第2节 梁板式筏形基础
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梁板式筏形基础课程设计计算书一、 荷载计算1. 假定不考虑风载与地震作用。
不考虑地下水对基底的上浮力。
2. 基础承受的荷载根据建筑结构每平方米的重量估算。
(1)建筑每平米重量=10.8 kN/㎡ (2)建筑面积计算:地上主体结构:(7.8.2×7.8.0+0.8)×(3×7.8.2.0+0.8)+(3×7.8.0+0.8)×2=97.8.20.7.84㎡ 97.8.20.7.84㎡×11=107.87.8.27.8.2.04㎡ 局部突出屋面的电梯机房,层高3.0m>2.2m , 建筑面积为a×b=7.8.2.0×7.8.0=42.00㎡总建筑面积=107.87.8.27.8.2.04+42.00=107.8.219.04㎡ (3)基础承受荷载=10.8×107.8.219.04=1137.8.288.80kN二、 基础尺寸初步估算1. 基础底板面积确定:用荷载标准值,全反力(包括筏基底板自重),根据地下一层层高及建筑面积,设筏板厚0.7.8m ,基础埋深d=3.9+1.4-0.45=4.85 m ,基础板(7.8.2×7.8.0+0.8)×(3×7.8.2.0+0.8)+(3×7.8.0+0.8)×2=97.8.20.7.84㎡ 2. 基础梁尺寸确定:计算梁高:mm l h 1000666==≥计算梁宽:⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈h h b 21,31,h 为梁高。
梁宽取7.800mm ,梁高取1200mm 。
如图1所示:图1 梁截面尺寸示意图(尺寸单位:mm )3.地基承载力特征值的修正对于0.80.850.750.85L e =<=<,I 的粘性土,查承载力修正系数表得:0.3, 1.6b d ηη==,则:2/48.341)5.085.4(186.1)36(183.0200)5.0()3(m kN d b f f m d b ak a =-⨯⨯+-⨯⨯+=-+-+=γηγη4.验算地基承载力 上部荷载总和为:∑=kN Fk80.113788筏基底板自重为:kN G k 00.14310256.000.954=⨯⨯= 基底反力平均值:=k p =+∑AG Fkk970.6414310.0013788.801+=134.282/kN m 2/48.341m kN f a =<所以地基承载力满足要求。
梁板式筏形基础集中标注内容概述梁板式筏形基础集中标注是土木工程中常见的一种基础设计方案。
它采用了梁板结构来增加基础承载力,通过集中标注来均匀分配载荷到梁板上,提高基础的抗震性能和稳定性。
原理梁板式筏形基础集中标注是通过在筏形基础上添加梁板来改善基础抗震性能。
梁板可以将上部结构的荷载均匀分布到整个基础上,减小基础的竖向应力集中。
该设计方案可以有效减小基础沉降、提高基础的抗震性能和稳定性。
设计步骤1.确定基础布置:根据上部结构的荷载特性和地基承载力,确定基础的位置、尺寸和形状。
2.设计筏形基础:根据基础布置要求,采用合适的筏形基础形式,并计算基础的承载力和稳定性。
3.设计梁板:根据基础的荷载特性和设计要求,确定梁板的宽度、厚度和长度。
同时,考虑梁板与筏基础之间的连接方式,确保梁板与基础之间的传力良好。
4.集中标注设计:根据上部结构的荷载情况,确定集中标注的位置和数量。
集中标注的大小要能够满足所需的荷载传递要求。
5.进行结构计算:根据基础和集中标注的设计参数,进行结构计算,检查基础的抗震性能和稳定性。
6.细化设计:根据结构计算的结果,进一步优化和细化设计。
确认梁板的支座位置、尺寸和数量,以及集中标注的尺寸和数量。
设计考虑1.荷载:根据上部结构的荷载特性,合理确定梁板的尺寸和集中标注的位置和数量,以满足设计要求。
2.地质条件:根据地质勘察和地基承载力计算,合理选择基础形式和尺寸,确保基础的稳定性和安全性。
3.抗震性能:梁板的设计要求考虑基础的抗震性能,采用合适的强度和刚度,同时确保与地基的良好连接。
4.施工工艺:梁板和集中标注的制造和安装要符合相应的规范和标准,保证施工质量。
5.考虑未来扩展:针对可能的上部结构扩展,应考虑基础的扩展性和适应性,以减少未来的建设成本。
