17.1.1  独立基础

区分 版本 / Revision No. 改善建议者 改善内容 内容列表
产品功能 Ver.112 R3 / No.2009-03
手册内容 Ver.110 R2 / No.2009-02

 
功能说明
(1)独基自动生成

① 由上部荷载(柱脚内力)和地基承载力特征值计算基础底面积A

 

 

   根据长宽比确定矩形基础的长和宽:b×l,长宽比确定方法有两种:a、用户输入;b、按柱长宽比。
②根据冲切计算公式、剪切计算公式和构造要求计算出基础的总高度H:对于阶梯形基础自动设计阶数:当H<500mm时,设为一阶;当500mm≤H<900mm时,设为二阶;当H≥900mm时,设为三阶。同时每阶缩进的尺寸要满足阶宽比(注:阶宽比小于等于2.5)要求。对于锥形基础则根据构造要求(最小坡角为1/3),确定锥形基础边缘高度。
③ 对初步生成的独立基础尺寸,迭代验算地基承载力、受冲切承载力和受剪切承载力,直到其满足要求为止。

 

(2)承载力验算

① 当轴心荷载作用时:

 

 

  式中:
               pk— 相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值;
              Fk — 相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值;
              Gk— 基础自重及基础上的土重;
                A — 基础底面面积;
               fa — 修正后的地基承载力特征值,计算方法参见第17.5节。

 

  ② 当偏心荷载作用,除满足上式外,还应满足

当偏心距 eb/6 时:

 

 

     当偏心距eb/6时:

 

 

              式中:

          Pkmax— 相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最大压力值。
    P
kmin     — 相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最小压力值。
           Fk    — 相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值;
           Gk       — 基础自重及基础上的土重。
            γ0    — 平均土容重;

                D  — 基础埋深;

                 A  — 基础底面面积

  MxkMyk — 相应于荷载效应标准组合时,作用于基础底面的  xy 方向的弯矩值;

   WxWy    — 基础底面 xy 方向的抵抗矩。

 

③ 考虑地震荷载作用-

当轴心荷载作用时 :

 

 

      当偏心荷载作用时,除满足上式外,尚应符合下式要求:

 

               式中:

                 Pk — 相应于有地震荷载工况参与的荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值;
      P
kmax   — 相应于有地震荷载工况参与的荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最大压力值;
            
faE   — 修正后地基土抗震承载力特征值,  faE=ξsfa
             ξs    — 地基抗震承载力调整系数,由用户定义,用户可参考下表来采用。

 

地基土抗震承载力调整系数    表17.1.1

岩土名称和性状

ξs

岩石、密实的碎石土,密实的砾、粗、中砂,f≥300kPa的粘性土和粉土

1.5

中密、稍密的碎石土,中密和稍密的砾、粗、中砂,密实和中密的细、粉砂,150kPafk<300kPa的粘性土和粉土

1.3

稍密的细、粉砂,100kPafk<150kPa的粘性土和粉土,新近沉积的粘性土和粉土

1.1

淤泥、淤泥质土,松散的砂、填土

1.0

 

(3)冲切验算

① 矩形截面柱下矩形独立柱基

GB50007-2002规范第8.2.7条第2款,对矩形截面柱的矩形基础,柱与基础交接处以及基础变阶处进行受冲切承载力验算,按下列公式验算:

 

 

      式中:  
                ft — 混凝土轴心抗拉强度设计值;

               h0   — 基础冲切破坏锥体的有效高度;

             am    — 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;

                at   — 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长;

               ab   — 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长;

                pj   — 地基土净反力,即扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力,对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;

                Al   — 虑冲切荷载取用的基础底面的面积。   

② 短肢剪力墙下矩形独立基础
将各墙肢等效成外接矩形柱计算对独基的冲切,计算公式完全同矩形柱下矩形独基。各类墙肢的等效外接矩形柱见图17.1.1-1虚线所示。

 

图17.1.1-1  短肢剪力墙等效外接矩形柱示意

 

注意事項

对于圆柱、圆形基础程序自动按照按等面积换算成方柱、方形基础进行计算的。

 

(4)剪切验算
  ① 矩形截面柱下矩形独立柱基
    广东省《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2003》第9.2.7条第2款规定,进行冲切验算时,如果不满足式

 

 

         时,应按下式验算距基础柱边或变阶处 h0/2 截面的受剪承载力:

 

     式中:
               Vs— 验算截面处的剪力设计值;
              A0— 基础验算截面的面积,沿l方向不变阶时,A0h0l
   ② 短肢剪力墙下矩形独立基础
    将各墙肢等效成外接矩形柱计算柱边及独基变阶处的斜截面承载力,计算公式完全同矩形柱下矩形独基。各类墙肢的等效外接矩形柱见图17.1.1-1虚线所示。


(5)局部受压计算

GB50007-2002规范第8.2.7条第4款, GB50010-2002规范第7.8.1条规定,当基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时,尚应验算柱下基础顶面的局部受压承载力。

 

 

式中:  
                Fl— 局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值;
                β
c— 混凝土强度影响系数,按《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002第7.5.1条的规定取用。
                 βl— 混凝土局部受压时的强度提高系数。
                 fc— 混凝土轴心抗压强度设计值。
             A1n — 混凝土局部受压净面积。
               Ab — 局部受压的计算底面积,按本规范第7.8.2条确定。
                A l— 混凝土局部受压面积。

(6)基础底板内力配筋计算

 柱与基础交接处及基础变阶处的弯矩计算如下:

 

 

式中:  
     
MIMII— 任意截面--处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值。
p
maxpmin— 相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大和最小地基反力设计值。
               α1 — 任意截面-至基底边缘最大反力处的距离。
                 p — 相应于荷载效应基本组合时在任意截面Ⅰ-Ⅰ处基础底面地基反力设计值。
                G — 考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重;当组合值由永久荷载控制时,G= 1.35GkGk为基础及其上土的标准自重。

         (7)双柱基础、多柱独立基础的计算

当自动布置独立基础时,如果两个独立基础底面有重合时,程序自动把两个独立基础合并为一个双柱基础;多柱基础同时重合时,形成群柱联合基础;联合基础的设计时,对于柱子截面按外接矩形截面来考虑。
计算双柱及多柱基础时,荷载取基础上所有柱的荷载的矢量和。冲切计算时,对基础变截面处、群柱外接矩形边界处和每个柱边都做验算;配筋计算时,计算了基础变截面处及群柱外接矩形边界处的底板配筋。

 

图17.1.1-2  双柱基础示意图

 

(8)短肢剪力墙下矩形独立基础
   将各墙肢等效成外接矩形柱计算柱边及独基变阶处的弯矩,计算公式完全同矩形柱下矩形独基。各类墙肢的等效外接矩形柱见图17.1.1-2虚线所示。
(9)任意形状的独立基础

   此类型基础的地基承载力、冲切及剪切验算方法完全同规则的独立基础;内力计算采用有限元的方法进行,即假定柱为底板的支承,地基反力为荷载,按倒楼盖的分析方法计算底板的内力。