高層建筑根底工程第三章筏板根底第一節(jié)概述一、筏板根底的根本概念4、可以充分利用地下空間，施工方便。根據(jù)《高層建筑箱形與筏形根底技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ6-99，筏形根底〔ＲａｆｔＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ〕：柱下或墻下連續(xù)的平板式或梁板式鋼筋混凝土根底。二、特點(diǎn)1、能充分發(fā)揮地基承載能力2、根底沉降量較小，調(diào)整地基不均勻沉降的能力比較強(qiáng)3、具有良好的抗震性能三、選擇條件上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地基土質(zhì)條件、建筑功能、抗震要求、材料及施工條件、工程環(huán)境、工程造價(jià)、工期四、筏板根底常見的類型柱下板底加墩型柱上板底加墩型梁板型（板底設(shè)梁）梁板型（板頂設(shè)梁）第二節(jié)、筏板根底的設(shè)計(jì)要求一、筏板根底的一般規(guī)定〔一〕埋深當(dāng)采用天然地基時(shí)，筏板根底的埋深不小于建筑物地面以上高度的1/12；筏板下有樁根底時(shí)不宜小于建筑物地面以上高度的1/15，樁的長(zhǎng)度不計(jì)入在埋深度。對(duì)于非抗震設(shè)計(jì)的建筑物或抗震設(shè)防為6度時(shí)，筏板根底的埋深可適當(dāng)減少。二〕選型筏板根底從構(gòu)造上可分為梁式和板式，前者比較經(jīng)濟(jì)，后者施工方便，有利于地下室空間的利用。因此，筏板根底的選型應(yīng)根據(jù)土的性質(zhì)、上部結(jié)構(gòu)體系、柱距、荷載大少及施工條件綜合分析確定。三〕筏基的偏心距設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使筏基底層平面形心與結(jié)構(gòu)豎向荷載的重心重合，假設(shè)不能重合，在永久荷載和樓面活荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下，偏心距e宜符合：四〕上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位嵌固部位直接影響根底彎矩，其確定的原那么按JGJ6-99標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定二、筏板根底的構(gòu)造規(guī)定〔一〕筏板混凝土1〕筏形根底的混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C30。當(dāng)有地下室時(shí)應(yīng)采用防水混凝土，防水混凝土抗?jié)B等級(jí)應(yīng)根據(jù)地下水的最大水頭與防滲混凝土厚度的比值，按現(xiàn)行JGJ6-99選用，但不應(yīng)小于0.6MPa。必要時(shí)宜設(shè)架空排水層。二〕筏基幾何尺寸確實(shí)定1、梁板式筏基1〕標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定梁板式筏基的板厚不應(yīng)小于300mm，且板厚與板格的最小跨度之比不宜小于1/20。采用筏形根底的地下室，地下室鋼筋混凝土外墻厚度不應(yīng)小于250mm，內(nèi)墻厚度不應(yīng)小于200mm。2〕地下室底層柱，剪力墻與梁板式筏基的根底梁連接構(gòu)造符合以下要求：①柱、墻的邊緣至根底梁邊緣的距離不應(yīng)小于50mm。④根底梁與剪力墻的連接，可按圖d采用。2、平板式筏基平板式筏基的板厚應(yīng)能滿足受沖切承載里的要求，尤其注意邊柱和角柱的抗沖切驗(yàn)算，板的最小厚度不宜小于400mm。對(duì)板式筏基，底板伸出的長(zhǎng)度，橫向不宜大于1000mm，縱向不宜大于600mm3〕對(duì)根底梁外伸的梁板式筏基，底板伸出的長(zhǎng)度，以根底梁外皮算起橫向不宜大于1200mm，縱向不宜大于600mm②當(dāng)交叉根底梁的寬度小于柱截面的邊長(zhǎng)時(shí)，交叉根底梁連接處應(yīng)設(shè)置八字角，柱角與八字角之間的凈距不宜小于50mm③單向根底梁與柱的連接，可按圖b、圖c采用。