柱下独立基础设计讲解

柱下独立基础设计讲解 独立基础的概念 一 独立基础的概念 当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时 基础常采用方行或矩形的独立式基础 这类基础称为独立式基础 也称单独基础 是整个或局部结构物下的无筋或配筋基础 一般是指结构柱基 高烟囱 水塔基础等的形式 柱下独立基础设计主要内容 二 柱下独立基础设计的主要内容 1 基础分类 基础的主要受力取自柱在基顶的截面 的不利内力组 如图所示 若基底土反力均布 则称为轴压基础 否则称为偏压基础 柱下独立基础设计主要内容 2 柱下基础设计的主要内容有四项 1 按地基承载力确定基础底面面积 以防止基础底板面积过小 基底应力超过地基承载力造成地基破坏 2 按基础冲切承载力确定基础高度 以防止基础高度不足 发生沿柱周边与基底连线约呈45 方向的冲切面的拉开破坏 3 按基础受弯承载力确定底板上的双向受力钢筋 以防止扩展式基础因底板双向悬挑受力 造成控制截面的弯曲破坏 4 基础构造处理 以防止发生其他问题 柱下独立基础设计主要内容 3 柱下基础设计主要计算过程 3 1 地基承载力计算 3 1 1轴心受压基础设基底面积为A 反力为P 则设计应满足公式 修正后的地基承载力设计值 按 建筑地基基础设计规范 的相应规定计算用 基础自重和基础上土重的重力设计值 设基础埋深d 近似取基础及上覆土重力密度平均值 柱下独立基础设计的主要内容 则 代入上式可得 求得后 只要选定基底的一个边长 则可求知另一边长 柱下独立基础设计的主要内容 3 1 2偏心受压基础 基础边缘的最大和最小反力为 作用于基础底面形心处力矩设计值 与对应的基础底面的抵抗矩 取 代入上式则 柱下独立基础设计的主要内容 计算知 当e b 6时 pmin 0 说明此时基底土反力呈梯形分布 当e b 6时 pmin 0 此时基底土反力呈全三角形分布 当e b 6时 pmin 0 说明此时基底面积与土部分脱离 土反力呈部分三角形分布 此时pmax计算如下 设土反力分布长度为3a 则合力作用点距基础近边为a 且 柱下独立基础设计的主要内容 所以 偏压基础基底面积的应满足的设计条件公式为 柱下独立基础设计的主要内容 考虑到Pmax仅发生在基础边缘 为节省 式中将地基承载力的设计值提高20 是可行的 工程设计一般采用试算法 即先假设基底面积 定出面积尺寸 然后验算是否满足两个条件公式 若不满足 则按估计加大尺寸后再算 直到满足为止 柱下独立基础设计的主要内容 3 2 基础冲切承载力计算 计算是在按构造要求确定出初步的基础高度后进行的 3 2 1基底净反力的概念 使基础构件产生冲切效果的基底应力称为基底净反力 用Pj表示 对于轴压基础 对于偏压基础 柱下独立基础设计的主要内容 3 2 2基础冲切承载力计算 对最常见的矩形截面柱下的矩形基础 应分别验算柱与基础交接处和基础变阶处的冲切承载力 见下页图 为简便起见 验算时取一个最不利冲切破坏锥面即可 只要该面不坏 则其他锥面也不会破坏 另外 对于冲切破坏锥面大于基础底面积的情形 冲切破坏永远不会发生 故不必验算 柱下独立基础设计的主要内容 冲切破坏面 柱下独立基础设计的主要内容 式中 冲切荷载 计算长度 受冲切承载力截面高度影响系数 柱下独立基础设计的主要内容 柱下独立基础设计的主要内容 对于矩形柱下矩形基础 由图不难看出 当基底宽度小于四棱台底面宽度时 则 柱下独立基础设计的主要内容 3 3基础受弯承载力计算 在基底净反力作用下 柱下单独基础可视为双向挑出并固定于柱周边的悬臂板 为分析方便 将基础倒置 视底板为四边悬挑的变截面悬臂板 按对角线 把基础底板分成四块梯形面积 近似把每块面积上的合力视为作用在该悬臂方向的荷载 当为阶形基础时 还应再取变阶截面为配筋控制截面计算 柱下独立基础设计的主要内容 一种近似的计算办法是 沿长边取弯矩控制截面 利用 控制弯矩 合力 合力作用点到控制截面的距离 可得 柱下独立基础设计的主要内容 式中 b 矩形基础长边 L 矩形基础短边 hc 柱截面或变阶截面长边 bc 柱截面或变阶截面短边 对于偏压基础 偏压方向时 垂直偏压方向时 柱下独立基础设计的主要内容 3 4基础构造规定 详见相关规范 柱下独立基础设计计算实例 三 柱下独立基础设计计算实例 上部结构参见 标准化铁塔DGT B 30 0 45 地质参数依据XXXXX勘察院2009年2月提供的 XXXXXX移动基站岩土工程勘察报告 柱下独立基础设计计算实例 柱下独立基础设计计算实例 柱下独立基础设计计算实例 柱下独立基础设计计算实例 柱下独立基础设计计算实例 柱下独立基础设计计算实例 柱下独立基础设计计算实例 柱下独立基础设计计算实例 柱下独立基础设计计算实例 柱下独立基础设计计算实例 柱下独