的直径,当梁高h?300mm时,不应小于10mm,当梁高h?300mm时,不应小于8mm。为了便于浇筑混凝土时保证钢筋周围混凝土的密实性,并确保钢筋的锚固,梁的上部纵向钢筋的净距,不应小于30mm和1.5d(d为钢筋最大直径),下部纵向钢筋净距,不应小于25mm和d。如图所示的要求。若钢筋必须排成两排时,上、下两排钢筋应当对齐。梁的下部纵向钢筋配置多于两层时,上层钢筋水平方向的净距应比下面两层的净距增大一倍。各层钢筋之间的净间距不应小于25mm和d。
b.梁的支座负筋长度:对跨度及荷载差不大的连续梁,在满足包络图的前提下,一般伸人跨内长度取较大一跨的1/3跨长。当支座钢筋多于3根时,其长度可分两种,部分取l1=1/3,部分取l2=1/4(注意:l1-l2≤h0),但1/3长度的钢筋,不应小于该支座总钢筋用量的一半。 c.梁顶面的通长钢筋,应不小于梁端纵向钢筋截面面积的1/4,且不应少于2Ф12(三、四级框架)。通长钢筋可采用接驳(如使架立筋与支座负筋接驳,甚至取消架立筋使支座负筋互相接驳),接驳搭接长度不小于1.2la。
d.梁端底筋及面筋锚入柱内的锚固长度,应不小于la(三、四级框架)。
2)梁的箍筋:
a.梁端加密区的长度,取梁高的1.5倍及500mm中较大者(三、四级框架)。
b.梁加密区的箍筋最大间距取梁高的1/4、8d、150mm三者的最小值(d为纵向钢筋直径)。箍筋最小直径为Ф8(三级框架)或Ф6(四级框架),且不小于1/4d。
c.梁非加密区的箍筋直径应与加密区相同,箍筋间距一般不宜大于200mm。 3)梁的弯起钢筋:
在梁底纵向钢筋根数 ≥3时,可考虑将其中一根纵筋弯起(注意必须验算梁底筋弯起后梁端的正弯距承载力,当梁底筋数量是由梁端正弯距决定时,底筋不能弯起。(实际设计中,为了便于施工高层建筑的梁一般不设弯起筋) 4)梁的吊钢筋:略。 5)其它:
a.钢筋混凝土柱与砖墙连结面,应沿柱高每隔500 mm预埋2Ф6拉筋,拉筋伸入墙中长度不应小于墙的1/5且不应小于700mm(三、四级框架)。
b.墙高度超过4m时,宜在墙高中部设置与柱连接的通长钢筋混凝土水平墙梁。
c.结构施工中,不宜以强度等级更高的钢筋代替原设计中的主要钢筋,或随意增加结构中的配筋数量,以防止降低结构的延性。当需要替换时,宜按照钢筋的抗拉力设计值相等的原则进行换算。必要时可在设计图纸中注明。 14.基础设计
可采用人工挖孔桩(Ф1200或Ф1400)、钻(冲)孔灌注桩、预应力管桩(Ф400或Ф500)或钢筋混凝土柱下独立基础。
注意:广州市政府已规定限制采用人工挖孔桩。 14.1. 钢筋混凝土柱下独立基础
钢筋混凝土柱下基础类型很多,从埋置深度来分,可以分为深基础与浅基础;从施工方式来分,又可分为预制基础与现浇基础,这里只介绍常用的柱下独立基础。
常用柱下独立基础有锥形基础和阶梯形基础两种。如图1-。 如果轴心受压柱直接竖立在地基土上,则土反力将远远超过一般地基土的承载力,由于土体弹性模量较小,地基将发生较大沉降,甚至引起土体塑性流动破坏(图1-),只有增大柱与地基土的接触面积,即在柱下端扩大面积形成基础,使土反力不超过地基土的承载力,地基将不会发生过大沉降。
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图1-1柱下独立基础
基础起到了将上部结构荷载扩散到地基的作用,但如果基础高度太小,在轴向力作用下将沿一定倾角的锥面发生冲切破坏(图1-),锥面外的基础部分退出工作,减小了基础与地基土的接触面,使地基土过大沉降甚至破坏,只有使基础有足够高度,才能起到扩散荷载的作用。
基础底面配筋太少,在轴向力作用下,也可能发生弯曲破坏(图1-),使柱外侧的基础部分退出工作,减少了基础与地基土的接触面,使地基土过大沉降甚至破坏,只有使基础底面有足够配筋,才能发挥基础的作用。 N地基破坏N冲切破坏锥面N受弯破坏ppp(a)(b)(c)p 图1-2地基基础破坏的形式 为了避免发生前述地基基础的三种不同形式破坏,柱下单独基础的计算,应包括基础底面尺寸、基础高度和基底配筋这三个方面的内容。 1.基础底面尺寸
基础底面的尺寸应按满足地基承载力和变形条件来确定,而一般情况下,可只按地基承载力计算,不必验算地基变形。
(1)基础底面的压力,应符合下式要求: 当轴心荷载作用时
pk?fa
(1)
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; fa —— 修正后的地基承载力特征值。
当偏心荷载作用时,除符合式(1)要求外,尚应符合下式要求:
pkmax?1.2fa
2)基础底面压力,可按下列公式确定:
当轴心荷载作用时
(2)
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。
pk?Fk?Gk A(3)
