柱下条形、筏形和箱形基础

柱下条形、筏形和箱形基础§4-1概述一、柱下条形基础、筏形基础、箱形基础的特点1.埋置深度较大。基底面积大。3.减小了基底附加压力，从而减小了建筑物的沉降量。整体性好，具有较大的刚性。地下室，充分利用了地下空间,可供安置建筑设备，也可以作为地下车库、地下仓库等。建筑物桩筏基础图建筑物桩箱基础图二、设计条、筏、箱基础与设计刚性基础和一般扩展基础在方法上的异同

刚性基础和普通扩展基础设计:由于建筑物较小，结构较简单，计算分析中将上部结构、基础与地基简单地分割成彼此独立的三个组成部分，分别进行设计和验算，三者之间仅满足静力平衡条件。这种设计称为常规设计。由此引起的误差一般不致于影响结构安全或增加工程造价。常规设计计算分析简单，工程界易于接收。对于柱下条基、筏、箱等基础，将上部结构、基础和地基简单的分开，仅满足静力平衡条件而不考虑三者之间的相互作用，则常常会引起较大的误差。与刚性基础和扩展基础相比，设计柱下条形、筏形、箱形基础的最主要特点就是，要考虑上部结构、基础与地基的共同作用，使三者不但各自都满足静力平衡条件，且彼此之间还满足变形协调条件，以保证整个建筑物与地基变形的连续性。§4-2地基、基础与上部结构共同作用的概念上部结构经墙、柱与基础相连系，基础底面直接与地基相接触，三者组成一个完整的体系，在接触处既传递荷载，又相互约束和相互作用。若将三者在界面处分开，则它们不仅要满足各自的静力平衡条件，还必须在界面处满足位移连续条件。它们之间相互作用的效果主要取决于它们的刚度。一、上部结构的作用先不考虑地基的影响，认为地基是变形体且基础底面反力均匀分布。1.绝对刚性体的上部结构2.完全柔性体的上部结构3.有限刚刚度的的上部部结构构若上部部结构构的刚刚度介介于上上述两两种极极端情情况之之间，，在地地基、、基础础和荷荷载条条件不不变的的情况况下，，显然然，随随着上上部结结构刚刚度的的增加加，基基础挠挠曲和和内力力将减减小。。同时时，上上部结结构因因柱端端的位位移而而产生生次生生应力力。如果地地基也也有一一定刚刚度，，则上上部结结构和和基础础的变变形和和内力力必受受两者者的刚刚度所所影响响。二、基基础的的作用用基础将将上部部结构构的荷荷载传传递给给地基基，在在这一一荷载载传递递过程程中，，通过过自身身的刚刚度，，对上调调整上上部结结构荷荷载，，对下下约束束地基基变形形，使上部部结构构、基基础和和地基基形成成一个个共同同受力力、变变形协协调的的整体体，在在体系系的工工作中中，起承上上启下下的关关键作作用。。1.完全柔柔性基基础(a)荷载均均布时时，q(x,y)=常数(b)沉降均均布时时，q(x,y)≠≠常数柔性基基础的的基底底反力力2.绝对刚刚性基基础图3-3刚性基基础基基底反反力的的分布布3.有限刚刚度的的基础础如果基基础不不是绝绝对刚刚性体体而是是有限限刚性性体，，在上上部结结构传传来的的荷载载和地地基反反力共共同作作用下下，基基础要要产生生一定定程度度的挠挠曲，，地基基土在在基底底反力力作用用下产产生相相应的的变形形。根根据地地基和和基础础变形形协调调的原原则，，理论论上可可以根根据两两者的的刚度度求出出反力力分布布曲线线。曲曲线的的形式式，，粘性性土：：马鞍鞍形、、钟形形，无无粘性性土：：抛物物线形形。三、地地基的的作用用地基的的作用用也是是通过过它的的刚度度来发发挥的的。所所谓地地基的的刚度度就是是地基基抵抗抗变形形的能能力，，表现现为土土的软软硬或或压缩缩性。。若地基基土不不可压压缩，则基基础不不会挠挠曲，，上部部结构构也不不会因因基础础不均均匀沉沉降而而产生生附加加内力力。这这种情情况下下，共共同作作用的的相互互影响响很微微弱，，上部部结构构、基基础和和地基基三者者可以以分割割开来来分别别进行行计算算。岩岩石地地基和和密实实的粗粗粒土土地基基上的的建筑筑物就就接近近于这这种情情况。。通常地地基土土都有一定定的压压缩性性，在上上部结结构和和基础础刚度度不变变的情情况下下，地地基土土愈软软弱，，基础础的相相对挠挠曲和和内力力就愈愈大，，对上上部结结构引引起的的次反反力就就愈大大。四、上上部结结构、、基础础和地地基的的共同同作用用若把上上部结结构等等价成成一定定的刚刚度叠叠加在在基础础上，，然后后用叠叠加后后的总总刚度度与地地基进进行共共同作作用的的分析析，求求出基底反反力分分布曲曲线，这根根曲线线就是是考虑虑上部部结构构-基础-地基共共同作作用后后的反反力分分布曲曲线。。