8.4,高層建筑筏形基礎(chǔ)8.4。1、筏形基礎(chǔ)分為平板式和梁板式兩種類型,其選型應(yīng)根據(jù)工程具體條件確定.與梁板式筏基相比 平板式筏基具有抗沖切及抗剪切能力強(qiáng)的特點(diǎn) 且構(gòu)造簡(jiǎn)單 施工便捷,經(jīng)大量工程實(shí)踐和部分工程事故分析,平板式筏基具有更好的適應(yīng)性.8。4、2,對(duì)單幢建筑物.在均勻地基的條件下,基礎(chǔ)底面的壓力和基礎(chǔ)的整體傾斜主要取決于作用的準(zhǔn)永久組合下產(chǎn)生的偏心距大小 對(duì)基底平面為矩形的筏基,在偏心荷載作用下.基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)KF可用下式表示 式中 B.與組合荷載豎向合力偏心方向平行的基礎(chǔ)邊長(zhǎng) e,作用在基底平面的組合荷載全部豎向合力對(duì)基底面積形心的偏心距、y,基底平面形心至最大受壓邊緣的距離,γ為y與B的比值、從式中可以看出e B直接影響著抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)KF,KF隨著e,B的增大而降低,因此容易引起較大的傾斜、表19三個(gè)典型工程的實(shí)測(cè)證實(shí)了在地基條件相同時(shí),e B越大,則傾斜越大 表19、e B值與整體傾斜的關(guān)系,高層建筑由于樓身質(zhì)心高,荷載重、當(dāng)筏形基礎(chǔ)開(kāi)始產(chǎn)生傾斜后。建筑物總重對(duì)基礎(chǔ)底面形心將產(chǎn)生新的傾覆力矩增量,而傾覆力矩的增量又產(chǎn)生新的傾斜增量.傾斜可能隨時(shí)間而增長(zhǎng)。直至地基變形穩(wěn)定為止 因此 為避免基礎(chǔ)產(chǎn)生傾斜 應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)豎向荷載合力作用點(diǎn)與基礎(chǔ)平面形心重合,當(dāng)偏心難以避免時(shí),則應(yīng)規(guī)定豎向合力偏心距的限值,本規(guī)范根據(jù)實(shí)測(cè)資料并參考交通部。公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范、對(duì)橋墩合力偏心距的限制.規(guī)定了在作用的準(zhǔn)永久組合時(shí) e,0,1W.A,從實(shí)測(cè)結(jié)果來(lái)看,這個(gè)限制對(duì)硬土地區(qū)稍嚴(yán)格,當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)可適當(dāng)放松 8。4 3,國(guó)內(nèi)建筑物脈動(dòng)實(shí)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果表明.當(dāng)?shù)鼗鶠榉敲軐?shí)土和巖石持力層時(shí),由于地基的柔性改變了上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性.延長(zhǎng)了上部結(jié)構(gòu)的基本周期以及增大了結(jié)構(gòu)體系的阻尼,同時(shí)土與結(jié)構(gòu)的相互作用也改變了地基運(yùn)動(dòng)的特性。結(jié)構(gòu)按剛性地基假定分析的水平地震作用比其實(shí)際承受的地震作用大,因此可以根據(jù)場(chǎng)地條件,基礎(chǔ)埋深,基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的剛度等因素確定是否對(duì)水平地震作用進(jìn)行適當(dāng)折減.實(shí)測(cè)地震記錄及理論分析表明。土中的水平地震加速度一般隨深度而漸減,較大的基礎(chǔ)埋深,可以減少來(lái)自基底的地震輸入、例如日本取地表下20m深處的地震系數(shù)為地表的0,5倍,法國(guó)規(guī)定筏基或帶地下室的建筑的地震荷載比一般的建筑少20.同時(shí) 較大的基礎(chǔ)埋深.