【DOC】简析柱下独立基础破坏模式及配筋计算

【DOC】简析柱下独立基础破坏模式及配筋计算 简析柱下独立基础破坏模式及配筋计算 第22卷第3期 2006年5月 黄石理工学院 JOURNALOFHUANGSHIINSTITUTEOFTECHNOLOGY V_01.22No.3 May2006 文章编号:1008—8245(2006)03—0040一o4 简析柱下独立基础破坏模式及配筋计算 裴红艳徐东红2 (黄石理T_-学院土木建筑7--程学院,湖北黄石435003; 黄石市建设工程交易管理中心,湖北黄石435000) 摘要:柱下独立基础是工程中最常见和最经济的基础形式.对 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 给出的柱下独立基础的配筋公式提出 疑义,从基础的破坏模式分析人手,对偏心受压基础进行了讨论,对照规范中给出的配筋公式提出合理的配筋 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 . 关键词:基础;规范;公式;破坏模式;分析;合理配筋 中图分类号:TU375.3文献标识码:B OntheDestroyPatternofUnder-?-postIndependent FoundationandReasonablecaleulationofRebar PeiHongyanXuDonghongz (SchoolofCivilEngineering,HuangshiInstituteofTechnology,HuangshiHubei435003; HuangshiAdministrationofconstructionprojecttrade,HuangshiHubei435000) Abstract:Independentunder—-postfoundationisthecommonestandmoste conomicalfoundationforminconstmc?- tion.Thispaperquestionsthecommonly—usedrebarfunctionofunder—pos tfoundation.Throughtheanalysi80ftlle destroypattemoffoundationandthediscussionOntheeccentricitycompressivefoundation,theauthorspresentalea- sonableblueprintfortherebarfunctionbycomparingwiththecommonly—us edone. Keywords:foundation;code;function;destroypattern;analysis;reasonablerebarmatching 柱下独立基础是工程中最常用和最经济的基 础形式,又称为扩展基础.柱下独立基础在设计 时,根据地基勘察 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 给出的地基勘察结果来进 行基础底面积的确定.本文只对偏心受压基础进 行讨论. 1规范中对基础的计算】 1.1底面积的确定 A=(1.2—1.4)Fk/(一) 求得A后,先确定长边f(弯矩作用方向),则 短边b=All,一般要求长边与短边之比为1—2, 最大不超过3. 收稿日期:2005-01—14 作者简介:裴红艳(1972一),女,河南禹州人,工程师,本科. 接着验算基底压力: P=(+Gk)/A+Mk/W Pk=(+Gk)/A—Mk/W 式中:G为基础白重设计值和基础上的土重 标准重G=tAd;Mj,为相应于荷载效应标准组合 时,作用于基础底面的力矩值;W为基础底面的抵 抗矩;为相应于荷载效应标准组合时,基础 底面边缘的最大压力值;P为相应于荷载效应 标准组合时,基础底面边缘的最小压力值. 当偏心矩e>b/6时,P,,应按下式计算: P=2(+G)/3《1. 式中:a为合力作用点至基础底面最大压力边 缘的距离;f为垂直于力矩作用方向的基础底面边 第3期裴红艳徐东红:简析柱下独立基础破坏模式及配筋计算41 长. 1.2基础高度的确定 柱(矩形截面)与基础交接处以及基础变阶处 的受冲切承载力应小于基础可能冲切面上混凝土 的抗冲切强度.基础冲切破坏锥体的斜截面(如 图1)所示的45.线,为保证不产生冲切破坏,应满 足下式要求: (b) 图1冲切破坏锥体的斜截面面积图 Ft?0.7flamh. Ft=pjAt 式中:为受冲切承载力截面高度影响系 数,当h不大于800mm时,取1.0;当h大于等于 2000mm时,取0.9,其问按线性内插法取用;Fz为 相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基 土净反力设计值;为混凝土轴心抗拉强度设计 值;pj-为相应于荷载效应基本组合时的地基土单 位面积上的净反力(扣除基础自重及其上的土 重),对偏心受压基础可取边缘处最大地基土单位 面积净反力;Aj为冲切验算时取用的部分的基底 面积(图1口,b中的阴影面积ABCDEF,或图1c中 的阴影面积ABCD);o为冲切破坏锥体最不利一 侧计算长度;o为冲切破坏锥体最不利一侧斜截 面的上边长(m),当计算柱与基础交接处的受冲 切承载力时,取柱宽;当计算基础变阶处的受冲切 承载力时,取上阶宽.o6为冲切破坏锥体最不利 一 侧斜截面在基础底面积范围内的下边长,当冲 切破坏锥体的底面落在基础地面以内(图1o,b), 计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽 加两倍基础有效高度;当计算变阶处受冲切承载 力时,取上阶宽加两倍该处的基础有效高度.