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石上清泉的博客
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2020-07-24 08:26:36 | 分类:地基基础 | 标签:

如何选择柱墩?

我们在做筏板设计时,为满足冲切和配筋需要,经常要用到柱墩,柱墩可分为上柱墩和下柱墩两种,如下图所示,根据柱墩的宽高比大小,又可分为刚性柱墩和柔性柱墩。

上柱墩

如何选择柱墩?_1

下柱墩

如何选择柱墩?_2

 1、上下柱墩抗冲切问题
 

        有时我们会遇到,相同的柱墩尺寸,上柱墩满足冲切要求而下柱墩不满足的情况。为啥呢?从上图可以看出,上柱墩与冲切线相交了,而相同的柱墩尺寸,下柱墩却没有与冲切线相交,下柱墩并没有起到抗冲切的作用,所以下柱墩不满足冲切要求。

        2、上下柱墩选择问题
 

        对于带地下室的筏板基础,一般情况下建议做下柱墩,这样可以节省做上柱墩时需要二次回填土的问题,而且也可以减少土方开挖量,减小抗拔桩等。当然,对于需要较多地沟的设备用房,还是建议有二次回填土,方便二次做地沟,增加设备布置的灵活性。

        对于无地下室的筏板基础,一般建议做成上柱墩,可以节省钢筋及混凝土用量。

        3、刚柔柱墩选择问题
 

        对于带地下室的筏板基础,为了减少挖深和降低抗拔费用,并最大程度的利用柱墩减小筏板配筋,一般不建议做成刚性柱墩(有特殊回填土需要的上柱墩例外)。
 

        当然上述几个建议都是一般情况下的选择,但实际工程是复杂的,具体如何选择应根据实际工程情况多方案对比分析,选择安全经济的基础方案。

        最后聊聊冲切力的问题。筏板基础冲切验算时,冲切力如何选择,一直是个很头疼的问题。
 

        以前较多采用的是地基平均净反力来验算冲切,但很多人觉得这样做过于浪费,因为对于筏板基础,柱、墙下的地基反力要远大于筏板跨中反力的,采用平均反力会高估了冲切力的数值,所以建议采用有限元计算的筏板反力值来计算冲切力。
 

        但有限元计算的结果,受有限元分析精度、基床系数取值、基础及上部刚度预估等等因素的影响,其结果不一定就是非常精确的,所以采用有限元计算的反力去验算冲切也有可能存在不安全的因素。具体采用什么方式,只能设计人自己去决定了。

 

如何选择柱墩?_3 

以下介绍及案例来源于“盈建科”

01

上反柱墩

如下图,柱墩高度1000mm,柱边缘到柱墩边缘的距离为850mm,前者较大,从柱边缘引出45度线与柱墩侧面相交,将这种情况称为“刚性上柱墩”,筏板的抗冲切承载力只取决于柱墩冲切筏板。与不布置柱墩相比,冲切临界截面周长增加,冲切锥内的基底反力增加,冲切力减小,但冲切锥的有效高度不变。

如何选择柱墩?_4

如何选择柱墩?_5

(a)柱冲切筏板+柱墩

(b)柱墩冲切筏板

图1  刚性上反柱墩

如下图,柱墩高度1000mm,柱边缘到柱墩边缘的距离为1850mm,后者较大,从柱边缘引出45度线与筏板下皮相交,将这种情况称为“柔性上柱墩”,筏板的抗冲切承载力同时取决于柱冲切“筏板+柱墩”和柱墩冲切筏板。柱冲切“筏板+柱墩”时,与不布置柱墩相比,冲切临界截面周长增加,冲切锥内的基底反力增加,冲切力减小,冲切锥的有效高度增加。柱墩冲切筏板时,与不布置柱墩相比,冲切临界截面周长增加,冲切锥内的基底反力增加,冲切力减小,冲切锥的有效高度不变。

如何选择柱墩?_6

如何选择柱墩?_7

(a)柱冲切筏板+柱墩

(b)柱墩冲切筏板

图2  柔性上反柱墩

 

02

下反柱墩

 

如下图,筏板厚度600mm,柱边缘到柱墩边缘的距离为450mm,前者较大,从柱墩边缘引出45度线与柱相交,将这种情况称为“刚性下柱墩”,筏板的抗冲切承载力只取决于柱冲切“筏板+柱墩”。与不布置柱墩相比,冲切临界截面周长不变,冲切锥内的基底反力不变,冲切力不变,冲切锥的有效高度不变。所以,“刚性下柱墩”对筏板抗冲切承载力不起任何作用。

如何选择柱墩?_8

如何选择柱墩?_9

(a)柱墩冲切筏板

(b)柱冲切筏板+柱墩

图3  刚性下反柱墩

如下图,筏板厚度600mm,柱边缘到柱墩边缘的距离为1750mm,后者较大,从柱墩边缘引出45度线与筏板上皮相交,将这种情况称为“柔性下柱墩”,筏板的抗冲切承载力同时取决于柱墩冲切筏板、柱冲切“筏板+柱墩”。柱墩冲切筏板时,与不布置柱墩相比,冲切临界截面周长增大,冲切锥内的基底反力增大,冲切力减小,冲切锥的有效高度不变。柱冲切“筏板+柱墩”时,与不布置柱墩相比,冲切临界截面周长增大,冲切锥内的基底反力增大,冲切力减小,冲切锥的有效高度增大。

如何选择柱墩?_10

如何选择柱墩?_11

(a)柱墩冲切筏板

(b)柱冲切筏板+柱墩

图4  柔性下反柱墩

 

03

结果查看

 

使用软件时要分两步来查看计算结果。如下图所示,首先点“柱墙冲切”,验算柱冲切“筏板+柱墩”,然后点“柱墩冲切”,验算柱墩冲切筏板,二者都要满足。

如何选择柱墩?_12

图5  柱墩示例

如何选择柱墩?_13

图6  分两步查看验算结果

 

 

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