可以增加基礎(chǔ)側(cè)面的摩擦阻力和土的被動(dòng)土壓力、增強(qiáng)土對(duì)基礎(chǔ)的嵌固作用,美國(guó)FEMA386及IBC規(guī)范采用加長(zhǎng)結(jié)構(gòu)物自振周期作為考慮地基土的柔性影響 同時(shí)采用增加結(jié)構(gòu)有效阻尼來(lái)考慮地震過(guò)程中結(jié)構(gòu)的能量耗散 并規(guī)定了結(jié)構(gòu)的基底剪力最大可降低30 本次修訂 對(duì)不同土層剪切波速,不同場(chǎng)地類別以及不同基礎(chǔ)埋深的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),框架剪力墻結(jié)構(gòu)和框架核心筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段的地震作用條件并與美國(guó)UBC1977和FEMA386,IBC規(guī)范進(jìn)行了比較、提出了對(duì)四周與土層緊密接觸帶地下室外墻的整體式筏基和箱基。場(chǎng)地類別為、類和 類.結(jié)構(gòu)基本自振周期處于特征周期的1,2倍、5倍范圍時(shí).按剛性地基假定分析的基底水平地震剪力和傾覆力矩可根據(jù)抗震設(shè)防烈度乘以折減系數(shù)。8度時(shí)折減系數(shù)取0、9。9度時(shí)折減系數(shù)取0。85 該折減系數(shù)是一個(gè)綜合性的包絡(luò)值、它不能與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,GB.50011第5 2節(jié)中提出的折減系數(shù)同時(shí)使用.8,4,6、本條為強(qiáng)制性條文。平板式筏基的板厚通常由沖切控制,包括柱下沖切和內(nèi)筒沖切.因此其板厚應(yīng)滿足受沖切承載力的要求 8.4.7,N、W,Hanson和J M,Hanson在他們的、混凝土板柱之間剪力和彎矩的傳遞、試驗(yàn)報(bào)告中指出。板與柱之間的不平衡彎矩傳遞,一部分不平衡彎矩是通過(guò)臨界截面周邊的彎曲應(yīng)力T和C來(lái)傳遞,而一部分不平衡彎矩則通過(guò)臨界截面上的偏心剪力對(duì)臨界截面重心產(chǎn)生的彎矩來(lái)傳遞的 如圖32所示、因此、在驗(yàn)算距柱邊h0,2處的沖切臨界截面剪應(yīng)力時(shí)。除需考慮豎向荷載產(chǎn)生的剪應(yīng)力外。尚應(yīng)考慮作用在沖切臨界截面重心上的不平衡彎矩所產(chǎn)生的附加剪應(yīng)力,本規(guī)范公式,8。4,7.1.右側(cè)第一項(xiàng)是根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。GB、50010在集中力作用下的沖切承載力計(jì)算公式換算而得 右側(cè)第二項(xiàng)是引自美國(guó)ACI,318規(guī)范中有關(guān)的計(jì)算規(guī)定 圖32,板與柱不平衡彎矩傳遞示意。關(guān)于公式,8.4,7。1。中沖切力取值的問(wèn)題.國(guó)內(nèi)外大量試驗(yàn)結(jié)果表明.內(nèi)柱的沖切破壞呈完整的錐體狀。我國(guó)工程實(shí)踐中一直沿用柱所承受的軸向力設(shè)計(jì)值減去沖切破壞錐體范圍內(nèi)相應(yīng)的地基凈反力作為沖切力。對(duì)邊柱和角柱。中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基所試驗(yàn)結(jié)果表明,其沖切破壞錐體近似為1,2和1 4圓臺(tái)體,本規(guī)范參考了國(guó)外經(jīng)驗(yàn) 取柱軸力設(shè)計(jì)值減去沖切臨界截面范圍內(nèi)相應(yīng)的地基凈反力作為沖切力設(shè)計(jì)值 本規(guī)范中的角柱和邊柱是相對(duì)于基礎(chǔ)平面而言的,大量計(jì)算結(jié)果表明 受基礎(chǔ)盆形撓曲的影響.基礎(chǔ)的角柱和邊柱產(chǎn)生了附加的壓力,本次修訂時(shí)將角柱和邊柱的沖切力乘以了放大系數(shù)1,2和1,1、公式.8 4 7。1 中的Munb是指作用在柱邊h0,2處沖切臨界截面重心上的彎矩,對(duì)邊柱它包括由柱根處軸力N和該處筏板沖切臨界截面范圍內(nèi)相應(yīng)的地基反力P對(duì)臨界截面重心產(chǎn)生的彎矩.