柱下钢筋混凝土条形基础设计完全指南

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：当承受荷载较大或地基软弱时，需增加基础底面积来满足地基承载力的要求，有时为减小不均匀沉降，需要增加基础的整体刚度以减小对上部结构的影响，此时可选用柱下钢筋混凝土条形基础。柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于C20。当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。

当承受荷载较大或地基软弱时，需增加基础底面积来满足地基承载力的要求，有时为减小不均匀沉降，需要增加基础的整体刚度以减小对上部结构的影响，此时可选用柱下钢筋混凝土条形基础。

柱下钢筋混凝土条形基础指由一个方向的基础梁或由两个方向的交叉基础梁组成的基础形式，框架柱下条形基础可以沿柱列单向平行配置，也可以双向相交于柱位处形成交叉条形基础。横截面一般呈倒梯形，由肋梁和翼板组成，都具有良好的抗弯和抗剪能力。柱下条形基础是一种常用于软弱地基上框架结构的基础类型。它具有刚度大、调整不均匀沉降能力强等优点，但造价较高。

柱下条形基础的设计内容包括确定基础埋置深度、基础底面尺寸，根据抗冲切、抗剪强度条件确定基础的高度以及根据计算弯矩和剪力确定基础的配筋。设计该类基础宜以“构造为主，计算为辅”为原则。

《规范》规定，柱下条形基础的构造，除了要满足一般扩展基础的构造要求以外，尚应符合下列规定：

（1）柱下条形基础梁的高度宜为柱距的1/4～1/8。翼板厚度不应小于200mm。当翼板厚度大于250mm时，宜采用变厚度翼板，其坡度宜小于或等于1∶3。

（2）条形基础的端部宜向外伸出，其长度宜为第一跨距的0.25倍。

（3）现浇柱与条形基础梁的交接处，基础梁的平面尺寸应大于柱的平面尺寸，且柱的边缘至基础梁边缘的距离不得小于50mm，见图5.8-14。

（4）条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计算要求外，顶部钢筋按计算配筋全部贯通，底部通长钢筋不应少于底部受力钢筋截面总面积的1/3。

（5）柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于C20。

柱下条形基础的计算，除应符合扩展基础的相关要求外，尚应符合下列规定：

（1）在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数。

（2）当不满足（1）的要求时，宜按弹性地基梁计算。

（3）对交叉条形基础，交点上的柱荷载，可按静力平衡条件及变形协调条件进行分配。其内力可按上述规定分别进行计算。

（4）应验算柱边缘处基础梁的受剪承载力。

图5.8-14 现浇柱与条形基础梁交接处平面尺寸

（5）当存在扭矩时，尚应作抗扭计算。

（6）当条形基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下条形基础梁顶面的局部受压承载力。

柱下条形基础内力的计算涉及上部结构、基础和地基以及它们的相互作用，此外还与荷载的大小和分布有关，因此十分复杂，实际工程的设计计算均根据不同情况与需要适当简化，主要有三种方法：

（1）不考虑相互作用的简化计算方法有静力平衡法、倒梁法等。本质上都是简化为梁的计算方法。当柱荷载比较均匀，柱距相差不大，按现行的规范，当梁高≥1/6柱距时，基础与地基相对刚度较大，可以忽略柱下不均匀沉降，仅进行满足静力平衡条件下梁的计算。基底反力以线性分布作用于梁底，但忽略变形协调条件，是相当近似的方法。用连续梁求解内力的方法称为倒梁法。

（2）考虑基础与地基共同作用的弹性地基梁方法以基础与地基相互作用原理为基础进行内力计算，不考虑上部结构的影响，一般来说计算偏于安全，应用也很广泛。分析时，根据地基土层情况选择某种地基模型，按静力平衡条件将上部结构与基础分割开，用结构力学方法求解柱端作用力，再反向作为荷载施加于基础上，于是基础成为设置在某种地基模型上的承载结构或构件，再由变形协调条件直接或近似地求解基础内力和变形。

（3）考虑上部结构、基础与地基相互作用的基础内力分析方法这类方法由于考虑了上部结构、基础与地基的共同作用，符合基础实际作用性状，因而可得到较为满意的计算结果。但是计算复杂、工作量大，通常对上部结构作适当简化以考虑其刚度的影响。

柱下钢筋混凝土条形基础设计完全指南

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