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,其选型应根据地基土质、上部构造体系、柱距、荷载大小、使用规定以及施工条件等因素拟定。框架-核心筒构造和筒中筒构造宜采用平板式筏形基本。
【条文阐明】筏形基本分为平板式和梁板式两种类型,其选型应根据工程具体条件拟定。与梁板式筏基相比,平板式筏基具有抗冲切及抗剪切能力强的特点,且构造简朴,施工便捷,经大量工程实践和部分工程事故分析,平板式筏基具有更好的适应性。
,应根据工程地质条件、上部构造的布置、地下构造底层平面以及荷载分布等因素按本规范第五章有关规定拟定。对单幢建筑物,在地基土比较均匀的条件下,基底平面形心宜与构造竖向永久荷载重心重叠。当不能重叠时,在作用的准永久组合下,偏心距e宜符合下式规定:
e≤()
式中:W——与偏心距方向一致的基本底面边沿抵御矩(m3);
A——基本底面积(m2)。
【条文阐明】对单幢建筑物,在均匀地基的条件下,基本底面的压力和基本的整体倾斜重要取决于作用的准永久组合下产生的偏心距大小。对基底平面为矩形的筏基,在偏心荷载作用下,基本抗倾覆稳定系数KF可用下式表达:
式中:B——与组合荷载竖向合力偏心方向平行的基本边长;
e——作用在基底平面的组合荷载所有竖向合力对基底面积形心的偏心距;
y——基底平面形心至最大受压边沿的距离,γ为y与B的比值。
从式中可以看出e/B直接影响着抗倾覆稳定系数KF,KF随着e/B的增大而减少,因此容易引起较大的倾斜。表16三个典型工程的实测证明了在地基条件相似时,
e/B越大,则倾斜越大。
表16e/B值与整体倾斜的关系
地基条件
工程名称
横向偏心距e(m)
基底宽度B(m)
实测倾斜(‰)
上海软土地基
胸科医院
1/109
(有相邻影响)
上海软土地基
某研究所
1/96
北京硬土地基
中医医院
1/42
(唐山地震北京烈度为6度,未发现明显变化)
高层建筑由于楼身质心高,荷载重,当筏形基本开始产生倾斜后,建筑物总重对基本底面形心将产生新的倾复力矩增量,而倾复力矩的增量又产生新的倾斜增量,倾斜也许随时间而增长,直至地基变形稳定为止。因此,为避免基本产生倾斜,应尽量使构造竖向荷载合力作用点与基本平面形心重叠,当偏心难以避免时,则应规定竖向合力偏心距的限值。本规范根据实测资料并参照交通部(公路桥涵设计规范)对桥墩合力偏心距的限制,规定了在作用的准永久组合时,e≤。从实测成果来看,这个限制对硬土地区稍严格,当有可靠根据时可合适放松。
,本地基持力层为非密实的土和岩石,场地类别为Ⅲ类和Ⅳ类,抗震设防烈度为8度和9度,,按刚性地基假定计算的基底水平地震剪力、。
【条文阐明】。
国内建筑物脉动实测实验成果表白,本地基为非密实土和岩石持力层时,由于地基的柔性变化了上部构造的动力特性,延长了上部构造的基本周期以及增大了构造体系的阻尼,同步土与构造的互相作用也变化了地基运动的特性。构造按刚性地基假定分析的水平地震作用比其实际承受的地震作用大,因此可以根据场地条件、基本埋深、基本和上部构造的刚度等因素拟定与否对水平地震作用进行合适折减。
实测地震记录及理论分析表白,土中的水平地震加速度一般随深度而渐减,较大的基本埋深,可以减少来自基底的地震输入,;法国规定筏基或带地下室的建筑的地震荷载比一般的建筑少20%。同步,较大的基本埋深,可以增长基本侧面的摩擦阻力和土的被动土压力,增强土对基本的嵌固作用。美国
NEMA386及IBC规范采用加长构造物自振周期作为考虑地基土的柔性影响,同步采用增长构造有效阻尼来考虑地震过程中构造的能量耗散,并规定了构造的基底剪力最大可减少30%。
本次修订,对不同土层剪切波速、不同场地类别以及不同基本埋深的钢筋混凝土剪力墙构造,框架剪力墙构造和框架核心筒构造进行分析,结合国内现阶段的地震作用条件并与美国UBC和NEMA386规范进行了比较,提出了对四周与土层紧密接触带地下室外墙的整体式筏基和箱基,,场地类别为Ⅲ类和Ⅳ类,抗震设防烈度为8度和9度,,该折减系数是一种综合性的包络值,它不能与现行国标《建筑抗震设计规范》。
,当有地下室时应采用防水混凝土。。对重要建筑,宜采用自防水并设立架空排水层。
埋置深度d(m)
设计抗渗级别
埋置深度d(m)
设计抗渗级别
d<10
P6
20≤d<30
P10
10≤d<20
P8
30≤d
P12
,钢筋混凝土外墙厚度不应不不小于250mm,内墙厚度不适宜不不小于200mm。墙的截面设计除满足承载力规定外,尚应考虑变形、抗裂及外墙防渗等规定。墙体内应设立双面钢筋,钢筋不适宜采用光面圆钢筋,水平钢筋的直径不应不不小于12mm,竖向钢筋的直径不应不不小于10mm,间距不应不小于200mm。