设计实例以某一多层建筑的柱网结构为例,假设每根柱子的设计荷载为1000kN,基础布置为5×5米的方形柱网。
根据地质勘探结果,该地区的地基承载力为200kPa。
梁板式筏型基础模板工程施工方案本文主要阐述梁板式筏型基础模板工程施工方案的具体步骤和关键注意事项。
一、工程概况梁板式筏型基础是一种常用于建筑工程的基础模板形式,其结构简单、稳定性好,施工效率高等特点使其备受青睐。
本工程位于XX地区,建筑规模为XX,基础类型为梁板式筏型基础。
二、施工准备在施工前,需进行以下准备工作: - 制定详细的施工方案和施工图纸; - 准备好所需的模板材料和施工机具设备; - 完成现场勘测和标定,确保施工的准确性;- 制定安全施工计划,确保施工过程中的安全。
三、施工步骤1. 模板安装1.根据设计要求搭建模板支撑架,确保支撑架结构牢固;2.将模板板材按设计要求放置在支撑架上,并进行验收确认;3.采用水平仪对模板进行调整,确保模板水平、垂直。
2. 钢筋加工与布置1.根据设计要求对钢筋进行切割、弯曲等加工;2.将加工好的钢筋按照设计要求布置在模板内,并用扎钢筋机进行固定。
3. 混凝土浇筑1.在完成模板安装和钢筋布置后,进行混凝土搅拌和浇筑;2.采用振捣棒对混凝土进行振捣,确保混凝土密实无空鼓;3.对混凝土表面进行打磨和抹平处理,以保证表面平整。
4. 模板拆除1.混凝土达到设计强度后,可以进行模板拆除;2.拆除模板时要注意轻拆轻放,避免对混凝土造成损坏。
四、质量控制在施工过程中,需重点关注以下几个质量控制点: - 混凝土坍落度、配合比的控制; - 钢筋的间距、覆盖层厚度等要符合设计要求; - 混凝土浇筑和振捣的质量。
五、安全措施为确保施工安全,施工人员需遵守以下安全规定: - 戴好安全帽、安全鞋等个人防护用具; - 操作机具设备时要注意正确使用,避免意外发生; - 模板搭建和拆除时要有专人负责指挥,确保安全。
六、总结梁板式筏型基础模板工程施工是一项重要的基础工程,施工过程中需严格按照设计要求和标准进行操作,确保施工质量和安全。
希望本文所述施工方案能对相关工程建设提供参考和指导。
筏板基础知识详细解析(一)筏形基础平法施工图的表示方法1.梁板式筏形基础平法施工图,是在基础平面布置图上采用平面注写的方式进行表达2.当绘制基础平面布置图时,应将其所支承的混凝土结构、钢结构、砌体结构或混合结平面一起绘制。
3.通过选注基础梁底面与基础平板底面的标高高差来表达二者间的位置关系,可以明确与板顶一平)、“低板位”(梁底与板底一平)、“中板位”(板在梁的中部)三种不4.梁板式筏形基础构件的类型和编号;a)梁板式筏形基础由基础主梁,基础次梁,基础平板等构成。
(二)梁板式筏形基础平板的平面注写1.梁板式筏形基础平板的平面注写a)梁板式筏形基础平板LPB的平面注写,分板底部与顶部贯通纵筋的集中标注与板底部标注两部分内容。
当仅设置贯通纵筋而未设置附加非贯通纵筋时,则仅做集中标注。
b)梁板式筏形基础平板LPB贯通纵筋的集中标注,应在所表达的板区双向均为第一跨(X与Y双向首跨)的板上引出(图面从左至右为X向,从下至上为Y向)板区划分条件:i当板厚不同时,相同板厚区域为一板区。
ii当因基础梁跨度、间距、板底标高等不同,设计者对基础平板的底部与顶部贯通纵筋配置相同的区域为一板区。
各板区应分别进行集中标注。
集中标注内容规定如下:注写基础平板的编号。
‚注写基础平板的截面尺寸。
注写h=XXX表示板厚。
ƒ注写基础平板的底部与顶部贯通纵筋及其总长度。
先注写X向底部(B打头)贯通纵筋与顶部(T打头)贯通纵筋,及其纵筋长度范围;头)贯通纵筋与顶部(T打头)贯通纵筋,及其纵筋长度范围。
(图面从左至右为X 贯通纵筋的总长度注写在括号中,注写方式为“跨数及有无外伸”,其表达形式为:一端有外伸,(xxB)两端有外伸。
注:基础平板的跨数以构成柱网的主轴线为准;两主轴线之间无论有几道辅助轴线,例:X:BB22@150;TB20@150;(5B)Y:BB20@200;TB18@200;(7A)表示基础平板的X向底部配置B22间距150的贯通纵筋,顶部配置B20间距150的为5跨两端有外伸;Y向底部配置B20间距200的贯通纵筋,顶部配置B18间距20度为7跨一端有外伸;当某向底部贯通纵筋或顶部贯通纵筋的配置,在跨内有两种不同间距时,先注写跨内两前面加注纵筋根数(以表示其分布的范围);再注写跨中部的第二种间距(不需要加分隔。