由于本條中筏板和上部結(jié)構(gòu)是分別計(jì)算的、因此計(jì)算M值時(shí)尚應(yīng)包括柱子根部的彎矩設(shè)計(jì)值Mc。如圖33所示,M的表達(dá)式為,Munb,NeN。Pep.Mc。對(duì)于內(nèi)柱.由于對(duì)稱關(guān)系.柱截面形心與沖切臨界截面重心重合,eN。ep 0,因此沖切臨界截面重心上的彎矩.取柱根彎矩設(shè)計(jì)值.國(guó)外試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)柱截面的長(zhǎng)邊與短邊的比值βs大于2時(shí)。沿沖切臨界截面的長(zhǎng)邊的受剪承載力約為柱短邊受剪承載力的一半或更低 本規(guī)范的公式.8。4,7,2。是在我國(guó)受沖切承載力公式的基礎(chǔ)上。參考了美國(guó)ACI 318規(guī)范中受沖切承載力公式中有關(guān)規(guī)定 引進(jìn)了柱截面長(zhǎng)。短邊比值的影響。適用于包括扁柱和單片剪力墻在內(nèi)的平板式筏基,圖34給出了本規(guī)范與美國(guó)ACI、318規(guī)范在不同βs條件下筏板有效高度的比較。由于我國(guó)受沖切承載力取值偏低,按本規(guī)范算得的筏板有效高度稍大于美國(guó)ACI.318規(guī)范相關(guān)公式的結(jié)果,圖33、邊柱Munb計(jì)算示意1、沖切臨界截面重心,2,柱、3 筏板圖34.不同βs條件下筏板有效高度的比較1,實(shí)例一,筏板區(qū)格9m,11m 作用的標(biāo)準(zhǔn)組合的地基土凈反力345、6kPa,2,實(shí)例二,筏板區(qū)格7m 9.45m。作用的標(biāo)準(zhǔn)組合的地基土凈反力245.5kPa,對(duì)有抗震設(shè)防要求的平板式筏基。尚應(yīng)驗(yàn)算地震作用組合的臨界截面的最大剪應(yīng)力τE。max 此時(shí)公式、8.4。7。1,和式,8 4、7,2。應(yīng)改寫(xiě)為、式中 VsE、作用的地震組合的集中反力設(shè)計(jì)值,kN、ME,作用的地震組合的沖切臨界截面重心上的彎矩設(shè)計(jì)值.kN.m,As.距柱邊h0,2處的沖切臨界截面的筏板有效面積。m2,γRE.抗震調(diào)整系數(shù)、取0 85.8,4,8.Venderbilt在他的。連續(xù)板的抗剪強(qiáng)度,試驗(yàn)報(bào)告中指出.混凝土抗沖切承載力隨比值um h0的增加而降低。由于使用功能上的要求 核心筒占有相當(dāng)大的面積,因而距核心筒外表面h0.2處的沖切臨界截面周長(zhǎng)是很大的,在h0保持不變的條件下 核心筒下筏板的受沖切承載力實(shí)際上是降低了.因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算核心筒下筏板的受沖切承載力。局部提高核心筒下筏板的厚度 此外,我國(guó)工程實(shí)踐和美國(guó)休斯敦殼體大廈基礎(chǔ)鋼筋應(yīng)力實(shí)測(cè)結(jié)果表明.框架.核心筒結(jié)構(gòu)和框筒結(jié)構(gòu)下筏板底部最大應(yīng)力出現(xiàn)在核心筒邊緣處.因此局部提高核心筒下筏板的厚度.也有利于核心筒邊緣處筏板應(yīng)力較大部位的配筋、本規(guī)范給出的核心筒下筏板沖切截面周長(zhǎng)影響系數(shù)η,是通過(guò)實(shí)際工程中不同尺寸的核心筒,經(jīng)分析并和美國(guó)ACI、318規(guī)范對(duì)比后確定的 詳見(jiàn)表20.表20 內(nèi)筒下筏板厚度比較8,4,9、本條為強(qiáng)制性條文,平板式筏基內(nèi)筒。柱邊緣處以及筏板變厚度處剪力較大.應(yīng)進(jìn)行抗剪承載力驗(yàn)算、8、4,10,通過(guò)對(duì)已建工程的分析、并鑒于梁板式筏基基礎(chǔ)梁下實(shí)測(cè)土反力存在的集中效應(yīng)。底板與土壤之間的摩擦力作用以及實(shí)際工程中底板的跨厚比一般都在14 6之間變動(dòng)等有利因素,本規(guī)范明確了取距內(nèi)柱和內(nèi)筒邊緣h0處作為驗(yàn)算筏板受剪的部位 如圖35所示、角柱下驗(yàn)算筏板受剪的部位取距柱角h0處 如圖36所示。