基础工程学-第4章 柱下十字交叉基础
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浅谈柱下十字交叉条形基础宽度计算摘要:在柱下十字交叉条形基础设计进行简化计算时,要将柱子传来的荷载在两个方向的条形基础上进行分配。
分配的前提条件是已知两个方向的基础梁底宽度(即条形基础的宽度) 本文给出确定两方向条形基础宽度的简便计算方法。
关键词:多层框架, 十字交叉, 条形基础, 基础宽度Abstract: in the under column cross bar foundation design is simplified calculation, will spread the load of posts in two directions is allocated on a bar foundation. Distribution of the premise condition is known the two directions of the foundation beams of the bottom width (i.e., the width of the bar foundation) are given in this paper to determine the direction of the width of the two bar foundation of simple calculation method.Keywords: multilayer frame, cross, bar foundation, basic width中图分类号:C32文献标识码:A 文章编号:一、概述在多层钢筋混凝土框架结构设计中,根据地基承载力的不同,可采用柱下独立基础、条形基础、柱下十字交叉条形基础等形式。
一般情况下,当地基承载力较高且持力层较均匀时,可采用柱下独立基础。
在以下情况下,则应设计成条形基础或十字交叉条形基础。
1、地基较软弱,承载力较低,而上部荷载较大或地基中有局部软弱地带。
柱下十字交叉条形基础宽度计算一、概述在柱距较小的多层钢筋混凝土框架结构设计中,如果上部结构荷载较大或地基条件较差(如软弱地基),以致沿柱列设条形基础已不满足地基承载力和地基变形要求时,可考虑采用沿柱列两个方向设条形基础,形成柱下柱下十字交叉条形基础,以增加基地面积和刚度,减少地基不均匀沉降。
十字交叉条形基础体系是高次静定结构,合理的分析方法应考虑空间框架、十字交叉条形基础和土的共同作用,用有限元法分析,计算冗长但精度高。
工程中常采用简化方法,将节点荷载分配到纵横两个方向,再分别按纵横两方向计算条形基础;轴力分配的前提条件是已知两个方向的基础梁底宽度,本文提供一种确定宽度的方法。
二、节点荷载分配原则节点荷载分配的简化计算方法一般采用如下假定:(1)纵梁和横梁的抗扭刚度为零;(2)不计相临条形基础的荷载影响。
即只分配柱的轴力,柱两个方向的力矩分别由纵梁和横梁承担。
荷载的分配需要满足两个条件;静力平衡和竖向变形协调。
如果用文克勒假设求解,则一般有如下分配公式:式中:Fi——任一节点i上柱传来的荷载(kN)FiX,FiY——Fi分配至X及Y方向基础上的荷载(kN)bX,bY——X方向和Y方向基础梁的底宽度(m)LX,LY——X方向和Y方向基础梁的特征长度(m)α——中柱节点及角柱节点无悬挑情况为1;边柱节点无悬挑情况为4;悬挑长度在0.6~0. 75LX或0.6~0.75LY时,按表2-1查取。
式中:EC——混凝土弹性模量(kN/m2)IX,IY——X方向和Y方向基础梁横截面惯性矩(m4)K——地基基床系数(kN/m3)三、基础梁底宽度确定确定基础梁底宽度时,可以认为柱轴力只由一定范围内的十字交叉基础承受,如:柱每边由1/2柱距范围内的基础承受;再根据按条形基础计算所需的两个方向宽度比值a,则可得出每根柱所需基础梁底宽度;再将任一轴上的任一方向上所有柱的基础宽度迭加求平均值,则可得出该方向的基础宽度。
以图二为例,计算步骤如下:求该节点X、Y方向的宽度比值a:式中:FXij;FYij——X向第ij柱轴力;Y向第ij柱轴力(kN)n;m——X向柱数量;Y向柱数量LX;LY——X向基础梁长度;Y向基础梁长度bXij;bYij——第ij跟柱所需X向及Y向基础宽度计算该节点柱所需X向及Y向基础宽度:由公式Aij=bXij(LXi+LXj)+bYij(LYi+LYj)-bXijbYij(3-2)及(3-1)联合求解,可得:bYij= (3-3)bYij=a?bYij (3-4)其中:LXij=LXi+LXjLYij=LYi+LYj式中:LXi;LXj——节点X向左跨及右跨各1/2跨长;有悬挑情况时,取悬挑长度(m)LYi;LYj——节点Y向左跨及右跨各1/2跨长;有悬挑情况时,取悬挑长度(m)Aij——ij节点所需基础底面积,按柱下独立基础计算(m2)任一轴上的任一方向基础宽度:四、例题如图三所示,为某多层框架结构柱布置及各柱轴力,已知修正后地基承载力特征值为16 0kPa,基础埋深为1.1m,现根据已知条件,试算各轴的基础底宽度。
岩土工程资料:十字交叉梁条形基础有哪些规定
1、当单向条形基础的基底仍不能承受上部结构载荷的作用,可以把纵横柱基础均连在一起,成为十字交叉条形基础。
可承受10层以下的民用住宅。
