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朱炳寅老师关于结构设计相关问题的网上问答1问：高规附录D中，作用于墙顶的竖向均布荷载设计值，是否可以只考虑竖向荷载组合？因为墙的轴压比计算中为重力荷载代表值作用下的轴向力设计值。
答：不可，应取各种工况（包括竖向荷载、地震作用等）组合的最大墙顶轴力设计值，并根据墙肢的长度，将其等效为墙顶均布荷载。
此处，是墙肢的稳定计算，属于构件抗力计算的内容；而轴压比计算，只是结构构造设计的辅助指标，不是结构计算本身，主要作用是通过轴压比数值的大致划分，确定结构构件的相应构造措施标准。
问《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002）中第9.5.1条表9.5.1第三栏对现浇混凝土板也适用吗？若适用，那么《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)中第4.5.5条对上部结构嵌固部位的地下室顶板180厚，C30，配筋率不宜小于0.25％的规定是否多余？因为按上述规定，其最小配筋率应为0.306％。
答：关于剪力墙和框架柱轴压比计算的相关问题剪力墙和框架柱轴压比的计算规定异同分析见下表剪力墙和框架柱轴压比的计算规定异同分析表项目框架柱剪力墙轴压比定义柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值；可不进行地震作用计算的结构，取无地震作用组合的轴力设计值在重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值与墙肢截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值；计算公式轴力设计值的取值柱组合的轴压力设计值取地震作用组合的轴力最大值，即= 在重力荷载代表值作用下剪力墙墙肢的轴向压力设计值，计算中取重力荷载分项系数=1.2，为重力荷载代表值下，墙肢的轴力。
轴压比真正的轴压比是名义轴压比问：我在算桩基的群桩效应的时候对于桩规中公式5.2.2－5中的参数qck的理解不是很清楚，规范上的解释：承台底1/2承台宽度深度范围内地基土极限阻力标准值，其中地基土极限阻力标准值到底是指什么意思？是不是指承台底地基土的承载力。
关于“嵌固层”和“嵌固部位”问题关于结构底部嵌固层及上部结构嵌固端的刚度比问题，不少网友没闹明白1）《高规》第3.5.2条第2款中“对结构底部嵌固层，该比值不宜小于1.5”；2）《高规》第5.3.7条规定“地下一层与首层的侧向刚度比不宜小于2”。
这两条规定不矛盾，1）指的是，首层与二层的侧向刚度比（当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时），2）指的是地下一层与上部结构首层的比值。
《高规》第3.5.2条第2款的规定，较适合于上部结构的嵌固端为绝对嵌固（不带地下室，将地下室顶板标高确定为嵌固端，嵌固端的水平位移、竖向位移和转角均为零）的计算模型。
关于2）条中比值2的限值合理性问题，可查阅《筏基规范》及我的新抗规书。
我们事务所一般做法：计算时取基础顶面做结构计算嵌固端，构造上满足首层结构嵌固；约束边缘构件从负一层开始设置。
而现新抗规及新高规都明确规定：《抗规》6.1.10.3款；《高规》7.1.4.3款1、规范6.1.14条1、3、4款为满足结构首层嵌固的强度要求；第2款为刚度要求，整个条文说明均为满足强度要求的解释而无关于刚度比取2的相关解释；2、高规5.3.7条规定刚度比计算按附录E.0.1条计算，即按等效剪切刚度比进行计算；相关范围的规定（抗规不超过20米、高规不超过三跨，不统一）有待商榷（高层、超高层基地剪力相差很大，对首层传递影响应该不同）；3、条文解释表明：整个结构应该在首层以上部位出现塑性铰，地下一层不应屈服；实际上当地下一层不屈服时地下室各层均不会出现屈服；从以上可以看出规范6.1.14条所说的嵌固端应该为抗震设计中概念设计的嵌固端即为出现塑性铰分布的下端，而并非结构力学计算的嵌固端。
⏹因此应将规范中的嵌固端区分为计算嵌固端与构造（概念设计）嵌固端；若将计算嵌固端选取在首层则会造成结构刚度偏大；⏹计算时取基础顶面作为结构力学的计算嵌固端，地下室顶板即首层作为构造嵌固端并满足抗规6.1.14条的所有强度要求；⏹底部加强区应从地下室一层开始设置，无须满足《抗规》6.1.10.3款及《高规》7.1.4.3款规定的底部加强区延伸至基础顶面；无论计算嵌固端选取在任何位置，由于地下室周边有很大的刚度的侧墙并受周边岩土的约束，在地震作用下其侧向位移受到限制，所以地下室对高层建筑上部结构的嵌固效果是客观存在的，上部结构的水平地震作用要通过地下室顶板进行传递也是必然的，高层建筑地下室顶板即首层楼板必须具有较强的整体性和刚度，可将高层建筑的水平地震作用有效的传递到地下室周边岩土中去；通过相关计算分析可知塔楼一定范围内结构（纯地下室框架）水平剪力递减较快，但仍然存在一定的内力，而实际工程中经常会出现塔楼与室外顶板有较大的高差，如下图所示：实际工程情况解决方法一：将高差分成几个较小的高差，并在高差处设置较宽的梁，加强该梁的抗扭能力解决方法二：通过在上下梁板端采取加腋方式关于构件的计算长度系数问题构件的计算长度等于计算长度系数乘以杆件长度，要注意程序计算长度系数的定义，一般情况下，杆件被分割的计算点越多，则计算长度系数越大。
