浅论柱下独立基础设计

浅论柱下独立基础设计 中华民居2011年07月园林,建筑规划与结构设计 浅论柱下独立基础设计 陈景星 (福建省建筑设计研究院) 摘要:本文作者从最浅显的角度,阐述了关于柱下独基设计的基本要点,以供同行参考. 关键词:柱下独基;基本原则:构造要求;计算实例 1引言 在基础工程设计中,我们常见的浅基础有筏基_l_,条基,以及独立基 础等.在地质条件及各方面均允许的情况下,考虑到基坑开挖的土方量, 混凝土用量?(包括基础工程材料的运输),基础本身的用钢量,人工费用 ,在中,低层建筑 等,一般来说,采用独立基础的造价要低廉许多,因此 中,独立基础较为常见.本文所要阐述的是扩展基础系钢筋混凝土柱下 独立基础,通常简称为柱下独基(不含无筋扩展系基础?). 2设计基本原则 (1)扩展基础系属于柔性基础,应根据《建筑地基基础设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》 GB5007—2002的有关 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 进行计算. (2)基础底面积应根据地基承载力确定,当轴心荷载作用时,荷载效 应组合作用下基础底面的平均压力P应不大于修正后的地基承载力特 征值fa(详见心地规》?公式1);当偏心荷载作用时,除Pk?’外,尚应使荷 载效应 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 组合下基础底面边缘的最大压力值小于或等于1.2倍的修正 后的地基承载力特征值,(详见《地规》公式2). (3)基底配筋可按板抗弯计算. (4)应验算柱与基础交接处以及基础变阶处受冲切和剪切的承载力, 之后有详细论述. (5)当基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时,应验算 柱下基础顶面局部受压承载力,现在少数小高层民用建筑采用柱下独基 时多为十一层以下,柱强度等级大多不超过C40,粗约估算轴力N:1.3x 6.5x6.5×13xl1=7854.27kN,基础多采用C25,按常见的lm3短肢剪力墙 估算顶面局部受压承载力计算: F?m?B??A(混凝土规范式A.5.1一1) 局部荷载设计值FI=7854.27kN. 混凝土局部受压面积A1=390000mm. 基础在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算:A=(1300+ 600)(300+600)=1710000mm 混凝土局部受压时的强度提高系数: 转变.强化干部职工的自我教育,实践教育,依托乡土文化,家庭文化,社 区文化建设,精心策划和组织形式新颖,内容丰富的群众性创建活动,把 思想政治工作寓于活动之中,寓于乐趣之中,使教育的客体变为主体,教 育过程由单向变为双向,教育的方式由依靠少数人做变为发动大家共同 做,将满足干部职工的精神文化需求与实现建设系统思想政治工作要求 融为一体.?由”灌输型”向”渗透型’’j专变.充分发挥新闻媒体的舆论引 导作用,树立,宣传先进典型,用发生在普通人身边,可亲,可信,可学的 感人事迹和先进典型影响,教育和感召干部职工. (4)健全工作机制,形成思想政治工作的整体合力.机制创新对加强 和改进新形势下的思想政治工作至关重要,重点要做好三方面的工作: ?强化组织领导和齐抓共管机制.各单位党政领导要明确 职责 岗位职责下载项目部各岗位职责下载项目部各岗位职责下载建筑公司岗位职责下载社工督导职责.docx ,切实 加 强对思想政治工作的领导.要把思想政治工作纳入单位的整体工作格局 之中,建立党委统一领导,分管领导具体抓,各职能科室负责人共同抓的 有效机制.?建立评估考核机制.要检验思想政治工作的落实效果,使思 想政治工作的考核由虚变实,这样,既有利于增强思想政治工作的目标 性,责任感,又更能看到思想政治工作的价值.同时建立相应的奖惩激励 政策,切实改变轻视思想政治工作,做与不做一个样,做好做坏一个样的 现象.?建立完善保障机制.要加强队伍建设,建设一支政治强,业务精, 作风正,善于转变思维,具有创新精神,勇于开拓进取的现代化思想政治 工作者队伍.对思想政治工作者要在政治上关心,生活上照顾,事业上支 B1=(A1)0.5=(1.71/0.39)0.5=2.094 oJ’Bl’Al=1.0~2.094~0.85xl1900xO.39=8260.5kN?F1=7854.27kN, 满足要求. 由此可见,采用柱下独基常见的小高层,当跨度不超过6.5m时,基 础采用C25是能够满足局部受压要求的,建议计算时无需再作柱下基础 顶面局部受压承载力验算. 