1、2.7 聯(lián)合基礎設計,一、概述 聯(lián)合基礎主要指同列相鄰二柱公共的鋼筋混凝土基礎，即雙柱聯(lián)合基礎，但其設計原則，可供其他型式的聯(lián)合基礎參考。 適用條件： 在為相鄰二柱分別配置擴展基礎時，因其中一柱靠近建筑界線 因二柱間距較小，而出現(xiàn)基底面積不足或荷載偏心過大等情況時采用 有時也可用于調(diào)整相鄰兩柱的沉降差 防止兩者之間的相向傾斜等。,典型的雙柱聯(lián)合基礎可以分為三種類型，即矩形聯(lián)合基礎、梯形聯(lián)合基礎和聯(lián)梁式聯(lián)合基礎（圖2-5）。,矩形和梯形聯(lián)合基礎一般用于柱距較小時的情況，這樣可以避免造成板的厚度及配筋過大。當xl/2時，可以采用矩形聯(lián)合基礎； 但有時由于二柱荷載大小過于懸殊、或受從場地條件的限制，

2、矩形聯(lián)合基礎底面形心不可能與荷載合力（F）作用點靠近。但如該點與較大荷載柱外側的距離x滿足條件l/3xl/2時，則宜采用梯形聯(lián)合基礎。,如果柱距較大，可在兩個擴展基礎 之間加設不著地的剛性聯(lián)系梁形成 聯(lián)梁式聯(lián)合基礎使之達到阻止兩個 擴展基礎轉動、調(diào)整各自底面壓力 趨于均勻的目的。 梯形聯(lián)合基礎中，聯(lián)系梁的剛度要有保證，且應與柱及基礎牢固聯(lián)接成整體，因而較少采用。 梯形和聯(lián)梁式聯(lián)合基礎的施工都比較復雜。 為使聯(lián)合基礎的基底壓力分布較為均勻，除應使基礎底面形心盡可能接近柱主要荷載的合力作用點外，基礎還宜具有較大的抗彎剛度，因而通常采用“剛性設計”原則，即假設基底壓力按線性規(guī)律分布，且不考慮基礎與上

3、部結構的相互作用。,聯(lián)合基礎的設計通常作如下的規(guī)定或假定： （1）基礎是剛性的。一般認為，當基礎高度不小于柱距的l/6時，基礎可視為是剛性的； （2）基底壓力為線性（平面）分布； （3）地基主要受力層范圍內(nèi)土質(zhì)均勻； （4）不考慮上部結構剛度的影響。,二、矩形聯(lián)合基礎 矩形聯(lián)合基礎的設計步驟如下： （1）計算柱荷載的合力作用點（荷載重心）位置； （2）確定基礎長度，使基礎底面形心盡可能與柱荷載重心重合； （3）按地基土承載力確定基礎底面寬度； （4）按反力線性分布假定計算基底凈反力設計值，并用靜定分析法計算基礎內(nèi)力，畫出彎矩圖和剪力圖； （5）根據(jù)受沖切和受剪承載力確定基礎高度; （6）按彎矩

4、圖中的最大正負彎矩進行縱向配筋計算； （7）按等效梁概念進行橫向配筋計算。,基礎高度確定：一般可先假設基礎高度，再代入受沖切式（2-67）和受剪承載力式（2-68）進行驗算。 受沖切承載力驗算。驗算公式為： Fl 0.7hp f tumh0 （2-67） 式中Fl相應于荷載效應基本組合時的沖切力設計值，取柱軸心荷載設計值減去沖切破壞錐體范圍內(nèi)的基底凈反力（圖2-29）； um臨界截面的周長，取距離柱周邊h0/2處板垂直截面的最不利周長； 其余符號與式（255）相同。, 受剪承載力驗算。由于基礎高度較大，無需配置受剪鋼筋。驗算公式為： V0.7h f tbh0 （2-68） 式中V驗算截面處相應

5、于荷載效應基本組合時的剪力設計值，驗算截面按寬梁可取在沖切破壞錐體底面邊緣處（圖2-29）； h截面高度影響系數(shù)：h= (800/h0)1/4，當h0800mm時，取h0=800mm；當h02000mm時，取h0=2000mm； b基礎底面寬度； 其余符號意義同前。,等效梁概念: 矩形聯(lián)合基礎為一等厚度的平板，其在兩柱間的受力方式如同一塊單向板，而在靠近柱位的區(qū)段，基礎的橫向剛度很大。因此，根據(jù)J.E.波勒斯（Bowles）的建議，認為可在柱邊以外各取等于0.75h0的寬度（圖2-29）與柱寬合計作為“等效梁”寬度。 基礎的橫向受力鋼筋按橫向等效梁的柱邊截面彎矩計算并配置于該截面內(nèi)，等效梁以外