将上部部结构构和基基础作作为一一个整整体，，将地基反反力分分布曲曲线作为基基础边边界荷荷载与与其它它荷载载一起起加在在该体体系上上就可可以用用结构构力学学的方方法求求解上上部结结构和和基础础的挠挠曲和和内力力。反之，把把反力曲曲线作用用于地基基上就可可以用土土力学的的方法求求解地基基的变形形。因此，原原则上考虑上部部结构-基础-地基的共共同作用用，分析结结构的挠挠曲和内内力是可能的，其关键问题题是求解解考虑共共同作用用后的基基底反力力分布。但不难理理解，求求解基底的实实际反力力分布是一个很很复杂的的问题。。因为真真正的基基底反力力分布受受地基-基础变形形协调这这一要求求所制约约。其中中基础的的挠曲决决定于作作用于其其上的荷荷载和自自身的刚刚度。地地基表面面的变形形则决定定于基底底反力和和土的性性质。直至目前前，共同同作用的的问题原原则上可可以求解解，实际际上尚没没有一种种完善的的方法能能够对各各种地基基条件均均给出满满意的解解答，其其中最主主要的困困难，就就是选择择正确的的地基模模型。§4-3地基模型型基础设计计最大的的难点是是如何描描述地基基对基础础作用的的反应，，即基底底反力与与地基变变形之间间的关系系。人们们为此提提出了多多种地基基计算模模型，但但总的来来说可以以分为：：（1）线弹性性地基模模型；（2）非线弹弹性地基基模型；；（3）弹塑性性地基模模型。本节简要要介绍三三种常用用的线弹弹性地基基模型。。一文克克尔（E.Winkler，1867年）地基基模型1.模型的表表述早在1867年捷克工工程师文文克尔（（Winkler）就提出出了：地基上任任一点的的变形si与该点所所承受的的地基压压力强度度pi成正比，，而与其其他点的的压力无无关，即：pi=ksi式中的k称为地基基抗力系系数，也也称基床系数数（kN/m3）。显然，该该模型实实质上就就是将地地基土体体看成是是由一系系列相互互独立的的、侧面面无摩擦擦的土柱柱组成的的，并且且由于荷荷载与位位移有线线性关系系，当然然就可以以用一系系列弹簧簧来模拟拟了，如如图3-4(a)所示。所所以文克克尔地基基模型又又可称为为弹簧地地基模型型。图3-4文克尔地地基模型型示意图图(a)侧面无摩摩擦的土土柱弹簧簧体系2.推论文克尔地地基模型型的基底底反力分分布与地地基表面面的竖向向位移分分布相似似。由于于刚性基基础受力力后不能能发生挠挠曲，所所以刚性性基础的的基底反反力一定定是直线线分布的的，如图3-4(c)所示,如果受的的是中心心荷载，，则p就是均匀匀分布。。(b)柔性基基础下下的文文克尔尔地基基模型型；(c)刚性基基础下下的文文克尔尔地基基模型型3.模型的的适用用范围围真实的的地基基都是是比较较宽广广的连连续介介质，，表面面任意意点的的变形形不仅仅取决决于直直接作作用在在该点点上的的荷载载，而而且与与整个个地面面荷载载有关关，因因此，，严格格符合合文克克尔地地基模模型的的实际际地基基是不不存在在的。。对于①①抗剪剪强度度较低低的软软土地地基（（如淤淤泥、、软粘粘土等等），，或基基底塑塑性区区较大大时，，②地地基压压缩层层较薄薄，其其厚度度不超超过基基础短短边的的一半半，荷荷载基基本上上不向向外扩扩散的的情况况，比比较符符合文文克尔尔地基基模型型。对于其他情情况，误差差较大；但但可以在选选择基床系系数时，通通过适当的的办法来减减小误差。。该模型表述述简单，应应用方便，，在条形、、筏形和箱箱行基础的的设计中，，得到广泛泛的应用，，并积累了了丰富的设设计资料和和经验，可可供设计时时参考。二、弹性半半空间地基基模型该模型假设设地基是一一个均质、、连续、各各向同性的的半无限空空间弹性体体。1、集中力下下的地表沉沉降由弹性学知知，若弹性性半空间表表面上作用用一竖向集集中力P，如图3-5(a)所示，则在在半空间表表面上离作作用点半径径r处的地表变变形值(沉降)s为：（3-2）2、有限面积积A上的连续分分布荷载p在表面各点点的变形可可以通过对对上式积分分求得。例例如通过积积分可以求求得均匀分分布在矩形形面积l×b上的荷载(图3-5(c))在矩形角点点处的变形形值为：（3-3）式中Ic称为角点影影响系数。。3、考虑相互互作用后的的弹性半空空间解答用弹性半空间间地基模型型计算地基中中的应力与与变形方法法在土力学学中已经讲讲过。但在计算中中要考虑基基础与地基基的变形协协调就相当当繁杂，只只能借助于于数值方法法。将基础底面面划分为n个aj·bj的微元，如如图3-6所示。(a)基底网格划划分(b)网格中点坐坐标图3-6弹性半空间间地基模型型地表变形形计算分布于微元元之上的荷荷载用作用用于微元中中心点上的的集中力Pj表示。