式.8,4 10,中的Vs即作用在圖35或圖36中陰影面積上的地基平均凈反力設(shè)計(jì)值除以驗(yàn)算截面處的板格中至中的長(zhǎng)度.內(nèi)柱 或距角柱角點(diǎn)h0處45。斜線的長(zhǎng)度。角柱,國(guó)內(nèi)筏板試驗(yàn)報(bào)告表明,筏板的裂縫首先出現(xiàn)在板的角部,設(shè)計(jì)中當(dāng)采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法時(shí).需適當(dāng)考慮角點(diǎn)附近土反力的集中效應(yīng),乘以1。2的增大系數(shù),圖37給出了筏板模型試驗(yàn)中裂縫發(fā)展的過(guò)程,設(shè)計(jì)中當(dāng)角柱下筏板受剪承載力不滿足規(guī)范要求時(shí)、也可采用適當(dāng)加大底層角柱橫截面或局部增加筏板角隅板厚等有效措施,以期降低受剪截面處的剪力、圖35,內(nèi)柱。筒。下筏板驗(yàn)算剪切部位示意、圖36.角柱,筒,下筏板驗(yàn)算剪切部位示意1 驗(yàn)算剪切部位。2、板格中線,1 驗(yàn)算剪切部位。2,板格中線.對(duì)于上部為框架,核心筒結(jié)構(gòu)的平板式筏形基礎(chǔ).設(shè)計(jì)人應(yīng)根據(jù)工程的具體情況采用符合實(shí)際的計(jì)算模型或根據(jù)實(shí)測(cè)確定的地基反力來(lái)驗(yàn)算距核心筒h0處的筏板受剪承載力 當(dāng)邊柱與核心筒之間的距離較大時(shí),式 8 4。10 中的Vs即作用在圖38中陰影面積上的地基平均凈反力設(shè)計(jì)值與邊柱軸力設(shè)計(jì)值之差除以b.b取核心筒兩側(cè)緊鄰跨的跨中分線之間的距離,當(dāng)主樓核心筒外側(cè)有兩排以上框架柱或邊柱與核心筒之間的距離較小時(shí)、設(shè)計(jì)人應(yīng)根據(jù)工程具體情況慎重確定筏板受剪承載力驗(yàn)算單元的計(jì)算寬度 圖38.框架.核心筒下筏板受剪承載力計(jì)算截面位置和計(jì)算1?;炷梁诵耐才c柱之間的中分線 2,剪切計(jì)算截面,3,驗(yàn)算單元的計(jì)算寬度b、關(guān)于厚筏基礎(chǔ)板厚中部設(shè)置雙向鋼筋網(wǎng)的規(guī)定 同國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?;炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。GB。50010的要求 日本Shioya等通過(guò)對(duì)無(wú)腹筋構(gòu)件的截面高度變化試驗(yàn)。結(jié)果表明 梁的有效高度從200mm變化到3000mm時(shí),其名義抗剪強(qiáng)度,V.bh0,降低64、加拿大M,P Collins等研究了配有中間縱向鋼筋的無(wú)腹筋梁的抗剪承載力、試驗(yàn)研究表明.構(gòu)件中部的縱向鋼筋對(duì)限制斜裂縫的發(fā)展,改善其抗剪性能是有效的、8.4 11 本條為強(qiáng)制性條文。本條規(guī)定了梁板式筏基底板的設(shè)計(jì)內(nèi)容、抗彎計(jì)算,受沖切承載力計(jì)算 受剪切承載力計(jì)算.為確保梁板式筏基底板設(shè)計(jì)的安全、在進(jìn)行梁板式筏基底板設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行,8,4 12,板的抗沖切機(jī)理要比梁的抗剪復(fù)雜.目前各國(guó)規(guī)范的受沖切承載力計(jì)算公式都是基于試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)公式。本規(guī)范梁板式筏基底板受沖切承載力和受剪承載力驗(yàn)算方法源于,高層建筑箱形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程、JGJ。6。