地基基础-筏形基础ppt课件.ppt

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1、基基 础础 设设 计计主讲：庄鹏主讲：庄鹏（a）平板式筏形基础）平板式筏形基础 （b、c）梁板式筏形基础）梁板式筏形基础第一节第一节 概述概述 一、筏形基础：一、筏形基础：可分为平板式和梁板式两种类型。可分为平板式和梁板式两种类型。平板式筏形基础：平板式筏形基础：即一块等厚度的即一块等厚度的钢筋混凝土平板钢筋混凝土平板。梁板式筏形基础梁板式筏形基础：在在筏形基础底筏形基础底板上沿柱轴纵横向设板上沿柱轴纵横向设置基础梁，即形成梁板式筏形基础置基础梁，即形成梁板式筏形基础 。第二章第二章 筏形基础筏形基础 二、梁板式筏形基础可分为二、梁板式筏形基础可分为 单向肋筏形基础：单向肋筏形基础：仅在一个方

2、向的柱下布置肋梁；仅在一个方向的柱下布置肋梁； 双向肋筏形基础：双向肋筏形基础：在纵、横两个方向的柱下都布在纵、横两个方向的柱下都布置肋梁。置肋梁。 单向肋筏形基础单向肋筏形基础 双向肋筏形基础双向肋筏形基础双向肋筏形基础可分为：双向肋筏形基础可分为：主次肋筏形基础主次肋筏形基础 双主肋筏形基础双主肋筏形基础 第二节第二节 筏形基础设计步骤和构造要求筏形基础设计步骤和构造要求 一、基础底面积确定一、基础底面积确定 1应满足基础持力层土的地基承载力要求。应满足基础持力层土的地基承载力要求。 如果将如果将xoy坐标原点坐标原点置于筏基底板形置于筏基底板形心处，则基底反心处，则基底反力可按下式计算力

3、可按下式计算 xIMyIMAGFyxpyykxxkkkk ,+ + +xyMyMxo基底反力应满足以下要求基底反力应满足以下要求pk fa pkmax 1.2 fa当地下水位较高时，验算公式中的地基压力项应减去当地下水位较高时，验算公式中的地基压力项应减去基础底面处的浮力，即基础底面处的浮力，即p pw fapmax pw 1.2 fa式中式中 pw 地下水位作用在基础底面上的浮力，地下水位作用在基础底面上的浮力， 即即pw = w hw ； hw 地下水位至基底的距离。地下水位至基底的距离。 2尽可能使荷载合力重心与筏基底面形心相重合。尽可能使荷载合力重心与筏基底面形心相重合。 当不能重合时

4、，偏心距宜符合下式要求当不能重合时，偏心距宜符合下式要求e 0.1W/A 式中式中W 与偏心距方向一致的基础底面抵抗矩；与偏心距方向一致的基础底面抵抗矩； A 基础底面积。基础底面积。 如果偏心较大，为减少偏心距，可将筏板外伸如果偏心较大，为减少偏心距，可将筏板外伸悬挑，悬跳长度不宜大于边跨柱距的悬挑，悬跳长度不宜大于边跨柱距的1/4；对于肋；对于肋梁不外伸的悬挑筏板，挑出长度不宜大于梁不外伸的悬挑筏板，挑出长度不宜大于1.52.0m，如做成坡度，其边缘厚度不小于如做成坡度，其边缘厚度不小于200mm. 3如有软弱下卧层，应验算下卧层强度，验算方法如有软弱下卧层，应验算下卧层强度，验算方法与天

5、然地基上浅基础相同。与天然地基上浅基础相同。 二、筏板厚度的确定二、筏板厚度的确定筏板厚度应根据抗冲切、抗剪切要求确定。筏板厚度应根据抗冲切、抗剪切要求确定。1一般不小于柱网较大跨度的一般不小于柱网较大跨度的1/20，并不得小于，并不得小于200mm。2可根据楼层层数，按每层可根据楼层层数，按每层50mm确定。确定。3对对12层以上建筑的梁板式筏基，其底板厚度与最大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双向板格的短边净跨之比不应小于1/14，且板厚不，且板厚不应小于应小于400mm。4对于高层建筑的筏基，可采用厚筏板，厚度可取对于高层建筑的筏基，可采用厚筏板，厚

