筏板基础设计方法及构造要求

前提条件：1上部结构的计算可以提供荷载和凝聚到基础顶面的刚度； 2有完整准确地地质报告输入，并成功读入到合适位置。觀主菜单j匡参数需兀基本参数地梁筏板绘图呛别参数参数输出基本参数室外自然地坪标.高亟麗 基础归并系数io混凝土强度等级10拉梁墩担弯矩比例|0结构重要性系数1也拉梁承担弯矩比例只影响独基和桩承台的计負一巨I-勿牡址1若球件田 占坛玄 匚仃q基础埋冒深度：一般应自室外地面标高算起。对干地下室，采用筏板基础也应白室外地面标高算起, 其他情况如独基、条基、梁式基础从室内地面标高算起。自动计算覆土重：该项用干独基、条基部分。点取该项后程序自动按20kN/m2的混合容重计算基础 的覆土重。如不选该项，则对话框中出现“单位面积覆土重”参数需要用户填写。一般来说如条基、 独基、有地下室时应采用人工填写“单位面积覆土重”，且覆土高度应计算到地下室室内地坪处， 以保证地基承载力计算正确。一层上部结构荷载作用点标高：即承台或基础顶标高，先进行估算，计算完成后进行修改。该参数 主要是用于求出基底剪力对基础底面产生的附加弯矩作用。在填写该参数时，应输入PMCAD中确 定的柱底标高，即柱根部的位置。注意：该参数只对柱下独基和桩承台基础有影响，对其他基础没 有影响。地梁筏板该菜单定义了按弹性地基梁元法计算需要的有关参数-总信息结构种类：基础基床反力系数：按默认按广义文克尔假定计算：若此项选择后，计算模型改为广义文克尔假定，即各点的基床反力 系数将在输入的反力系数附近上下变化，边角部大，中部小一些，变化幅度与各点反力与沉 降的比值有关，采用广义文克尔假定的条件是要有地质资料数据，且必须进行刚性底板假定 的沉降计算，否则按一般文克尔假定计算。在此处要与“基础梁板弹性地基梁法计算”中的 “沉降计算参数输入中参数相对应。弹性基础考虑抗扭：M人防等级：不计算双筋配筋计算压区配筋百分率：0.2%地下水距天然地坪深度：按实际梁的参数：梁钢筋归并系数：0.3梁支座钢筋放大系数：1.0梁跨中钢筋放大系数：1.0梁箍筋放大系数：1.0梁主筋级别：二级或三级梁箍筋级别：一级或二级梁立面图比例、梁剖面图比例：按默认梁箍筋间距：200翼缘（纵向）分布钢筋直径、间距：8mm、200mm梁式基础的覆土标高：当不是带地下室的梁式基础时，此值为0;否则应填写地下室室内地坪标高。该值用于判断梁式基础是否有地下室和计算地下室内覆土高度的数据梁设弯起钢筋：x板的参数：梁板混凝土等级：C30梁翼缘、板钢筋级别：一级或二级板钢筋归并系数：按默认板支座钢筋连通系数：按默认板支座钢筋放大系数：1.0板跨中钢筋放大系数：1.0柱下平板配筋模式：按默认梁施工图参数：梁肋方向：向上梁图要钢筋表：M羅卿楹节点加节点.加网格 网格延佛 删节点.网格节点本菜单工程为补充增加PMCAD 传下来的平面网格轴线。如设置弹性地基梁的挑梁设置筏板 加厚区域等。需注意该菜单调用应在“荷载输入”和“基础布置”之前，否则荷载或基础构 件可能会错位。啊荷载输人.主娈单斯卷齢1P -J 9无基础柱L附加荷载）选F叹件 读取荷载荷裁编辑当前绡合 目标组合 荷载输入该菜单的功能是输入用户自己定义的荷载和读取上部结构计算传下来的荷载，并可对各类各 族荷载删除修改。程序还自动将用户输入的荷载与读取的荷载相叠加。-I-H +卜 蚊何载参数该子菜单作用是修改隐含定义的荷载分项系数、组合系数等参数。分配无柱节点荷载：M。