①當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間設(shè)置沉降縫時(shí)，高層建筑根底的埋深應(yīng)大于裙房根底的埋深至少2m。當(dāng)不滿足要求時(shí)必須采取有效措施。沉降縫地面以下用粗砂填實(shí)。②當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間不設(shè)置沉降縫時(shí)，宜在裙房一側(cè)設(shè)置后澆帶，后澆帶的位置宜設(shè)在距主樓邊柱的第二跨內(nèi)。后澆帶混凝土宜根據(jù)實(shí)測(cè)沉降值并計(jì)算后期沉降差能滿足設(shè)計(jì)要求前方可進(jìn)行澆注。③當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間不允許設(shè)置沉降縫的后澆帶時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算，驗(yàn)算時(shí)需考慮地基與結(jié)構(gòu)變形的相互影響并采取相應(yīng)的有效措施。3、高層建筑筏形根底與裙房根底之間的構(gòu)造應(yīng)符合以下要求：四〕筏板的配筋要求筏板配筋率一般在0.5%-1.0%為宜，當(dāng)板厚小于300mm時(shí)單層配筋，板厚大于等于300mm時(shí)雙層配筋。受力鋼筋的直徑不宜小于8mm，間距100-200，當(dāng)有墊層時(shí)，鋼筋保護(hù)層厚度不宜小于35mm。筏板的分布筋，直徑取8-10mm，間距200-300mm。配筋不宜粗而疏，有利于發(fā)揮筏板的抗裂能力。按基底反力直線分布計(jì)算的梁板式筏基，其根底梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁分析，邊跨跨中彎矩以及第一內(nèi)支座的彎矩值乘以1.2的系數(shù)。梁板式筏基的底板和根底梁的配筋除滿足計(jì)算要求外，縱橫方向的底部鋼筋尚應(yīng)有1/2～1/3貫穿全跨，且其配筋率不應(yīng)小于0.15%，頂部鋼筋按計(jì)算配筋全部連通按基底反力直線分布計(jì)算的平板式筏基，可按柱下板帶和跨中板帶分別進(jìn)行內(nèi)力分析。柱下板帶中，柱寬及其兩側(cè)各0.5倍板厚且不大于1/4板跨的有效寬度范圍內(nèi)，其鋼筋配置量不應(yīng)小于柱下板帶鋼筋數(shù)量的一半，且應(yīng)能承受局部不平衡彎矩平板式筏基柱下板帶和跨中板帶的底部鋼筋應(yīng)有1/2-1/3貫穿全跨，且配筋率不應(yīng)小于0.15%；頂部鋼筋應(yīng)按計(jì)算配筋全部連通。對(duì)有抗震設(shè)防要求的無(wú)地下室或單層地下室平板式筏基，計(jì)算柱下板帶截面受彎承載力時(shí)，柱內(nèi)力應(yīng)按地震作用不利組合計(jì)算。第三節(jié)、筏板根底的計(jì)算一、筏板根底底面積和板厚確實(shí)定原那么底板面積按地基承載力確定，在決定平面尺寸時(shí)，可以通過(guò)改變底板在四邊的挑出長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整基底形心，使其盡量與結(jié)構(gòu)的豎向荷載作用點(diǎn)重合，以減少基底的偏心力矩，防止過(guò)大的不均勻沉降；板厚根據(jù)抗剪和抗沖切強(qiáng)度驗(yàn)算，初始尺寸按每樓層50mm估算，但不得小于構(gòu)造要求二、筏板根底的地基反力1、當(dāng)上部結(jié)構(gòu)剛度較大，且地基壓縮模量<=4mpa時(shí)，筏基的地基反力可按直線分布考慮2、筏板厚度大于l/6〔l為承重橫向剪力墻開間或最大柱距〕的筏板且上部結(jié)構(gòu)剛度較大時(shí)，筏板下的地基反力仍可按直線分布考慮為了考慮整體彎曲的影響，在板端1、2開間的地基反力應(yīng)比均勻反力提高10%-20%3、假設(shè)不滿足上述條件，那么只能按照彈性板法確定地基反力三、筏板內(nèi)力計(jì)算1、剛性板法適用條件：JGJ6-99標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)?shù)鼗容^均勻上部結(jié)構(gòu)剛度好，且柱荷載及柱間距的變化不超過(guò)20%時(shí)，筏板根底僅考慮局部彎曲作用，按倒樓蓋法進(jìn)行計(jì)算，即以柱子或剪力墻為支座、地基凈反力為荷載，按普通鋼筋混凝土樓蓋來(lái)計(jì)算。