6、度可取13m。 三、筏基底板的配筋三、筏基底板的配筋 筏基的配筋应根据内力计算结果确定。筏基的配筋应根据内力计算结果确定。 1筏板配筋率一般在筏板配筋率一般在0.5%1.0%为宜。为宜。 2受力钢筋最小直径不宜小于受力钢筋最小直径不宜小于8mm，一般不小于，一般不小于l2mm，间距，间距100200mm。 3除计算配筋外，纵横方向支座钢筋尚应有除计算配筋外，纵横方向支座钢筋尚应有1/21/3贯通全跨，其配筋率不应小于贯通全跨，其配筋率不应小于0.15%；跨中钢筋应按；跨中钢筋应按计算配筋全部连通。计算配筋全部连通。4对无外伸肋梁的双向对无外伸肋梁的双向外伸板角，应配置外伸板角，应配置57根辐射

7、状的附加钢筋根辐射状的附加钢筋。附加钢筋的直径与边附加钢筋的直径与边跨板的主筋相同，钢跨板的主筋相同，钢筋 外 端 间 距 不 大 于筋 外 端 间 距 不 大 于200mm，且内锚长度，且内锚长度(从肋梁外边缘起算从肋梁外边缘起算)应应大于板的外伸长度。大于板的外伸长度。 四、混凝土强度等级的确定四、混凝土强度等级的确定 筏基的混凝土强度等级不应小于筏基的混凝土强度等级不应小于C30，当有地下室，当有地下室时应采用防水混凝土。时应采用防水混凝土。五、基础的沉降五、基础的沉降 基础的沉降应小于建筑物的允许沉降值，可按分基础的沉降应小于建筑物的允许沉降值，可按分层总和法或按层总和法或按建筑地基基

8、础设计规范建筑地基基础设计规范GB50007-2002规定的计算方法。规定的计算方法。六、地下室底层柱、墙的边缘至基础梁边缘的距离不六、地下室底层柱、墙的边缘至基础梁边缘的距离不应小于应小于50mm。第三节第三节 刚性板条法刚性板条法平板式筏基平板式筏基 一、基础底面的地基净反力一、基础底面的地基净反力 + + +xyMyMxoyyxxjjWMWMAFpp minmax二、内力计算方法二、内力计算方法 倒楼盖法和刚性板条法倒楼盖法和刚性板条法 1. 刚性板条法计算步骤如下刚性板条法计算步骤如下 刚性板条法内力计算简图刚性板条法内力计算简图先将筏板在先将筏板在x，y 方向从跨中到跨中分成若干条带

9、，方向从跨中到跨中分成若干条带，而后取出每一条带按独立的条形基础进行分析。而后取出每一条带按独立的条形基础进行分析。 按平均值进行修正，柱荷载的修正系数按平均值进行修正，柱荷载的修正系数 2不平衡力调整不平衡力调整 原因：原因：没有考虑条带之间的剪力，因此，每一条带柱没有考虑条带之间的剪力，因此，每一条带柱荷载的总和与基底净反力总和不平衡。荷载的总和与基底净反力总和不平衡。 方法：方法：设某条带的宽度为设某条带的宽度为b，长度为，长度为L，柱的总荷载为，柱的总荷载为F，基底净反力总和为，基底净反力总和为 bL，二者平均值为，二者平均值为 jp bLpFFj21 FF 各柱修正值分别为各柱修正值

10、分别为 Fi，修正的基底平均净反力，修正的基底平均净反力bLFpj 最后采用修正后的柱荷载及基底净反力，按独立的最后采用修正后的柱荷载及基底净反力，按独立的柱下条形基础计算基础内力。柱下条形基础计算基础内力。 第四节第四节 倒楼盖法倒楼盖法主次肋梁板式筏基主次肋梁板式筏基 倒楼盖法计算基础内力步骤：倒楼盖法计算基础内力步骤：将筏基作为楼盖，地基将筏基作为楼盖，地基净反力作为荷载，底板按连续单向板或双向板计算。净反力作为荷载，底板按连续单向板或双向板计算。 注意：注意：采用倒楼盖法计算基础内力时，在两端第一、采用倒楼盖法计算基础内力时，在两端第一、二开间内，应按计算增加二开间内，应按计算增加10

11、%20%的配筋量且上下的配筋量且上下均匀配置。均匀配置。 主次肋筏基荷载传递路径：主次肋筏基荷载传递路径： 地基净反力传给底板，底板传给次肋，次肋传给地基净反力传给底板，底板传给次肋，次肋传给主肋。主肋。主次肋梁板式筏形基础主次肋梁板式筏形基础一、基础底面尺寸确定一、基础底面尺寸确定 二、底板内力及配筋计算二、底板内力及配筋计算 中心受压基底净反力为中心受压基底净反力为 底板跨中及支座弯矩按连续板计算，可近似计算底板跨中及支座弯矩按连续板计算，可近似计算 对于中心受压情况对于中心受压情况 akkkfAGNp ANpj 20101lpMj 悬臂部分弯矩按悬臂板计算悬臂部分弯矩按悬臂板计算 211