以中中心点为结结点，则作作用于各结结点上的等等效集中力力就是{P}。Pj对地基表面面任一结点点i所引起的变变形为sij。各结点上上的变形为为{s}可表示为：：（3-4）可简写为：：{s}=[δ]{P}（3-5）式中[δ]为地基的柔柔度矩阵。。其中的元元素δij表示j结点上单位位集中力Pj=1在i结点引起的的变形。可可以用式（（3-2）计算：（3-6）式（3-5）就是用矩矩阵表示的的弹性半空空间地基模模型中地基基反力与地地基变形的的关系式。。弹性半空间间地基模型型特点总结结优点：与文克尔地地基模型不不同，它清清楚表明，，地基表面面一点的变变形量不仅仅取决于作作用在该点点的荷载，，而且与全全部地面荷荷载有关。。对于常见情情况，基础础宽度比地地基土层厚厚度小，土土也并非十十分软弱，，较之文克克尔地基模模型，弹性性半空间地地基模型更更接近实际际情况。缺点：半空间地基基模型假定定E、µ是常数，同同时深度无无限延伸，，而实际的的地基都只只有一定厚厚度的压缩缩土层，且且变形模量量E随深度而增增加。因此此，如果说说文克尔地地基模型因因为没有考考虑计算点点以外荷载载对计算点点变形的影影响，从而而导致变形形量偏小的的话，则半半空间模型型由于夸大大了地基的的深度和土土的压缩性性而常导致致计算得到到的变形量量过大。三、有限压压缩地基模模型（分层层地基模型型）当地基土层层分布比较较复杂时，，上述的文文克尔地基基模型或弹弹性半空间间地基模型型均有较大大差异。这这时可以采采用有限压压缩层地基基模型。有限压缩层层(分层)地基模型：：把地基当当成侧限条条件下有限限深度的压压缩土层，，并以分层层总和法为为基础，来来建立地基基压缩层变变形与地基基作用荷载载的关系。。有限压缩层层地基模型型的计算参参数就是土土的压缩模模量Es，它可以比比较容易的的在现场或或室内试验验中得到。。该模型的特特点是地基基可以分层层，地基土土是在完全全侧限条件件下受压缩缩。地基计计算压缩层层厚度H仍按分层总总和法的规规定确定。。为了应用有有限压缩层层地基模型型建立地基基反力与地地基变形的的关系，可可以先将基基底平面划划分成n个网络，并并将其覆盖盖的地基划划分成对应应的n个土柱，土土柱的下端端终止于压压缩层的下下限，如图图3-7所示。将第第i个土柱按沉沉降计算方方法的分层层要求再划划分为m个土层，单单元编号为为t=1，2，3，…，m。图3-7有限压缩缩层地基基模型(a)基底平面面网格图图，(b)yj剖面结点点荷载Pj的分布，，(c)地基剖面面与分割割的土柱柱假设在面面积为Aj的第j个网格中中心上，，作用1个单位的的集中力力，，则网网格上的的竖向均均布荷载载。。该该荷载在在第i网格下（（土柱））第t层土中点点zit处产生的的竖向应应力为σzitj，可用角角点法求求解。那那么第j个网格上上的单位位集中荷荷载在第第i个土柱上上部中心心位置产产生的沉沉降为：：（3-7）式中Esit为第i个土柱中中第t层土的压压缩模量量；Hit为该土层的厚厚度。δij是反映作用在在微元j上的单位荷载载对基底i点的变形影响响。因此称为为变形系数或或柔度矩阵[δ]的元素。实际际上，在整个个基底范围内内都作用着荷荷载，都将产产生沉降，各各等价集中荷荷载下的沉降降可以用矩阵阵表示为：（3-8）可简写为：{s}=[δ]{P}(3-9)式（3-9）表达了有限限压缩层地基基模型基底荷荷载与地基变变形的关系。。有限压缩层地地基模型原理理简明，适应应性也较好，，但带有分层层总和法的优优缺点，并且且计算工作烦烦琐，是其推推广使用的主主要困难。4.4文克尔地基上上弹性梁的计计算弹性地基梁与与普通梁的区区别（详细见见：地下工程程结构）弹性地基梁普普通梁支座数无无穷多个有有限个个支座反力无无穷多个个有有限限个无限次超静定定静定或有限次次超静定变形连续刚性支座（略地基变形形）4.5基础分析方法法概要不考虑共同作作用分析法考虑基础-地基共同作用用分析法考虑上部结结构-基础-地基共同作作用分析法法1、不不考考虑虑共共同同作作用用2、考考虑虑基基础础-地基基共共同同作作用用分分析析法法§4-5柱下下条条形形基基础础柱下下条条形形基基础础常常用用作作软软弱弱地地基基上上框框架架或或排排架架结结构构的的基基础础。。与与墙墙下下条条形形扩扩展展基基础础的的不不同同在在于于，，在在柱柱荷荷载载作作用用下下，，基基础础要要产产生生纵纵向向挠挠曲曲。。此此时时，，最最好好考考虑虑基基础础-地基基共共同同作作用用来来分分析析基基础础梁梁的的挠挠曲曲和和内内力力。。