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平板式筏基计算措施的探讨及应用
刘亮
(深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司广州分公司广州510045)
工程技术
摘要:随着国内经济的飞速发展,都市里高层建筑也在迅猛发展,且大部分都是住宅,,柱
一布置一觳比较规整,柱荷裁不大,,需要着重考虑基本的设计条件构造选型(桩基.
),天然地基的充足运用和解决相郐建筑物基本沉降影响等问题.
核心词:平板式筏基计算措施
中图分类号:TU7文献标记码:A文章编号:1672-3791(2o10)06(a)一0028—02
既有的筏板基本有限元计算程序,一一
般均采用薄板弯曲单元对筏板基本进行离
散,可考虑节点荷载和作用在单元上的分
,我
们在分析中考虑了板中横向剪切变形的影
响,并在程序中采用九节点,薄板通用的平
曲单元用于薄板和中档厚度板弯曲问题,
均有计算收敛性好,精度高的特点,是一
种性能良好的厚,薄板通用的平板弯曲单
分布荷载作用下的分析,分析时取单元尺
寸/~(2C×2C为局部荷
载作用范国).当用等值的集中荷载替代作
用在板上的局部分布荷载进行计算工程
中应用较为广泛的Winkler地基模型,一般
觉得,如选择合理的基床系数,把筏板基本
作为Winkler地基上的板进行分析,内力计
算成果是可信的.
根据土与构造共同作用的分析原理,
可得到如下方程:(【kr】+【ks】)6=F其中[Kr]为
筏基的刚度矩阵Ks]为土介质的支承刚度
矩阵;6为节点位移列向量;F为荷载列向
,
点位移,就可以得到节点内力,根据内力,
了获得较为抱负的节点内力,对于剪力,需
先计算高斯点的值,再外推得到节点的值
所有内力均采用绕点平均法整顿输出.
1平板式筏基的设计条件及计算
基本的设计,必须满足如下三个条件
的规定.
基本承受的荷重,不得超过地基的允
许承载力,以保证安全.
基本的总沉降量及差别沉降量必须控
制在一定限值之内,以保证上部构造不致
损坏.
必须预先估计新建房屋自身及其任施
工过程中的必要操作对毗邻房屋的影响,
用的条件下,还要考虑它的综合经济效果.
规定工期短,费用省,而这个费用和工期都
不是仪仅考虑基本的自身,而是考虑到整
个建筑物的建造和运营.
在拟定基本型式时,应当通盘考虑地
基,基本及上部构造的刚度以及施工顺序,
恰本地估计在整个施工和使用过程中町能
然地基上平板式筏基的设计条件:在天然
地基上应用平板式筏基,除了以上所述的
条件外,最重要的是上部建筑荷载组合F
总体轴力,弯矩等作用下,基底的最大压应
绝大部份是作为补偿式基本,只要持力层
承载力高,又无软弱下卧屋,且建筑面积的
刚度中心与基本形心接近或重叠时,均可
考虑采用平板式筏基.
2平板式筏基的构造设计
高层建筑常用的基本构造型式为桩基
础,采用预应力管桩基本,以强风化花岗岩
为桩端持力层,由于场地基岩埋深相对较
浅,地下室开挖后,最短有效桩长仅为2m左
右,且场地局部地段在残积层中存在中风
化岩孤石,
用人工挖孔桩基本,以中微风化花岗岩为
桩瑞持力层,人工挖孔桩成孔时要穿过坚
硬=卜层进入稳定,完整的基岩,需要降水和
爆破,且要等到龄期后才干进行桩的检测
和验收,施工周期长,工程投资高,同步,人
_』:挖孔桩还存在施工危险性高,容易对周
边建筑物导致影响等缺陷.
量使建筑物重心与筏基平面的形心
,挑出宽度应由地基
条件,建筑物场地条件,柱距及柱荷载大
小,使地基反力与建筑物重心重叠或尽量
减少偏心等因素综合拟定,一般状况下,挑
出宽度为边跨拄距的1/4~l/3.
一
个筏基可以涉及有多种独立的受力
系统:一是底板,此外就是加强构造系统.
底板的板底应力应符合公式的规定:
Pkmm=(Fk+Gk)≤
分析,理论上有刚性板法和弹性地基梁,板
,它可按倒楼盖的假定进
行设计,以板底净反力作为分布荷载,柱
(墙)
弯曲,但在端部附近范畴内拟增大基底反
力10%~20%;对于相邻柱问荷载与柱问距
变化不大时,也可采用条带法计算.
对f弹性地基梁,板法,由于计算元素
数量多,运算工作量大,一般采用计算机程
舸肜弯曲板单元和板架梁单元,并提供三
种地基模型:(1)文克尔地基模型;(2)分层
总和法(义称有限压缩层)地基模型;(3)有桩
基约束的地基,
:文
克尔地基模型,合用于软土地基,压缩层较
薄的地基,砂土地基等,在实际使用时,重
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地基模型,合用于地基较复杂,地基刚度变
模型,
板厚,按现行规范提供的冲切计算公式确
,且应
验算距内筒边沿或柱边沿h处筏板的受剪
,还应验算变
厚处筏板的受剪承载力.
筏板基本的厚度由抗冲切和抗剪强度
拟定,同步要满足抗渗规定,局部柱距及柱
荷载较大时,可在柱下板底加墩或设立暗
梁且配备抗冲切箍筋来增长板的局部抗剪
切能力,避免因少数柱而将整个筏板加厚.
