉应力、剪应力都不超过材料强度的设计值。2.钢筋混凝土：抗弯、抗剪性能良好无肋式：有肋式：墙下钢筋混凝土条形基础构造要求

3、：锥形基础的边缘高度，不宜小于200mm；阶梯形基础的每阶台阶高度，宜为300~500mm；垫层的厚度，宜为50~100mm；底板受力钢筋的最小直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm；当有垫层时钢筋保护层的厚度不宜小于35mm，无垫层时不宜小于70mm；混凝土强度等级不宜低于C15。设计原则限制基础台阶的宽度与高度之比不超过台阶宽高比的容许值。查表，与基础的材料强度及基底反力有关。—刚性角适用于6层及6层以下的民用建筑及承重厂房。3.2.2柱下条形基础和柱下正交格形基础荷载大，地基土软基础底

4、面积大，各个基础非常接近增强基础的整体性并方便施工，将同一排的柱基础连通做成钢筋混凝土条形基础。当在高压缩性地基上建造荷载较大的高层框架结构房屋时，为增强基础的整体刚度，减小不均匀沉降，常将基础设计成双向条形基础，即正交格形基础，如图3-4所示。柱下条形基础和柱下正交格形基础构造要求由沿柱列轴线的肋梁以及梁底沿其横向伸出的翼板组成（图3-5）。基础梁构造如右图。基础梁横截面一般呈倒T形；混凝土强度等级可采用C20；梁高应根据计算确定，一般采用柱距的1/4~1/8；当柱荷较大时，可在柱两侧局部增高

5、（加腋），如图3-5b所示；底板厚度不宜小于200mm，当底板厚度为200~250mm时，宜用等厚度底板，当底板厚度大于250mm时，宜用变厚度底板，其坡度小于或等于1∶3；一般情况下，条形基础的端部应向外挑出一定长度以增大基础底面积，并使基底反力分布比较合理，挑出长度宜为第一跨距的0.25~0.30倍；梁的宽度应略大于该方向柱的边长。现浇柱与条形基础梁的交接处，其平面尺寸不应小于图3-6的规定。柱下条形基础简化计算方法将基础看成绝对刚性并假设基底反力成直线分布，按静定分析法或倒梁法计算基础内力

6、。基础底面尺寸的确定合力与基础重心重合，反力均匀分布偏心距超过基础长度的3%，基底反力按梯形分布2.翼板的计算计算宽度方向的净反力3.基础内力分析静力平衡法用基础各截面的静力平衡条件求解内力3.3文克尔地基的梁3.3.1地基梁的微分方程及其通解E.Winkler建议将支承基础的土体作为一系列弹簧来处理。梁宽为b的梁上，取dx的微段，其上作用着分布荷载q和基底反力p以及截面上的弯矩M和剪力V。它们的正方向如图所示。微段的静力平衡方程：V-(V+dV)+pbdx-qdx=0dV/dx=bp-q梁的挠

7、曲微分方程为：两次求导：V=dM/dx根据接触条件（边界条件），地基沉降与梁的变形相等，即s=w根据接触条件，沿梁全长的地基沉降应与梁的挠度相等和文克尔地基模型表达式p=kw，对梁的无荷载部分（q=0），式(3-5)可变为：(3-6)式中,Ec、I为梁材料的弹性模量和截面惯性矩；K为梁单位长度上的集中基床系数；K=kb，k为文克尔地基的基床系数。令，则式(3-6)可写为：(3-7)式中,与梁的抗弯刚度和集中基床系数有关，是影响梁挠曲形状的重要因素。的量纲为[长度-1]，所以它的倒数1/称为特征长

8、度，特征长度愈大，梁的相对刚度愈大。通解：如果假设梁的长度是L，则L是表征文克尔地基上梁的相对刚度的一个无量纲值，称为柔度指数。一般认为，文克尔地基上的梁，可按柔度指数的界限值区分为：刚性梁（L＜π/4）、有限长梁（π/4＜L＜π）和长梁（π＜L）。式中,C1、C2、C3、C4是待定的积分常数，其值在挠曲曲线及其各阶导数连续的梁段中是不变的，可按梁段两端的边界条件确定。3.3.2集中荷载作用下的无限长梁和半无限长梁1集中力作用下的无限长梁（向下为正）（1）集中力作用下的无限长梁边界条件：①x->