12、21lpMj 22221lpMj 底板配筋按简化公式计算底板配筋按简化公式计算 09 . 0hfMAys 三、基础梁内力及配筋计算三、基础梁内力及配筋计算 设中间次肋设中间次肋JL1有有n根，边缘次肋根，边缘次肋JL2只有两根，则全只有两根，则全部肋梁折算为中间次肋共有部肋梁折算为中间次肋共有（n+2 ）根。根。 设设 = R2/R1，则，则R2 = R1。 中间次肋中间次肋JL1：受荷面积：受荷面积 A1=b1 L1 作用的总合力作用的总合力 R1=pj b1 L1 边缘次肋边缘次肋JL2：受荷面积：受荷面积 A2=b1 L2 作用的总合力作用的总合力 R2=pj b1 L2 JL4上上A、

13、C 轴线外地基净反力产生的线荷载轴线外地基净反力产生的线荷载 q = pj a2F1= N /（n+2 ） JL2与与JL3交叉点的作用力交叉点的作用力 F3= F1 设设JL3上柱子总轴力为上柱子总轴力为 N ，JL1与与JL3的交叉点作用力的交叉点作用力 JL1上地基总合力是上地基总合力是R1，JL1与与JL4的交叉点上作用力的交叉点上作用力 F2=（R1 F1）/2 JL2与与JL4交叉点的作用力交叉点的作用力 F4= F2 JL4端部：地基四个转角处地基净反力产生的集中力端部：地基四个转角处地基净反力产生的集中力F5= pj a1 a2 各梁的内力计算可各梁的内力计算可参照柱下条形基参

14、照柱下条形基础的计算方法。础的计算方法。 各梁受力图各梁受力图例题例题图图各各梁梁受受力力图图第五节第五节 倒楼盖法倒楼盖法双主肋梁板式筏基双主肋梁板式筏基 荷载传递路径：荷载传递路径： 地基净反力地基净反力传给底板，底传给底板，底板传给主肋。板传给主肋。纵横梁荷载分布图纵横梁荷载分布图基础梁受荷情况：基础梁受荷情况： 三角形荷载与三角形荷载与梯形荷载。边梯形荷载。边梁还有轴线以梁还有轴线以外地基传来的外地基传来的均匀线荷载。均匀线荷载。 一、基础底面尺寸确定一、基础底面尺寸确定 对于中心受压情况对于中心受压情况 akkkfAGNp 对于矩形基础对于矩形基础 dfNAGak 二、基础底板厚度确

15、定二、基础底板厚度确定 根据构造初步确定，再进行抗冲切、抗剪切验算根据构造初步确定，再进行抗冲切、抗剪切验算 。1抗冲切计算抗冲切计算 Fl 0.7 h p ft umh0式中式中Fl底板承受的冲切力，底板承受的冲切力，净反力乘阴影面积；净反力乘阴影面积；底板的冲切底板的冲切 h p受冲切承载力截受冲切承载力截 面高度影响系数；面高度影响系数； h0 800mm时，取时，取1.0； h0 2000mm时，取时，取0.9； 其间按线性内插法取用其间按线性内插法取用 。 um距荷载边为距荷载边为h0/2处的处的 周长；周长； 2斜截面抗剪计算斜截面抗剪计算 Vs 0.7 h s ft bh0 h

16、s = (800/h0)1/ 4Vs的计算方法示意的计算方法示意 h s 受剪承载力截面高度影响系数，受剪承载力截面高度影响系数， 当当h0小于小于800mm时，取时，取800mm； h0大于大于2000mm时，取时，取2000mm； b 支座边缘处板的净宽；支座边缘处板的净宽； h0 板的有效高度。板的有效高度。式中式中Vs 基底净反力产生的基底净反力产生的 板支座边缘处的总板支座边缘处的总 剪力设计值；剪力设计值；底板分成单列、双列、三列双向板。底板分成单列、双列、三列双向板。 三、底板内力及配筋计算三、底板内力及配筋计算 （一）单列双向板（一）单列双向板 有两个板的编号有两个板的编号1、

