墙下钢筋混凝土条形基础设计

扩展基础指墙下钢筋混凝土条形基础和柱下钢筋混凝土独立基础。本节介绍墙下钢筋混凝土条形基础。

（1）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（图8-16（a））；阶梯形基础的每阶高度宜为300～500mm（图8-16（b））。

（2）通常在底板下浇筑一层素混凝土垫层。垫层厚度不宜小于70mm，垫层混凝土强度等级不宜低于C10。垫层最常用的做法是100mm厚C10素混凝土，两边各伸出基础100mm。

（3）扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%，底板受力钢筋直径不应小于10mm，间距不应大于200mm，也不应小于100mm。

（4）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，底板受力钢筋长度可取边长或宽度的0.9倍，并宜均匀交错布置（图8-16（c））。底板钢筋的保护层，当有垫层时不小于40mm，无垫层时不小于70mm。

（5）基础混凝土强度等级不应低于C20。

图8-16　扩展基础构造示意图

墙下钢筋混凝土条形基础按外形不同可分为无纵肋板式条基和有纵肋板式条基。

墙下无纵肋板式条形基础的高度h应按剪切计算确定。一般要求h≥b/8，且h≥300mm（b为基础宽度）。当b<1500mm时，基础高度可做成等厚度；当b≥1500mm时，可做成变厚度，且板的边缘厚度不应小于200mm，坡度i≤1∶3。板内纵向分布钢筋直径不应小于8mm，间距不应大于300mm，且每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的15%（如图8-17）。

图8-17　墙下条基构造示意图

对于有肋板条形基础，肋的纵向钢筋和箍筋一般按经验确定。

钢筋混凝土条形基础底板在T形及十字形交接处，底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置。另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1／4处，在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置（如图8-18）。

图8-18　墙下条形基础配筋示意图

墙下钢筋混凝土条基的设计计算包括确定基础高度和基础底板配筋。在进行截面设计计算时，上部结构传来的荷载效应组合应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，相应的基底反力为净反力（不考虑基础及基础台阶上回填土自重所引起的反力）。计算时，沿墙长度方向去1m作为计算单元。

1）轴心荷载作用

墙下钢筋混凝土条形基础在均布线荷载F（kN/m）作用下的受力分析可简化为如图8-19所示。若沿墙长方向取单位长度l=1.0m的基础进行分析，则基底净反力为

式中：pj——扣除基础自重及其上土重后，相应于作用的基本组合时的地基土单位面积净反力（kPa）；

F——相应于荷载效应基本组合时上部结构传至基础顶面的竖向荷载设计值（kN/m）；

b——墙下钢筋混凝土条形基础的宽度（m）。

基础底板的受力情况如同一受均布线荷载pj作用的倒置悬臂梁，将在底板内产生弯矩M和剪力V，其值在Ⅰ-Ⅰ截面（悬臂板根部）最大。

式中：V——基础底板根部的剪力设计值（kN/m）。

M——基础底板根部的弯矩设计值（kN·m）。

a1——截面Ⅰ-Ⅰ至基础边缘的距离（m）。对于最大弯矩面的位置符合下列规定：当墙体材料为混凝土时，取a1=b1；如为砖墙且放脚不大于1/4砖长时，取a1=b1+1/4砖长。

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

（1）基础底板厚度

墙下钢筋混凝土条形基础底板没有配置箍筋和弯起钢筋，在墙与基础底板交接处截面的受剪承载力应满足要求：

V≤0.7βhsfth0　　（8-23）

式中：ft——混凝土轴心抗拉强度设计值；

h0——基础底板有效高度（mm），即基础板厚度减去钢筋保护层厚度再减去1/2倍的钢筋直径；

βhs——受剪承载力截面高度影响系数，βhs=（800/h0）1/4；当h0<800mm时，取h0=800mm；当h0>2000mm时，取h0=2000mm。

（2）基础底板配筋

应符合《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）正截面受弯承载力计算公式。也可按简化矩形截面单筋板，近似取ξ=x/h0=0.2时，按下式简化计算：

式中：As——每米长基础底板受力钢筋的截面积；

fy——受力钢筋抗拉强度设计值。

2）偏心荷载作用

偏心荷载作用下，基底净反力呈线性分布（如图8-20所示），一般要求基底净反力的偏心距不宜过大（e0≤b/6）。

则基础边缘的最大和最小净反力为

悬臂根部截面Ⅰ-Ⅰ处的净反力可由比例关系求得

悬臂根部截面Ⅰ-Ⅰ处的剪力和弯矩也可求得

式中a1的取值与式（8-22）相同。基础的高度和配筋计算仍然按式（8-23）、式（8-24）进行。

【例8-5】　已知某工厂外墙厚370mm，传至基础顶面的荷载F=400kN/m，基础埋深为2.0m，基础下经修正后的地基承载力特征值为180kPa。试设计该墙下钢筋混凝土条形基础。

【解】　（1）确定基础宽度

取基础宽度b=3.0m。

（2）确定基础高度

初步取基础高度h=b/8=3000/3=375mm，选用C20的混凝土，钢筋选用HPB300。

对基础进行抗冲切验算：

初步确定的高度h=375mm满足要求。

（3）基础底板配筋计算

选择ϕ16@140，As=1436mm2，且满足最小配筋率要求。分布钢筋选择ϕ8@200，置于内侧。基础如图8-21所示。

图8-21　例8-5图