柱下独基加防水板的工程应用及分析摘要：独立基础加防水板的地下室做法，根据实际工程案例来分析设计中应该注意的一些问题：独基加防水板的受力特点及基本原理、设计计算、结构构造措施、结构计算的设计原则。
柱下独基加防水板，桩承台加防水板等形式的基础是近年来伴随基础设计与施工发展而形成的一种新的基础型式，由于其传力简单明确及费用低，因此在工程中应用相当普遍。
关键词：地下室；柱下独基；防水板Abstract：According to the actual engineering case study design, independent foundation and basement waterproof board practices should pay attention to some problems: the addition of waterproof plate stress characteristics and the basic principle, design calculation, structural measure, and calculation of structure design principles. The foundation under column waterproof board, pile cap and waterproof plate forms is a new type of foundation developed by the design and construction in recent years. Because of its simple and clear force transmission and low cost, it is widely used in practice.Key words：underground chamber; column only base; waterproof board0.引言：在大中城市的商业建筑设计时，为解决汽车停放问题，一般考虑地下停车，利用地下空间，设置一到两层地下车库。
独立柱基加防水板基础设计方法的分析朱炳寅(中国建筑设计研究院 北京100044)[提要] 结合结构设计的工程实践,分析了独立柱基加防水板这一独特基础形式的受力特性、设计要点,对常用设计方法进行分析比较,提出了适合现阶段结构设计的辅助计算建议,供结构设计时参考。
[关键词] 独立柱基 防水板 基础设计Ba sed on de sign practi ce,the proble m a bout the raft foundation c onsisting of the single fo oting a nd the wate r proof slab is an alyzed.The ke y points of practi cal de sign method is presented ac cording to the foundation de sign cod(GBJ7 89).K eyw ord s:single footing;water proof sla b;ra ft foundation一、独立柱基加防水板的受力分析多层及高层建筑的裙楼中大量采用的独立柱基加防水板基础,实际上是柱周区域加厚的筏板基础,它属于筏板基础范畴,也可以将其理解为倒置的有柱帽无梁楼盖结构,柱帽为柱下独立基础中的台阶部分(图1)。
独立柱基加防水板基础的受力性能与独立柱基、无梁楼盖之间有许多的共性。
独立柱基加防水板基础是由独立柱基演变而来的一种特殊的筏板基础,筏板基础弹性地基梁板分析的刚度方程可表达为:K K wK w K w w+K sw=MP-P c+K s式中: 为由筏板板单元各节点i绕x,y轴的角位移 x及y构成的转角位移列向量(rad);w为由筏板板单元各节点i处的沉降位移构成的列向量(m);K ,K ww为总刚度矩阵中筏板板单元对应位移 及w的刚度子矩阵;K w,K w 为总刚度矩阵中筏板板单元对应位移 及w的刚度耦合子矩阵;M为作用于筏板板单元节点上的等效弯矩列向量(kN m);P为作用于筏板板单元节点上的等效竖向力列向量(kN);Pc为天然地面至筏板板底间的节点上土的重力列向量(kN);P-Pc为节点上的集中附加压力列向量(kN); 为外部相临建筑荷载对本筏板各节点产生的附加沉降量列矩阵;Ks为地基刚度矩阵。
浅谈筏板基础与独立基础的异同——某楼盘基础设计技术分析摘要：独基加防水板基础具有传力明确，构造简单，方便施工，经济实用等优点，因此，在工程设计中是首选的基础形式。
关键词：结构设计；地基基础；筏板基础某楼盘位于江门市港口路与迎宾大道交汇处西北，属于珠江三角洲冲击平原地貌，地貌为剥蚀残丘及丘间洼地；场地西侧原为丘间洼地，东侧原为小山丘，经人工挖土、填土整平，地面标高为4.80~6.76m。
6#7#楼以及商业综合楼位于场地东侧。
其工程地质条件较简单，地基上覆盖的素土层厚度较小，属建筑抗震一般地段，场地土类型为中硬土~坚硬土，场地类别为Ⅰ类，设计特征周期值0.25s。
地质勘察报告建议采用天然地基浅基础或人工挖孔桩基础。
地基类型不同，结构设计的经济性差别明显，一般情况下，采用天然基础时经济型最好，并以天然基础—地基处理—桩基础的顺序确定地基基础形式。
考虑到经济性和施工的便利性，决定6#7#和商业综合楼采用天然地基浅基础，选用持力层为强风化层，承载力特征值fa=600kPa，基准基床系数Kv1=60MN/m2。
我们首先考虑到的是使用最常见的柱下独立基础。