梁板式筏形基础设计2.1工程概况和设计依据本工程为长沙市信德商场的梁式筏板基础。
筏板基础的工程地质条件详见中表1.1。
本筏板设计主要依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002,《混凝土结构设计规范》GB50010-2002,《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》JGJ 6-99进行设计。
2.2 基础形式的选择本工程中上部柱荷载平均在4599kN,较大,且粘土层的承载力较低,故使用独立基础,条形基础和桩基础无法满足地基承载力的要求。
经综合考虑,选择筏板基础,既充分发挥了地基承载力,又能很好地调整地基的不均匀沉降。
本工程上部荷载平均在4599kN,较大且不均匀,柱距为9m,较大,将产生较大的弯曲应力,肋梁式筏基具有刚度更大的特点,可以很好的抵抗弯曲变形,能够减小筏板厚度,更适合本工程。
2.3基础底面积的确定地基承载力验算采用标准组合,地下室柱下荷载标注组合由PKPM导出的,即表2.2 竖向导荷柱号荷载(KN)柱号荷载(KN)柱号荷载(KN)柱号荷载(KN)柱号荷载(KN)合力A1 2219 B1 3261 C1 3056 D1 3578 E1 2654 14768 A2 3357 B2 4512 C2 4113 D2 4813 E2 3549 20344A3 3133 B3 4216 C3 4357 D3 4526 E3 3179 24176 A4 3142 B4 4230 C4 4354 D4 4496 E3 3203 19431 A5 3193 B5 4255 C5 4096 D5 5419 E5 4545 21508 A6 2553B63513C63045D63672E6271615499合力17597 23987 23021 26504 19846 110955基底面积: ㎡144032450=⨯=A110955255331933142313333572219271645453203317935492654=++++++⋯⋯++++++=∑i NkpaA N P i1.7714401109550===∑修正后的地基承载力特征值(持力层):查表得:)5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγηηb=0.3 ηd=1.5 γ=20.3KN/ m ³m3/55.9104.104.23.205.13.205.61.19KN m=-⨯+⨯+⨯=γkpaP kpa f a 8.956.1039)5.000.2(55.95.1)36(3.203.01000=≥=-⨯⨯+-⨯⨯+=符合条件,满足要求。
第二节梁板式筏形基础【要点】本节根据梁板式筏形基础的受力特点,说明梁板式筏形基础的设计要求、技术要点、使用条件及相关经济性指标,应特别注意框架结构的无地下室或一层地下室筏基的抗震设计要求,还应重视框架-核心筒结构(或荷重分布类似的结构)在核心筒四角下梁板式筏形基础的应力集中问题。
一、梁板式筏基的组成梁板式筏基由地基梁和基础筏板组成,地基梁的布置与上部结构的柱网设置有关,地基梁一般仅沿柱网布置,底板为连续双向板,也可在柱网间增设次梁,把底板划分为较小的矩形板块(图6.2.1)。
图6.2.1 梁板式筏基的肋梁布置(a)双向主肋(b)纵向主肋、横向次肋(c)横向主肋、纵向次肋(a)双向主次肋梁板式筏基具有:结构刚度大,混凝土用量少,当建筑的使用对地下室的防水要求很高时,可充分利用地基梁之间的“格子”空间采取必要的排水措施等优点(图6.2.2a)。
但同时存在筏基高度大、受地基梁板布置的影响,基础刚度变化不均匀,受力呈现明显的“跳跃”式(图6.2.2b),在中筒或荷载较大的柱底易形成受力及配筋的突变,梁板钢筋布置复杂、降水及基坑支护费用高、施工难度大等不足。
图6.2.2 梁板式筏基的特点(a )梁格的利用 (b )地基反力的突变由于梁板式筏基在技术经济上的明显不足,因此,近年来该基础的使用正逐步减少,一般仅用于柱网布置规则、荷载均匀的某些特定结构中。
