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8、2、擴(kuò)展基礎(chǔ)8.2,1 擴(kuò)展基礎(chǔ)是指柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ),由于基礎(chǔ)底板中垂直于受力鋼筋的另一個方向的配筋具有分散部分荷載的作用.有利于底板內(nèi)力重分布。因此各國規(guī)范中基礎(chǔ)板的最小配筋率都小于梁的最小配筋率。美國ACI,318規(guī)范中基礎(chǔ)板的最小配筋率是按溫度和混凝土收縮的要求規(guī)定為0、2.?yk 275MPa，345MPa、和0、18.?yk,415MPa。英國標(biāo)準(zhǔn)BS 8110規(guī)定板的兩個方向的最小配筋率、低碳鋼為0、24,合金鋼為0、13、英國規(guī)范CP 110規(guī)定板的受力鋼筋和次要鋼筋的最小配筋率、低碳鋼為0.25、和0，15 合金鋼為0，15，和0。12，我國。混土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范,GB,50010規(guī)定對臥置于地基上的混凝土板受拉鋼筋的最小配筋率不應(yīng)小于0.15。本規(guī)范此次修訂,明確了柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的受力鋼筋最小配筋率為0 15、此要求低于美國規(guī)范，與我國，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.GB。50010對臥置于地基上的混凝土板受拉鋼筋的最小配筋率以及英國規(guī)范對合金鋼的最小配筋率要求相一致、為減小混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫，提高條形基礎(chǔ)對不均勻地基土適應(yīng)能力 本次修訂適當(dāng)加大了分布鋼筋的配筋量，8 2。5.自本規(guī)范GBJ、7 89版頒布后、國內(nèi)高杯口基礎(chǔ)杯壁厚度以及杯壁和短柱部分的配筋要求基本上照此執(zhí)行、情況良好，本次修訂,保留了本規(guī)范2002版增加的抗震設(shè)防烈度為8度和9度時。短柱部分的橫向箍筋的配置量不宜小于ф8 150的要求.制定高杯口基礎(chǔ)的構(gòu)造依據(jù)是、1。杯壁厚度t，多數(shù)設(shè)計在計算有短柱基礎(chǔ)的廠房排架時,一般都不考慮短柱的影響.將排架柱視作固定在基礎(chǔ)杯口頂面的二階柱,圖29b，這種簡化計算所得的彎矩m較考慮有短柱存在按三階柱.圖29c.計算所得的彎矩小，圖29,帶短柱基礎(chǔ)廠房的計算示意、a 廠房圖形,b.簡化計算，c。精確計算.原機(jī)械工業(yè)部設(shè)計院對起重機(jī)起重量小于或等于750kN 軌頂標(biāo)高在14m以下的一般工業(yè)廠房做了大量分析工作。分析結(jié)果表明 短柱剛度愈小即,2,1的比值愈大,圖29a、則彎矩誤差.m.m.即，m、m.m 愈大,圖30為二階柱和三階柱的彎矩誤差關(guān)系，從圖中可以看到,當(dāng)。2,1，1.11時、m,m，8、構(gòu)件尚屬安全使用范圍之內(nèi)，在相同的短柱高度和相同的柱截面條件下。短柱的剛度與杯壁的厚度t有關(guān) GBJ 7 89規(guī)范就是據(jù)此規(guī)定杯壁的厚度,通過十多年實(shí)踐，按構(gòu)造配筋的限制條件可適當(dāng)放寬,本規(guī)范2002版參照.機(jī)械工廠結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。GBJ、8、97增加了第8.2,5條中第2。3款的限制條件，對符合本規(guī)范條文要求,且滿足表8.2、5杯壁厚度最小要求的設(shè)計可不考慮高杯口基礎(chǔ)短柱部分對排架的影響,否則應(yīng)按三階柱進(jìn)行分析 2 杯壁配筋,杯壁配筋的構(gòu)造要求是基于橫向、頂層鋼筋網(wǎng)和橫向箍筋.和縱向鋼筋共同工作的計算方法 并通過試驗(yàn)驗(yàn)證。大量試算工作表明。除較小柱截面的杯口外、均能保證必需的安全度 頂層鋼筋網(wǎng)由于抗彎力臂大。設(shè)計時應(yīng)充分利用其抗彎承載力以減少杯壁其他的鋼筋用量,橫向箍筋ф8，150的抗彎承載力隨柱的插入杯口深度h1而異，但當(dāng)柱截面高度h大于1000mm.h1、0 8h時.抗彎能力有限.因此設(shè)計時橫向箍筋不宜大于ф8，150 縱向鋼筋直徑可為12mm.16mm,且其設(shè)置量又與h成正比.h愈大則其抗彎承載力愈大。當(dāng)h、1000mm時，其抗彎承載力已達(dá)到甚至超過頂層鋼筋網(wǎng)的抗彎承載力,8、2,7，本條為強(qiáng)制性條文。規(guī)定了擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)容。受沖切承載力計算。受剪切承載力計算、抗彎計算.受壓承載力計算。為確保擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計的安全,在進(jìn)行擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計時必須嚴(yán)格執(zhí)行，8 2、8。8，2.9,為保證柱下獨(dú)立基礎(chǔ)雙向受力狀態(tài).