80、驗(yàn)算底板受剪承載力時(shí),規(guī)程JGJ.6 80規(guī)定了以距墻邊h0,底板的有效高度,處作為驗(yàn)算底板受剪承載力的部位 在本規(guī)范2002版編制時(shí),對(duì)北京市十余幢已建的箱形基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)查及復(fù)算 調(diào)查結(jié)果表明按此規(guī)定計(jì)算的底板并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象,情況良好、表21和表22給出了部分已建工程有關(guān)箱形基礎(chǔ)雙向底板的信息、以及箱形基礎(chǔ)雙向底板按不同規(guī)范計(jì)算剪切所需的h0.分析比較結(jié)果表明 取距支座邊緣h0處作為驗(yàn)算雙向底板受剪承載力的部位、并將梯形受荷面積上的平均凈反力攤在、ln2,2h0、上的計(jì)算結(jié)果與工程實(shí)際的板厚以及按ACI.318計(jì)算結(jié)果是十分接近的,表21、已建工程箱形基礎(chǔ)雙向底板信息表表22,已建工程箱形基礎(chǔ)雙向底板剪切計(jì)算分析8,4,14.中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基所黃熙齡和郭天強(qiáng)在他們的框架柱 筏基礎(chǔ)模型試驗(yàn)報(bào)告中指出.在均勻地基上.上部結(jié)構(gòu)剛度較好、柱網(wǎng)和荷載分布較均勻,且基礎(chǔ)梁的截面高度大于或等于1 6的梁板式筏基基礎(chǔ)。可不考慮筏板的整體彎曲.只按局部彎曲計(jì)算。地基反力可按直線分布。試驗(yàn)是在粉質(zhì)黏土和碎石土兩種不同類型的土層上進(jìn)行的.筏基平面尺寸為3220mm 2200mm 厚度為150mm 圖39、其上為三榀單層框架、圖40,試驗(yàn)結(jié)果表明 土質(zhì)無(wú)論是粉質(zhì)黏土還是碎石土,沉降都相當(dāng)均勻,圖41、筏板的整體撓曲度約為萬(wàn)分之三,基礎(chǔ)內(nèi)力的分布規(guī)律 按整體分析法,考慮上部結(jié)構(gòu)作用 與倒梁法是一致的,且倒梁板法計(jì)算出來(lái)的彎矩值還略大于整體分析法、圖42,圖40、模型試驗(yàn).B。軸線剖面圖1、框架梁,2,柱。3 傳感器,4。筏板圖42.整體分析法與倒梁板法彎矩計(jì)算結(jié)果比較1.整體.考慮上部結(jié)構(gòu)剛度,2,倒梁板法.對(duì)單幢平板式筏基,當(dāng)?shù)鼗帘容^均勻、地基壓縮層范圍內(nèi)無(wú)軟弱土層或可液化土層。上部結(jié)構(gòu)剛度較好 柱網(wǎng)和荷載較均勻 相鄰柱荷載及柱間距的變化不超過(guò)20.上部結(jié)構(gòu)剛度較好,筏板厚度滿足受沖切承載力要求.且筏板的厚跨比不小于1,6時(shí),平板式筏基可僅考慮局部彎曲作用、筏形基礎(chǔ)的內(nèi)力,可按直線分布進(jìn)行計(jì)算、當(dāng)不滿足上述條件時(shí)。宜按彈性地基理論計(jì)算內(nèi)力 分析時(shí)采用的地基模型應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇。對(duì)于地基土。結(jié)構(gòu)布置和荷載分布不符合本條要求的結(jié)構(gòu)。如框架 核心筒結(jié)構(gòu)等、核心筒和周邊框架柱之間豎向荷載差異較大,一般情況下核心筒下的基底反力大于周邊框架柱下基底反力 因此不適用于本條提出的簡(jiǎn)化計(jì)算方法、應(yīng)采用能正確反映結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況的計(jì)算方法.8、4 16,工程實(shí)踐表明。在柱寬及其兩側(cè)一定范圍的有效寬度內(nèi)。其鋼筋配置量不應(yīng)小于柱下板帶配筋量的一半.且應(yīng)能承受板與柱之間部分不平衡彎矩αmMunb.以保證板柱之間的彎矩傳遞.并使筏板在地震作用過(guò)程中處于彈性狀態(tài),條款中有效寬度的范圍,是根據(jù)筏板較厚的特點(diǎn)。以小于1,4板跨為原則而提出來(lái)的 有效寬度范圍如圖43所示 圖43。柱兩側(cè)有效寬度范圍的示意1,有效寬度范圍內(nèi)的鋼筋應(yīng)不小于柱下板帶配筋量的一半,且能承擔(dān)αmMunb、2。柱下板帶、3.柱、4,跨中板帶8。4。18,本條為強(qiáng)制性條文。梁板式筏基基礎(chǔ)梁和平板式筏基的頂面處與結(jié)構(gòu)柱。剪力墻交界處承受較大的豎向力。