計(jì)算步驟1〕首先求板的形心，作為X、Y坐標(biāo)系的原點(diǎn)2〕按下式求板的反力分布3〕在求出基底凈反力后〔不考慮板的整體彎曲，但在端部1-2個(gè)開間將基地反力增加10%-20%〕，按相互垂直兩個(gè)方向做整體分析。無(wú)梁樓蓋的內(nèi)力分析無(wú)梁樓蓋的計(jì)算方法有按彈性理論法和塑性鉸線法兩種計(jì)算法，按彈性理論計(jì)算法有精確計(jì)算法、等效框架法和經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法。1、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法1〕適用條件每個(gè)方向至少有三個(gè)連續(xù)跨；每個(gè)方向相鄰跨的差值不超過(guò)較長(zhǎng)跨的1.3倍；每一區(qū)格板的長(zhǎng)邊與短邊的比值lx/ly<=2；可變荷載與永久荷載之比q/g<=3。2〕計(jì)算步驟分別按下式計(jì)算每個(gè)區(qū)格兩個(gè)方向的總彎矩值：X方向：Y方向：將每一方向的總彎矩分別分配給柱上板帶和跨中板帶的支座截面和跨中截面，即將總彎矩分別乘以下表所列的系數(shù)截面邊跨內(nèi)跨邊支座跨中內(nèi)支座跨中支座柱上板帶-0.480.22-0.50.18-0.5跨中板帶-0.050.18-0.170.15-0.17無(wú)梁雙向板的彎矩計(jì)算系數(shù)在保證總彎矩值不變的情況下，允許將柱上板帶負(fù)彎矩的10%分配給跨中板帶負(fù)彎矩2、等效框架梁法不符合經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法的無(wú)梁雙向板體系可采用等效框架梁法確定豎向均布荷載作用下的內(nèi)力。計(jì)算步驟：1〕將整個(gè)結(jié)構(gòu)分別沿縱橫柱列兩個(gè)方向劃分，并將其視為縱向等效框架和橫向等效框架2〕計(jì)算等效框架梁、柱的幾何特征。其中等效框架的梁寬和高分別取為板跨中心線的間距和板厚，跨度取〔ly-2c/3〕或〔lx-2c/3〕柱的計(jì)算高度去為層高減去柱帽高度，底層取根底頂面至樓梯板底面的高度減去柱帽高度。3〕按框架計(jì)算內(nèi)力。當(dāng)僅有豎向荷載時(shí)，可近似按分層法計(jì)算4〕計(jì)算所得的等效框架控制截面的總彎矩分別乘以以下表的分配比值截面邊跨內(nèi)跨邊支座跨中內(nèi)支座跨中支座柱上板帶0.90.550.750.550.75跨中板帶0.10.450.250.450.25方形板的柱上板帶和板跨板帶的彎矩分配比值矩形板的柱上板帶和板跨板帶的彎矩分配比值Lx/ly0.5-0.60.6-0.750.75-1.331.33-1.671.67-2.0彎矩-MM-MM-MM-MM-MM柱上板帶0.550.50.650.550.70.60.80.750.850.85跨中板帶0.450.50.350.450.30.40.20.250.150.15梁板式筏基的計(jì)算：1〕計(jì)算基底反力2〕將板上的荷載按塑性鉸線分配到梁上3〕按連續(xù)梁計(jì)算相應(yīng)梁的內(nèi)力4〕計(jì)算板的內(nèi)力2、近似彈性板分析法該法是按美國(guó)ACI推薦的方法，當(dāng)筏板的剛度不夠大，不能采用倒樓蓋法時(shí)，即可采用該法，計(jì)算步驟如下：1〕按沖切或常規(guī)的剛性板法確定板厚2〕計(jì)算筏板的抗彎剛度D板厚混凝土的泊松比彈性模量3〕計(jì)算有效剛度半徑1、2、骨料級(jí)配防水混凝土是以砂石連續(xù)級(jí)配曲線為理論依據(jù)，將三種或三種以上不同級(jí)配的砂、石按一定的比例進(jìn)行混合配制，從而獲得最小空隙率和最大密實(shí)度，提高抗?jié)B性能，到達(dá)防水的目的。骨料級(jí)配防水混凝土的砂率(砂重／砂石總量)比普通混凝土略高，一般