第六章 筏形和箱形基礎465箱形基礎課件

1、第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,【要點】,本節(jié)闡述箱形基礎受力特點及結構設計基本要求，著重介紹箱形基礎的構造要求及簡化計算方法，分析箱形基礎基底反力的分布規(guī)律。,箱形基礎具有剛度大、承載力高等優(yōu)點，同時也存在對使用功能影響大、設計施工復雜、材料用量大、經濟性較差等不足，因此，箱形基礎比較適宜于用作軟弱地基上的面積較小、平面形狀簡單的重型建筑物的基礎，同時一般可用作有特殊要求的人防地下室（圖6.4.1）。,箱形基礎和樁組合，

2、又可以組成樁箱基礎，詳?shù)谄哒碌诰殴?jié)。,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,,圖6.4.1 箱形基礎,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,一、箱基設計的相關的規(guī)定,1．計算規(guī)定1）嵌固部位的確定原則見本章第一節(jié)表 6.1.6；2）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.6 條）當符合構造要求第 4）條及表 6.4.1 第 4、5 項要求時，上部結構傳至箱基頂部的總彎矩設計值、總剪力設計值可分別按受力方向的墻身彎曲剛度、剪切剛度

3、分配至各道墻上。2．構造要求1）（《混凝土高規(guī)》第 12.3.1、12.3.2、12.3.3 條，《箱筏規(guī)范》第 5.1.1、5.1.2、5.2.1、5.2.2、5.2.6 條）箱形基礎各部位截面要求見表 6.4.1。,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,一、箱基設計的相關的規(guī)定,箱形基礎各部位截面要求 表6.4.1,第四節(jié)箱形基礎,,第六章

4、 筏形和箱形基礎,2）（《混凝土高規(guī)》第 12.3.7、12.3.8 條，《箱筏規(guī)范》第 5.2.6、5.2.14 條）箱形基礎各部位配筋要求見表 6.4.2。,一、箱基設計的相關的規(guī)定,箱形基礎各部位配筋要求 表 6.4.2,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,3）（《混凝土高規(guī)》第 12.3.6 條，《箱筏規(guī)范》第 5.2.7 條）箱形基礎的頂、底板可僅考慮局部彎曲計算的條件及構造要

5、求見表 6.4.3。,一、箱基設計的相關的規(guī)定,箱形基礎的頂、底板可僅考慮局部彎曲計算的條件及構造要求 表 6.4.3,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,4）（《箱筏規(guī)范》第 5.1.4 條）當考慮上部結構嵌固在箱形基礎的頂板上或地下一層結構頂部時，箱基或地下一層結構頂板除滿足正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力要求外，其厚度尚不應小于 200mm。對框筒或筒中筒結構，箱基或地下一層結構頂板與外墻連接處的截面，尚應符合公式

6、（6.4.1、.4.2）要求（圖 6.4.2）：,一、箱基設計的相關的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,一、箱基設計的相關的規(guī)定,非抗震設計,（6.4.1）,抗震設計,（6.4.2）,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,5）（“箱筏規(guī)范”第 5.2.3 條）高層建筑同一結構單元內，箱形基礎的埋置深度宜一致，且不得局部采用箱形基礎。,一、箱基設計的相關的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,6）（

7、《箱筏規(guī)范》第 5.2.8 條）對不符合表 6.4.3 要求的箱形基礎，應同時考慮局部彎曲及整體彎曲的作用。矩形平面箱形基礎的地基反力可按表 6.4.4~6.4.6 確定（復雜平面可按《箱筏規(guī)范》的附錄 C 確定）；底板局部彎曲產生的彎矩應乘以 0.8 折減系數(shù)；計算整體彎曲時應考慮上部結構與箱形基礎的共同作用；對框架結構，箱形基礎的自重應按均布荷載處理。箱形基礎承受的整體彎矩可按公式（6.4.3、6.4.4）計算（圖 6.4.3）：,

8、一、箱基設計的相關的規(guī)定,（6.4.3）,（6.4.4）,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,公式（6.4.4）用于等柱距的框架結構。對柱距相差不超過 20%的框架結構也可適用，此時，l 取柱距的平均值。,在箱形基礎頂、底板配筋時，應綜合考慮承受整體彎曲的鋼筋與局部彎曲的鋼筋的配置部位，以充分發(fā)揮各截面鋼筋的作用。,一、箱基設計的相關的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,一、箱基設計的相關的規(guī)定,第四節(jié)

