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Copyright since1989MIDASInformationTechnologyCo Ltd Allrightsreserved 建筑结构设计的一站式解决方案 独基加防水板形式基础初步探讨 目录 PART 1 基础类型简介 独立基础加防水板基础类型 柱下独立基础加防水板是一种联合作用的基础形式 理想状态下独立基础承受上部压力 防水板仅承受地下水浮力而不考虑地基承载力 为了使防水板不承受基底反力 满足在计算中将防水板和独立基础分开计算的假定 需要将防水板悬空处理 但实际工程中无法使其完全理想状态 因此 在防水板下放置可压缩性能很强的软垫层材料 聚苯板或者焦渣垫层 作为结构缓冲来达到防水板仅防水的效果 其计算简图及示意见图1 图1独立基础 防水板结构示意图 PART 1 基础类型简介 防水板受力分为三部分 1 地下水浮力 2 防水板自重 3 上部建筑做法及覆土等 防水板对独立基础的贡献由荷载决定 a 地下水浮力小于其上部荷载之和时 整个建筑上部结构荷载完全由独立基础传递至基础 此时防水板对独基没有贡献 b 地下水浮力大于其上部荷载之和时 由于防水板自身的变形 对独立基础底面的地基反力起到一定的分担作用 若完全不考虑其贡献既浪费材料 又计算失真 独立基础加防水板基础受力特点 PART 1 基础类型简介 独立基础加防水板设计注意要点 一 当水浮力qw 上部自重qs及荷载qa时 水浮力将由防水板传递至独立基础 对独立基础产生影响 基础大师中将底板支座反力作为上部荷载施加给独基 起到增大基底反力的效果 二 根据地下水位的高低及荷载大小 需要对水浮力作用按照永久荷载或者是可变荷载进行考虑 基础大师中对荷载及荷载组合可以灵活控制 可以对荷载组合系数进行调整 PART 1 基础类型简介 四 独基加防水板基础形式与设置柱墩及变厚度筏板之间有本质的区别 二者不能混同 当筏板上部设置柱墩时 其影响范围较小 且设置的目的为解决筏板在柱根处的冲切 而其对筏板受力无明显影响 而变厚度的筏板 子筏板 对基础有影响 界定范围为 柱下加厚板宽度与高度的比值 b h 约为1时 可判断为柱墩 三 在设计时 由于水浮力的影响 防水板与独立基础设计控制工况未必是同一种工况 基础大师中对于防水板及独立基础等不同构件 采用全部荷载组合进行包络设计 查看结果时可查看各构件控制的荷载组合项 PART 2 midasBuilding程序应用 工程概况 模型基本情况如下 双向5跨8米柱距 柱截面采用600 x600 外围外墙采用300 地下室顶板梁500 x900 顶板厚度250 底板厚度为250 独基总高900 上部覆土厚度为1700 覆土重度为20KN m3 上部活荷载为5KN m2 模型中仅考虑竖向荷载 不考虑风荷载及地震作用 模型结构示意图1 模型结构示意图2 PART 2 midasBuilding程序应用 地质资料情况 地下水位 3 0m 土层数量10详见下表 在钻孔中按照统一高度进行输入该地质情况 工程概况 PART 2 midasBuilding程序应用 1 采用平板式筏板模拟防水板 独立基础采用柱墩的形式模拟 见FM模型1 2 采用平板式筏板模拟防水板 独立基础采用子筏板形式模拟 见FM模型2 由于在模型中是要考虑上部覆土 自重及结构活荷载作用 因此在building程序中使用BM建立车库地下室的上部结构 进行分析计算后再导入到FM中 在FM中对筏板的计算采用板元法 边界条件采用倒楼盖法 反力计算采用K值法 building程序处理 FM模型示意图 结果图形1 模型1筏板基础位移图 PART 2 midasBuilding程序应用 结果图形2 模型1筏板板单元内力图 结果图形3 模型2筏板基础位移图 结果图形4 模型2筏板板单元内力图 结果图形5 总体沉降图 PART 2 midasBuilding程序应用 计算结果 在此注意几点 a FM中所提供独立基础 防水板形式 防水板不承受地基反力 与上述模型的情况不同 在独基计算中 应注意独基宽度尺寸与高度之比值 b h 2 5 以满足在计算时基底按照假定为一均匀变化的直线 P或Pmax Pmin 这一假定 否则应该按照变厚度筏板进行计算 该模型中形式虽然为独立基础 但其宽度较大 比值达到4 4 应该按照筏板形式进行计算 b 柱墩这一基础形式 在基础验算时考虑 冲切 剪切 而在分析时并未考虑其真实刚度 c K值法是将上部结构柱或墙视为不动铰支座 由上部荷载反作用在基础上 可以考虑荷载在不同构件之间的分配情况 在程序中不考虑上部结构刚度的影响 PART 2 midasBuilding程序应用 基础大师设计注意事项 PART 3 midasGen程序应用 在Gen中对上部结构和地下筏板部分建立整体模型进行模拟 模型情况如下 外墙及顶板采用板单元 顶板梁及内框架柱采用梁单元 筏板及柱墩采用实体单元进行模拟 网格划分尺寸为1m 该模型边界条件采用面弹性支承转化为节点弹性支承 基床系数按照1500KN m2进行计算 筏板部分外围考虑整体模型影响 水平位移为0进行约束 模型见下图 模型示意图 PART 3 midasGen程序应用 Gen处理方案 与FM相比 GEN中的结果稍有差异 尤其以基底反力更为明显 竖向作用下基底的变形趋势及应力分布均相同 虽然其局部受荷产生应力集中 但反力没有与想象中的各部分受力差异明显
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