摘 要:本文通過對某辦公樓條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算分析得出,此條形基礎(chǔ)能滿足符合實(shí)際情況下的承載力要求,同時(shí)也滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
關(guān)鍵詞:辦公樓; 條形基礎(chǔ); 設(shè)計(jì); 規(guī)范要求
1工程簡介
某辦公樓建筑面積約3600平方米,樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),樓板厚度取120mm,填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。本建筑平面均為雙向板。雙向板的板厚H≤l/50(l為區(qū)格短邊邊長)。樓面板和屋面板的厚度均取120㎜。該區(qū)表層為雜填土,下層為粘土,以粘土為持力層,地基承載力特征值為150Kpa,基礎(chǔ)形式為柱下條形基礎(chǔ)。建筑場地為二類近震場地,設(shè)計(jì)地震分組為第一組。按抗震進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),只做橫向抗震計(jì)算。設(shè)防烈度為7度。
2柱下條形基礎(chǔ)簡化計(jì)算及其設(shè)計(jì)
(1)確定合理的基礎(chǔ)長度L
上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)剖面如圖1,為使計(jì)算方便,并使各柱下彎矩和跨中彎矩趨于平衡,以利于節(jié)約配筋,一般將偏心地基凈反力(即梯形分布凈反力)化成均布,需要求得一個(gè)合理的基礎(chǔ)長度.當(dāng)然也可直接根據(jù)梯形分布的凈反力和任意定的基礎(chǔ)長度計(jì)算基礎(chǔ).基礎(chǔ)的縱向地基凈反力為: 圖1
式中Pjmax,Pjmin—基 礎(chǔ)縱向 邊緣處最大和最小凈反力設(shè)計(jì)值?!艶i—作用于基礎(chǔ)上各豎向荷載合力設(shè)計(jì)值(不包括基礎(chǔ)自重和其上覆土重,但包括其它局部均布qi)?!芃—作用于基礎(chǔ)上各豎向荷載(Fi ,qi),縱向彎矩(Mi)對基礎(chǔ)底板縱向中點(diǎn)產(chǎn)生的總彎矩設(shè)計(jì)值。L—基礎(chǔ)長度,如上述. B—基礎(chǔ)底板寬度..當(dāng)Pjmax與Pjmin相差不大于10%,可近似地取其平均值作為均布地基反力,直接定出基礎(chǔ)懸臂長度a1=a2(按構(gòu)造要求為第一跨距的1/4~1/3),很方便就確定了合理的基礎(chǔ)長度L;如果Pjmax與Pjmin相差較大時(shí),常通過調(diào)整一端懸臂長度a1或a2,使合力∑Fi的重心恰為基礎(chǔ)的形心(工程中允許兩者誤差不大于基礎(chǔ)長度的3%),從而使∑M為零,反力從梯形分布變?yōu)榫?,求a1和a2的過程如下:
先求合力的作用點(diǎn)距左起第一柱的距離,式中,∑Mi—作用于基礎(chǔ)上各縱向彎矩設(shè)計(jì)值之和.
xi—各豎向荷載Fi距F1的距離.當(dāng)x≥a/2時(shí),基礎(chǔ)長度L=2(X+a1), a2=L-a-a1.當(dāng)x=L-a-a2.按上述確定a1和a2后,使偏心地基凈反力變?yōu)榫嫉鼗鶅舴戳Γ渲禐椋?式中, pj—均布地基凈反力設(shè)計(jì)值.由此也可得到一個(gè)合理的基礎(chǔ)長度L.
(2)確定基礎(chǔ)底板寬度b
由確定的基礎(chǔ)長度L和假定的底板寬度b,根據(jù)地基承載力設(shè)計(jì)值f,一般可按兩個(gè)方向分別進(jìn)行如下驗(yàn)算,從而確定基礎(chǔ)底板寬度b.基礎(chǔ)底板縱向邊緣地基反力: 應(yīng)滿足 基礎(chǔ)底板橫向邊緣地基反力: 應(yīng)滿足 ,式中, pmax, pmin—基礎(chǔ)底板縱向邊緣處最大和最小地基反力設(shè)計(jì)值 p'max, p'min—基礎(chǔ)底板橫向邊緣處最大和最小地基反力設(shè)計(jì)值,G—基礎(chǔ)自重設(shè)計(jì)值和其上覆土重標(biāo)準(zhǔn)值之和,可近似取G=20bLD,D為基礎(chǔ)埋深,但在地下水位以下部分應(yīng)扣去浮力.∑M'—作用于基礎(chǔ)上各豎向荷載、橫向彎矩對基礎(chǔ)底板橫向中點(diǎn)產(chǎn)生的總彎矩設(shè)計(jì)值.當(dāng)∑M'=0時(shí),則只須驗(yàn)算基礎(chǔ)底板縱向邊緣地基反力,當(dāng)∑M=0時(shí),則只須驗(yàn)算基礎(chǔ)底板橫向邊緣地基反力.當(dāng)∑M=0且∑M'=0時(shí)(即地基反力為均布時(shí)),則按下式驗(yàn)算,很快就可確定基礎(chǔ)底板寬度b:
下面是兩種條形基礎(chǔ)的截面形式,本次基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用第一種基礎(chǔ)形式滿足要求如圖。
(3)荷載 圖2
設(shè)計(jì)值: , 梁截面高h(yuǎn)=(1/4——1/8)×l=2100mm~1050mm取h=1200mm,基礎(chǔ)埋深2.0m,地基經(jīng)修正后承載力特征值 選擇T形截面基礎(chǔ)?;A(chǔ)梁采用C20混凝土,主筋用HRB335級基礎(chǔ)底面尺寸計(jì)算:基礎(chǔ)兩端挑出 8.4/4=2.1m,則基礎(chǔ)總長
取基礎(chǔ)及其以上土重度 則基礎(chǔ)底面寬b
取b=2.0m,首先假定基底反力均勻分布,
基底凈壓力設(shè)計(jì)值: 。
考慮上部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)相互作用會(huì)引起拱架作用而造成端部地基反力的增加,在條形基礎(chǔ)兩邊跨上增加20%p=46.9KN/m的地基反力。按靜定分析法計(jì)算柱下條形基礎(chǔ)的內(nèi)力,用彎矩分配法計(jì)算基礎(chǔ)彎矩,邊跨固端彎矩:
中跨固端彎矩:
伸出部分彎矩:
基礎(chǔ)剪力,G截面左邊剪力:
取OG段脫離體計(jì)算G截面支座反力:
G截面右邊剪力:
因此,滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。
3結(jié)論
本文通過對某辦公樓條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算分析得出,此條形基礎(chǔ)能滿足符合實(shí)際情況下的承載力要求,同時(shí)也滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。