（图一）但是在实际设计的过程中发现，6#7#是18层的高层住宅楼，其剪力墙柱距离基本在2.5m~4m之间，而且墙柱之间布置很不规则。
如果按柱下独立基础布置，相邻基础之间基本上会连在一起。
而商业综合楼最高为14层，墙柱距以8m为主，墙柱布置比较规矩，所以仍适合用独立基础（如图二）。
而6#7#只能另外再选基础形式。
6#7#虽然柱网不规则，但是通过计算复核发现，其形心和重心X方向基本在同一个点，Y方向偏心228mm，根据偏心距验算公式：e=228 <0.1*W/A=0.1*（（1/6）*b*h*h）/（bh）=0.0167h=0.0167*24677=412，可知该偏心仍满足规范要求。
可见从整体上来说6#7#墙柱布置受力均匀。
适合采用平板式筏板基础（见图一）。
独基加防水板基础的设计中国建筑设计研究院 朱炳寅独基加防水板基础是近年来伴随基础设计与施工发展而形成的一种新的基础形式（图1），由于其传力简单、明确及费用较低，因此在工程中应用相当普遍。
图1 独基加防水板基础的组成一、受力特点1．在独基加防水板基础中，防水板一般只用来抵抗水浮力，不考虑防水板的地基承载能力。
独立基础承担全部结构荷重并考虑水浮力的影响。
2．作用在防水板上的荷载有：地下水浮力w q 、防水板自重s q 及其上建筑做法重量a q ，在建筑物使用过程中由于地下水位变化，作用在防水板底面的地下水浮力也在不断改变，根据防水板所承担的水浮力的大小，可将独立柱基加防水板基础分为以下两种不同情况：1）当w q ≤a s q q +时（注意：此处的w q 、s q 和a q 均为荷载效应基本组合时的设计值，即水浮力起控制作用时的荷载设计值，而不是荷载标准值），建筑物的重量将全部由独立基础传给地基（图2a）；2）当w q ＞a s q q +时（注意：同上），防水板对独立基础底面的地基反力起一定的分担作用，使独立基础底面的部分地基反力转移至防水板，并以水浮力的形式直接作用在防水板底面，这种地基反力的转移对独立基础的底部弯矩及剪力有加大的作用，并且随水浮力的加大而增加（图2b）。
（a） （b）图2 独基加防水板基础的受力特点3．在独基加防水板基础中，防水板是一种随荷载情况变化而变换支承情况的复杂板类构件，当w q ≤a s q q +时（图2a），防水板及其上部重量直接传给地基土，独立基础对其不起支承作用；当w q ≥a s q q +时（图2b），防水板在水浮力的作用下，将净水浮力（即w q -（a s q q +））传给独立基础，并加大了独立基础的弯矩数值。
二、计算原则在独基加防水板基础中，独立基础及防水板一般可单独计算。
1．防水板计算1）防水板的支承条件的确定防水板可以简化成四角支承在独立基础上的双向板（支承边的长度与独立基础的尺寸有关，防水板为以独立基础为支承的复杂受力双向板）（图3）；图3 防水板的支承条件2）防水板的设计荷载（图2）（1）重力荷载防水板上的重力荷载一般包括：防水板自重、防水板上部的填土重量、建筑地面重量、地下室地面的固定设备重量等；（2）活荷载防水板上的活荷载一般包括：地下室地面的活荷载、地下室地面的非固定设备重量等；（3）水浮力防水板的水浮力可按抗浮设计水位确定。
关于“独立基础+防水板”中设置软垫层的一些思考朱炳寅老师的《建筑地基基础设计方法及实例分析》，其中朱老师在相关章节中提到“独立基础+防水板”在防水板底下设置软垫层（如聚苯板）以符合此基础结构计算的设想，因为防水板一般是用来抵抗水浮力，而不考虑防水板地基承载力。
所有防水板下未设置软垫层的项目有个共同点，地下抗浮设计水位高，且水位稳定。
故我得出以下思考：1、当抗浮设计水位不稳定不能长期满足Qw≥Qs+Qa时，防水板应设置软垫层，否则此时“独立柱基+防水板”相当于变厚度的筏板基础，防水板将和独立柱基一起承担巨大的地基反力致使防水板结构的不安全。
注释：Qw 地下水浮力Qs 防水板及防水板上建筑做法自重Qa 防水板上折算活荷载理解：当Qw≤Qs+Qa时，若防水板下不设置软垫层，防水板将对其下的地基土产生一定得压力P1，但是远小于独立柱基基底的地基土压力P2，而两者其下土的压缩模量是相同的，因此防水板下地基土压缩变形S1远小于独立柱基基底的地基土压缩变形S2，由于两者底下地基土的变形相差大，致使防水板和独立柱基相交的边缘向下变形不协调，相交边缘产生巨大的内力，使得防水板与独立柱基共同承担巨大的地基反力，此时防水板结构不安全。
当Qw≤Qs+Qa时，若防水板下设置软垫层，防水板将对其下的地基土产生一定得压力P1，但是远小于独立柱基基底的地基土压力P2，然而软垫层压缩模量远小于地基土的压缩模量地基土的压缩模量，因此可防水板下软垫层的压缩变形S1和独立柱基基底的地基土压缩变形S2相当，以保证防水板和独立柱基相交的边缘向下变形协调，相交边缘不会产生内力或者内力很小，使得防水板不需与独立柱基共同承担的地基反力或者只承受很小一部分地基反力，此时防水板结构安全。
2、当抗浮设计水位稳定，且Qw≥Qs+Qa时，防水板下并不会因为防水板下未设置软垫层导致防水板降承担巨大的地基反力而致使防水板结构的不安全，即防水板下可不设软垫层。
浅谈独基加防水板基础设计作者：王海强来源：《文化产业》2014年第10期摘要：独基加防水板基础的特点及计算方法关键词：独立基础；防水板；软垫层；中图分类号：F123.6 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-10-00-01独立柱基加防水板基础是由独立柱基演变而来。
在有地下室且有防水要求时，如地基较好，可选用柱下独立基础加防水板的做法。