式中 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;
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—— 基础自重和基础上的土重标准值; Gk
A —— 基础底面面积,A?l?b。
若取基础及其以上土的平均重度为20kN/m3,基础埋置深度为d,则Gk?20A?d,将
,即可得到基础底面积计算公式为: Gk代入公式(3)
A?结合式(3)即可求出基础底面面积。
当偏心荷载作用时
Fk (4)
fa?20dpkmax?pkminFk?GkMk ?AWF?GkMk ?k?AW(5) (6)
式中 Mk —— 相应于荷载效应标准组合时,作用于基础底面的力矩值;
W —— 基础底面的抵抗矩;
pkmin —— 相应于荷载标准组合时,基础底面边缘的最小压力值。
当偏心距e?b/6时(图1-3),pkxam应按下式计算:
3la式中 l —— 垂直于力矩作用方向的基础底面边长;
a —— 合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。
pkmax?2?Fk?Gk?(7)
图1-3偏心荷载(e?b/6)下基底压力计算示意
b—力矩作用方向的基础底面边长
偏心受压基础底面尺寸计算,先按轴心受压计算,即结合式(1)和式(3)计算底面积,再扩大1.2~1.4倍,选长短边尺寸,通常长短边比为1.5左右,一般不超过2,再验算是否满足式(2)和式(4),如不满足则重选尺寸,再验算到满足为止。
2.地基承载力
地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位侧试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。地基承载力特征值由工程地质报告提供。
3.基础高度的确定
基础高度按柱对基础的冲切强度条件确定,对阶梯形基础还应对变阶处的高度进行验算;当基础高度不足时,将沿45锥体斜面发生斜拉破坏,对矩形截面柱的矩形基础,应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力;受冲切承载力应按下列公式验算:
Fl?Fl??0.7?hpftamh0?
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(8)
am??at?ab?/2 Fl?pjAl
(9) (10)
式中 ?hp —— 受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,?hp取1.0;当h
大于等于2000mm时,?hp 取0.9,其间按线形内插法取用;
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,当计算柱与基础交接处受冲切
承载力时,取柱宽;当计算基础变阶处受冲切承载力时,取上阶宽;
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,当冲切破
坏锥体的底面落在基础底面以内(图1-4),计算柱与基础交接处受冲切承载力时,取柱宽加两倍基础有效高度;当计算基础变阶处受冲切承载力时,
取上阶宽加两倍该处基础有效高度。当冲切破坏锤体的底面在l方向落在基础底面以外,即a?2h0?l时(图1-4),ab?l;
pj —— 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; 或图1-4c中的阴影面积ABCD);
Al —— 冲切验算时取用的部分基底面积(图1-4a、b中的阴影面积ABCDEF, Fl —— 相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。
图1-4计算阶形基础的受冲切承载力截面位置
(a)柱与基础交接处;(b)基础变阶处
1. 冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面;2. 冲切破坏锥体的底面线
设计时,一般先根据经验和构造要求假定基础高度,然后按式(8)验算,若不满足,
则重新选定高度再验算,直到满足要求为止。
4.基础底板配筋的计算
基础底板在地基净反力作用下,在两个方向均产生向上弯曲,因此,底板下需配置双向钢筋;基础则视为双向挑出且固定于柱周边的悬臂板,计算截面可按柱边计算,若为阶梯形基础,还应按变阶处截面计算。
基础底板配筋,应按抗弯计算确定;在轴心荷载或单向偏心荷载作用下底板受弯可按下列简化方法计算:
当台阶的宽度比小于或等于2.5和偏心距小于或等于1/6基础宽度时,任意截面的弯矩可按下列公式计算(11)、(12)
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