基礎(chǔ)底面兩個方向的邊長一般都保持在相同或相近的范圍內(nèi)。試驗(yàn)結(jié)果和大量工程實(shí)踐表明。當(dāng)沖切破壞錐體落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)時.此類基礎(chǔ)的截面高度由受沖切承載力控制.本規(guī)范編制時所作的計算分析和比較也表明，符合本規(guī)范要求的雙向受力獨(dú)立基礎(chǔ).其剪切所需的截面有效面積一般都能滿足要求 無需進(jìn)行受剪承載力驗(yàn)算，考慮到實(shí)際工作中柱下獨(dú)立基礎(chǔ)底面兩個方向的邊長比值有可能大于2,此時基礎(chǔ)的受力狀態(tài)接近于單向受力，柱與基礎(chǔ)交接處不存在受沖切的問題、僅需對基礎(chǔ)進(jìn)行斜截面受剪承載力驗(yàn)算，因此，本次規(guī)范修訂時、補(bǔ)充了基礎(chǔ)底面短邊尺寸小于柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度時.驗(yàn)算柱與基礎(chǔ)交接處基礎(chǔ)受剪承載力的條款。驗(yàn)算截面取柱邊緣，當(dāng)受剪驗(yàn)算截面為階梯形及錐形時、可將其截面折算成矩形，折算截面的寬度及截面有效高度,可按照本規(guī)范附錄U確定 需要說明的是,計算斜截面受剪承載力時.驗(yàn)算截面的位置 各國規(guī)范的規(guī)定不盡相同.對于非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件、美國規(guī)范ACI。318、根據(jù)構(gòu)件端部斜截面脫離體的受力條件規(guī)定了.當(dāng)滿足、1。支座反力.沿剪力作用方向.在構(gòu)件端部產(chǎn)生壓力時.2，距支座邊緣h0范圍內(nèi)無集中荷載時,取距支座邊緣h0處作為驗(yàn)算受剪承載力的截面.并取距支座邊緣h0處的剪力作為驗(yàn)算的剪力設(shè)計值。當(dāng)不符合上述條件時.取支座邊緣處作為驗(yàn)算受剪承載力的截面 剪力設(shè)計值取支座邊緣處的剪力。我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對均布荷載作用下的板類受彎構(gòu)件、其斜截面受剪承載力的驗(yàn)算位置一律取支座邊緣處,剪力設(shè)計值一律取支座邊緣處的剪力，在驗(yàn)算單向受剪承載力時、ACI、318規(guī)范的混凝土抗剪強(qiáng)度取ф.6.抗剪強(qiáng)度為沖切承載力，雙向受剪.時混凝土抗剪強(qiáng)度ф、3的一半.而我國的混凝土單向受剪強(qiáng)度與雙向受剪強(qiáng)度相同,設(shè)計時只是在截面高度影響系數(shù)中略有差別,對于單向受力的基礎(chǔ)底板、按照我國混凝土設(shè)計規(guī)范的受剪承載力公式驗(yàn)算。計算截面從板邊退出h0算得的板厚小于美國ACI、318規(guī)范.而驗(yàn)算斷面取梁邊或墻邊時算得的板厚則大于美國ACI 318規(guī)范、本條文中所說的。短邊尺寸。是指垂直于力矩作用方向的基礎(chǔ)底邊尺寸、圖30，一般工業(yè)廠房。2。1與 m m，上柱，關(guān)系注.1和,2的相關(guān)系數(shù)γ。0.8178243528、2,10 墻下條形基礎(chǔ)底板為單向受力,應(yīng)驗(yàn)算墻與基礎(chǔ)交接處單位長度的基礎(chǔ)受剪切承載力。8 2,11.本條中的公式，8 2,11.1，和式.8 2,11，2 是以基礎(chǔ)臺階寬高比小于或等于2，5、以及基礎(chǔ)底面與地基土之間不出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)、e,b,6、為條件推導(dǎo)出來的彎矩簡化計算公式。適用于除巖石以外的地基，其中 基礎(chǔ)臺階寬高比小于或等于2、5是基于試驗(yàn)結(jié)果,旨在保證基底反力呈直線分布 中國建筑科學(xué)研究院地基所黃熙齡 郭天強(qiáng)對不同寬高比的板進(jìn)行了試驗(yàn).試驗(yàn)板的面積為1，0m.1。0m.試驗(yàn)結(jié)果表明。在軸向荷載作用下.當(dāng)h，l,0.125時.基底反力呈現(xiàn)中部大 端部小、圖31a。31b.地基承載力沒有充分發(fā)揮基礎(chǔ)板就出現(xiàn)井字形受彎破壞裂縫 當(dāng)h。l 0。16時,地基反力呈直線分布、加載超過地基承載力特征值后、基礎(chǔ)板發(fā)生沖切破壞，圖31c、當(dāng)h、l,0,20時 基礎(chǔ)邊緣反力逐漸增大、中部反力逐漸減小,在加荷接近沖切承載力時，底部反力向中部集中.最終基礎(chǔ)板出現(xiàn)沖切破壞，圖31d,基于試驗(yàn)結(jié)果，對基礎(chǔ)臺階寬高比小于或等于2。5的獨(dú)立柱基可采用基底反力直線分布進(jìn)行內(nèi)力分析 圖31，不同寬高比的基礎(chǔ)板下反力分布h，板厚 l、板寬1，開裂，2。柱邊整齊裂縫,3。板底面，4，裂縫.5.板頂面.此外 考慮到獨(dú)立基礎(chǔ)的高度一般是由沖切或剪切承載力控制、基礎(chǔ)板相對較厚 如果用其計算最小配筋量可能導(dǎo)致底板用鋼量不必要的增加。因此本規(guī)范提出對階形以及錐形獨(dú)立基礎(chǔ) 可將其截面折算成矩形 其折算截面的寬度b0及截面有效高度h0按本規(guī)范附錄U確定、并按最小配筋率0，15，計算基礎(chǔ)底板的最小配筋量。