6、區(qū)段按構造要求配置。,各橫向等效梁底面的基底凈反力 以相應等效梁上的柱荷載計算。 以圖229為例： 柱1處等效梁寬為：ac1+0.75h0 柱處等效梁寬為：ac2 +1.5h0,2.8 減輕不均勻沉降危害的措施,一、不均勻沉降的危害 地基的過量變形（總沉降量大，相應的不均勻沉降也較大 ）將使建筑物損壞或影響其使用功能，特別是高壓縮性土、膨脹土、濕陷性黃土以及軟硬不均等不良地基上的建筑物。 1. 不均勻沉降常引起砌體承重結構開裂，尤其是在墻體窗口門洞的角位處，裂縫的位置和方向與不均勻沉降的狀況有關； 2.對于框架等超靜定結構來說，各柱的沉降差必將在梁柱等構件中產(chǎn)生附加內(nèi)力。當這些附加內(nèi)力與設計荷

7、載作用下的內(nèi)力之和超過構件的承載能力時，梁、柱端和樓板將會出現(xiàn)裂縫。,根據(jù)一些實測資料，磚墻可見裂縫的臨界拉應變約為0.05（脆性飾面最易開裂），裂縫的形態(tài)多樣。,蝶形沉降,倒蝶形沉降,防止或減輕不均勻沉降造成的損害的辦法通常有： 采用柱下條形基礎、筏基和箱基； 采用樁基或其他深基礎； 采取各種地基處理方法； 從地基、基礎、上部結構相互作用的觀點出發(fā)，在建筑、結構和施工方面采取某些措施。 前三類措施造價偏高，樁基、深基和許多地基處理方法還需要具備一定的施工條件才能采用。 此外，只處理地基有時還不能完全解決問題，往往需要同時輔以某些建筑、結構和施工措施，才能取得預期的效果。 在很多場合下，采取了

8、這些措施以后，便可降低對地基處理的要求，有時還可免于處理。,二、建筑措施 1. 建筑物的體型應力求簡單； 2. 控制建筑物的長高比及合理布置墻體； 3. 設置沉降縫（注意沉降縫與伸縮縫的區(qū)別，沉降縫的設置位置，有防滲要求的地下室一般不宜設置沉降縫，可采用后澆帶）； 4. 相鄰建筑物基礎間應有一定的凈距； 5. 調(diào)整某些設計標高 根據(jù)預估的沉降量，適當提高室內(nèi)地坪或地下設施的標高； 建筑物各部分（或設備之間）有聯(lián)系時，可將沉降較大者的標高適當提高； 在建筑物與設備之間，應留有足夠的凈空； 有管道穿過建筑物時，應預留足夠尺寸的孔洞，或采用柔性管道接頭等。,體型簡單：,平面立面,體型復雜：,1. 建

9、筑體型力求簡單,建筑體型應力求簡單,建筑體型應力求簡單,2. 1 控制建筑物的長高比,長高比：建筑物在平面上的長度和從基礎底面起算的高度之比,當預估的最大沉降量超過120mm時，對三層和三層以上的房屋，長高比不宜大于2.5；對于平面簡單，內(nèi)、外墻貫通，橫墻間隔較小的房屋，長高比的控制可適當放寬，但一般不大于3.0。,2. 2 合理布置墻體,合理布置縱、橫墻是增強砌體承重結構房屋整體剛度的重要措施之一。 因此，當?shù)鼗涣紩r，應盡量使內(nèi)、外縱墻不轉折或少轉折，內(nèi)橫墻間 距不宜過大，且與縱墻之間的連接應牢靠，必要時還應增強基礎的剛度 和強度。,3. 設置沉降縫,為了使各沉降單元的沉降均勻，宜在建筑物

