墙下钢筋混凝土条形基础

1.构造要求

(1)墙下钢筋混凝土条形基础一般采用阶梯形、锥形和矩形断面。锥形基础的边缘高度不宜小于200mm,且两个方向的坡度不宜大于1∶3;阶梯形基础的每阶高度,宜为300～500mm;基础高度小于250mm时,也可做矩形的等厚度板。

(2)通常在底板下宜设素混凝土垫层。垫层厚度不宜小于70mm,强度等级不宜小于C10,两边伸出基础底板一般为100mm。

(3)底板受力钢筋直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm;底板纵向分布钢筋直径不宜小于8mm,间距不大于300mm,每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的15%;钢筋的保护层,当设垫层时不应小于40mm;无垫层不应小于70mm。

(4)混凝土强度等级不应低于C20。

(5)当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时,底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍,并宜交错布置。

(6)当地基软弱时,为了减少不均匀沉降的影响,基础断面可采用带肋梁的底板,肋梁的纵向钢筋和箍筋按经验确定或按弹性地基梁计算。

(7)其他构造要求详见《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)。

2.设计计算

基础结构计算内容一般有两方面,其一是按剪切条件确定基础台阶或基础底板的高度,据工程设计经验,基础底板高度一般不小于基础宽度的1/8;其二是受弯计算确定底板横向配筋。

在净反力作用下,基础底板受力仍是一块倒悬臂板,剪切和弯矩的控制截面,应符合下列规定:①当墙体材料为混凝土时,取a1＝b1;②当墙体材料为砖砌体且放脚宽度不大于1/4砖长时,取a1＝b1＋0.06(m)。

(1)轴心荷载作用。墙下条形基础在均布荷载F作用下的受力分析可简化为如图8-14所示,其受力情况如同受pj作用的倒置悬臂梁。pj是指由上部结构荷载F在基底产生的净反力(不包括基础自重和基础台阶上回填土重所引起的反力),若取墙沿墙长方向l＝1m的基础板分析,则

式中 pj——相应于荷载效应基本组合时的地基净反力值(kPa);

　　b——墙下钢筋混凝土条形基础宽度(m);

　　F——上部结构传至基础顶面的荷载(kN/m)。

在pj作用下,将在基础底板内产生弯矩M和剪力V,其值在悬臂板根部最大。

图8-14　墙下条形基础

式中 M1——基础底板根部的弯矩值(kN·m);

　　V1——基础底板根部的剪力值(kN);

　　a——砖墙厚。

为了防止因V、M作用而使底板发生冲切破坏和弯曲破坏,基础底板应有足够的厚度和配筋。

由于基础内不配箍筋和弯筋,故基础底板厚度应满足混凝土的抗剪切条件:

式中 fc——混凝土轴心抗压强度设计值(kPa);

　　h0——基础底板有效高度(m)。

基础底板配筋按下式计算:

式中 As——每米长基础底板受力钢筋截面面积(m);

　　fy——钢筋抗拉强度设计值(kPa)。

(2)偏心荷载作用。先计算基底净反力的偏心距ej0:

基础边缘处的最大和最小净反力为:

基础的高度和配筋计算同轴心荷载作用。

【例8-3】 某多层住宅的承重砖墙厚240mm,作用于基础顶面的荷载Fk＝240kN/m,基础埋深d＝0.8m,经深度修正后的地基承载力特征值fa＝150kPa,试设计钢筋混凝土条形基础。

【解】 (1)选择基础材料。拟采用混凝土强度等级为C20,钢筋HPB300级,并设置C10厚100mm的混凝土垫层,设一个砖砌的台阶,如图8-15所示。

(2)确定条形基础宽度:

图8-15　例题8-3图

取b＝1.8m。

(3)确定基础高度:

按经验h＝b/8＝180/8＝23(cm)

取h＝30cm。

h0＝30－4＝26(cm)

地基净反力:

Pj＝F/b＝1.35×240/1.8＝180(kN/m)

控制截面剪力:

V＝Pja1＝180×(0.9－0.12)＝140.4(kN)

混凝土抗剪强度:

Vc＝0.7ftbh0＝0.7×1.1×1.0×260＝200.2(kN)＞V＝140.4(kN)满足要求。

(4)计算底板配筋:

控制截面弯矩M＝1/2Pja21＝1/2×180×(0.9－0.12)2＝54.8(kN/m)

选φ12＠130,分布筋选φ8＠250。