。
【条文阐明】本条为强制性条文。平板式筏基的板厚一般由冲切控制,因此平板式筏基设计时板厚必须满足受冲切承载力的规定。
:
1平板式筏基进行抗冲切验算时应考虑作用在冲切临界面重心上的不平衡弯矩产生的附加剪力。对基本的边柱和角柱进行冲切验算时,。距柱边h0/2处冲切临界截面的最大剪应力τmax应按公式(-1)、(-2)进行计算()。板的最小厚度不应不不小于500mm。
(-1)
τmax≤(+)βhpft(-2)
(-3)
式中:Fl——相应于作用的基本组合时的冲切力(kN),对内柱取轴力设计值减去筏板冲切破坏锥体内的基底净反力设计值;对边柱和角柱,取轴力设计值减去筏板冲切临界截面范畴内的基底净反力设计值;
um——距柱边沿不不不小于h0/2处冲切临界截面的最小周长(m),按本规范附录P计算;
h0——筏板的有效高度(m);
Munb——作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩设计值(kN·m);
cAB——沿弯矩作用方向,冲切临界截面重心至冲切临界截面最大剪应力点的距离(m),按附录P计算;
Is——冲切临界截面对其重心的极惯性矩(m4),按本规范附录P计算;
βs——柱截面长边与短边的比值,当βs<2时,βs取2,当βs>4时,βs取4;
βhp——受冲切承载力截面高度影响系数,当h≤800mm时,取βhp=;当h≥
mm时,取βhp=,其间按线性内插法取值;
ft——混凝土轴心抗拉强度设计值(kPa);
c1——与弯矩作用方向一致的冲切临界截面的边长(m),按本规范附录P计算;
c2——垂直于c1的冲切临界截面的边长(m),按本规范附录P计算;
s——不平衡弯矩通过冲切临界截面上的偏心剪力来传递的分派系数。
M
A
C
D
B
c
1
2
0
/2
c
0
2
1
/2
1-筏板2-柱
2当柱荷载较大,等厚度筏板的受冲切承载力不能满足规定期,可在筏板上面增设柱墩或在筏板下局部增长板厚或采用抗冲切钢筋等措施满足受冲切承载能力规定。
【条文阐明】
“混凝土板柱之间剪力和弯矩的传递”实验报告中指出:板与柱之间的不平衡弯矩传递,一部分不平衡弯矩是通过临界截面周边的弯曲应力T和C来传递,而一部分不平衡弯矩则通过临界截面上的偏心剪力对临界截面重心产生的弯矩来传递的,如图19所示。因此,在验算距柱边h0/2处的冲切临界截面剪应力时,除需考虑竖向荷载产生的剪应力外,尚应考虑作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩所产生的附加剪应力。本规范公式(—1)右侧第一项是根据现行国标《混凝土构造设计规范》GB50010在集中力作用下的冲切承载力计算公式换算而得,右侧第二项是引自美国ACI318规范中有关的计算规定。
图19板与柱不平衡弯矩传递示意
有关公式(—1)中冲切力取值的问题,国内外大量实验成果表白,内柱的冲切破坏呈完整的锥体状,国内工程实践中始终沿用柱所承受的轴向力设计值减去冲切破坏锥体范畴内相应的地基净反力作为冲切力;对边柱和角柱,中国建筑科学研究院地基所实验成果表白,其冲切破坏锥体近似为1/2和1/4圆台体,本规范参照了国外经验,取柱轴力设计值减去冲切临界截面范畴内相应的地基净反力作为冲切力设计值。
本规范中的角柱和边柱是相对于基本平面而言的。大量计算成果表白,受基本盆形挠曲的影响,基本的角柱和边柱产生了附加的压力。中国建筑科学研究院地基所滕延京和石金龙在《柱下筏板基本角柱边柱冲切性状的研究报告》中,将角柱、边柱和中柱的实验冲切破坏荷载与规范公式计算的冲切破坏荷载进行了对比,计算成果表白,角柱和边柱下筏板的冲切承载力的可靠指标偏低,。为使角柱和边柱与中柱抗冲切具有基本一致的安全度,。
图20边柱Munb计算示意图
1-冲切临界截面重心;2-柱;3-筏板
公式(—1)中的Munb是指作用在柱边h0/2处冲切临界截面重心上的弯矩,对边柱它涉及由柱根处轴力设计值N和该处筏板冲切临界截面范畴内相应的地基反力P对临界截面重心产生的弯矩。由于本条款中筏板和上部构造是分别计算的,因此计算M值潮流应涉及柱子根部的弯矩Mc,如图20所示,M的体现式为:
Munb=NeN—Pep±Mc
对于内柱,由于对称关系,柱截面形心与冲切临界截面重心重叠,eN=ep=0,因此冲切临界截面重心上的弯矩,取柱根弯矩。
图21不同条件下筏板有效高度的比较
1-实例一、筏板区格9m×11m,