除强度验算控制外,还规定筏板基本有较
地面上楼层数估算,每层约需板厚50mm~
,筏板厚度为
1100ram;部分轴力较大的柱,柱下板底加
柱墩厚度为16OOmm.
筏板基本的内力分析常用简化计算方
法,其最基本的特点是将由上部构造,基本
和地基3部分构成的一种完整的静力平衡
体系,分割成3个部分,
楼盖法合用于地基比较均匀,筏板基本和
上部构造刚度相对较大,柱轴力及柱距相
差不大;其缺陷是完全不能考虑基本的整
体作用,也无法计算挠曲变形,夸张上部结
,基本和地基三者
的关系是互相影响,
部构造,基本和地基三者作为一种共同工
作的整体的计算措施,其最基本的假定是
上部构造与基本,基本与地基连接界面处
变形协调,
础,由于考虑了上部构造的奉献,使其整体
弯曲变形和内力减小,而获得较为经济的
效果;对于上部构造,由干考虑了因基本变
形引起的变形,这种变形将使上部构造产
生次应力,考虑了这种次应力,构造将更安
全.
现行建筑地基基本设计规范》中,对
平板式筏基的计算及构造作了具体的规
定.
钢筋的配备,平板式筏基柱下板带和
跨中板带的底部钢筋应有1/2~1/3贯穿
全跨,%;顶部钢筋
度,H丁沿柱网下增设暗梁,每侧比柱宽出
(下转30页)
是艺术锻造的常用材料,其着棕色的工艺
配方也较多,
和2得到的棕色比较均匀,光亮,但是配方2
只需要在室温下进行,并且着色时间相对
较短,因而其效率更高.
铜及其合金的可以通过电解着色得到
仿金色(表4).将铸件作为阴极,电解液中柠
檬酸和铜离子形成络合离子,通电后在阴
间变化铜阴极颜色也发生变化,可得到紫
红色,淡黄色,金黄色,橙黄色,粉红色等各
种色彩的变化,一般2minR~可得到金黄色.
电流密度较小时,色彩变化速度慢;电流密
度较大时,
产过程中,应根据所需时间严格控制电流
密度大小来获得所需的颜色.
3影响着色的工艺参数
膜层颜色深浅和光泽与主盐浓度有很
,来看表3中配
方1的两种重要成分的影响,在其她成分不
变的前提下,增长高锰酸钾的量会使着色
层变黑,若增长硫酸铜的量则会使膜层偏
,主盐的浓度要
有一种合适的范畴.
着色是一种化学反映或电化学反映过
程,因而外界条件温度对其影响也是较大
,反映速度加快,所
需着色的时间可以短某些,或者容易得到
更厚,
(上接28页)
50mm,梁高与板厚相似,运用筏板配筋作
为暗梁纵向钢筋,
,
宜每隔20m~40m设立后绕带,或按超长超
宽敞体积混凝土的进行无缝设计与施工.
平板式筏基具有许多长处,它能最大
限度地发挥地基的承载力,并且具有足够
的刚度以调节不均匀沉降,或跨越地基局
,施工方
便,工期短,对于上部建筑较规整的柱网和
柱(墙)荷载不大的状况下,选用平板式筏基
最为合适;在当采用条基或交叉梁基本难
以满足地基承载力或变形规定期,平板式
计是整个构造设计的重要~环,其设计合
理与否,关系到建筑物的安全和使用及施
工工期和投资额度.
3平板式筏基计算措施的应用
本工程设地下室1层,塔楼地上2O层,采
,场
地土层分布自上而下分别为:(1)人工填土层,
~{(2)冲洪积土层,;
(3)可塑状残积土层,~,标贯
击数为8~16击;(4)硬塑状残积土层,厚度
~,标贯击数为l8~29击;(5)
岩石全风化带,~,标贯
发生,需要在较高温度才干生成均匀的膜,
,往往也
会带来某些副反映,反映过快导致着色膜
疏松,
以,每种着色工艺配方应当要有一种合适
的温度范畴,目前发展趋势倾向于开发常
温条件下的配方工艺.
时间也是影响着色效果的一种重要因
,可以用时间
来判断着色成果,即根据膜的厚度和颜色
应控制好时间,时间过长将也许得到疏松
她工艺条件来拟定合适的着色时间.
使艺术铸件获得较为均匀,光亮的膜层,颜色
也较为鲜艳,
用机械抛光,化学抛光,
去掉工艺品表面的油脂,一来避免杂质污染
着色液,还可以使铜与着色充足接触,加强着
的前解决,酸洗可除掉表面不均匀的氧化皮,
获得铜及铜合金的真实表面,化学反映可以
顺利进行,得到稳定的着色膜.
后解决有涉及对着色膜的刷洗,干燥,上
,应
加着色效果,像着古铜色,一般要将着色膜刷
清洗后要进行干燥,然后涂层有机清漆,
击数为30~46击;(6)岩石强风化带,厚度
~,标贯击数为50~65击;(7)岩
石中风化带,~,天然单
~;(8)
岩石微风化带,~,天然单
轴极限抗压强度43MPa~120MPa.
高层建筑常用的基本构造型式为桩基
础,本工程岩土工程勘察报告中建议基本
型式采用预应力管桩基本或人工挖孔桩基
础.(1)采用预应力管桩基本,以强风化花岗
岩为桩端持力层,由于场地基岩埋深相对
较浅,地下室开挖后,最短有效桩长仅为2m
左右,且场地局部地段在残积层中存在中
风化岩孤石,对预应力管桩施工带来困难.