9、箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,7）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.9 條）箱形基礎的內、外墻，除與剪力墻連接者外，由柱根傳給各片墻的豎向剪力設計值，可按相交于該柱下各片墻的剛度進行分配。墻身的受剪截面應符合下式要求：,一、箱基設計的相關的規(guī)定,（6.4.5）,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,8）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.10 條，《混凝土高規(guī)》第 12.3.5 條）門洞宜設在柱間居中部位，洞邊至上層柱中心的水平距離不宜

10、小于 1.2m，洞口上過梁的高度不宜小于層高的 1/5，洞口面積不宜大于柱距與箱形基礎全高乘積的 1/6（圖 6.4.4）。墻體洞口周圍應設置加強鋼筋，洞口四周附加鋼筋面積不應小于洞口內被切斷鋼筋面積的一半，且不少于兩根直徑為 16mm 的鋼筋，此鋼筋應從洞口邊緣處延長 40 倍鋼筋直徑。,一、箱基設計的相關的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,9）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.11 條，《混凝土高規(guī)》第 12.3.5 條）

11、單層箱基洞口上、下過梁的受剪截面應分別符合公式（5.1.6~5.1.12）的要求。10）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.13 條）底層柱與箱形基礎交接處，柱邊和墻邊或柱角和八字角之間的凈距不宜小于 50mm，并應驗算底層柱下墻體的局部受壓承載力；當不能滿足時，應增加墻體的承壓面積或采取其他有效措施。11）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.15 條）當箱基的外墻設有窗井時，窗井的分隔墻應與內墻連成整體。窗井分隔墻可視作由箱形基礎內墻伸出的挑梁。窗井

12、底板應按支承在箱基外墻、窗井外墻和分隔墻上的單向板或雙向板計算。12）（《箱筏規(guī)范》第 5.2.16 條）與高層建筑相連的門廳等低矮單元基礎，可采用從箱形基礎挑出的基礎梁方案（圖 6.4.5）。挑出長度不宜大于 0.15 倍箱基寬度，并應考慮挑梁對箱基產生的偏心荷載的影響。挑出部分下面應填充一定厚度的松散材料，或采取其它能保證挑梁自由下沉的措施。,一、箱基設計的相關的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,一、箱基設計的相

13、關的規(guī)定,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,二、理解與分析,1．箱形基礎底板的斜截面受剪承載力及受沖切承載力計算要求同筏基。2．相關理解見圖 6.4.6~6.4.12。,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,1．箱形基礎底板的斜截面受剪承載力及受沖切承載力計算要求同筏基。2．相關理解見圖 6.4.6~6.4.12。,圖 6.4.8 箱形基礎的最小截面尺寸要求,二、理解與分析,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱

14、形基礎,1．箱形基礎底板的斜截面受剪承載力及受沖切承載力計算要求同筏基。2．相關理解見圖 6.4.6~6.4.12。,圖 6.4.9 箱形基礎懸挑部位的常見做法,圖 6.4.10 考慮局部彎曲計算時箱形基礎頂?shù)装宓淖钚∨浣钜?二、理解與分析,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,1．箱形基礎底板的斜截面受剪承載力及受沖切承載力計算要求同筏基。2．相關理解見圖 6.4.6~6.4.12。,二、理解與分析,第四節(jié)箱形基礎,,

15、第六章 筏形和箱形基礎,3．關于箱形基礎的地基反力系數(shù)問題1）適用條件（1）上部結構與荷載比較均勻的框架結構；（2）地基土比較均勻；（3）底板懸挑部分不宜超過 0.8m；（4）不考慮相鄰建筑物的影響；（5）滿足《箱筏規(guī)范》構造規(guī)定的單棟建筑物的箱形基礎；（6）基底為均布荷載、基礎剛度完全一致、未考慮 L 及 B 以外的其他因素。2）矩形基礎下粘性土地基的反力系數(shù)見表 6.4.4,二、理解與分析,第四節(jié)箱形基礎,,第六