选择该项后，可将墙间无柱节点上的荷载转移到墙上，这样原来弹 性地基梁的一些无交叉梁、无柱、有荷载的节点就会自动删除，将梁合并。并且对墙下基础不会 产生丢荷载的情况。其他参数按默认。无基础柱 附加荷载该菜单作用是布置、删除用户自己定义的节点荷载与线荷载。附加荷载可作为一组独立的荷 载工况进行基础计算或验算。如还输入了上部结构荷载，附加荷载先要与上部结构各组荷载叠加， 然后进行基础计算。一般来说框架结构的填充墙或设备重应按附加荷载输入。对于独立基础（独立桩基承台）来说，如果在独基上架设连梁，连梁上有填充墙，则应将填 充墙的荷载在此菜单中作为节点荷载输入，而不要作为均布荷载输入。否则将会形成墙下条形基 础，或丢失荷载。选择PK文件、读取荷载、荷载编辑、当前组合、目标组合墙下条形基础可采用PM荷载或砖混荷载；柱下独基和桩承台采用尽量多的荷载组合；筏板 和基础梁选相同工况荷载组合。PMCAD荷载可用于砖混结构及初设计，其特点是模拟人工倒荷， 没有弯矩；TAT，SATWE, PMSAP荷载是上部结构计算结果，可用于所有情况；PK荷载只能 用于独基。pm荷载没有弯矩最好不用在独立基础的计算中。独立基础底面积的计算类似于压弯 正截面计算，由轴力和弯矩两个因素决定。所以不能按最大轴力计算。程序能自动区分是否地震 组合，并进行承载力放大。在JCCAD的“输入荷载”中选“荷载参数”在弹出窗口把恒、活荷载分项系数改为1；在EF“信 息输入”弹出窗口中把恒、活荷载分项系数改为1； ZJ的“上部荷载”中的组合信息窗口，把恒、 活荷载分项系数改为1； BOX“荷载输入”菜单中的“荷载分项，组合，组合值系数”将恒、活分项 系数改为1,即可在基础软件中获得上部结构传给基础荷载的标准值。屏幕上当前所显示的组合值就叫当前组合。当前组合仅表示当前屏幕上所显示的值。并不是 说基础的最终控制组合就一定是它。某一最大内力所对应的组合值，比如最大轴力或最大弯矩下 所对应的组合值。目标组合并不一定是最不利组合，比如最大轴力下所对应的组合值其弯矩值有 可能很小，不一定是控制工况，所以目标组合不能作为基础设计依据。筏板布置斫板圉区.主戚修改檯辺刪除筏板筏板荷载柱沖切板桩沖切板內筒冲剪ji理屏幕1.该菜单功能是布置各种有桩、无桩筏板，带肋筏板，墙下筏板，平板等所有筏板，一次最多可 输入10块筏板。2布置方法是先定义筏板类型，其中包括板厚、标高、有无地下室，然后用围区布置方式沿着所 包围的外网格线布置筏板，布置时应输入一个挑出轴线距离，这样程序可形成一个闭合的多边筏 板，如板边挑出轴线距离各不相同，可用“修改板边”菜单的多种方式修改板边挑出距离。3对于每一块筏板，程序允许在其内设置加厚区，设置方法仍采用筏板输入，只是要求加厚区在已有的板内，加厚区最多可以设置9个，可放在一块筏板中，也可以放置在多块筏板中。4另外用户不要忘记“筏板荷载”子菜单布置各筏板上的覆土重量和覆土上的设计荷载。覆土重 量只包括板上的土重，不涉及板及梁肋自重，它们已由程序自动计算。覆土上的设计荷载包括地 面做法和地面恒、活荷载，或者是地面架空板和板面恒、活荷载。如没有设置“筏板荷载”，基 础将漏掉该部分荷载。5在“筏板”菜单下还可以验算柱下平板基础的冲切。如果用户要采用地基梁元法计算，务必要 在需要的轴线上及板边界的网格线上布置肋梁；墙下筏板要将墙作为等宽度折算梁（高度可取 米）输入，柱下平板要在柱网轴线适当的位置上布置板带，否则将不能形成弹性地基梁 的数据，或有些边界梁将缺乏边界板挑出长度信息，从边界梁到挑出板的边界这一段的配筋将无 法用程序设计。