17、2及及两个支座编号两个支座编号a、b。板板1称为角区格，板称为角区格，板2称为中间区格。称为中间区格。 单列双向板单列双向板角区格角区格11角区格角区格1 将荷载将荷载 pj 分解为分解为p1x与与p1y，即，即p1x = x1x pj p1y = x1y pj x1x、x1y为荷载分配系数，显然为荷载分配系数，显然 x1x + x1y =1 x方向的梁，在方向的梁，在x = lx /2处，有挠度处，有挠度 x = p1x lx4/192EI y方向的梁，在方向的梁，在y = ly /2处，有挠度处，有挠度 y = 5p1y ly4/384EI 由由 x = y 得得 p1x lx4/192E

18、I = 5p1y ly4/384EI 由由p1y= pj p1x得得 jxjjxyxyxpxppllllp144441525525 由此可得由此可得 441525 xx4115221 xyxx = ly / lx x1x、x1y已制成表格，应用时可根据已制成表格，应用时可根据 = ly / lx查表。查表。 板中最大弯矩，考虑板的扭转影响后可得板中最大弯矩，考虑板的扭转影响后可得 M1x= 1x pj lx2 M1y= 1y pj ly2 1x、 1y为系数，根据为系数，根据 = ly / lx的比值查表。的比值查表。 区格区格22中间区格中间区格2 x方向的梁，在方向的梁，在x = lx /

19、2处，有挠度处，有挠度 x = p2x lx4/384EIy方向的梁，在方向的梁，在y = ly /2处，有挠度处，有挠度 y = 5p2y ly4/384EI利用在板中点处的条件利用在板中点处的条件 x = y，pj= p2x + p2y，可得，可得 p2x = x2x pj p2y = x2y pj 442515 xx42511 yx板中最大弯矩板中最大弯矩 M2x= 2x pj lx2 M2y= 2y pj ly2x2x、x2y、 2x、 2y是是 的函数，可查表。的函数，可查表。3支座弯矩支座弯矩Ma、Mb 在在a、b支座处有支座处有（二）双列双向板（二）双列双向板 2212416xj

20、xxalpxxM 22121xjxblpxM 双列双向板双列双向板单列双向板单列双向板1区格区格3 在板的中心处有挠度在板的中心处有挠度 x =p3x lx4/192EI y =p3y ly4/192EI 板中最大弯矩板中最大弯矩 M3x= 3x pj lx2 M3y= 3y pj ly2x3x、x3y、 3x、 3y是是 的函数，可查表。的函数，可查表。 利用条件利用条件 x = y 与与 pj= p3x + p3y得得 p3x = x3x pj p3y = x3y pj 4431 xx4311 yx区格区格32区格区格4 在板的中心处有挠度在板的中心处有挠度 x =p4x lx4/384E

21、I y =p4y ly4/192EI 板中最大弯矩板中最大弯矩 M4x= 4x pj lx2 M4y= 4y pj ly2x4x、x4y、 4x、 4y是是 的函数，可查表。的函数，可查表。 利用条件利用条件 x = y 与与 pj= p4x + p4y得得 p4x = x4x pj p4y = x4y pj 444212 xx44211 yx区格区格43支座弯矩支座弯矩 2432416xjxxalpxxM 24121xjxblpxM 2323)1(8181yjxyjyclpxlpxM 2424)1(8181yjxyjydlpxlpxM 双列双向板双列双向板（三）三列双向板（三）三列双向板 三

22、列双向板三列双向板区格区格3、4的计算公的计算公式及相应系数与式及相应系数与二列双向板相同二列双向板相同 1区格区格4 在板的中心处有挠度在板的中心处有挠度 x =p 4x lx4/192EI y =p 4y ly4/384EI 板中最大弯矩板中最大弯矩 M 4x= 4x pj lx2= 4y pj lx2 M 4y= 4y pj ly2= 4x pj ly2x 4x未制成表格，计算时可直接将未制成表格，计算时可直接将 带入公式计算。带入公式计算。 利用条件利用条件 x = y 与与 pj= p 4x + p 4y得得 p 4x = x 4x pj p 4y = x 4y pj 4442 xx

23、4422 yx区格区格4 2区格区格5 在板的中心处有挠度在板的中心处有挠度 x =p5x lx4/384EI y =p5y ly4/384EI 板中最大弯矩板中最大弯矩 M5x= 5x pj lx2 M5y= 5y pj ly2x5x、x5y、 5x、 5y是是 的函数，可查表。的函数，可查表。 利用条件利用条件 x = y 与与 pj= p5x + p5y得得 p5x = x5x pj p5y = x5y pj 4451 xx4511 yx区格区格53支座弯矩支座弯矩 2432416xjxxalpxxM 24121xjxblpxM 2542416xjxxclpxxM 25121xjxdlp