2、地梁一般设在建筑物的纵向,可增加建筑物的纵向基础刚度。
柱下条形基础常用于框架结构的基础。
当基础压缩性很高且载荷较大时,为增加建筑物基础的整体性,可在纵横墙向均设置柱下条形基础而成为十字交叉条形基础。
3、条形基础梁顶面和底面的纵向受力钢筋,应有2~4根通长配置,且其面积不得少于纵向钢筋总面积的1/3。
4、柱下条形基础的混凝土强度等级一般采用C20。
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湖北工程学院基础工程复习资料基础工程FOUNDA TION ENGINEERING第一章、绪论1.地基:承受基础传来荷载的地层。
分为岩基和土基,或者天然地基和人工地基。
2.基础:是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
分为浅基础和深基础。
3.天然地基:没有经过人为处理,直接修建。
人工地基:承载力低,高压缩性地基,人工处理后才能修建。
4.浅基础可分为刚性扩大基础、单独和联合基础、条形基础、筏板和箱形基础。
深基础可分为桩基础、沉井基础。
5.基础的作用:承上启下。
承上:上部结构物传来的荷载;启下:荷载传给下面的地基。
第二章、浅基础1.浅基础设计的内容和一般步骤:①充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料;②选择基础材料、类型,确定平面布置方案;③选择地基持力层和基础埋置深度;④确定地基承载力;⑤按地基承载力(包括持力层和软弱下卧层)确定基础底面尺寸;⑥进行必要的地基变形和稳定性验算;⑦进行基础的结构计算与设计;⑧绘制基础施工图(基础平面布置图、基础详图),并提出必要的技术说明。
2.浅基础的分类:①扩展基础;②联合基础;③柱下条形基础;④柱下十字交叉基础;⑤筏形基础;⑥箱形基础。
3.扩展基础分为无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础(又分为墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础)。
4.无筋扩展基础(或刚性基础):由素混凝土、砖、毛石、灰土和三合土等抗压性能好、而抗弯抗剪性能差的材料砌筑而成,通常由台阶的容许宽高比或刚性角控制设计。
5.钢筋混凝土扩展基础(或柔性基础):当不便于采用刚性基础或采用刚性基础不经济时采用钢筋混凝土材料做成的基础,如柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础)。
6.无筋扩展基础又称刚性基础。
刚性基础按材料分类有:①砖基础;②三合土基础;③灰土基础;④毛石基础;⑤混凝土和毛石混凝土基础。
7.砖基础:低层建筑墙下基础。
砌筑方便,强度低、抗冻性差。
8.片石基础:砌筑较方便,抗冻性好。
第六节十字交叉条形基础柱下十字交叉条形基础是由柱网下的纵横两组条形基础组成的空间结构,柱网传来的集中荷载、弯矩作用在两组条形基础的交叉点上。
目前在设计中一般采用简化方法:柱荷载按一定原则分配到纵横两个方向的条形基础上,然后分别按单向条形基础进行内力计算与配筋。
满足变形协调条件: 纵、横基础梁在交叉节点上的位移相等。
一、节点荷载的初步分配1. 节点荷载的分配原则满足静力平衡条件: 节点分配在纵、横基础梁上的荷载之和,应等于作用在该节点上的荷载;2. 节点荷载分配方法(1)边柱节点(图b)NS b S b S b N yy x x xx x +=44NS b S b S b N yy x x y y y +=4b x 、b y ──x 、y 方向的基础梁底面宽度,S x 、S y ──x 、y 方向的基础梁弹性特征长度;k s ──地基的基床系数;E ──基础材料的弹性模量;I x 、I y ── x 、y 方向的基础梁截面惯性矩。
44x s x x b k EI S =44 ys yy b k EI S =(2)内柱节点(图c)(3)角柱节点(图d)NS b S b S b N yy x x xx x +=NS b S b S b N yy x x y y y +=一般公式与内柱节点相同。
当角柱节点有一个方向伸出悬臂时(悬臂长度可取),则荷载分配为y y S l )75.0~6.0(=NS b S b S b N yy x x x x x +=ββNS b S b S b N yy x x yy y +=β式中值可查规范表β二、节点荷载的调整1.计算调整前的地基平均反力──梁基础上竖向荷载的总和;A ──梁基础支撑总面积;── 梁基础节点处重叠面积之和。
+N p A A∑=∆∑∑N∑∆A 2.节点处(单位面积)地基反力需增加量Ap p A∆∑∆=3.节点在x 、y 方向应分配荷载增量──节点处重叠面积。
柱下钢筋混凝土十字交叉基础节点力的分配
秦植海;李根生;张维圈
【期刊名称】《力学与实践》
【年(卷),期】1999(21)5
【摘要】本文给出了合理的重叠基底反力调整方法及计算公式,并通过算例对节点力调整前后基底应力及内力的变化进行了对比,
【总页数】1页(P22)
【作者】秦植海;李根生;张维圈
【作者单位】
【正文语种】中文
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