常用于地下车库及高层建筑的裙房。
在独基加防水板基础中，防水板一般只用来抵抗水浮力，不考虑防水板的地基承载能力。
独立基础承担全部结构重量，并考虑水浮力及防水板传递的弯矩的影响。
作用在防水板上的荷载有地下水浮力，防水板自重及其上建筑做法重量，不同的地质条件下，由于地下水位不同，作用在防水板底面的水浮力也在不同，根据防水板所承担的水浮力的大小，可将独立柱基加防水板基础分为以下两种不同情况：1）当地下水浮力小于等于防水板自重及其上的建筑做法重量时，建筑物的重量将全部由独立基础传给地基；2）当地下水浮力大于防水板自重及其上的建筑做法重量时，结构自重对计算起有利影响，独立基础底面的部分地基反力转移至防水板。
独基加防水板基础与变厚度筏板虽然形状相似，但工作原理大不相同，独基加防水板基础中独立柱基承担地基反力，防水板不承担或少承担地基反力，只承担水浮力；而变厚度筏板基础，所有筏板均承担地基反力及水浮力。
与变厚度筏板相比较，独基加防水板基础具有地基反力分布简单、钢筋用量小、配筋简单、混凝土用量小、费用低等特点，因此在设计施工中使用广泛。
防水板的厚度一般取250～300mm ，依据《地下工程防水技术规范》，防水板的厚度不应小于250mm；裂缝宽度不得大于0.2mm，并不得贯通；钢筋保护层厚度应根据结构的耐久性和工程环境选用，迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm，防水混凝土的设计抗渗等级应符合《地下工程防水技术规范》4.1.4条的规定。
独基加防水板基础计算原则：在独基加防水板基础中，独立基础及防水板一般可单独计算。
独立基础加防水板基础的设计-朱炳寅独基加防水板基础的设计中国建筑设计研究院朱炳寅独基加防水板基础是近年来伴随基础设计与施工发展而形成的一种新的基础形式（图1），由于其传力简单、明确及费用较低，因此在工程中应用相当普遍。
图1 独基加防水板基础的组成一、受力特点1．在独基加防水板基础中，防水板一般只用来抵抗水浮力，不考虑防水板的地基承载能力。
独立基础承担全部结构荷重并考虑水浮力的影响。
2．作用在防水板上的荷载有：地下水浮力w q 、防水板自重s q 及其上建筑做法重量a q ，在建筑物使用过程中由于地下水位变化，作用在防水板底面的地下水浮力也在不断改变，根据防水板所承担的水浮力的大小，可将独立柱基加防水板基础分为以下两种不同情况：1）当w q ≤a s q q +时（注意：此处的w q 、s q 和a q 均为荷载效应基本组合时的设计值，即水浮力起控制作用时的荷载设计值，而不是荷载标准值），建筑物的重量将全部由独立基础传给地基（图2a）；2）当w q ＞a s q q +时（注意：同上），防水板对独立基础底面的地基反力起一定的分担作用，使独立基础底面的部分地基反力转移至防水板，并以水浮力的形式直接作用在防水板底面，这种地基反力的转移对独立基础的底部弯矩及剪力有加大的作用，并且随水浮力的加大而增加（图2b）。
（a）（b）图2 独基加防水板基础的受力特点3．在独基加防水板基础中，防水板是一种随荷载情况变化而变换支承情况的复杂板类构件，当w q ≤a s q q +时（图2a），防水板及其上部重量直接传给地基土，独立基础对其不起支承作用；当w q ≥a s q q +时（图2b），防水板在水浮力的作用下，将净水浮力（即w q -（a s q q +））传给独立基础，并加大了独立基础的弯矩数值。
二、计算原则在独基加防水板基础中，独立基础及防水板一般可单独计算。
1．防水板计算1）防水板的支承条件的确定防水板可以简化成四角支承在独立基础上的双向板（支承边的长度与独立基础的尺寸有关，防水板为以独立基础为支承的复杂受力双向板）（图3）；图3 防水板的支承条件2）防水板的设计荷载（图2）（1）重力荷载防水板上的重力荷载一般包括：防水板自重、防水板上部的填土重量、建筑地面重量、地下室地面的固定设备重量等；（2）活荷载防水板上的活荷载一般包括：地下室地面的活荷载、地下室地面的非固定设备重量等；（3）水浮力防水板的水浮力可按抗浮设计水位确定。
朱炳寅老师关于结构设计相关问题的网上问答问：《高规》规定只有质量和刚度明显不对称、不均匀的结构，才考虑双向地震作用。
那么，如何确定刚度明显不对称、不均匀？说法一：在非偶然偏心作用下，结构位移比＞1.2，或在偶然偏心作用下，**高度建筑结构位移比＞1.4，B级高度建筑结构位移比＞1.3，需要考虑双向地震作用。
来源：2005年7月18～20日在京举办了首次“PKPM结构设计软件在应用中的问题解析”讲座。
说法二：验算结构位移比时,总是要考虑偶然偏心；结构构件设计时，分下列两种情况处理:1) 如果位移比超过1.2，则考虑双向地震，不考虑偶然偏心；2)如果位移比小于1.2，则不考虑双向地震，考虑偶然偏心。
来源：《PKPM 新规范计算软件 TAT、SATWE、PMSAP应用指南》-黄吉锋。
说法三：一般而言，可根据楼层最大位移与平均位移之比值判断，若该值超过扭转位移比下限1.2较多(比如**高度高层建筑大于1.4，B级高度或复杂高层建筑等大于1.3)，则可认为扭转明显，需考虑双向地震作用下的扭转效应计算，此时，判断楼层内扭转位移比值时，可不考虑质量偶然偏心的影响。
来源：《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)若干问题解说》--黄小坤。
