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来源 网络 发布于 2012/9/22 17:11:35 评论(0) 有26563人阅读

独立基础是多层框架结构与排架结构常用的基础形式,相对于其他基础类型,设计较为简单,独立基础的设计也是各种基础设计的基础。根据上部结构的需要,独立基础可以设计成为杯口基础——适于预制柱结构;台阶式整体基础——适于现浇柱结构。

独立基础设计,包括以下几方面:

基础的埋置深度与基础底面面积

基础的埋置深度的选择与其他基础相同,主要依据地基土层的分布情况、当地的气候状况、建筑物的特定要求来确定。但是对于独立基础,不同基础可以采用不同的埋置深度,因此会形成不同基础之间的高差。如果地基土层属于开挖相对容易的土层,可以按照相临基础高差的处理原则进行处理,但如果基础坐落于坚硬的岩石上,则会加大施工难度。

此时采取的办法,经常是对于不同的基础,在施工中分别达到设计标高或岩层,如果相临基础高差不满足要求:较高基础的边缘至较低基础基坑边缘的距离小于基础高差时,较低基础的基坑可以采用毛石混凝土回填(C20混凝土,400mm粒径毛石),至高基础的底面。

基础底面面积则根据基础底面荷载、地基强度、基础埋深、沉降控制要求等指标共同确定。

基础高度

基础高度应满足两个要求:构造要求与混凝土受冲切承载力的要求。

构造要求是规范的基本要求。而所谓冲切,与刚性基础的刚性角类似,是指柱与基础交接处,由于柱的轴向力向混凝土内扩散所形成的对于混凝土的冲切。

image

试验结果表明,当基础高度(或变阶处高度)不够时,柱传给基础的荷载将使基础发生冲切破坏,即沿柱边大致成45°方向的截面被拉开而形成图角锥体破坏。为了防止冲切破坏,必须使冲切面外的地基反力所产生的冲切力小于或等于冲切面处混凝土的受冲切承载力。对矩形截面柱的矩形基础,在柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力可按下列临界公式计算:

F1=0.7ftbmh0

F1=psA

bm=(bt+bb)/2 式中:

bt——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长;当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽;当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽;

bb——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的下边长;当计算柱与基础交接处时,取柱宽加两倍基础有效高度;当计算变阶处时,取上阶宽加两倍该处的基础有效高度;

bm——冲切破坏锥体斜截面的上边长bt,下边长bb的平均值;

h0——基础冲切破坏锥体的有效高度;

ft——混凝土抗拉强度设计值;

A——考虑冲切荷载时取用的多边形面积,即图中的阴影面积,ABCDEF;

ps——在荷载设计值作用下基础底面单位面积上的土反力(可扣除基础自身重力及其上土的重力),当为偏心荷载时可取最大的单位面积上的反力。

image

设计时,一般是根据构造要求先假定基础高度,然后按公式验算。如不满足,则应将高度增大重行验算,直至满足。当基础底面落在45°线(即冲切破坏锥体)以内时,可不进行受冲切验算。

基础配筋设计

计算基础底面地基土的反力时,应计入基础自身重力及基础上方土的重力,但是在计算基础底板受力钢筋时,由于这部分地基土反力的合力与基础及其上方土的自重力相抵消,因此这时地基土的反力中不应计及基础及其上方土的重力,即以地基净反力Pn来计算钢筋。

基础底板在地基净反力作用下,在两个方向都将产生向上的弯曲,因此需在底板两个方向都配置受力钢筋。配筋计算的控制截面一般取在柱与基础交接处或变阶处(对阶形基础),计算弯矩时,把基础视作固定在柱周边变阶处(对阶形基础)的四面挑出的悬臂板。

对轴心受压基础,沿长边b方向的截面I—I处的弯矩MI等于作用在梯形面积ABCD上的地基净反力Pn的合力与该面积形心到柱边截面的距离相乘之积,根据力学原理,

MI=Pn(b-hc2(2l+bc)/24

沿长边b方向的受拉钢筋截面面积AsI,可近似按下式计算:

AsI=MI/0.9fyh01

式中h01——截面I—I的有效高度,h01=h-as1

同理,沿短边l方向,对柱边截面Ⅱ—Ⅱ的弯矩M为:

M= Pn(l-bc2(2b+ bc)/24

沿短边方向的钢筋一般置于沿长扭钢筋的上面,如果两个方向的钢筋直径均为d,则截面Ⅱ—Ⅱ的有效高度h0=h01-d,于是,沿短边方向的钢筋截面面积AsⅡ

AsⅡ= M/0.9fy(hot-d)

独立基础配筋设计如图。

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独立基础的构造

轴心受压基础的底面一般采用正方形。偏心受压基础的底面应采用矩形,长边与弯矩作用方向平行,长、短边长的比值在1.5~2.0之间,不应超过3.0。锥形基础的边缘高度不宜小于300mm,阶形基础的每阶高度宜为(300~500)mm。

混凝土强度等级不应低于C15,常用C15或C20。基础下通常要做素混凝土(一般为C10)垫层,厚度一般采用100mm,垫层面积比基础底面积大,通常每端伸出基础边100mm。

底板受力钢筋一般采用HRB335或HPB235级钢筋,其最小直径不宜小于8mm,间距不宜大于200mm。当有垫层时,受力钢筋的保护层厚度不宜小于35mm,无垫层时不宜小于70mm。

基础底板的边长大于3m时,沿此方向的钢筋长度可减短10%,但应交错布置。

对于现浇柱基础,如与柱不同时浇灌,其插筋的根数与直径应与柱内纵向受力钢筋相同。插筋的锚固及与柱的纵向受力钢筋的搭接长度应符合“混凝土结构设计规范”的规定。

对于预制的杯口基础,预制柱插人基础杯口应有足够的深度h1(mm),使柱可靠地嵌固在基础中,插人深度应满足下表的要求[1]

image

同时h1还应满足柱纵向受力钢筋锚固长度的要求和柱吊装时稳定性的要求,即应使h1≥0.05倍柱长(指吊装时的柱长)。

除了插入的深度,对于预制基础的杯底厚度a1和杯壁厚度t也有相关要求。如下表[2]

柱截面边长尺寸h(mm)

杯底厚度a1(mm)

杯壁厚度t(mm)

<500

≥150

150-200

500≤h<800

≥200

≥200

800≤h<1000

≥200

≥300

1000≤h<1500

≥250

≥350

1500≤h<2000

≥300

≥400

[1] h为柱截向长边尺寸;柱轴心受压或小偏心受压时h1可适当减小,偏心距大于2h时,h1应适当加大。

[2] 双肢柱的杯底厚度值,可适当加大。当有基础梁时,基础梁下的杯壁厚度,应满足其直堆宽度的要求。柱子插入杯口部分的表间应凿毛,柱子与杯口之间的空隙,应用比基础混凝土强度等级高一级的细石混凝土充填密实,当达到材料强度设计值70%时可以进行下一步工作。

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第1楼 undefined 发表于 2012-05-17 13:23
1983年,乔布斯对百事可乐的 CEO John Sculley 说:“Do you want to sell sugar water for the rest of your life, or do you want to change the world?”(你想卖一辈子糖水,还是改变世界?)就这样,一段传奇的合作开始了。

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