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行局部受壓承載力計(jì)算.8.4。20 中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基所黃熙齡.袁勛。宮劍飛 朱紅波等對(duì)塔裙一體大底盤(pán)平板式筏形基礎(chǔ)進(jìn)行室內(nèi)模型系列試驗(yàn)以及實(shí)際工程的原位沉降觀測(cè)。得到以下結(jié)論,1。厚筏基礎(chǔ)、厚跨比不小于1 6。具備擴(kuò)散主樓荷載的作用,擴(kuò)散范圍與相鄰裙房地下室的層數(shù)。間距以及筏板的厚度有關(guān) 影響范圍不超過(guò)三跨、2。多塔樓作用下大底盤(pán)厚筏基礎(chǔ)的變形特征為,各塔樓獨(dú)立作用下產(chǎn)生的變形效應(yīng)通過(guò)以各個(gè)塔樓下面一定范圍內(nèi)的區(qū)域?yàn)槌两抵行?各自沿徑向向外圍衰減、3.多塔樓作用下大底盤(pán)厚筏基礎(chǔ)的基底反力的分布規(guī)律為。各塔樓荷載產(chǎn)出的基底反力以其塔樓下某一區(qū)域?yàn)橹行?通過(guò)各自塔樓周?chē)娜狗炕A(chǔ)沿徑向向外圍擴(kuò)散,并隨著距離的增大而逐漸衰減,4 大比例室內(nèi)模型系列試驗(yàn)和工程實(shí)測(cè)結(jié)果表明、當(dāng)高層建筑與相連的裙房之間不設(shè)沉降縫和后澆帶時(shí)。高層建筑的荷載通過(guò)裙房基礎(chǔ)向周?chē)鷶U(kuò)散并逐漸減小 因此與高層建筑緊鄰的裙房基礎(chǔ)下的地基反力相對(duì)較大 該范圍內(nèi)的裙房基礎(chǔ)板厚度突然減小過(guò)多時(shí)。有可能出現(xiàn)基礎(chǔ)板的截面因承載力不夠而發(fā)生破壞或其因變形過(guò)大出現(xiàn)裂縫。因此本條提出高層建筑及與其緊鄰一跨的裙房筏板應(yīng)采用相同厚度,裙房筏板的厚度宜從第二跨裙房開(kāi)始逐漸變化,5、室內(nèi)模型試驗(yàn)結(jié)果表明 平面呈L形的高層建筑下的大面積整體筏形基礎(chǔ)。筏板在滿足厚跨比不小于1,6的條件下、裂縫發(fā)生在與高層建筑相鄰的裙房第一跨和第二跨交接處的柱旁。試驗(yàn)結(jié)果還表明 高層建筑連同緊鄰一跨的裙房其變形相當(dāng)均勻 呈現(xiàn)出接近剛性板的變形特征.因此.當(dāng)需要設(shè)置后澆帶時(shí)、后澆帶宜設(shè)在與高層建筑相鄰裙房的第二跨內(nèi),見(jiàn)圖44,圖44、平面呈L形的高層建筑后澆帶示意1。L形高層建筑,2,后澆帶8、4。21,室內(nèi)模型試驗(yàn)和工程沉降觀察以及反算結(jié)果表明,在同一大面積整體筏形基礎(chǔ)上有多幢高層和低層建筑時(shí),筏形基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)分析宜考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基土的共同作用、否則將得到與沉降測(cè)試結(jié)果不符的較小的基礎(chǔ)邊緣沉降值和較大的基礎(chǔ)撓曲度.8。4,22,高層建筑基礎(chǔ)不但應(yīng)滿足強(qiáng)度要求。而且應(yīng)有足夠的剛度。方可保證上部結(jié)構(gòu)的安全,本規(guī)范基礎(chǔ)撓曲度、L的定義為、基礎(chǔ)兩端沉降的平均值和基礎(chǔ)中間最大沉降的差值與基礎(chǔ)兩端之間距離的比值 本條給出的基礎(chǔ)撓曲.L 0.5 限值、是基于中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基所室內(nèi)模型系列試驗(yàn)和大量工程實(shí)測(cè)分析得到的、試驗(yàn)結(jié)果表明 模型的整體撓曲變形曲線呈盆形.當(dāng)、L,0,7、時(shí).筏板角部開(kāi)始出現(xiàn)裂縫 隨后底層邊 角柱的根部?jī)?nèi)側(cè)順著基礎(chǔ)整體撓曲方向出現(xiàn)裂縫,英國(guó)Burland曾對(duì)四幢直徑為20m平板式筏基的地下倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行沉降觀測(cè) 筏板厚度1.2m 基礎(chǔ)持力層為白堊層土 四幢地下倉(cāng)庫(kù)的整體撓曲變形曲線均呈反盆狀,圖45,當(dāng)基礎(chǔ)撓曲度。