本节节主主要要介介绍绍柱柱下下条条形形基基础础的的几几个个常常用用分分析析方方法法及及主主要要的的结结构构布布置置和和构构造造措措施施。。一、、柱下下条条形形基基础础的的构构造造要要求求二静定定分析法法计算内内力三、倒梁梁法计算算内力倒梁法是完全不不考虑上上部结构构-基础-地基共同同作用的的基础梁梁分析方方法。假设基础梁为为刚性梁梁，基底底反力呈呈直线分分布。在分析基基础梁的的内力时时，将其其简化为为倒置的的多跨连连续梁，，柱脚为固固定铰支支座，基底净净反力为为分布荷荷载，按按弯矩分分配法求求解基础础梁的内内力。倒梁法计计算步骤骤1.根据上部部荷载和和地基承承载力初初步确定柱下下条形基基础的尺尺寸。基础梁的的长度l由上部结结构荷载载中心的的位置及及外伸长长度确定定，关键键是要使使梁的重重心与荷荷载中心心一致。。宽度(b=A/l)由地基承承载力确定。2.计算基底底净反力力按下式所所示的线线性分布布计算基基底净反反力。（3-19）式中：pjmax，pjmin—基底最大大和最小小净反力，kPa；ΣF—各竖向荷荷载设计计值总和和，kN；ΣM—外荷载对对基底的的纵向弯弯矩之和和，可以由其来来确定纵纵向配配筋kNm；W—基底面积积的纵向抵抗矩，，bl2/6，m3；b,l—基底的宽宽度和长长度，m。3、确定计计算简图图以柱端作作为不动动铰支座座，以基基底净反反力为荷荷载，绘绘制多跨跨连续梁梁的计算算简图。。考虑到到上部结结构与基基础、地地基相互互作用会会产生“拱架”作用，即即在地基基基础变变形过程程中，端端部地基基反力会会有所增增加，为为了反映映这一情情况，常常在条形形基础两两端的边边跨增加加15~20%的地基反反力.4、用弯矩分分配法计计算连续续梁的弯弯矩M、剪力力Vi绘制相相应的的分布布图。。弯矩M分布图图剪力Vi分布图图5.调整支支座的的不平平衡力力因为在在倒梁梁法计计算中中既假假设了了柱脚脚为不不动铰铰支座座，又又规定定了基基底反反力为为直线线分布布，故故求出出的支支座反反力Pi与柱荷荷载Fi通常不不会相相等，，尚需需通过过逐次次调整整来予予以消消除。。调整步骤1：首先根据柱荷荷载Fi和支座反力Pi求出各柱脚的的不平衡力ΔPiΔPi=Fi-Pi(3-20)调整步骤2:将支座的不平平衡力均匀分分布在相邻两两跨的1/3跨度范围内对边垮支座(3-21)对中间垮支座座(3-22)式中：Δqi—不平衡力折算算的均布荷载载，kN/m；lo—边跨长度（支支座悬跳部分分的长度），，m；li-1，li—第i支座左右跨的的长度，m。调整步骤3:再次用弯矩分分配法计算由由调整的分布荷荷载引起的梁的内内力，以及支支座处的不平平衡弯矩ΔMi与不平衡剪力力ΔVi。调整步骤4:求出调整后的的分布荷载引引起的支座反反力，并将其其叠加到原支支座反力Pi上，求得新的的支座反力Pi‘，重复以上步骤骤，对新的不不平衡力进行行重复调整，，直至不平衡衡力小于柱荷荷载Fi的20%。调整步骤5:叠加逐次计算算的结果，求求得基础梁最最终的内力分分布倒梁法总结倒梁法的假设设：①基底反力线线性分布假定定，②上部结构为为刚体，柱端端为不动铰支支座。不足：忽略了地基基梁的整体弯弯曲所产生的的内力以及柱柱脚不均匀沉沉降引起上部部结构的次应应力，使计算算结果与实际际情况常有明明显差异，且且偏于不安全全方面。适用条件：上部结构刚刚度较高，荷荷载分布均匀匀，地基比较较均匀，且基基础梁接近于于刚性梁（梁梁的高度大于于柱距的1/6）。二、文克尔地地基上梁的计计算考虑基础与地地基的共同作作用的分析法法,按照所采用的的地基模型不不同,还有:(1)文克尔地基上上梁(2)弹性半空间地地基上梁(3)有限压缩层地地基上梁五、柱下十字字交叉基础当上部荷载较较大、地基土土较软弱，只只靠单向设置置柱下条形基基础已不能满满足地基承载载力和地基变变形要求时，，可采用沿纵纵、横柱列设设置的交叉条形基础础，也称十字交叉基础础。十字交叉基础础将荷载扩散散到更大的基基底面积上，，减小基底附附加压力，并并且可提高基基础整体刚度度、减少沉峰峰差，因此这这种基础常做做为多层建筑筑或地基较好好的高层建筑筑的基础，对对于较软弱的的地基，还可可与桩基连用用。柱下十字交叉叉基础梁的构构造要求与柱柱下条形基础础类同。柱下十字交叉叉基础的设计计计算关键是是节点荷载的的分配。十字交叉基础础计算的基本本原理是把节节点荷载分配配给两个方向向的基础梁，，然后分别按按单向柱下条条形基础计算算方法进行。。