另外,在选用柱下独基作为基础 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 时,一般常见的情况是,荷载效 应基本组合时设计值中,偏心弯矩值,柱底剪力很小(数值上小于50且 不大于竖向力数值1/25),此时对基础的影响,竖向力起主导作用,简化 计算时可忽略弯矩,剪力,经过计算,结果与实际偏差不大. 3构造要求 (1)柱下独基按截面形状可分为对称阶梯形和对称锥形,考虑到基 础位置可能与附近基础重叠,不对称截面也截面基础,但必须验算基础 中心与柱中心偏移对基础的影响,省规范中提到矩形基础长宽比宜在 (1.5,4)的范围内. (2)锥形基础的坡度角,不宜大于25.且不得大于35o基础边缘高度 不宜小于200ram.由于有坡度角的限制,采用锥形基础往往不如阶梯形 基础底截面布置灵活. (3)阶梯形基础一般不超过三阶,这与施工要求基础一次性浇捣有 关,阶数太多不利于施工.每阶高度宜为300,500mm,总高H?500时, 为一阶;500mm(H?900mm)时,为二阶;H,900mm时,为三阶;条件不满 足的情况下,高度超过前述界限也是可行的,但仍需满足规范各项要求. (4)混凝土强度等级不应低于C25. (5)柱下独基边长不小于2.5m时,底板受力钢筋的长度可取该边长 的0.9倍,并宜交错布置. (6)基础的受力钢筋不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜 小于100mm,当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40ram,无垫层时不小 于70mm. (7)另外,在柱位相对密集,但条件允许采用柱下独基时,宜考虑基 持,切实帮助他们解决实际困难,解除后顾之忧.要重视硬件建设.尽可 能地为思想政治工作增加经费,购置必要的设备,提供必要的活动场所 和宣传思想文化的物质保障. (5)把握工作重点,确保干部职工思想稳定:?关心弱势群体生活. 弱势群体在建设系统的数量不是少数,如我们前面提到的下岗分流人 员,家庭经济困难人员,还有一些身体残疾,病痛人员,以及一些年老 的 离退休人员.作为思想政治工作者,既要在精神文化生活方面关心弱势 群体,使他们增强对生活困难原因的正确理解,提高对生活的信心,自力 自强;又要切实协调有关部门,帮助他们切实解决生活中遇到的实际难 题,帮助他们解决生活费及时发放,医疗,社保等等问题,让他们感觉单 位(企业)集体大家庭的温暖.?指导年轻干部成长.对年轻干部,思想政 治工作一定要切合他们的特点,形式要活,内容要新,管理要严,充分吸 引他们的兴趣和注意,多谈他们在生活中要面对的爱情,婚姻,事业和政 治成长等等问题,要多交心谈心,正确及时引导他们健康成长,成才.? 及时把握工作动态.要时刻关注社会,关注群众,关注苗头性的问题,及 时发现建设系统和与建设系统密切相关的社会层面出现的重大情况,充 分了解不同时期,不同行业,不同群体的重要思想动态,提高警觉性和 把 握力,知微见卓,把这些矛盾和问题作为我们工作的重点,协同相关部门 共同采取措施,加以调处和解决,避免重大事件尤其是群体性事件的发 生. ?65? 园林,建筑规划与结构设计中华民居2011年07月 础间地基的相互影响,一般来说,地基压力的扩散与持力层土层的内摩 擦角有关,在持力层相同的前提下,宜按以下公式复核: 粘性土[51为持力层时:L=(1,2)?H 砂土为持力层时:L?AH?ctanO 式中:?H为相邻基础底面高差;0为砂土的内内摩擦角.在持力层 相同的挖孔桩与独立墩基混用时亦可采用如上公式,但需满足沉降差要 求. 4工程计算实例 该工程总建筑面积占地:15537.50in2,总建筑面积106402.81mz,拟场 地位于坡残积和冲洪积两微地貌单元接触地带,地形较复杂,原为坡地, 耕地及水塘,已被填土基本填平,根据《福建省地震烈度区划图》资 料,福 建省建筑场地抗震设防烈度为?度.原有建筑已拆除,除局部外,地势较 平坦,最大相对高差约为3.90m. 其中5栋为十一层商住楼,属于工程二期.根据该工程地质基础有 限公司提供的岩土工程勘察报告,该栋范围内场地处于坡残积土层地带 或有冲积层但不发育淤泥质土层,建议采用天然地基浅基础,推荐以粉 质粘土层或全风化泥质砂岩为持力层,基础埋深约2.00,3.00m为宜. 考虑到建筑物部分墙柱间距不大,竖向力较大,5栋范围内场地无土 质局部不均现象,粉质粘土层层厚不大,全风化泥质砂岩层顶埋深在3m 以内,拟选用全风化泥质砂岩为持力层,采用柱下独立阶梯形基础,部分 墙柱间距较近的基础如采用柱下独基时基础重叠则换用联合基础(即柱 F钢筋混凝土条形基础). 柱下独基的设计基本原则前面已经提到,不再重复,本工程与一般 工程不同处在于因为荷载较大而墙柱间距不大,导致基础地面积过大以 致于基础重叠的问题. 