当前课程知识点：混凝土建筑结构 > 2. 单层厂房 > 2.4柱下独立基础 > 2-12柱下独立基础
同学你好
这一讲的内容是柱下独立基础
上部结构的荷载通过基础传递给地基
首先来看一下基础的分类有哪些
可以根据基础的受力形式
分为轴心或者偏心
根据基础的施工方式不同
分为预制以及现浇
根据基础的形状不同
分为阶梯型的还有锥形的
柱的基础是单层厂房中
非常重要的一个受力构件
在这个图中画出了基础的一些类型
首先这里面都是杯口基础
也就是说都是预制的
杯口基础做好之后
单层厂房的柱在现场进行吊装就位
然后把它插到杯口里面去
在周边再填细石混凝土
那么第一个图是阶梯型的
外面这个形状是阶梯型的
第二个是锥形的
第一个和第二个是单杯口的
然后第一排第三个是双杯口的
下面第二排第一个是高杯口
后面这两个是桩基础的
什么时候选用桩基础呢
当上部结构它的重量非常大
比如说单层厂房里面吊车吨位非常大
或者由于地基的承载能力不足
或者是它的压缩性比较差的时候
那么这个时候就可以选用深基础
就是这种桩基础
柱下扩展基础设计的主要内容有
第一首先要确定基础的截面尺寸
第二个确定基础的截面高度
和变截面那个位置的高度
第三个计算底板的配筋 两个方向的
第四个按照构造上的一些要求
结合前面的计算结果
绘制施工图
第五个对一些比较重要的建筑物
它还要进行变形及稳定性的一些验算
注意在列出的这些设计的内容里面
括号里面写的有的是内力的标准值
有的是设计值
有的是地基净反力值
这个需要注意就是在不同设计计算的时候
不要把内力的值代错了
首先来看确定基础的底面尺寸
它是根据它承载能力确定的
pk值 地基的反力
这个时候选择的是标准值就是Nk+Gk
Nk是上部结构传下来的荷载
Gk是基础底面以上
基础底面以上
一直到上面
然后这个方块里面
然后它的重量我们近似用Gk来代替
从这个式子里面可以把截面A确定出来
如果是正方形的给它开方就可以了
如果是矩形的
那你假定一个长短边的比值
然后把两个方向的
它的截面的尺寸都可以确定出来
如果是纯 就是真正的轴心受压构件
那么可以设计成正方形的
但是一般情况下都会有弯距
也就说是偏心受压构件
如果是偏心受压构件
偏心距比较小
或者说力矩比较小的情况
整个截面
基础的整个底面它都是受压的
地基反力是呈一个梯形分布的
到一个界限点上可能就是三角形分布
然后偏心距再增大的时候
可能就变成
算出来的最小的pmin值
它又变成一个负值了小于零
但实际上基础底面和土体或者地基
它不可能承受拉力
如果它一拉它就脱开了
所以说它承载的面积就减小了
这个时候我们计算的时候
就要根据新的平衡关系
把后面这种有可能地基和基础脱开的这种情况
把它的受的pkmax值重新来进行计算
按照左边列的这些公式
然后重新进行计算
就是当e大于b/6的时候重新取一个平衡
因为这个是三角形分布的
所以它平衡的时候
N和G的作用点的位置
肯定是在三角形形心的位置
那么这个形心的位置左边如果是a
那么右边就是两倍的a
然后这个就是它的力的分布的图
基础的高度是按照冲切破坏的图来进行确定的
冲切破坏的角度一般取的是45度
冲切高度要满足两个条件
一个是要满足构造上的要求
第二个要满足柱与基础相交处
混凝土的受冲切承载力
来看一下
这是基础的受冲切承载力截面的位置
比如说对于阶梯型的这样一个基础来说
除了柱子相交的位置
要进行抗冲切承载力计算之外
另外变阶的地方就是它的台阶这个位置
也需要进行抗冲切承载力计算
这个是锥形的
就只需要在柱子和基础交接的这个点上
做一个斜面 45度斜面抗冲切进行计算
如果基础的底面落在45度线之内
就可以不进行抗冲切承载力计算
抗冲切承载力计算的时候有一个面积
这个面积指的是图中的阴影线的面积
也就是说在这个地方是一个多边形
ABC
然后DEF
然后转一圈这一部分的面积
在最右边这个图上就是这一部分
ABCD这一部分阴影线的面积
刚才讲的面积
就是指的在这个公式里面的Al这个值
抗冲切承载力验算需要满足
这个关系式
其中am是冲切破坏锥体
它斜面的上底和下底的长度的平均值
计算底板配筋的时候
对于轴心荷载作用下的基础
按照这个公式来进行计算
一个是短向的
一个是长向的
其中这个公式跟我们以前
在受弯构件计算的时候
那个公式好像有点不一样
这个里面直接有一个系数0.9
实际上这个是进行了简化
把力臂Z用0.9h0代替了
轴心受压
然后这个基础底板配筋它的原理是什么呢
就是认为梯形分布的这一块
就是认为梯形分布的这一块
它的底面积上受的地基的反力
对我们控制截面产生的合力
然后再它对它取距
然后就得到了MⅠ
另外一个方向计算的办法是一样的
对于偏心荷载来说 经过公式推导
MⅠ和MⅡ就得到了它的计算的公式
和前面轴心受压的时候是一样的
就是用相应的M值除以0.9的那个关系式
构造上的要求比较多
有这么123456789 9大类
所以计算只是柱子设计的一部分
还必须结合构造要求
才能最后达到一个施工图的要求
这个是杯形基础杯口基础设计的时候
一些构造上的要求
好 这一讲的内容就到这里
再见
-教材与课程内容
--教材
-1.1概述
-1.2现浇单向板肋梁楼盖
-1.3双向板肋梁楼盖
-1.4无梁楼盖+1.5装配式楼盖
--1-19无梁楼盖
-1.6楼梯与雨蓬
--1-20楼梯
--1-21雨蓬
-1. 楼盖--课后习题
-2.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置
--2-3变形缝
-2.2排架计算
--2-8内力组合
-2.3单层厂房柱
--2-9单层厂房柱
--2-11牛腿设计
-2.4柱下独立基础
-2.5吊车梁
--2-13吊车梁
-2. 单层厂房--课后习题
-3.1多层框架结构的组成与布置
-3.2框架结构内力与水平位移的近似计算方法
-3.3多层框架内力组合
-3.4无抗震设防要求时框架结构构件设计
-3.5多层框架结构基础
-3. 多层框架结构--课后习题
-4.1概述
-4.2高层建筑结构体系与布置原则+4.3高层建筑结构上的作用
-4.4剪力墙构件
-4.5剪力墙结构
-4.6框架—剪力墙结构
-4.7筒体结构
--4-28筒体结构
-4. 高层建筑结构--课后习题
-单层厂房主要构件及计算方法演示视频——西安交通大学本科生王宇、龙杰烨、张松、刘昊洋作品