十字交叉基础础结点受力图图结点荷载分配配必须满足两两个条件结点荷载在正正交的两个条条形基础上的的分配必须满满足两个条件件：（1）静力平衡条条件即即在结点处处分配给两个个方向条形基基础的荷载之之和等于柱荷荷载，即：Pi=Pix+Piy(3-41)结点上的弯矩矩Mx，My直接加于相应应方向的基础础梁上，不必必进行分配，，也就是不考考虑基础梁承承受扭矩作用用。（2）变形协调条条件即即分离后两两个方向的条条形基础在交交叉节点处的的竖向位移应应当相等。wix=wiy(3-42)具体的节点荷荷载的分配办办法教材p63-65。§4-6筏形基础筏形基础=筏板基础=片筏基础=满堂红基础应用于：（1）采用十字交交叉基础不能能满足承载力力或变形要求求；（2）虽能满足，，但基底间净净距很小；（3）虽能满足，，但需要加强强基础刚度；；一、筏形基础础的优缺点和和结构类型1.优点2.缺点3.结构类型1.优点（1）筏形基础具具有较大的基基础面积，通通常比一般基基础埋置深度度大，因而不不但增加基底承载载面积，而且提高地基土的的承载能力，比较容易满满足地基承载载力的要求．．（2）筏筏板板把把上上部部结结构构联合合成成整整体体，可可以以充充分分利利用用结结构构物物刚刚度度，，以以调整整基基底底压压力力分分布布，，减减小小不不均均匀匀沉沉降降．（3）对对于于地地基基内内有有局局部部软软弱弱土土层层或或沟沟槽槽、、洞洞穴穴，，筏筏基基有有跨越越作作用用．可可避避兔兔发发生生局局部部破破坏坏而而对对整整体体结结构构造造成成危危容容。。（4）对于带带有地下下室的建建筑物，，筏板可可作为地地下室的的底板，，与侧墙墙及顶板板组成一一个具有有相当刚刚度的地下空间间结构，供地下下车库、、公共设设施及其其它多种种目的使使用，比比箱式基基础有更更宽敞的的利用空空间．（5）由干从从地下挖挖去的土土方量大大．有效效减小基基底压力力，起补补偿性作作用．减减小建筑筑物的沉沉降．2、缺点（1）由于筏筏板的覆覆盖面积积大而厚厚度和抗抗弯刚度度有限，，无能力力调整过过大的沉沉降差，，因此对对局部范范围地基基土差异异过大，，结构物物对差异异变形敏敏感的情情况，使使用筏形形基础时时要慎重重研究，，必要时时．可辅辅以对地地基进行行局部处处理或使使用桩筏筏基础。。（2）由于土土基上筏筏板的工工作条件件复杂．．内力分分析方法法难以完完全反映映实际情情况，设设计中往往往需要要双向配配置受力力钢筋，，从而提提高工程程造价．．因此需需要经过过认真的的技术经经济比较较才能确确定是否否选用这这种型式式的基础础．3、结构类类型——墙下筏形形基础筏形基础础按其与与上部结结构联系系的特点点分为墙墙下筏形形基础与与柱下筏筏形基础础。一般般情况下下，墙下下筏形基基础多为为平板式式筏基。。柱下筏形形基础平板式梁板式一般情况况下，柱柱下筏形形基础多多为梁板板式筏基基。二、筏形形基础的的构造1.平面尺寸寸筏形基础底面面尺寸应根据据地基承载力力、上部结构构柱网的布置置和荷载分布布等因素决定定，需尽量使使基底形心与总总荷载的重心心相重合。偏心距有限限制（参教材材P66倒数5行）为扩大基底面面积、调整形形心位置减小小偏心距，或或者为了减小小边角端基底底反力对基础础弯矩的影响响，筏板可可适当当外伸伸（参教教材P66~67)2.筏板的的厚度度底板可可以是是等厚厚或变变厚的的，其其厚度度应由由抗冲冲切和和抗剪剪切强强度确确定。。平板式式筏基基筏板板的厚厚度根根据冲冲切承承载力力验算算，验验算时时还应应考虑虑柱根根处的的弯矩矩在冲冲切面面上引引起的的附加加剪力力，最最小厚厚度不不宜小小于400mm。梁板式式筏基基的板板厚不不宜小小于300mm，且板板后与与板格格的最最小跨跨度之之比不不宜小小于1/20；对12层以上上建筑筑的梁梁板式式筏基基，其其板的的厚不不宜小小于400mm，且板板厚与与板格格的短短边净净跨之之比不不宜小小于1/14。地基设设计规规范GB50007-2002:8.4.4筏形基基础的的垫层层厚度度100mm，钢筋保护层层的厚度不不小于35mm。3.地下室底层层柱、剪力力墙与梁板板式筏基基基础梁的连连接构造要要求(1)所有墙、柱柱的边缘至至基础梁边边缘的距离离不应小于于50mm。（2）当交叉基基础梁的宽宽度小于柱柱截面的边边长时，交交叉梁连接接处需设置置八字角，，柱角和八八字角之间间的净距不不宜小于50mm。(3)单向基础梁梁与柱连接接。4.筏基地下室室墙体和顶顶板的构造造要求采用筏形基础的地地下室，地地下室钢筋筋混凝土外外墙厚度不不应小于250mm，内墙厚度度不应小于于200mm。墙体内要要双面配置置钢筋，垂垂直和水平平钢筋的直直径都不应应小于12mm，间距不应应大于300mm。