当 冲切破坏锥体的底面在z方向落在基础地面以 夕,即o+2|Il.?f时(图1c),ab=z. 如果冲切破坏冲体的底面全部落在基础底面 』L———一 以外,则不会产生冲切破坏,不必作冲切验算. 1.3基础底板的配筋 对以上所述,柱下独立基础假定其受弯破坏 模式如同钢筋混凝土平板一样,基础底板沿着柱 子四周产生弯曲;当弯矩超过基础抗弯能力时,基 础底板将发生弯曲破坏;将独立基础的底板视作 固定在柱子周边四面挑出的悬臂板,近似地将地 基反力按对角线划分;沿基础长宽两个方向的弯 矩等于梯形基底面积上地基净反力对计算截面所 产生的力矩(见图2),并给出了矩形基础当台阶 的宽高比小于或等于2.5和偏心距小于或等于 1/6基础的宽度时,任意截面的弯矩计算公式: 鸩=o}[(2l+o’(p+p一)+ (p一一P)f] Mn=者(f一口’(2b+6,(p+n一) 式中:P,P为相应于荷载效应基本组合 时的基础底面边缘最大和最小净反力设计值;P 为相应于荷载效应基本组合时在任意截面,一, 处基础底面地基反力设计值.G为考虑荷载分项 系数的基础自重及其上的土自重;当组合值由永 久荷载控制时,G=1.3G,G为基础及其上土的 标准自重. 黄石理工学院2006芷 图2I—I截面的净反力P图 2井形破坏模式的弯矩计算 近年来的一些试验研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,柱下独立基础 矩形底板受弯破坏模式与钢筋混凝土平板有所不 同,其破坏型式呈倒悬臂梁的特点.当基底反力 呈三角形或梯形分布时,基础底板屈服线首先出 现在受力较大一侧的柱边截面上,并贯通整个板 宽,随外荷载的增加,其它柱边截面继屈服,也相 产生井字形塑性铰线…(破坏见图3).因此,按 规范给出的公式计算矩形底板弯矩,笔者认为不 能真正反映其实际受力状态. 塑线铰线 L}』 图3#字型塑性铰线图 由以上分析可知,柱下独立基础矩形底板的 弯矩以井形破坏模式为计算模型较为切合实际. 根据图4,,一,,,,一处的弯矩应为该截面以外 面积上(图4中阴影线部分)地基净反力分别对, 一 ,,一,,剖面所产生的力矩.即 1 =alb(2p一+p一3G/A)(1) 1 M11=?f61(p一+p一2G/A)(2) 式中:P=p+[(p一P,,.)(f一.1)/f] 图4独立基础矩形底板的弯矩计算面积图 通过与规范方法对比可知,用式(1),(2)计 算得到的矩形底板弯矩值较大,反映了一种更为 不利的破坏情况.可见,按规范给出的公式计算 底板弯矩是偏于不安全的. 3矩形底板配筋计算 规范中指出,钢筋混凝土扩展基础底板的配 筋,应按国家现行《=混凝土结构设计规范》有关规 范计算.根据《规范》正截面承载力计算方法,由 力的平衡条件(见图5)得出: A=0.,(8+8’X(3) MI=8h.一0.5x)+0.5-,(8一8’? .一 争) 图5独立基础的受力平衡图 (4) 式中:A,为I截面配钢筋的总面积(m); 为钢筋抗拉强度设计值(N/m);为混凝土抗 压强度设计值(N/m). 式中似为受压区梯形坎面底边的宽,它与受 压区高度呈线性关系,随的增大而变化,其关 系为: 似(f一8’/(h.一h1)+8(5) r1. 1__1 第3期裴红艳徐东红:简析柱下独立基础破坏模式及配筋计算43 6o 0 6c IIJL————————— (.—————一 图6混凝土等效应力图 × 将上式代入(3),(4)得: A,_f=0.5L{[(Z—a,x/(Z—a,]+2口1 (6) MI=似<h.一0.5x)十[(z—a,(h.一 2/3x)/2(h.一h1)](7) 以上(6),(7)即为按规范方法得到的基础形 底板配筋计算公式,计算时,先用式(7)求出混凝 土受压区高度,然后代入式(6)求得底板配筋面 积AI.因式(7)为的三次方,求得过程相当烦 琐,故一般工程设计中均未采用,目前的地基基础 设计手册【J使用以下经验公式. AI=MI/0.9h(8) 式(8)虽计算简便,但因公式中未考虑混凝土 强度等级,受压区宽度不同时对配筋量的影响,因 而计算结果比较粗糙,带有很大的近似性. 为了能既方便又比较准确地计算Asl,本文对 式(7)进行简化.图4中受压区三角形ABC所围 面积=WI(f一口)/(Z一口);KI=Lah.WI (13) 式(11),(12),(13)即为钢筋混凝土柱下独 立基础矩形底板配筋简化计算公式.利用这些公 式,不须解联立方程,根据基础已知几何物理条件 直接计算底板配筋.计算过程比较简单,与经验 公式相比运用了混凝土强度等级,计算截面受压 区宽度变化对钢筋配筋量的影响,使计算精度提 高较大. 计算?一一?截面配筋时,只需将式中MI, a,f分别换为MII,b,,b运用式(11),(12), (13).计算偏心受压钢筋混凝土柱下独立基础 矩形底板配筋时,要先满足基础底面积和高度的 条件. 4结束语 本文通过对钢筋混凝土柱下独立基础破坏模 式及配筋计算方法的推导和分析,笔者得出如下 两点看法:其一,柱下独立基础矩形底板井型破坏 模式反映了一种比规范方法更不利的破坏情况, 较为切合实际.其二,现行设计规范指定的柱下 独立基础配筋计算方法比较繁杂,使设计者的工 作量增加,不便于工程设计运用.而且目前通用 的经验公式因忽略了一些重要因素,使得计算结 果误差较大,精度较低,增加工程成本.本文推导 出的配筋简化计算公式,吸收了以上二种方法的 优点,考虑较全面,使计算较简单,精度高,适合工 程设计人员使用,减少工作量. 参考文献 [1]GB50007—2002.建筑地基基础设计规范[R].2002 [2]周汉荣.地基及基础[M](2版).武汉:武汉工业 大学出版社,1993:131—132 [3]李国胜,宋鸿金,林焕枢.简明建筑结构设计手册 [M].北京:中国建筑工业出版社,1997