说法一和说法三比较接近，而说法二和其他两种差别较大，要严格的多，哪一种说法是正确的？答：通过楼层位移比来判别结构的对称性和均匀性，是较为合理的量化手段，具体量值应根据工程经验结合工程的具体情况确定，即：工程重要或复杂时，可适当从严，反之可适当放松。
我认为说法二比较合理，在结构扭转影响比较大时，应考虑双向地震，反之应考虑偶然偏心。
问：桩－筏（承台）基础中，规范并未给出筏板（承台）刚度的确定方法。
在考虑筏板（承台）为近似刚性的时候，板厚如何确定？对于剪力墙结构墙下布桩时，筏板或条形承台的配筋如何确定，仅按构造配筋是否合适？ 答：1．对桩筏基础有条件时应采用弹性地基梁板法计算，当采用地基反力直线分布假定进行近似计算时，对桩筏基础的筏板截面要求可按规范对筏板的要求确定。
谈独立基础加防水板的设计摘要：本文主要从构造及受力介绍两类独立基础加防水板的基础形式，并着重介绍设软垫层的独立基础加防水板的基础形式，借以明晰该两类基础的异同优劣，并以实例佐证设软垫层（主要是聚苯板）的独立基础加防水板的基础是值得推广应用。
关键词：高层带地下室（车库）和多层带地下室（车库）；独立基础加防水板的基础；软垫层；聚苯板；费用较低；推广应用。
随着人们生活水平提高，近年来出现了愈来愈多的高层带地下室（车库）和多层带地下室（车库）的建筑形式。
这种建筑形式常会遇到防水问题，基础最初常采用筏形基础或箱形基础，近年来随着工程探索，对于高层裙房及多层地下室，尤其是在较好地基土上，出现了独立基础加防水板的基础形式。
这种基础传力简单、明确及费用较低，工程应用越来越普遍，但这种基础形式暂未列入相关结构设计规范，本文借鉴已有工程及相关理论研究结合本人所做的几个工程谈一下独立基础加防水板的设计，借以抛砖引玉。
独立基础加防水板的基础是独立基础防水板整浇在一起的，只要二者存在变形差异，就必将相互影响，产生协调变形，存在内力重分布再平衡受力状态。
该基础根据构造形式及受力特点，可分为二类：第一类是防水板与独立基础一样通过素砼垫层与地基相连，相互影响（见图一）。
实际上这类基础是一种局部加厚的平板式筏形基础，其受力计算可采用弹性地基梁板分析程序计算（如PKPM08版桩筏筏版有限元计算程序），也可按无梁倒楼盖计算配筋。
根据实测值，该类防水板一般能承担30%左右的上部荷载，其实际承担荷载值与柱距大小有关，与独立基础尺寸大小、间距有关，还与地基土的压缩模量有关。
根据工程地质情况，防水板及独立基础持力层为坚硬粘土时，地下室底板一般可按下列组合作为防水板反力进行防水板的抗弯、抗剪及裂缝验算：1).浮力+10%（上部结构的竖向荷载-浮力）；2).30%所有结构荷载（地面以上及地下室重量），取两者较大值。
对于柱下独基为确保结构安全，取所有结构荷载（不包括防水板）进行设计和验算。
浅谈独立基础加防水板基础的设计四川省成都市610000【摘要】独基加防水板基础近年来在民用和工业建筑的单层、多层地下室结构及荷载不大的小高层结构中应用广泛，本文主要总结工业建筑中独基加防水板基础的设计要点及其在设计中的应用及注意事项。
【关键词】独立基础防水板基础设计独基加防水板基础是近年来的一种新的基础形式，由于其传力简单明确且费用较低，因此在工程中应用相当普遍。
所以本文从对独基加防水板基础的受力分析入手，简单总结现阶段满足设计要求的使用方法。
1、适用范围：（1）独基加防水板基础适用于柱荷载相对不是很大的单层及多层建筑；（2）独基加防水板基础适用于地下水位比较高的带地下室多层及高层建筑。
2、受力特点：（1）在独基加防水板的基础中，只有在防水板下设置软垫层，其中独立基础的受力状态才接近于经典的独立基础；在独基加防水板的基础中，当防水板下不设置软垫层时，独立基础加防水板近似为变厚度的筏形基础。
（2）在独基加防水板基础中，防水板一般只用来抵抗水浮力，不考虑防水板的地基承载能力。
独立基础承担全部结构荷并考虑水浮力的影响。
（3）作用在防水板上的荷载有：地下水浮力qw、防水板自重qs 及其上建筑做法重量qa，在建筑物使用过程中由于地下水位变化，作用在防水板地面的地下水浮力也在不断改变，根据防水板所承担的水浮力的大小，可将独立柱基加防水板基础分为以下两种不同情况：1）当qw ≤ qs+qa 时（注意：此处的qw、qs 和qa 均为荷载效应基本组合时的设计值，即水浮力起控制作用时的荷载设计值，而不是荷载标准值），建筑物的重量将全部由独立柱基传给地基，如下图；2）当qw>qs+qa 时（注意：同上），防水板对独立柱基底面的地基反力起一定的分担作用，使独立柱基底面的部分地基反力转移至防水板，并以水浮力的形式直接作用在防水板底面，这种地基反力的转移对独立柱基的底部弯矩及剪力有加大的作用，并且随水浮力的加大而增加，如下图；（4）在独基加防水板基础中，防水板是一种随荷载情况变化而变换支承情况的复杂板类构件，当qw ≤ qs+qa 时，防水板及其上部重量直接传给地基土，独基对其不起支承作用；当qw>qs+qa 时，防水板在水浮力的作用下，将净水浮力（即qw-（qs+qa））传给独基，并加大了独基的弯矩数值。
•1、关于荷载规范的网上问答1.1、汽车荷载的楼面等效均布荷载计算问：需要计算楼面上汽车荷载，汽车载重10吨，怎么求楼面等效均布荷载？答：计算后轴轮压，考虑动力系数，按荷载规范计算。
具体做法见《图解手册》第9~14页。
1.2、关于悬挂荷载问：悬挂荷载按恒载还是活载考虑？如何考虑不利布置？1、我们设计的医药轻钢厂房，屋面有空调管道、电缆桥架、给排水管道以及吊顶等一些悬挂荷载，其中空调管道所占的荷载比重较大。
不知道大家是如何处理这些悬挂荷载的？钢结构设计手册以及轻型屋面钢屋架图集都是按照满布恒载考虑的，但实际却存在可能这样的不利情况：厂家有可能一跨全部预留，另一跨全部做悬挂。