地基设计规规范GB50007-2002:8.4.45.筏板配筋要要求筏板配筋应应由计算确确定。平板板式筏基，，要按照柱柱下的正弯弯矩计算筏筏板下面的的配筋，按按跨中的负负弯矩计算算筏板上面面的配筋。。对梁板式式筏基，可可分别计算算底板与肋肋梁的配筋筋。平板式筏基基要按柱下下板带和跨跨中板带分分别进行内内力计算和和配筋。底底部尚应有有1/2~1/3贯通全跨，，且配筋率率不应小于于0.15%，顶部钢筋按按计算配筋且且全部连通。梁板式筏基的的底板和基础础梁的配筋除除满足计算要要求外。纵横横方向的底部部尚应有1/2~1/3贯通全跨，且且配筋率不应应小于0.15%；顶部钢筋按按计算配筋且且全部连通。6.混凝土要求筏形基础混凝凝土的强度等等级不应低于于C20(C30)，当有地下室室时应采用防防水混凝土，，防水混凝土土的抗渗等级级不应低于0.6MPa(S6)。地基设设计规规范GB50007-2002:8.4.3三、筏筏形基基础内内力计计算（一））不考考虑共共同作作用（二））考虑虑基础础-地基共共同作作用；；（三））考虑虑上部部结构构-基础-地基共共同作作用（一））不考考虑共共同作作用当柱距距相同同，相相邻柱柱荷载载差异异不超超过20%，地基土土质均匀匀且压缩缩性大，，建筑物物有足够够大的相相对刚度度，基底底反力分分布，可可以不考虑基基础-地基的共共同作用用，而按直直线分布布看待。。静定分析析法：如果上部部结构属属于软弱弱结构，，而筏板板较厚，，相对于于地基可可视为刚刚性板，，这种情情况下的的内力分分析要考考虑筏板板承担整整体弯曲曲的作用用。采用用静定分分析法，，将柱荷荷载和直直线分布布的地基基反力作作为条带带上的荷荷载，直直接求截截面的内内力。倒楼盖法法：如果上部部结构刚刚性较大大，筏板板刚度较较小，整整体弯曲曲产生的的内力大大部分由由上部结结构承担担，筏板板主要承承受局部部弯曲作作用，则则用倒楼楼盖法计计算筏板板内力。。静定分析析法-条带法（（截条法法）将筏板截截分为互互相垂直直的条带带，条带带以相邻邻柱列间间的中线线为分界界线，假假定各条条带都是是独立彼彼此不相相互影响响（忽略略板带间间切应力力的影响响），条条带上面面作用柱柱荷载，，下面作作用基底底反力，，用静定定分析法法计算截截面内力力。类似似与条形形计算内内力。在这种计算方方法中，纵向向条带和横向向条带都用全全部柱荷载和和地基反力而而不考虑纵横横向的分担作作用。计算结构，内内力偏大。倒楼盖法类似于条形基基础中的倒梁梁法，将地基基上的筏板简简化为倒置的的楼盖，基础础上的柱或墙墙视为该楼盖盖的支座，地地基净反力视视为作用在该该楼盖上的外外荷载。（二）考虑基基础-地基共同作用用一般筏板属有有限刚度板，，与上部结构构、地基共同同作用。共同同作用的主要要标志就是基基底反力非直直线分布。应应按弹性地基基上的梁板进进行分析。先先求地基反力力，再计算内内力。如果柱网及荷荷载分布比较较均匀，可将将筏板基础划划分为相互垂垂直的条状板板带，板带宽宽度为相邻柱柱中心线间的的距离，按文文克尔弹性地基上梁梁的办法计算。。如果柱距相相差过大，荷荷载分布不均均匀，则应按按弹性地基上的的板理论进行内力力计算。§4-7箱形基础一、箱形基础础的特点箱形基础是指指由底板、顶顶板、外墙和和相当数量的的纵横内隔墙墙构成的单层层或多层箱形形钢筋混凝土土结构，用以以作为整体建建筑物主体部部分的基础。。与一般基础相相比，它有以以下几个主要要的特点：1.优点(1)具有很大的空空间刚度，能能有效地扩散散上部结构传传给地基的荷荷载，同时又又能较好地抵抵抗由于局部部地层土质不不均匀或受力力不均匀所引引起的地基不不均匀变形，，减少不均匀匀沉降在上部部结构中产生生的次生应力力。(2)箱形基础还具具有良好的抗抗震性能。(3)基础的宽度和和埋深大，增增强了稳定性性，提高了承承载力。(4)较大的埋置深深度和中空结结构形式使挖挖除大量地基基土，抵消上上部结构传来来的部分附加加压力，发挥挥了补偿性基基础的作用。。从而显著的的提高地基的的承载力，降降低了地基的的沉降量，增增加地基的稳稳定性。(5)箱形基础的地地下室可以提提供多种使用用功能，充分分利用了建筑筑物的地下空间。冷藏库和高高温炉下的箱箱基有隔断热热传导的作用用，防止地基基土的冻胀和和干缩；高层层建筑物的箱箱基可以作为为商店、库房房、设备层和和人防之用。。但由于内墙墙分隔，使它它不能象筏基基那样提供宽宽敞的地下空空间，因而难难以作为停车车场或工业生生产使用。2.