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1、柱下条形基础设计,建筑地基基础课件系列,Design of strip foundations supported column loads,一、柱下条形基础设计简介二、十字交叉基础设计简介,基本内容,设计的主要内容：翼板宽度，厚度及其配筋；肋梁高度，宽度及其配筋。,一、柱下条形基础设计简介,（一）截面形式,（二）构造要求,1.满足所有扩展基础构造要求；2.基础梁的高度H=1/41/8柱距；翼板厚度不宜小于200mm；3.条形基础的端部宜向外伸出，其长度宜为边跨的0.25倍；4.现浇柱与基础梁的交接处，其平面尺寸如图5.梁顶、底面按计算配筋，顶部全部贯通，底部通长筋不小于底部受力钢筋截面积的1
2、/3。,（三）设计计算,柱下条形基础在其纵横两个方向均产生弯曲变形，故在这两个方向的截面内均存在剪力和弯矩。柱下条形基础横向的剪力与弯矩通常可考虑由翼板的抗剪、抗弯能力承担，其内力计算与墙下条形基础相同。柱下条形基础纵向的剪力与弯矩一般则由基础梁承担。,根据荷载条件，并考虑结构与地基基础相互作用和设计要求，柱下条形基础纵向内力的计算方法可划分为三种类型。不论何种方法一般均应满足静力平衡条件和变形协调条件。,1、不考虑共同作用的简化分析方法 2、考虑基础地基共同作用的弹性地基梁法 3、考虑上部结构地基基础共同作用的分析方法,柱下条形基础设计的重点即为计算其基础梁的内力。,1、不考虑共同作用的简化
3、分析方法,当柱荷载比较均匀，柱距相差不大，基础与地基相对刚度较大，以致可忽略柱下不均匀沉降时，仅进行满足静力平衡条件下梁的计算。基底反力以线性分布作用于梁底。用梁各截面静力平衡求解内力的方法称静定分析法（静定梁法）。用连续梁求解内力的方法称倒梁法。,倒梁法将柱下条形基础假设为以柱脚为固定铰支座的倒置连续梁，以线性分布的基底净反力作为荷载，用弯矩分配法或弯矩系数法求解基础梁内力。由于此时支座反力与柱的作用力不相等，因此应通过不断调整以消除不平衡力。,倒梁法计算的步骤,3）用弯矩分配法或弯矩系数法计算连续梁的M、V；,1）根据初步选定的柱下条形基础尺寸和作用荷载，确定计算简图；2）计算基底净反力及
4、分布，按刚性梁基底反力线性分布进行计算；,4）调整与消除支座的不平衡力。如图，首先由支座处柱荷载Pi和支座处反力Ri求出不平衡力Pi：,将各支座不平衡力均匀分布在相邻两跨的各1/3跨度范围内,边跨支座,中间支座,5）继续用弯矩分配法或弯矩系数法计算内力，并重复步骤4），直至不平衡力在计算容许精度范围内。一般不超过柱荷载的20。6）将逐次计算结果叠加，得到最终内力分布。,一般调整12次即可使不平衡力满足精度要求。,在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，柱荷载分布较均匀，且基础梁的高度不小于16柱距时，地基反力可按直线分布，基础梁的内力可按倒梁法计算。,2、考虑基础地基共同作用的弹性地基梁法 考虑
5、基础与地基的相互作用，不需事先假定反力分布。分析时，根据地基土层情况选用某种地基模型，按静力平衡条件将上部结构与基础分割开，用结构力学方法求出柱端作用力，并反向作为荷载加于基础上，于是基础成为设置在某种地基模型上的承载结构或构件，然后由变形协调条件直接或近似求解基础内力和变形。,弹性地基梁法主要有半无限弹性体法（弹性半空间地基模型）和基床系数法（文克勒地基模型）。比较起来，基床系数法在弹性地基梁法中较为典型，应用也较为广泛。具体解法有解析法、数值法等。,（四）设计计算步骤,1、求荷载合力重心位置,2、确定基础梁的长度和悬臂尺寸,3、确定基础底面面积；4、按墙下条形基础设计方法确定翼板厚度及横向
6、配筋；5、按一般钢筋混凝土受弯构件进行基础梁纵向内力计算与配筋；6、满足构造要求。,基础底面尺寸的确定,基础视为刚性矩形基础,L由构造要求确定，应尽量使其形心与基础所受外合力重心相重合。此时地基反力为均布，从而求出b。,翼板可视为悬臂于肋梁两侧，按悬臂板考虑，翼板的计算方法与墙下钢筋混凝土条形基础相同。,翼板的计算,二、十字交叉基础计算简介,柱传递的荷载分配原则：静力平衡条件变形协调条件,（一）节点荷载的初步分配,1、中柱节点荷载的分配,2、边柱节点荷载的分配,3、角柱节点荷载的分配,（二）节点荷载的调整,通过加大节点荷载的方法加以调整。,计算调整前的地基平均反力为：,式中：A十字交叉条形基础
7、节点重叠的总面积；Pi 所有节点竖向荷载之和；A十字交叉条形基础全部支承总面积。,将底板重叠部分面积上的地基压力，折算成整个基础底面积上地基平均压力，作为地基压力的增量：,由于重叠面积在纵横梁计算中做了重复考虑，为使节点达到平衡，可按比例采用下式分配：,调整后的节点集中力为,式中：Pix节点i在x轴方向集中力的增量；Piy节点i在y轴方向集中力的增量；Ai节点i处基础重叠的面积。,内柱节点、带悬臂的边柱节点以及两个方向都带悬臂的角柱节点，重叠面积取交叉面积；无悬臂的边柱节点以及一个方向带悬臂的角柱节点，重叠面积只取交叉面积的一半；两个方向都不带悬臂的角柱节点，不计重叠面积。,柱下条形基础设计 设计内容与方法 内力计算方法（倒梁法）十字交叉基础设计 按刚度分配，满足静力和变形协调条件 节点荷载的调整,小 结,