2-实例二、筏板区格7m×,
国外实验成果表白,当柱截面的长边与短边的比值不小于2时,沿冲切临界截面的长边的受剪承载力约为柱短边受剪承载力的一半或更低。本规范的公式(-2)是在国内受冲切承载力公式的基本上,参照了美国ACI318规范中受冲切承载力公式中有关规定,引进了柱截面长、短边比值的影响,合用于涉及扁柱和单片剪力墙在内的平板式筏基。图21给出了本规范与美国ACI318规范在不同条件下筏板有效高度的比较,由于国内受冲切承载力取值偏低,按本规范算得的筏板有效高度稍不小于美国ACI318规范有关公式的成果。
对有抗震设防规定的平板式筏基,尚应验算作用地震地震组合的临界截面的最大剪应力τE,max,此时公式(-1)和(-2)应改写为:
式中:VsE——作用的地震组合的集中反力设计值(kN);
ME——作用的地震组合的冲切临界截面重心上的弯矩(kN·m);
As——距柱边he/2处的冲切临界截面的筏板有效面积(m2);
γRE——抗震调节系数,。
,并应符合下列规定:
1受冲切承载力应按下式进行计算:
()
式中:Fl——相应于作用的基本组合时,内筒所承受的轴力设计值减去内筒下筏板冲切破坏锥体内的基底净反力设计值(kN)。
um——距内筒外表面h0/2处冲切临界截面的周长(m)();
h0——距内筒外表面h0/2处筏板的截面有效高度(m);
η——内筒冲切临界截面周长影响系数,。
2当需要考虑内筒根部弯矩的影响时,距内筒外表面h0/2处冲切临界截面的最大剪应力可按公式(-1)计算,此时τmax≤。
【条文阐明】Venderbilt在她的“持续板的抗剪强度”实验报告中指出:混凝土抗冲切承载力随比值um/h0的增长而减少。由于使用功能上的规定,核心筒占有相称大的面积,因而距核心筒外表面h0/2处的冲切临界截面周长是很大的,在h0保持不变的条件下,核心筒下筏板的受冲切承载力事实上是减少了,因此设计时应验算核心筒下筏板的受冲切承载力,局部提高核心筒下筏板的厚度。此外,国内工程实践和美国休斯顿壳体大厦基本钢筋应力实测成果表白,框架-核心筒构造和框筒构造下筏板底部最大应力出目前核心筒边沿处,因此局部提高核心筒下筏板的厚度,也有助于核心筒边沿处筏板应力较大部位的配筋。本规范给出的核心筒下筏板冲切截面周长影响系数η,是通过实际工程中不同尺寸的核心筒,经分析并和美国ACI318规范对比后拟定的(详见表17)。
表17内筒下筏板厚度比较
筒尺寸(m×m)
筏板混凝土强度级别
原则组合的内筒轴力(kN)
原则组合的基底净反力(kN/m2)
规范名称
筏板有效高度(m)
不考虑冲切临界截面周长影响
考虑冲切临界截面周长影响
×
C30
128051
GB50007
ACI318
×
C40
424565
GB50007
ACI318
24×24
C40
718848
480
GB50007
ACI318
24×24
C40
442980
300
GB50007
ACI318
24×24
C40
336960
225
GB50007
ACI318
,尚应验算距内筒和柱边沿h0处截面的受剪承载力。当筏板变厚度时,尚应验算变厚度处筏板的受剪承载力。
【条文阐明】本条为强制性条文。平板式筏基内筒、柱边沿处以及筏板变厚度处剪力较大,应进行抗剪承载力验算。
()验算,当筏板的厚度不小于mm时,宜在板厚中间部位设立直径不不不小于12mm、间距不不小于300mm的双向钢筋网。
Vs≤()
式中:Vs——相应于作用的基本组合时,基底净反力平均值产生的距内筒或柱边沿h0处筏板单位宽度的剪力设计值(kN);
bw——筏板计算截面单位宽度(m);
h0——距内筒或柱边沿h0处筏板的截面有效高度(m)。
【条文阐明】
通过对已建工程的分析,并鉴于梁板式筏基基本梁下实测土反力存在的集中效应、底板与土壤之间的摩擦力作用以及实际工程中底板的跨厚比一般都在14~6之间变动等有利因素,本规范明确了取距内柱和内筒边沿h0处作为验算筏板受剪的部位,如图22所示;角柱下验算筏板受剪的部位取距柱角h0处,如图23所示。公式(-1)中的Vs即作用在图22或图23中阴影面积上的地基平均净反力设计值除以验算截面处的板格中至中的长度(内柱)、或距角柱角点h0处45°斜线的长度(角柱)。国内筏板实验报告表白:筏板的裂缝一方面出目前板的角部,设计中当采用简化计算措施时,需合适考虑角点附近土反力的集中效应,。图24给出了筏板模型实验中裂缝发展的过程。设计中当角柱下筏板受剪承载力不满足规范规定期,也可采用合适加大底层角柱横截面或局部增长筏板角隅板厚等有效措施,以期减少受剪截面处的剪力。