对于板元法则无此要求，但采用板元法计算，还要进行交互配筋设计和绘制板筋 施工图时，则应设置梁或板带。例题：框架结构地梁一筏板基础，采用梁元法计算基础沉降计算本菜单可用于按弹性地基梁元法输入的筏板（带肋梁或板带）基础、梁式基础、独立基础、 条形基础。桩筏基础和无板带的平板基础这不能用此菜单。如采用广义文克尔法计算梁板式基础 则必须运行此菜单，并按刚性底板假定方法计算。对于带裙房的结构，上部结构楼层数是不同， 传给基础的荷载差异也很大，对于这样的工程用相同的基底附加应力计算沉降显然是不合适的， 新版程序可根据不同筏板（子筏板）区域分别计算附加反力。执行本菜单后屏幕上会显示底板图形，提示区会问用户是否读取原有区格数据，或清除原有 区格。用户可根据具体情况回答，第一次运行时可选择“清除”，然后输入网格区格的宽高，并 将其移动道合适位置。一般区格短向不少于五个，长向不少于7个，或长、宽约为2m3m，总 之区格总数不能超过1000个，尽量使区格与边界对齐。沉降计算参数输入沉降计算地基模型系数：一般0.10.4。软土取小值，硬土取大值，它控制边角部反力与中 央反力的比之：对于矩形板一般四世纪粘土应控制在1.31.7左右，软土控制在1.22左右。砂 土控制在1.82.2左右；对于异形板粘土控制在1.92.2左右，砂土控制在1.8-2.6左右；一般 正方形、圆形取大值，细长条形取小值。沉降计算经验系数：0,由程序自动计算。在进行上海地区工程的设计时，要特别注意进行 校核。上海市工程建设规范地基基础设计规范DGJ08 11 1999条文说明、实测沉降资料发现，在一些浅层粉性土地区，采用条文规定的沉降计算经验系数，可能导致计算沉降偏 大；而对于第三层淤泥质粉质粘土缺失或很薄，而第四层淤泥质粘土层很厚（大于10m）且含水 量很高（大于50% ）的情况，采用条文规定的沉降计算经验系数所得到的计算沉降量又可能小 于实测值。地基承载力标准值、基底至天然地面的平均土容重、地下水深度；根据实际情况填写。沉降计算压缩层深度：程序自动给出。如果用户要采用人工确定的压缩层深度计算独立基础 和墙下条形基础的压缩层深度，只需在该值前加负号。该值前的正负号对板式基础和梁式基础的 压缩层深度无影响。在进行上海地区工程的设计时，要特别注意进行校核。回弹再压缩模量/压缩模量.（加权平均）.：.应对于多层建筑为0，即不考虑。冋弹再压缩沉隆计.算经-验系数：1.0梁式基础、条基、独基沉降计算压缩.层深度自动确定：J使用规范：国家规范、上海规范基础刚.柔性假定：刚性假定、完全柔性假定对于含有基础梁的结构基础在应选择“完全柔性假定”，否则梁反力异常。如采用广义文克 尔法计算梁板式基础则必须运行此菜单，并按刚性底板假定方法计算。完全柔性假定是根据建筑地基基础设计规范GB50007 2002中或者上海 地基规范，即常用的规范手算法，它可用于独立基础、条形基础和筏板基础的沉降 计算。刚性假定中地基模型系数是考虑土的应力、应变扩散能力后的折减系数。程序中提供了一种新的计算方法，该方法的眼里使利用刚性假定或柔性假定方法计算出来沉 降值与反力值，反算出地基刚度值，将该刚度值替代弹性地基梁计算中的基床反力系数。这样就 可以求出上部荷载、筏板基础和地基三者协同工作时的沉降分布情况。沉降计算选择完全柔性假定;改附加应力、显示编号、显示反力、沉降数值、沉降横剖、沉降竖剖、 数据文件选择刚性假定:数据文件并且同时提供相关的位移结果图形。