24、xM 2432432411612416yjxxyjyyelpxxlpxxM 2542542411612416yjxxyjyyflpxxlpxxM 三列双向板三列双向板（四）支座弯矩调整（四）支座弯矩调整 设基础梁的宽度为设基础梁的宽度为b，板在支座处的集中反力近似看，板在支座处的集中反力近似看成成pj l /2，在支座处弯矩的调整值为，在支座处弯矩的调整值为 在在x、y方向上弯矩的调整值为方向上弯矩的调整值为 式中式中 i=1、2、3、4、5。 lbpblpMjj412121 blpxblpMxjixxixix4141 blpxblpMyjixyiyiy 14141 调整后的支座处弯矩为调整后

25、的支座处弯矩为 Mkx= Mk Mix Mly= Ml Miy式中式中 k = a、b、c、d；l = c、d、e、f 。支座弯矩调整图支座弯矩调整图（五）底板的配筋计算（五）底板的配筋计算 底板配筋按简化公式计算底板配筋按简化公式计算基础梁的内力可按倒置的连续梁进行计算。基础梁的内力可按倒置的连续梁进行计算。09 . 0hfMAys 四、纵横梁内力分析与配筋四、纵横梁内力分析与配筋 1. 杆端弯矩杆端弯矩jp可用连续梁系数法求杆端弯矩，这时可将三角可用连续梁系数法求杆端弯矩，这时可将三角形或梯形荷载化成等效荷载形或梯形荷载化成等效荷载 。求等效荷载的根据：求等效荷载的根据：梁在等效荷载作用下

26、固端梁在等效荷载作用下固端弯矩分别与三角形荷载或梯形荷载作用下梁弯矩分别与三角形荷载或梯形荷载作用下梁的固端弯矩相等。的固端弯矩相等。梁在三角形荷载作用下的固端弯矩梁在三角形荷载作用下的固端弯矩2965xjBAlpMM jp在等效荷载在等效荷载 作用下的固端弯矩作用下的固端弯矩2121xjBAlpMM AAMM 令令 则有则有jjjppp625. 085 三角形等效荷载三角形等效荷载MAMBAMBM梁在梯形荷载作用下的固端弯矩梁在梯形荷载作用下的固端弯矩2121xjBAlpMM AAMM 令令 则有则有 32221121 yjBAlpMMyla / 3221 jjpp 梯形等效荷载梯形等效荷载

27、MAMBAMBM在等效荷载在等效荷载 作用下的固端弯矩作用下的固端弯矩jp2梁的跨内弯矩梁的跨内弯矩在三角形荷载作用下在三角形荷载作用下 求出杆端弯矩之后，求梁任一点的内力，仍然要用求出杆端弯矩之后，求梁任一点的内力，仍然要用作用于梁上的实际荷载作用于梁上的实际荷载 。 xqRxVxA21 xnnxjAlMMlpR/8112 xplqxqjxx /22/xjlpq 1261 nxAMxqxRxMMmax发生在发生在V(x)=0处，由此而得处，由此而得 将将x0代入代入M(x)方程可得方程可得 lpMMlxjnnx 1202411200max61 nxAMxqxRM工程技术中，常用下面近似公式计

28、算跨中最大弯矩工程技术中，常用下面近似公式计算跨中最大弯矩 边跨边跨 中间跨中间跨 式中式中 MB 第二支座的设计弯矩。第二支座的设计弯矩。 BxjMlpM4 . 02413max 224113max nnxjMMlpM在梯形荷载作用下在梯形荷载作用下2/xjlpq ynnxyAlMMqllR/2411 ynnyxxAlMMqlqxlxqqlRxV/212411 112212/12121221341 nynnxynxxxAMlxMMlxxlqMlxqlxqlxRxMMmax发生在发生在V(x)=0处，由此而得处，由此而得 将将x0代入代入M(x)方程可得方程可得 工程技术中，常用下面近似公式计算跨中最大弯矩工程技术中，常用下面近似公式计算跨中最大弯矩 边跨边跨 中间跨中间跨 式中式中 MB 第二支座的设计弯矩。第二支座的设计弯矩。 ynnyqlMMlx/2110 1012200max/12121 nynnxyMlxMMlxxlqM BxyMqllM4 . 024/322max 2/24/3122max nnxyMMqllM