10、的下列部位設置沉降縫： 建筑物平面的轉折處； 建筑物高度或荷載有很大差別處； 長高比不合要求的砌體承重結構以及鋼筋混凝土框架結構的適當部位； 地基土的壓縮性有顯著變化處； 建筑結構或基礎類型不同處； 分期建造房屋的交界處； 擬設置伸縮縫處（沉降縫可兼作伸縮縫）。,設置沉降縫,沉降縫構造示意圖,有防滲要求的地下室一般不宜設置沉降縫。 因此，對于具有地下室和裙房的高層建筑，為減少高層部分與裙房間的不均勻沉降，常在施工時采用后澆帶將兩者斷開，待兩者間的后期沉降差能滿足設計要求時再連接成整體。,4. 相鄰建筑物基礎間應有一定的凈距,浙江永嘉縣兩棟居民樓由于相距甚近，造成 相互傾斜各達3839cm，后側

11、樓頂已相接觸,相鄰建筑物影響主要表現(xiàn)為： 同期建造的兩相鄰建筑物之間會彼此影響，特別是當兩建筑物輕（低）重（高）差別較大時，輕者受重者的影響較大； 原有建筑物受鄰近新建重型或高層建筑物的影響。,決定基礎間凈距的主要指標是受影響建筑（被影響者） 的剛度（用長高比來衡量）和影響建筑（產(chǎn)生影響者）的預估平均沉降量（見表2-11）。,三、結構措施 1. 減輕建筑物的自重 2. 設置圈梁 3. 設置基礎梁（地梁） 4. 減小或調(diào)整基底附加壓力（采取設置地下室（或半地下室），或調(diào)整基底尺寸等方法） 5. 采用對不均勻沉降欠敏感的結構型式（靜定結構）,1. 減輕建筑物的自重 （1）減少墻體的重量。 如采用空

12、心砌塊、多孔磚或其他輕質(zhì)墻； （2）選用輕型結構。 如采用預應力混凝土結構、輕鋼結構及各種輕型空間結構； （3）減少基礎及其上回填土的重量。 可以選用覆土少、自重輕的基礎型式，如殼體基礎、空心基礎等。 如室內(nèi)地坪較高，可以采用架空地板代替室內(nèi)厚填土。,2. 設置圈梁 圈梁的作用：提高砌體結構抵抗彎曲的能力，即增強建筑物的抗彎剛度。 它是防止磚墻出現(xiàn)裂縫和阻止裂縫開展的一項有效措施。 圈梁在平面上應盡量形成封閉系統(tǒng)。 圈梁的布置：多層房屋宜在基礎面附近和頂層門窗頂處各設置一道，其他各層可隔層設置（必要時也可層層設置），位置在窗頂或樓板下面。 單層工業(yè)廠房及倉庫，可結合基礎梁、聯(lián)系梁、過梁等酌情設

13、置。 圈梁的型式：有兩種，一種是鋼筋混凝土圈梁，另一種是鋼筋磚圈梁 。,3. 設置基礎梁（地梁） 對于采用單獨柱基的框架結構，在基礎間設置基礎梁是加大結構剛度、減少不均勻沉降的有效措施之一。 基礎梁的設置常帶有一定的經(jīng)驗性（僅起承 墻作用時例外），其底面一般置于基礎表面（或略高些），過高則作用下降，過低則施工不便。 基礎梁的截面高度可取柱距的1/141/8，上下均勻通長配筋，每側配筋率為0.4%1.0%。,在廣東，地梁特指框架結構中的基礎梁。,地梁的作用： (1)承墻； (2)調(diào)整不均勻沉降。,4. 減小或調(diào)整基底附加壓力,設置地下室（或半地下室）。其作用之一是以挖除的土重去抵消（補償）一部分

14、甚至全部的建筑物重量，從而達到減小基底附加壓力和沉降的目的，這一概念在3.8.3節(jié)中還將作進一步的闡明。地下室（或半地下室）還可只設置于建筑物荷載特別大的部位，通過這種方法可以使建筑物各部分的沉降趨于均勻。 (2)調(diào)整基底尺寸,5. 采用對不均勻沉降欠敏感的結構型式 排架、三鉸拱（架）等鉸接結構（從力學角度來看，這些結構均屬靜定結構）對不均勻沉降有很大的順從性，可避免不均勻沉降的危害；這類結構型式通常只適用于單層的工業(yè)廠房、倉庫和某些公共建筑。 必須注意的是，嚴重的不均勻沉降仍會對這類結構的屋蓋系統(tǒng)、圍護結構、吊車梁及各種縱、橫聯(lián)系構件造成損害，因此應采取相應的防范措施，例如避免用連續(xù)吊車梁及剛性屋面防水層，墻面加設圈梁等。 油罐、水池等的基礎底板常