L,0、45,時(shí)?;炷林映霈F(xiàn)發(fā)絲裂縫 當(dāng)、L。0,6,時(shí).柱子開(kāi)裂嚴(yán)重,不得不設(shè)置臨時(shí)支撐。因此??刂苹A(chǔ)撓曲度的是完全必要的 圖45。四幢地下倉(cāng)庫(kù)平板式筏基的整體撓曲變形曲線及柱子裂縫示意圖46 大底盤(pán)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)P推矫婕捌拭?.4.23,中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基所滕延京和石金龍對(duì)大底盤(pán)框架.核心筒結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)進(jìn)行了室內(nèi)模型試驗(yàn)、試驗(yàn)基坑內(nèi)為人工換填的均勻粉土,深2 5m.其下為天然地基老土,通過(guò)載荷板試驗(yàn),地基土承載力特征值為100kPa、試驗(yàn)?zāi)P捅壤齣,6 上部結(jié)構(gòu)為8層框架 核心筒結(jié)構(gòu)、其左右兩側(cè)各帶1跨2層裙房,筏板厚度為220mm,樓板厚度、1層為35mm,2層為50mm,框架柱尺寸為150mm。150mm,大底盤(pán)結(jié)構(gòu)模型平面及剖面見(jiàn)圖46,試驗(yàn)結(jié)果顯示 1,當(dāng)筏板發(fā)生縱向撓曲時(shí),在上部結(jié)構(gòu)共同作用下。外擴(kuò)裙房的角柱和邊柱抑制了筏板縱向撓曲的發(fā)展,柱下筏板存在局部負(fù)彎矩。同時(shí)也使順著基礎(chǔ)整體撓曲方向的裙房底層邊、角柱下端的內(nèi)側(cè).以及底層邊.角柱上端的外側(cè)出現(xiàn)裂縫、2.裙房的角柱內(nèi)側(cè)樓板出現(xiàn)弧形裂縫。順著撓曲方向裙房的外柱內(nèi)側(cè)樓板以及主裙樓交界處的樓板均發(fā)生了裂縫,圖47及圖48為一層和二層樓板板面裂縫位置圖,本條的目的旨在從構(gòu)造上加強(qiáng)此類樓板的薄弱環(huán)節(jié)、圖47.一層樓板板面裂縫位置圖圖48,二層樓板板面裂縫位置圖8 4 24,試驗(yàn)資料和理論分析都表明、回填土的質(zhì)量影響著基礎(chǔ)的埋置作用 如果不能保證填土和地下室外墻之間的有效接觸 將減弱土對(duì)基礎(chǔ)的約束作用,降低基側(cè)土對(duì)地下結(jié)構(gòu)的阻抗。因此、應(yīng)注意地下室四周回填土應(yīng)均勻分層夯實(shí),8。4.25 20世紀(jì)80年代,國(guó)內(nèi)王前信、王有為曾對(duì)北京和上海20余棟23m,58m高的剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行脈動(dòng)試驗(yàn).結(jié)果表明由于上海的地基土質(zhì)軟于北京,建于上海的房屋自振周期比北京類似的建筑物要長(zhǎng)30。說(shuō)明了地基的柔性改變了上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、反之上部結(jié)構(gòu)也影響了地基土的黏滯效應(yīng)。提高了結(jié)構(gòu)體系的阻尼、通常在設(shè)計(jì)中都假定上部結(jié)構(gòu)嵌固在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上。實(shí)際上這一假定只有在剛性地基的條件下才能實(shí)現(xiàn),對(duì)絕大多數(shù)都屬柔性地基的地基土而言,在水平力作用下結(jié)構(gòu)底部以及地基都會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此所謂嵌固實(shí)質(zhì)上是指接近于固定的計(jì)算基面.本條中的嵌固即屬此意,1989年.美國(guó)舊金山市一幢257,9m高的鋼結(jié)構(gòu)建筑。地下室采用鋼筋混凝土剪力墻加強(qiáng)。