不足和适用性性由于它要耗费费大量的钢筋混凝土，同时还要考考虑解决大面面积深开挖的施工困难，，所以一般适适用于在比较较软弱或不均均匀的地基上上建造带有地地下室的高耸耸、重型或对对不均匀沉降降有严格要求求的建筑物。。通常要根据据建筑物的具具体要求，如如地层土质、、地下水位、、施工条件等等具体情况，，通过与其它它地基基础类类型进行技术术、经济比较较后才能确定定是否选用。。一般来讲适适用的建筑高高度也只是60m（20层）左左右。。二、箱箱形基基础的的构造造要求求1.箱形基基础平平面布布置与与尺寸寸的要要求箱形基基的平平面布布置与与尺寸寸，应应根据据地基基土的的性质质、建建筑平平面布布置以以及荷荷载分分布等等因素素确定定。平平面形形状要要力求求简单单、对对称。。通过形形状布布置，，尽量量使基基底平平面形形心与与结构构竖向向永久久荷载载重心心相重重合。。如不不能重重合时时，其其偏心心距应应符合合下列列要求求：永久荷荷载与与楼（（屋））面活活荷载载组合合时：：e≤0.1W/A(3-43)永久荷荷载与与楼（（屋））面活活荷载载、风风载组组合时时：e≤0.2W/A(3-44)式中：：W为与偏偏心距距方向向一致致的基基础底底面的的抵抗抗矩，，m3；A为基础础底面面积，，m2。2.箱形基基础高高度的的要求求:箱基从从底板板底面面到顶顶板顶顶面的的高度度要满满足结结构承承载力力和刚刚度要要求，，不宜宜小于于箱基基长度度的1/20，且不不应小小于3m。3.箱形基基础墙墙体的的构造造要求求箱基外外墙沿沿建筑筑物四四周布布置。。箱基内内隔墙墙一般般沿上上部结结构柱柱网或或剪力力墙位位置纵纵横交交叉布布置。。平均均每平平方米米基础础面积积上的的墙体体长度度不得得小于于0.4m，或墙墙体水水平截截面的的总面面积（（扣除除洞口口部分分）不不宜小小于箱箱基总总面积积（不不包括括底板板悬挑挑部分分）的的1/10，其中中纵墙墙的数数量不不得少少于墙墙体总总量的的3/5。对基基础平平面长长宽比比大于于4的箱形形基础础，其其纵墙墙水平平截面面面积积(不扣懂懂口面面积)不得小小于基基础面面积的的1/18。墙体内内应设设置双双面钢钢筋。。横、、竖向向钢筋筋不应应小于于10@200mm。除上上部为为剪力力墙外外，箱箱基墙墙顶宜宜配置置两根根不小小于20的钢筋筋。墙体体要要尽尽量量少少开开门门洞洞，，必必要要时时就就将将其其设设在在柱柱间间中中部部，，洞洞边边至至柱柱中中心心距距离离不不宜宜小小于于1.2m，门门洞洞的的面面积积不不宜宜大大于于柱柱距距之之间间墙墙体体面面积积的的16%(1/6)。在在洞洞口口周周围围要要加加设设钢钢筋筋，，洞洞口口每每侧侧增增加加的的钢钢筋筋面面积积不不应应小小于于洞洞口口宽宽度度内内被被切切断断钢钢筋筋面面积积的的一一半半，，且且不不小小于于2根16。此此钢钢筋筋应应从从洞洞口口边边缘缘向向外外延延长长40倍钢钢筋筋直直径径。。外墙墙厚厚度度不不小小于于250mm，常常为为250-400mm;内墙墙厚厚度度不不小小于于200mm,常为为200-300mm。4.对箱箱形形基基础础顶顶底底板板的的构构造造要要求求1)厚度度要要求求箱基基底底板板与与顶顶板板要要满满足足整整体体与与局局部部抗抗弯弯刚刚度度的的要要求求。。顶板板要要具具有有传传递递上上部部结结构构的的剪剪力力至至地地下下室室墙墙体体的的承承载载能能力力。。其其厚厚度度应应根根据据跨跨度度及及荷荷载载大大小小确确定定，，满满足足抗抗弯弯、、斜斜截截面面抗抗剪剪与与抗抗冲冲切切的的要要求求。。一一般般不不应应小小于于180mm。底板板厚厚度度应应根根据据实实际际受受力力情情况况、、整整体体刚刚度度与与防防水水要要求求，，满满足足抗抗弯弯、、抗抗剪剪及及抗抗冲冲切切的的要要求求。。一一般般不不应应小小于于300mm。2)配筋筋要要求求顶、、底底板板应应按按结结构构特特点点分分别别考考虑虑整整体体与与局局部部抗抗弯弯计计算算配配筋筋，，并并注注意意相相应应配配置置部部位位，，以以利利充充分分发发挥挥钢钢筋筋的的作作用用。。当只只按按局局部部弯弯曲曲作作用用计计算算时时，，顶顶板板和和底底板板钢钢筋筋的的配配置置量量除除要要满满足足设设计计要要求求外外，，纵纵横横方方向向在在支支座座处处的的钢钢筋筋应应有有1/2~1/3贯通通全全跨跨，，且且全全通通的的配配筋筋率率分分别别不不得得小小于于0.15%，0.10%。跨跨中中钢钢筋筋要要按按实实际际配配筋筋率率配配置置，，且且全全部部贯贯通通，，防防止止整整体体弯弯曲曲作作用用的的影影响响。。上部部结结构构底底层层柱柱与与箱箱基基交交接接处处，，需需验验算算局局部部承承压压能能力力。。