16、章 筏形和箱形基礎,二、理解與分析,由表 6.4.4 可以看出，粘性土地基，其地基反力分布為“鍋形”，即中間小、四角最大。L / B增加（即基礎由方形變成長條形）時，中部反力變大，角部反力變小，反力拋物線趨于平緩。反力分布圖形見 6.4.13a。,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,由表 6.4.5 可以看出，砂土地基，其地基反力分布也為“鍋形“，即中間小、四角最大。但反力變化的幅度較粘性土地基明顯增加， L/ B增加（即

17、基礎由方形變成長條形）時，中部反力變大，角部反力變小，反力拋物線趨于平緩。反力分布圖形見 6.4.13b。,二、理解與分析,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,4）矩形基礎下軟土地基的反力系數(shù)見表 6.4.6,由表 6.4.6 可以看出，軟土地基，其地基反力分布不同于粘性土及砂土，而呈明顯的復雜分布規(guī)律，中間較大、四角較小，最大反力不出現(xiàn)在中部也不出現(xiàn)在邊角部，而出現(xiàn)在基礎縱向對稱軸的邊緣內部部位。反力變化的幅度較粘性土及砂土

18、地基明顯減小，受 L/B 的影響不大，反力分布圖形見 6.4.14。,二、理解與分析,,圖6.4.14 箱基下軟土地基的反力分布規(guī)律,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,三、結構設計的相關問題,2．公式（6.4.3、6.4.4）為箱基估算公式，由于計算機及計算程序的普及和應用，實際手算的機會很少。但手算基本概念清晰，有條件時，可適當加強手算，以鞏固結構設計概念、校核電算結果。3．受使用功能的限制，箱形基礎的使用正逐步減少。

19、,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,2．關于箱基電算程序目前采用的箱形基礎計算程序均遵照或參照《箱基規(guī)范》進行編制的，如箱形基礎計算機輔助設計軟件等。現(xiàn)介紹這類軟件的計算模型及主要假定，供擇用時參考。,四、設計建議,1）程序的計算模型及主要假定（1）箱形基礎采用剛性假定；（2）地基可選用分層總和法模型和文克勒模型；（3）考慮上部結構與箱基共同作用的影響，豎向荷載作用下算得的整體彎矩乘以下列折減系數(shù)η：大于 8 層的

20、框架結構 η＝0.9；大于 8 層的框-剪結構 η＝0.8；現(xiàn)澆剪力墻結構不考慮整體彎曲；（4）計算箱基底板的局部彎曲時，當上部為框架結構及框-剪結構時，局部彎曲的彎矩折減系數(shù)取 0.8。,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,2）程序的主要計算功能,（1）箱基結構可選用假定為剛性底板的模型，以及由梁單元組成的彈性地基交叉梁模型，該梁為由箱基頂板、底板及隔墻組成的工字形截面梁；（2）地基模型可選用分層總和法模型，以及帶摩

21、擦樁的復合地基模型。對樁取用獨立的彈簧剛度，即在樁身段內不考慮地基壓力的擴散，在樁端下采用分層總和法模型考慮地基壓力的擴散。因此，復合地基模型的柔度矩陣是兩部分之和；（3）程序還提供可選用《箱筏規(guī)范》附錄 C 的基底反力系數(shù)計算基底反力的方法；（4）箱基整體彎矩考慮上部結構的剛度影響時，按《箱基規(guī)范》的規(guī)定，對上部結構為框架結構的箱形基礎的整體彎矩，可根據(jù)箱基剛度EF IF 與框架結構的總剛度EB IB的比例關系，按式（6.4.3

22、）進行折減。,四、設計建議,第四節(jié)箱形基礎,,第六章 筏形和箱形基礎,2）程序的主要計算功能,3．關于《箱筏規(guī)范》附錄 C1）附錄 C 適用于符合下列條件且滿足《箱基規(guī)范》構造要求的單棟建筑物的箱形基礎：（1）上部結構與荷載比較均勻對稱的框架結構；（2）地基土比較均勻；（3）箱基底板懸挑部分不超過 0.8m；（4）不考慮相鄰建筑物的影響。2）當縱橫方向荷載很不均勻時，應分別將不勻稱荷載對縱橫方向對稱軸所產生的力矩值所引起