在弹性地基梁板计算完成后，屏幕中出现对话框，选择“进行考虑基础及上部结构刚度的沉 降计算”，软件将自动调用内力计算程序，并选择准永久荷载组合，进行计算。在计算时用户将 遇到计算模式选择菜单，如果考虑上部刚度建议选择方法2,这种方法比较可靠。其中参数设置 参考相应章节。例题：弹性地基梁结构计算该项菜单为弹性地基梁的结构计算，但带肋板式基础、划分了板带的平板式基础和墙下筏板 式基础也可以用此菜单计算，其中墙下筏板式基础采用本菜单时，仅计算出的节点反力用于板内 力计算其他计算结果没有意义。计算模式及计算参数修改计算参数修改选择混凝土强度等级、梁纵向钢筋级别、梁篩筋钢筋级别、梁翼缘受力筋级别：按相关规范 梁箍筋间距；200mm建筑地基基础设计规范GB50007 20028 22、扩展基础的构诰，应符合下列要求；4、混凝土强度等级不应低于C20；建筑地基基础设计规范GB50007 2002831、5、柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于C20。上海市工稈建设规范地基基础设计规范DGJ08 11 、用干基础结构的混凝十和钢筋应满足下列构造要求：1、混凝土：刚性基础的混凝土强度等级不低于C15；独立基础与墙下条形基础不低于C15；柱 下条形基础与筏板基础不低于C20。垫层一般取C10，厚度不应小于70mm。弹性地基基床反力系数：按默认。抗弯按双筋计算考虑受压区配筋百分率:.0.2%。梁计算考虑抗扭刚度、弯距配筋计算考虑柱子宽度而折减、.剪力配筋计算考虑柱子宽度 而折减、梁式基础梁肋向上（否则向下）：丿请选择是否讲行节点下底面积重复利用修正；M计算模式选择菜单：按普通弹性地基梁计算按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算按上部结构为刚性的弹性地基梁计算按satwe和tat的上部刚度进行弹性地基梁计算V按普通梁单元刚度矩阵倒楼盖方式计算按普通弹性地基梁计算这种计算方法不考虑上部刚度的影响，绝大多数工程都可以采用此种方法，只有当该方法时基础 设计不下来时才考虑其他方法。按考虑等代上部结构刚度影响的弹性地基梁计算该方法实际上是要求设计人员人为规定上部结构刚度是地基梁刚度的几倍。该值的大小直接关系 到基础发生整体弯曲的程度。而上部结构刚度到底是地基梁刚度的几倍并不好确定。因此，只有 当上部结构刚度较大、荷载分布不均匀，并且用模式1算不下来时方可采用，一般情况可不用选 它。按上部结构为刚性的弹性地基梁计算模式3与模式2的计算原理实际上是一样的，只不过模式3自动取上部结构刚度为地基梁刚度的 200倍。采用这种模式计算出来的基础几乎没有整体弯矩，只有局部弯矩。其计算结果类似传统 的倒楼盖法。该模式主要用于上部结构刚度很大的结构，比如高层框支转换结构、纯剪力墙结构 等。按SATWE或TAT的上部刚度进行弹性地基梁计算从理论上讲，这种方法最理想，因为它考虑的上部结构的刚度最真实，但这也只对纯框架结构而 言。对于带剪力墙的结构，由于剪力墙的刚度凝聚有时会明显地出现异常，尤其是采用薄壁柱理 论的TAT软件，其刚度只能凝聚到离形心最近的节点上，因此传到基础的刚度就更有可能异常。 所以此种计算模式不适用带剪力墙的结构。筏板基础计算方法和构造要求当地基承载力很低，建筑物荷载又很大时，宜采用筏基。