这样一来按是否应该按活载输入并考虑不利布置呢？我们用的是STS，如果把活荷不利布置的开关打开，计算结果相差是比较大的。
与我们配合的轻钢厂家用的是3d3s，他们称3d3s不考虑活载不利布置，不知道是否真的是这样？2、对于悬挂荷载的取值，我们自己也有争议。
我们给轻钢厂家提供的悬挂荷载是每平米150公斤，我们自己也觉得偏大，但是考虑方案阶段用于估算基础还是可以接受的。
不知道大家计算钢架时是如何处理空调管道荷载的？一般取值多少？我自己的意见是根据一般情况将悬挂荷载按均布活荷载输入，考虑不利布置，局部悬挂较重的时候，在实际位置按活载单独输入集中力，这个集中力就不用考虑不利布置了，毕竟较重的悬挂管道将来移动的可能性是很小的。
3、此外，考虑活荷载不利布置的时候，如果活载里面包括雪荷载，那么雪荷载将一同参与不利布置，觉得有些偏于保守，出现半跨雪荷极值的可能应该是相当小吧？觉得程序应该增加一种工况，将雪荷载拿出来，不参与不利布置，即便参与也应该考虑折减，但没有理论依据。
觉得程序设置的这个活荷不利布置的开关有些粗糙，应该单独考虑雪荷不均匀分布的不利组合。
答：上述问题涉及工艺特殊情况，荷载数值应由相关工艺提供，对于是否考虑活荷载不利组合，这要看荷载不利组合出现的可能性的大小，换言之，有些荷载被定义为活荷载，其实它不十分活，如上面提到的吊挂荷载，一旦其安装结束，其荷载基本不变，或者说它的自重不变，所变化的可能就是其运行需要的那部分重量，如给排水管道里的水的重量等，这部分随运行而有可能变化的重量，才真正称为活荷载，对吊挂荷载中大量的无活动可能的荷载应加以区分，主要看真正活的部分所占的比例，若比例很小，则可不考虑活荷载的不利组合，同时工程经验应重视，多听听专业人员的意见，多了解工艺流程对结构设计大有好处。
•朱总您好!《抗规》第13.3.4条第"2"款规定砌体填充墙实心块体强度等级不宜低于MU2.5,空心块体强度等级不宜低于MU3.5;而《高砼规》6.1.5条第"1"款规定:当采用砖及混凝土砌块时,块体的强度等级不应低于MU5;采用轻质砌块时,砌块的强度等级不应低于MU2.5。
针对以上规定有几个问题向您请教：1.《高砼规》中提到的“砖”是指“实心砖”吗？2.《高砼规》中提到的“轻质砌块”包括大孔空心砖（每立米容重11~12KN）吗？3.觉得两本规范表述的意思正相反。
博主回复：2012-04-21 22:24:26可按抗规设计。
•朱老师，一层全地下地车库柱距8100*810，基础底板采用700厚筏板，地下室顶采用500*1100的主梁，350*800井字梁，板采用250厚的现浇板。
车库外围墙的计算模型是上端铰支、下端固结，还是按两端固结算（本车库上面的刚度并不比底下的刚度小很多）？博主回复：2011-10-26 18:48:43应根据工程情况确定，可上简支下固定。
•朱总解释：高规3.5.2第二条对结构底部嵌固层，本层与相邻上层的侧向刚度比不宜小于1.5。
指的是嵌固层与其上一层的比值（若地下室顶面嵌固，则就是一层与二层的比值）。
按照上面解释如果一层与二层的刚度比是1.5，那么按照抗规6.1.14，地下一层与二层的刚度比就不宜小于3了。
在8度区，由于剪力墙布置较多，这样的刚度比难以满足。
还望朱总给以解疑，谢谢。
博主回复：2011-11-30 12:27:05刚度比的计算方法不同，哪能这样简单比较呢•朱老师，您好！请教：剪力墙结构，设防烈度8度，无地下室，12层，如果一层地面无楼板而做刚性地面，刚性地面可以作为剪力墙的侧向支点吗？博主回复：2011-12-29 16:18:09分不同情况，包络设计。
可参考我的问答书对柱子的处理办法。
•朱总您好！有个问题问下您，抗规6.4.5条中的第1条说，“对于抗震墙结构，底层墙肢地截面的轴压比不大于表6.4.5-1规定的轴压比，可设置结构边缘构件”，这里说的底层指的是底部加强区还是结构最底那一层啊？？？博主回复：2011-12-30 17:34:25紧邻结构嵌固端的上一楼层，一般为地上一层。
对筏板基础与独立基础+防水底板设计探讨摘要：结合规范分析筏板基础及独立基础+防水底板设计依据，重点针对独立基础+防水底板在实际设计中应用及注意事项做实例分析。
关键词：构造要求；受力特点；抗浮水位；软垫层一、筏板基础（规范《GB50007-2011》 8.4 相关规定）1.分类：筏板分为梁板式和平板式。
2.布置原则：基底平面形心宜与结构竖向永久荷载重心重合，当不能重合时，在准永久组合下，偏心距e宜符合下式规定：e≤0.1W/A新高规删除此条的具体计算，但要求仍一样，只是因为实际工程中平面形状复杂，偏心距及其限值难以准确计算。
3.计算原则：1）平板式，冲切验算。
a.柱下冲切τmax=Fl/umh0+asMunbcAB/Isτmax≤0.7（0.4+1.2/βs）βhpftas=1-1/1+2/3（c1/c2）1/2b.内筒下板厚的冲切Fl/umh0≤0.7βhpft/ηc.平板式剪切Vs≤0.7βhsftbwh0验算距离内筒和柱边缘h0处截面的受剪承载力，当筏板变厚度时，尚应验算变厚度处筏板的受剪承载力。
2）梁板式，底板正截面受弯承载力，厚度满足冲切、剪切承载力要求。