当不不能能满满足足时时，，应应适适当当增增加加柱柱下下承承压压面面积积。。如如做做八八字字柱柱脚脚、、扩扩大大墙墙体体承承压压面面积积等等。。对底底层层柱柱钢钢筋筋伸伸入入箱箱基基深深度度的的要要求求是是：：(1)三面面或或四四面面与与箱箱基基相相连连的的内内柱柱，，位位于于四四个个角角的的钢钢筋筋要要直直通通基基础础底底面面，，其其余余钢钢筋筋伸伸入入顶顶板板表表面面以以下下的的长长度度不不小小于于钢钢筋筋直直径径的的45倍；(2)外柱、与与剪力墙墙相连的的柱及其其他内柱柱的纵向向钢筋应应直通到到基础底底面。(3)对多层箱箱基，除除四角位位置的钢钢筋要直直通到基基底外，，其余的的钢筋可可终止于于地下二二层的顶顶板。5.对箱形基基础混凝凝土的要要求箱形基础础混凝土土的强度度等级不不应低于于C20。如采用用密实混混凝土防防水，其其外围结结构的混混凝土抗抗渗标号号不应低低于0.6MPa(S6)。三、箱形形基础的的内力分分析在上部结结构荷载载和基底底反力共共同作用用下，箱箱形基础础整体上上是一个个多次超超静定体体系，产产生整体体弯曲和和局部弯弯曲。视上部结结构的不不同，将将要采用用不同的的计算方方法。1.上部结构构为剪力力墙结构构箱基的墙墙体与剪剪力墙直直接相连连，可认认为箱基基的抗弯弯刚度为为无穷大大，顶、、底板犹犹如撑在在不动支支座上的的受弯构构件，仅仅产生局局部弯曲曲，故只只需计算算顶、底底板的局局部弯曲曲效应。。仅在构构造上考考虑整体体弯曲的的影响。。顶板按实实际荷载载，计算算和设计计过程参参照楼板板；底板按均均布基底底反力作作用的周周边固定定双向连连续板分分析（参照筏形形基础的的设计））。2.上部结构构为框架架结构上部结构构刚度较较弱，基基础的整整体弯曲曲效应增增大，箱箱形基础础内力分分析应同同时考虑虑整体弯弯曲与局局部弯曲曲的共同同作用。。在计算整整体弯曲曲产生的的弯距时时，将上上部结构构的刚度度折算成成等效抗抗弯刚度度，然后后将整体体弯曲产产生的弯弯距按基基础刚度度的比例例分配到到基础。。基底反反力可参参照基底底反力系系数法或或其他有有效方法法确定。。由局部部弯曲产产生的弯弯距应乘乘以0.8的折减系系数，并并叠加到到整体弯弯曲的弯弯距中去去。工程上常常将箱形形基础当当作一空空心截面面梁，按按照截面面面积、、截面惯惯性矩不不变的原原则，将将其等效效成工字字形截面面，以一一个阶梯梯形变化化的基底底反力和和上部结结构传下下来的集集中力作作为外荷荷载，然然后可以以用静定定分析法法计算任任一截面面的弯矩矩和剪力力。详细的计计算及设设计过程程见后面面。四、箱形形基础的的设计计计算内容容1.确定基础础埋置深深度2.初定基础础各部分分尺寸及及构造(埋置深度度、箱基基高度、、顶底板板厚度等等）3.进行地基基验算4.进行基础础的结构构设计（（顶板、、底板、、纵横墙墙体）5.必要时验验算基础础沉降和和横向整整体倾斜斜6.绘制基础础的设计计图和施施工图；；7.编制工程程设计说说明书。。1.确定基础础埋置深深度由于高层层建筑荷荷载大，，且又承承受风力力和地震震作用等等水平荷荷载，在在抗震设设防区，，除岩石石地基外外，天然然地基上上的箱形形基础埋埋置深度度不宜小小于建筑筑物高度度的1/15。同时还还要结合合建筑自自身使用用功能的的要求，，确定埋埋深。基础顶面面距设计计地面的的距离宜宜大于100mm，尽量避避免基础础外露，，遭受外外界的侵侵蚀和破破坏。2.初定基础础的各部部分尺寸寸及构造造（1）箱形基基础的平平面尺寸寸（2）箱形基基础的高高度（3）箱形基基础墙的的构造要要求（1）箱形基基础的平平面尺寸寸通常是先先根据上上部结构构底层平平面或地地下室的的平面尺尺寸来确确定。平面形状状要力求求简单、、对称。。通过形形状布置置，尽量量使基底底平面形形心与结结构竖向向永久荷荷载重心心相重合合。如不能重重合时，，其偏心心距应符符合下列列要求：：永久荷载载与楼（（屋）面面活荷载载组合时时：e≤0.1W/A永久荷载载与楼（（屋）面面活荷载载、风载载组合时时：e≤0.2W/A式中：W为与偏心心距方向向一致的的基础底底面的抵抵抗矩，，m3；A为基础底底面积，，m2。（2）箱形基基础的高高度箱基从底底板底面面到顶板板顶面的的高度要要满足结结构承载载力和刚刚度要求求，一般般可取建建筑物高高度的1/8~1/12，也不宜宜小于箱箱基长度度的1/20，且不应小于于3m。（3）箱形基础墙墙的构造要求求箱基外墙沿建建筑物四周布布置。内隔墙墙一般沿上部部结构柱网或或剪力墙纵横横