沉积土层不均匀，有软弱土的不规则夹层，或者 有坚硬的石芽出露，亦或石灰岩层中有不规则溶洞、溶曹时，采用筏基调节不均匀沉降或者跨越溶洞。即 使地基土相对较均匀时，对不均匀沉降敏感的结构也常采用筏基。筏基的形式：等厚，局部加厚，上部加肋梁，下部加肋梁。构造要求筏板厚度一般不小于柱网最大跨度的1/20，并不小于200mm，且应按抗冲切验算。设置肋梁时宜取 200-400mm。筏基可适当加设悬臂部分以扩大基底面积和调整基底形心与上部荷载重心尽可能一致。悬臂 部分宜沿建筑物宽度方向设置。当梁肋不外伸时板挑出长度不宜大于2m。砼不低于c20，垫层100mm厚。 钢筋保护层不小于35mm。地下水位以下的地下室底板应考虑抗渗，并进行抗裂度验算。筏板配筋率一般在0.5-1.0%为宜。当板厚小于300mm时单层配置，大于300mm时双层布置。受力钢筋最 小直径8mm，般不小于12mm，间距100-200mm；分布钢筋8-10mm，间距200-300mm。筏板配筋除符 合计算配筋外，纵横方向支座钢筋尚应有0.15%、0.10%（全部受拉钢筋的1/2-1/3）的配筋率连通；跨中则 按实际配筋率全部贯通。双向悬臂挑出但肋梁不外伸时宜在板底放射状布附加钢筋。平板式筏板柱下板带 和跨中板带的底部钢筋应有1/2-1/3全部拉通，且配筋率不应小于0.15%；顶部按实际全部拉通。当板厚小 于250mm时分布筋为圆8间距250，板厚大于250mm时分不筋圆10间距200。计算方法：1简化方法倒梁法和到楼盖法（相对刚度较大）；上部结构较柔时可用静力分析法。2考虑地基基础共同作用的方法2考虑上部结构地基基础共同作用的方法常用简化方法一一刚性板方法当柱荷载相对比较均匀（相邻柱荷载变化不超过20%），柱距相对比较一致（相邻柱距变化不大于20%）， 若果满足公式：或者筏基支撑着刚性的上部结构时，筏基可认为是刚性的，基底反力呈直线分布，反力的形心与作用在板 上全部荷载的合力作用线相吻合。将xoy坐标系原点置于板底形心处，则板底反力p（x,y）为：按求出的基底净反力（不考虑整体弯曲，但在端部1-2开间内将基底反力增加10-20%）。1条带法把筏板划分为相互垂直的条带，条带的分界线就是相邻柱列间的中线。假定各条带为互不影响的独立基础 梁，可用倒梁法计算内力。把宽度为b的纵向条带分为柱中心附近宽度为b/2的中心条带和其两侧各b/4 宽的两条边缘条带，则可近似的将横截面上总弯矩的67%分配给中心条，其余33%分配给边缘条。对于宽 度为a的横向条带亦同样处理。2双向板法 如果筏基上柱网在两个方向上的尺寸lx和ly的比值小于2.0,且在柱网单元内不再布置小肋梁，则可将筏 基视为承受地基静反力分布荷载作用的双向多跨连续板。基础梁上的荷载按照沿板角45度角分线划分范 围，分别由纵梁和横梁承担荷载分布形式或为三角形，或为梯形。当基础梁的跨度相差不大于10%时，可 将峰值为pl的三角形荷载化为0.625p1的均布荷载；将峰值为p2的梯形荷载化为如上图所示的均布荷载。 a为lx和ly的较小值。中间梁荷载加倍。基础梁分析方法同条基部分。筏板按单列和多列连续板，如上图。共可分为五中情况：1三边简支，一边固定2.两对边简支，两对边固定3两邻边简支，两邻边固定4三边固定，一边简支5四边固定连续板的中间支座共有2种：支座a为边跨中间支座，支座b为中间跨中间支座可查表得到Mx，My，Ma，Mb。注意：底板跨中配筋可直接按跨中弯矩确定，支座弯矩应减去一个修正量M0。所以计算弯矩为：Ma1=Ma-M0； Mb1=Mb-M0。