Fl≤0.7βhpftumh0h0=（ιn1+ιn2）-√（ιn1+ιn2）2-4pιn1ιn2/（p+0.7βhpft）/4Vs≤0.7βhpft（ιn2-2h0）h04.受力模式简化：当地基土比较均匀、地基压缩层范围内无软弱土层或可液化土层、上部结构刚度较好，柱网和荷载教均匀、相邻柱荷载及柱间距变化不超过20%，且梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏基板的厚跨比不小于1/6时，筏形基础可仅考虑局部弯曲作用，筏形基础的内力，可按基底反力直线分布进行计算，计算时基底反力应扣除底板自重及其上填土的自重。
基础梁的内力可按连续梁分析，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。
如果不满足上述条件，筏基内力可按弹性地基梁板方法进行计算。
平板式筏基可按柱下板带和跨中板带分别进行内力分析。
独基加防水板基础的设计中国建筑设计研究院 朱炳寅独基加防水板基础是近年来伴随基础设计与施工发展而形成的一种新的基础形式（图1），由于其传力简单、明确及费用较低，因此在工程中应用相当普遍。
图1 独基加防水板基础的组成一、受力特点1．在独基加防水板基础中，防水板一般只用来抵抗水浮力，不考虑防水板的地基承载能力。
独立基础承担全部结构荷重并考虑水浮力的影响。
2．作用在防水板上的荷载有：地下水浮力w q 、防水板自重s q 及其上建筑做法重量a q ，在建筑物使用过程中由于地下水位变化，作用在防水板底面的地下水浮力也在不断改变，根据防水板所承担的水浮力的大小，可将独立柱基加防水板基础分为以下两种不同情况：1）当w q ≤a s q q +时（注意：此处的w q 、s q 和a q 均为荷载效应基本组合时的设计值，即水浮力起控制作用时的荷载设计值，而不是荷载标准值），建筑物的重量将全部由独立基础传给地基（图2a）；2）当w q ＞a s q q +时（注意：同上），防水板对独立基础底面的地基反力起一定的分担作用，使独立基础底面的部分地基反力转移至防水板，并以水浮力的形式直接作用在防水板底面，这种地基反力的转移对独立基础的底部弯矩及剪力有加大的作用，并且随水浮力的加大而增加（图2b）。
（a） （b）图2 独基加防水板基础的受力特点3．在独基加防水板基础中，防水板是一种随荷载情况变化而变换支承情况的复杂板类构件，当w q ≤a s q q +时（图2a），防水板及其上部重量直接传给地基土，独立基础对其不起支承作用；当w q ≥a s q q +时（图2b），防水板在水浮力的作用下，将净水浮力（即w q -（a s q q +））传给独立基础，并加大了独立基础的弯矩数值。
二、计算原则在独基加防水板基础中，独立基础及防水板一般可单独计算。
1．防水板计算1）防水板的支承条件的确定防水板可以简化成四角支承在独立基础上的双向板（支承边的长度与独立基础的尺寸有关，防水板为以独立基础为支承的复杂受力双向板）（图3）；图3 防水板的支承条件2）防水板的设计荷载（图2）（1）重力荷载防水板上的重力荷载一般包括：防水板自重、防水板上部的填土重量、建筑地面重量、地下室地面的固定设备重量等；（2）活荷载防水板上的活荷载一般包括：地下室地面的活荷载、地下室地面的非固定设备重量等；（3）水浮力防水板的水浮力可按抗浮设计水位确定。
3）荷载分项系数的确定（1）当地下水水位变化剧烈时，水浮力荷载分项系数按可变荷载分项系数确定，取1.4；（2）当地下水水位变化不大时，水浮力荷载分项系数按永久荷载分项系数确定，取1.35；（3）注意防水板计算时，应根据重力荷载效应对防水板的有利或不利情况，合理取用永久荷载的分项系数，当防水板由水浮力效应控制时应取1.0。
4）防水板应采用相关计算程序按复杂楼板计算。
也可按无梁楼盖双向板计算。
5）无梁楼盖双向板计算的经验系数法（1）防水板柱下板带及跨中板带的划分按图4确定防水板的柱下板带和跨中板带。
图4无梁楼盖的板带划分 图5 独立基础的有效宽度（2）防水板柱下板带及跨中板带弯矩的确定按经验系数法计算时，应先算出垂直荷载产生的板的总弯矩设计值（M 即M x 、M y ），然后按表1确定柱下板带和跨中板带的弯矩设计值。
对X 方向板的总弯矩设计值，按下式计算：8/)3/2(2ce x y x b l ql M −= （1）对Y 方向板的总弯矩设计值，按下式计算：8/)3/2(2ce y x y b l ql M −= （2）式中 q ——相应于荷载效应基本组合时，垂直荷载设计值； x l 、y l ——等代框架梁的计算跨度，即柱子中心线之间的距离；ce b ——独立基础在计算弯矩方向的有效宽度（见图5）。
柱下板带和跨中板带弯矩分配值（表中系数乘M ） 表1 截面位置柱下板带 跨中板带 边支座截面负弯矩0.33 0.04 跨中正弯矩0.26 0.22 端跨 第一内支座截面负弯矩0.50 0.17 支座截面负弯矩 0.50 0.17 内跨跨中正弯矩 0.18 0.15注：① 在总弯矩（M ）不变的条件下，必要时允许将柱上板带负弯矩的10%分配给跨中板带；② 表中数值为无悬挑板时的经验系数，有较小悬挑板时仍可采用，当悬挑较大且负弯矩大于边支座截面负弯矩时，须考虑悬臂弯矩对边支座及内跨的影响。
2．独立基础的计算合理考虑防水板水浮力对独立基础的影响，是独立基础计算的关键。
在结构设计中可采用包络设计的原则，按下列步骤计算：1）w q ≤a s q q +时的独立基础计算此时的独立基础可直接按本章第二节相关规定进行计算，此部分的计算主要用于地基承载力的控制，相应的基础内力一般不起控制作用，仅可作为结构设计的比较计算。