二、梁板式筏基的计算要求1.(“地基规范”第8.4.5条、“箱筏规范”第5.3.2、5.3.3条)梁板式筏基底板除计算正截面受弯承载力外,其厚度尚应满足受冲切承载力、受剪切承载力的要求。
2.(“地基规范”第8.4.5条)梁板式筏基的底板受冲切承载力按式(6.2.1)计算:l F ≤0m t hp 7.0h u f β (6.2.1)式中 l F ——底板冲切力设计值,即:作用在图6.2.3中阴影部分面积(l A )上的地基土平均净反力设计值(j p ),l F 按公式(6.2.2)计算:j l l p A F = (6.2.2)0h ——基础底板冲切破坏锥体的有效高度;t f ——混凝土轴心抗拉强度设计值;m u ——距基础梁边0h /2处冲切临界截面的周长。
图6.2.3 筏基底板冲切示意 图6.2.4 筏基底板剪切计算示意 当底板区格为矩形双向板时,底板受冲切所需的厚度0h 按式(6.2.3)计算:47.04)()(hp 21221210t j n n j n n n n f p l l p l l l l h β+−+−+= (6.2.3)式中 1n l 、2n l ——计算板格的短边和长边的净长度;j p ——相应于荷载效应基本组合....的单位面积地基土平均净反力...设计值。
3.(“地基规范”第8.4.5条)梁板式筏基的底板受剪承载力按式(6.2.4)计算s V ≤002)2(7.0h h l f n t hs −β (6.2.4)式中 s V ——底板剪力设计值,即:距梁边缘0h 处,作用在图6.2.4中阴影部分面积(v A )上的地基土平均净反力设计值(j p ),s V 可按公式(6.2.5)计算:s V =j v p A (6.2.5)hs β——受剪切承载力截面高度影响系数(见表4.2.8)。
4.(“地基规范”第8.4.10条)有抗震设防要求(当筏形基础的内力按基底反力直线分布进行计算)时,对无地下室且抗震等级为一、二级的框架结构,基础梁除满足抗震构造要求外,计算时尚应将柱根组合的弯矩设计值分别乘以1.5和1.25的增大系数(见图6.2.5)。
【注意】此处不是对按“抗震规范”第6.2.3条或“混凝土高规”第6.2.2条规定调整完毕的再放大,此处只是强调要采用经放大的组合弯矩设计值,即采用按“抗震规范”第6.2.3条或“混凝土高规”第6.2.2条规定调整完毕后的柱根弯矩。
5.(“地基规范”第8.4.11条、“箱筏规范”第5.3.10条)当梁板式筏基满足表6.1.1的相关要求时,筏基的内力可按基底反力直线分布的连续梁计算,边跨跨中弯矩以及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数(图6.2.6)。
图6.2.5 基础梁抗震设计要求 6.2.6 基础梁的计算要求6.(“地基规范”第8.4.10条、“混凝土高规”第12.2.3条、“箱筏规范”第5.3.9条)当梁板式筏基不满足表6.1.1的相关要求时,筏基的内力应按弹性地基梁板法进行分析计算。
7.(“地基规范”第8.4.13条、“箱筏规范”第5.3.3条)基础梁顶面的局部受压承载力计算梁板式筏基的基础梁除满足正截面受弯及斜截面受剪承载力外,尚应验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力(按“混凝土规范”公式(7.8.1-1)计算)。
8.梁板式筏基计算要求汇总见表6.2.1。
梁板式筏基计算要求汇总表表6.2.1三、梁板式筏基的构造要求1.(“地基规范”第8.4.5条、“箱筏规范”第5.3.2条)梁板式筏基的底板厚度(图6.2.7)1)对12层以上建筑的梁板式筏基,其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不应小于1/14,且板厚不应小于400mm;2)其他情况下的梁板式筏基,其底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不宜小于1/20,且板厚不应小于300mm 。
图6.2.7 筏板构造要求 图6.2.8 梁高构造要求2.(“混凝土高规”第12.2.6条、“地基规范”第8.4.10条)梁板式筏基的梁高取值应包括底板厚度在内,梁高不宜小于平均柱距的1/6。