如采用联合基础可以避免基础重叠,但经过计算,相对于使用柱下 独基耗钢量要大很多,不够经济,同时,无淤泥质土层且无土质局部不均 现象,无需采用柱下条形基础或具有良好的调整不均匀沉降能力的交梁 基础(交叉条形基础,如图1). 图1 在如上特殊情况下,不考虑按规范对阶梯形基础每阶高度宜为300, 500ram的建议,在满足冲切,剪切,抗弯等条件下,尽可能调整底面积的 长宽以满足基础不重叠的要求. 编号J一18为300x1000一字型短肢剪力墙,基本组合竖向力设计值 为4037.5kN,标准值为3230kN,X,Y向弯矩和剪力均小于数值30,近可 忽略,不作考虑. 混凝土强度等级为C25,,.=11.943N/mm,,=1.27IN/mm. 钢筋强度设计值L=30ON/rum,纵筋合力点至近边距离a=50mm.荷 载的综合分项系数v-1.25,永久荷载的分项系数Y1.25地基承载力特 征值. 修正后的地基承载力特征值,=435kPa. 天然地基基础抗震验算时,地基土抗震承载力按《建筑抗震设计规 范》(GB5001—2001)(式4.2.3)凋整: = ?’=1x435=435kPa 短肢剪力墙高度he=300mm(x方向)宽度be=1300mm(Y方向). (1)基础底面:由于墙柱间距太小,底面长度被限定l=2150mm(Y方 向),估计宽度b:4300mm(x方向),该尺寸并不利于基础抗弯,但能满足 ? 66? 调整底面积的长宽以满足基础不重叠的要求. 基础根部高度H=1000mm,第一阶高度hL=600ram,第二阶宽度b= 2550mm,长度12=2150mm,高度h2=400mm.Y向由于采取X向单方向分 阶,最大限度分阶以降低基础自重; 基础宽高比:满足条件,略. (2)基础自重和基础上的土重设计值G=?Gk=728.1kN. (3)轴心荷载作用下(Nk=3230,F:3230,F:4037.5)(3) pk=(Fk+Gk)/A=407.7kPa?Ic=435.0kPa,满足要求. (4)冲切验算: 基底净反力P p=_Yzx407.7=509.6kPa p__p一G/A=430.9kPa x方向(b方向)同理,略. 一 般来说,冲切验算可选取最大冲切面一个方向即可. (5)剪切验算 v?0.7?3h”,.b0H0(混凝土规范7.5.3一1) x方向(b方向) 柱边剪切验算: 断面面积S=2.15x(O.6—0.05)+2.15xO.4=2.04m 计算宽度Lo=S/(hl0+h’)=2.15m 受剪V=p.?A=p,?(b—h(_)?L/2:1852.8kN 3h=(800/950)/4--0.9580 0.7?Bh?,?Lo?HIlE=2046.5kN?V=1852.8kN,满足要求. 第二台阶边剪切验算: 计算宽度Lo=2150mm x=pj.A~=pj?(b—b9?L/2=810.6kN Bl1=(8001800)=1 0.7?Bh?,?Lo?H~=1237.7kN>~V=810.6kN,满足要求. Y方向(1方向)同理,略. (6)抗弯计算 x方向(b方向)柱边(绕Y轴):MI=l608.6kN?m; Y方向(1方向)柱边(绕x轴):M?=115.4kN?m. 第二台阶边弯矩计算: x方向(b方向)第二台阶边(绕Y轴): M1=354.6kN?111 Y方向(1方向)第二台阶边(绕x轴):无分阶无需计算. (7)配筋计算: Mi~=1608.6kN.irl 计算配筋A=4350.6ram ?号筋A~=4350mm 配筋率P=0.21%,19+18@100. ?同理可得?号筋A?=308mm 配筋率D=O.01%,不足0.15%. 取A.?~5400mm,36+14@120. (8)柱下局部受压承载力计算.之前已有算例,不再重复. (9)另外,本工程在不属于规范要求需作变形验算范围内. 5结束语 相对其他复杂类型的基础,柱下独基的设计计算比较简单,容易理 解.由于承载力较低的限制,多在中低层建筑中使用.即便如此,在高楼 林立的当今,仍是不可缺少的基础类型.本文从最浅显的角度,阐述了关 于柱下独基设计的基本要点.各类型基础由于自身不同的特点,有各自 不同的应用范围,如何合理的选用是我们设计工作者所必须考虑的,只 有深入了解其本质才能更安全,更经济,更有效的达到设计目的. 参考文献 f11《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002) 『2]《建筑抗震设计规范》(GB5001—2001). 『31《建筑地基处理技术规范》(sGJ79—2002). f41《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002,J186—2002) f51《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002).