图6 防水板传给独立基础的等效荷载2）w q ＞（a s q q +）时的独立基础计算（1）将防水板的支承反力（取最大水浮力计算），按四角支承的实际长度（也就是防水板与独立基础的交接线长度，当各独立基础平面尺寸相近或相差不大时，可近似取图6中的独立基础的底边总长度）转化为沿独立基础周边线性分布的等效线荷载e q 及等效线弯矩e m （见图6），并按下列公式计算： ① 沿独立基础周边均匀分布的线荷载：)(2)(y x y x y x j w e a a a a l l q q +−≈ （3）② 沿独立基础边缘均匀分布的线弯矩：y x wj e l l q k m ≈ （4）式中 j w q ——相应于荷载效应基本组合时，防水板的水浮力扣除防水板自重及其上地面重量后的数值（2/m kN ）； y x l l 、——x 向、y 向柱距（m）；y x a a 、——独立基础在x 向、y 向的底面边长（m）；k ——防水板的平均固端弯矩系数，可按表2取值；其中y x a a a =。
防水板的平均固端弯矩系数 表2l a / 0.20 0.25 0.30 0.35 0.400.450.500.550.600.65 0.70 0.750.80k 0.110 0.075 0.059 0.048 0.0390.0310.0250.0190.0150.011 0.008 0.0050.003注：本表按有限元分析（由王奇工程师完成）统计得出。
（2）根据矢量叠加原理，进行在普通均布荷载及周边线荷载共同作用下的独立基础计算，即在独立基础内力计算公式的基础上增加由防水板荷载（e e m q 、）引起的内力，计算简图见图7，计算过程如下：图7 独立基础计算简图① 独立基础基底反力引起的内力计算，按本章第二节相关规定，进行普通均布荷载作用下独立基础的内力计算，注意此处均布荷载中应扣除防水板分担的水浮力，以图7柱边缘剖面A-A 为例，计算弯矩为1A M （按地基规范公式（8.2.7-4）计算）、剪力为1A V ；② 防水板对独立基础的基底边缘反力引起的附加内力计算，根据结构力学原理，结合本章第二节独立基础底面反力的分块原则，进行周边线荷载作用下独立基础的内力计算；以图7柱边缘剖面A-A 为例，计算弯矩为2A M =l m d b q e e )2/)((+−、剪力为l q V e A =2；③ 将两部分内力叠加，进行独立基础的各项设计计算，以图7柱边缘剖面A-A 为例，计算总弯矩为21A A A M M M +=、总剪力为21A A A V V V +=。
3）取上述1）和2）的大值进行独立基础的包络设计。
三、构造要求1．为实现结构设计构想，防水板下应采取设置软垫层（见图1）的相应的结构构造措施，确保防水板不承担或承担最少量的地基反力，软垫层应具有以下两方面的特点：1）软垫层应具有一定的承载能力，至少应能承担防水板混凝土浇注时的重量及其施工荷载，并确保在混凝土达到设计强度前不致产生过大的压缩变形。
2）软垫层应具有一定的变形能力，避免防水板承担过大的地基反力，以保证防水板的受力状况和设计相符。
2．工程设计中软垫层的做法大致如下：1）防水板下设置焦渣垫层在防水板下设置焦渣垫层，利用焦渣垫层所具有的承载力承担防水板及其施工荷载重量，并确保在防水板施工期间不致发生过大的压缩变形，同时，在底板混凝土达到设计强度后，具有恰当的可压缩性。
受焦渣材料供应及其价格因素的影响，焦渣垫层的应用正在逐步减少。
2）防水板下设置聚苯板近年来随着独立柱基加防水板基础应用的普及，聚苯板的应用也相当广泛，由于其来源稳定，施工方便快捷且价格低廉，在工程应用中获得比较满意的技术经济效果。
聚苯板应具有一定的强度和弹性模量，以能承担基础底板的自重及施工荷载。
四、结构设计的相关问题1．软垫层设计中对聚苯板性能的控制问题是关系独立基础加防水板受力合理与否的关键问题。
2．需要说明的是，结构设计中常有忽略防水板的水浮力对独立基础的影响，而只按独立基础基底反力引起的弯矩计算，当地下水位较高时，其基底弯矩设计值偏小，不安全。
3．采用软垫层后对地基承载力的深度修正影响问题。
五、设计建议1．建议在软垫层设计中，采取控制软垫层强度和变形的结构措施，如根据设计需要提出聚苯板的抗压强度和压缩模量指标（抗压强度一般取压缩量为试件总厚度的10%时的强度值）。
2．软垫层的厚度h 可根据地基沉降数值s 确定，且应h ≥s。
3．在独基加防水板基础中，防水板承担地下水浮力，当地下水位较高（w q ＞a s q q +）时，应考虑防水板承担的水浮力对独立基础弯矩的增大作用，并可采用矢量叠加原理进行简单计算。
4．在独基加防水板基础设计中，应特别注意对独立基础计算埋深的修正。
5．应注意独基加防水板基础与变厚度筏板基础的区别。
6．在独基加防水板基础的设计中，当地下水位不高时，应尽量采用较小厚度的防水板，控制防水板的配筋略大于防水板的构造配筋为宜。
六、特别说明1．独基加防水板基础暂未列入相关结构设计规范中，上述结构设计的原则和做法均为编者对实际工程的总结和体会，供读者在结构设计中参考。
2．在可不考虑地下水对建筑物影响时，对防潮要求比较高的建筑，常可采用独立基础加防潮板，防潮板的位置（标高）可根据工程具体情况而定：1）当防潮板的位置在独立基础高度范围内（有利于建筑设置外防潮层，并容易达到满意的防潮效果）时，上述独立基础加防水板设计方法同样适用；2）当防潮板的位置在地下室地面标高处时，防潮板变成为非结构构件，一般可不考虑其对独立基础的影响，但注意框架柱在防潮层标高处应留有与防潮层相连接的“胡子筋”。
3．结构构件设计应采用抗浮设计水位而不是防水设计水位。
4．关于结构的抗浮设计1）当抗浮设计水位较高时，结构的抗浮设计往往存在较大的困难，尤其是纯地下车库或地下室层数较多而地上层数很少时，问题更为严重。