应综合考虑荷载大小、柱距、地质条件等因素,经计算满足承载力的要求(图6.2.8)。
3.(“地基规范”第8.4.11条、“箱筏规范”第5.3.10条)按基底反力直线分布计算的梁板式筏基,其底板和基础梁的配筋除满足计算要求外,纵横方向的底部钢筋尚应有1/2~1/3贯通全跨,且其配筋率(指贯通钢筋的配筋率——编者注)不应小于0.15%,顶部钢筋按计算配筋全部连通(图6.2.9及图6.2.10)。
图6.2.9 基础梁的配筋构造要求 图6.2.10 基础底板的配筋构造要求4.(“地基规范”第8.4.6条、“箱筏规范”第5.3.4条)梁板式筏基的肋梁宽度不宜过大,在满足设计剪力V ≤0.250c c bh f β的条件下,当梁宽小于柱宽时,可将肋梁在柱边加腋以满足构造要求(图6.2.11)。
1)柱、墙边缘至基础梁边缘的距离不应小于50mm ;2)当交叉基础梁的宽度小于柱截面的边长时,交叉基础梁连接处应设置八字角,柱角与八字角之间的净距不宜小于50mm ;3)单向基础梁与柱的连接,可按图6.2.11b 采用;4)基础梁与剪力墙的连接时,基础梁边至剪力墙边的距离不宜小于50mm (图6.2.11c )。
5.墙、柱的纵向钢筋要贯通基础梁而插入筏板中,并且应从梁上皮起满足锚固长度的要求(图6.2.11c )。
图6.2.11 基础梁与柱、墙连接构造四、理解与分析1.梁板式筏基的底板的正截面受弯承载力按“混凝土规范”的相关要求计算。
2.梁板式筏基可仅考虑局部弯曲作用的条件见表6.1.1。
3.当无法按简化方法计算时,宜采用弹性地基梁板方法计算。
4.关于梁板式筏基的抗震设计1)图6.2.5的柱根组合弯矩放大的条件是:(1)无地下室的梁板式筏基,其内力按基底反力直线分布的假定进行计算时;(2)抗震等级为一、二级的框架结构的框架柱;(3)柱根的组合弯矩设计值,就是按“抗震规范”第6.2.3条或“混凝土高规”第6.2.2条规定调整完毕的设计值。
2)基础设计中一般采用荷载效应的基本组合的柱底内力设计值,而对无地下室的一、二级抗震等级的框架结构,其基础梁设计中,柱底内力设计值除按荷载效应的基本组合值计算外,还需考虑地震作用下经放大后的组合弯矩设计值。
3)对于有地下室的筏基,受地下室的影响,筏基所承担的地震作用不大。
文献[11]第11.0.2条规定:“6度区、7度区地下室层数不少于一层及8度区地下室层数不少于两层时,在地震作用下可不验算基础的水平承载力”。
4)“地基规范”第8.4.10条的抗震设计要求与“地基规范”第8.4.12条对平板式筏基的要求(见本章第三节)不同。
5.公式(6.2.4)的意义在于将图6.2.4中阴影面积的全部剪力由梯形底边截面来承担,验算的是底边截面承担的总剪力。
6.当满足表6.1.1条件,按基底反力直线分布假定的简化方法进行筏基内力计算时,规范采取了内力放大和加强通长钢筋配置等相应的构造措施,其根本目的在于弥补简化计算方法未考虑整体弯曲的不足(比较可以发现:当采用弹性地基梁板法设计时,规范无相似的要求)。
五、结构设计的相关问题1、“地基规范”第8.4.10条中对柱根弯矩放大的要求(图6.2.5),是适用于所有梁板式筏基的基础梁,还是仅用于按基底反力直线分布计算的梁板式筏基中的基础梁,规范对此未表述清晰。
2、在框架-核心筒结构中,核心筒面积一般在楼层总面积的20%以下,在此范围内剪力墙集中布置,同时还承担了接近1/2的楼层重量,核心筒下地基反力大大高于外框架柱下的地基反力,常出现筒体角部外侧基础梁受力过于集中的现象,导致基础梁超筋(图6.2.12)。
图6.2.12 梁板式筏基的应用3.图6.2.8中梁高不区分楼层数量、荷载情况等,统一要求h≥6/l,对于层数不多、荷载不大的特定建筑欠合理。
六、设计建议1.“地基规范”第8.4.10条中对柱根弯矩放大的要求,可将其用于所有梁板式筏基的基础梁。
由于结构计算中上部结构与基础多采取分离式计算,因此基础计算中尤其应注意规范的上述要求,避免遗漏。
2.公式(6.2.1)也宜按公式(6.3.4)考虑冲切临界截面周长影响系数η,取η=1.25。
3.一般不宜在框架-核心筒结构(或剪力墙在中部集中布置的框架-剪力墙结构)等上部荷载分布不均匀的结构中采用梁板式筏基,必须采用时应采取内筒角部基础梁加强措施,避免局部应力集中给设计带来困难。