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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(gè)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(gè)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(jì)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(jì)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(shí)，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(jì)在計(jì)算有短柱基礎(chǔ)的廠房排架時(shí) 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(jì)算所得的彎矩m較考慮有短柱存在按三階柱，圖29c.計(jì)算所得的彎矩小。圖29。帶短柱基礎(chǔ)廠房的計(jì)算示意 a.廠房圖形.b,簡化計(jì)算 c、精確計(jì)算、原機(jī)械工業(yè)部設(shè)計(jì)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(shí),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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)時(shí)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(shí) 抗彎能力有限、因此設(shè)計(jì)時(shí)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(shí).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(jì)內(nèi)容,受沖切承載力計(jì)算、受剪切承載力計(jì)算,抗彎計(jì)算.受壓承載力計(jì)算,為確保擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的安全.在進(jìn)行擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)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(gè)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(shí).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(shí)所作的計(jì)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(gè)方向的邊長比值有可能大于2，此時(shí)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(shí) 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(shí)，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(shí)，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(jì)算斜截面受剪承載力時(shí)、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(shí),2,距支座邊緣h0范圍內(nèi)無集中荷載時(shí).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(jì)值、當(dāng)不符合上述條件時(shí)，取支座邊緣處作為驗(yàn)算受剪承載力的截面.剪力設(shè)計(jì)值取支座邊緣處的剪力.我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)值一律取支座邊緣處的剪力，在驗(yàn)算單向受剪承載力時(shí)，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(shí)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(jì)時(shí)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(jì)規(guī)范的受剪承載力公式驗(yàn)算，計(jì)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(shí)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(jì)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(shí)、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(shí).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(shí)，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(shí)、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(jì)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(jì)算基礎(chǔ)底板的最小配筋量，