其下為2,7m厚的筏板,基礎(chǔ)持力層為黏性土和密實(shí)性砂土?;鶐r位于室外地面下48m,60m處,在強(qiáng)震作用下。地下室除了產(chǎn)生52 4mm的整體水平位移外.還產(chǎn)生了萬(wàn)分之三的整體轉(zhuǎn)角 實(shí)測(cè)記錄反映了兩個(gè)基本事實(shí),其一是厚筏基礎(chǔ)四周外墻與土層緊密接觸,且具有一定數(shù)量縱橫內(nèi)墻的地下室變形呈現(xiàn)出與剛體變形相似的特征。其二是地下結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角體現(xiàn)了柔性地基的影響,地震作用下,既然四周與土壤接觸的具有外墻的地下室變形與剛體變形基本一致.那么在抗震設(shè)計(jì)中可假設(shè)地下結(jié)構(gòu)為一剛體.上部結(jié)構(gòu)嵌固在地下室的頂板上 而在嵌固部位處增加一個(gè)大小與柔性地基相同的轉(zhuǎn)角,對(duì)有抗震設(shè)防要求的高層建筑基礎(chǔ)和地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要原則是 要求基礎(chǔ)和地下室結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度和承載力.保證上部結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性階段時(shí).基礎(chǔ)和地下室結(jié)構(gòu)始終能承受上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載并將荷載安全傳遞到地基上 因此 當(dāng)?shù)叵乱粚咏Y(jié)構(gòu)頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí),為避免塑性鉸轉(zhuǎn)移到地下一層結(jié)構(gòu).保證上部結(jié)構(gòu)在地震作用下能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的耗能機(jī)制、本規(guī)范規(guī)定了地下一層的層間側(cè)向剛度大于或等于與其相連的上部結(jié)構(gòu)樓層剛度的1。5倍、地下室的內(nèi)外墻與主樓剪力墻的間距符合條文中表8。4、25要求時(shí).可將該范圍內(nèi)的地下室的內(nèi)墻的剛度計(jì)入地下室層間側(cè)向剛度內(nèi),但該范圍內(nèi)的側(cè)向剛度不能重疊使用于相鄰建筑、6度區(qū)和非抗震設(shè)計(jì)的建筑物可參照表8 4,25中的7度 8度區(qū)的要求適當(dāng)放寬 當(dāng)上部結(jié)構(gòu)嵌固地下一層結(jié)構(gòu)頂板上時(shí),為保證上部結(jié)構(gòu)的地震等水平作用能有效通過(guò)樓板傳遞到地下室抗側(cè)力構(gòu)件中、地下一層結(jié)構(gòu)頂板上開(kāi)設(shè)洞口的面積不宜大于該層面積的30。沿地下室外墻和內(nèi)墻邊緣的樓板不應(yīng)有大洞口.地下一層結(jié)構(gòu)頂板應(yīng)采用梁板式樓蓋.樓板的厚度、混凝土強(qiáng)度等級(jí)及配筋率不應(yīng)過(guò)小,本規(guī)范提出地下一層結(jié)構(gòu)頂板的厚度不應(yīng)小于180mm的要求,不僅旨在保證樓板具有一定的傳遞水平作用的整體剛度,還旨在充分發(fā)揮其有效減小基礎(chǔ)整體彎曲變形和基礎(chǔ)內(nèi)力的作用 使結(jié)構(gòu)受力,變形更為合理.經(jīng)濟(jì),試驗(yàn)和沉降觀察結(jié)果的反演均顯示了樓板參與工作后對(duì)降低基礎(chǔ)整體撓曲度的貢獻(xiàn),基礎(chǔ)整體撓曲度隨著樓板厚度的增加而減小,當(dāng)不符合本條要求時(shí),建筑物的嵌固部位可設(shè)在筏基的頂部.此時(shí)宜考慮基側(cè)土對(duì)地下室外墻和基底土對(duì)地下室底板的抗力、8。4。26,國(guó)內(nèi)震害調(diào)查表明、唐山地震中絕大多數(shù)地面以上的工程均遭受?chē)?yán)重破壞、而地下人防工程基本完好 如新華旅社上部結(jié)構(gòu)為8層組合框架,8度設(shè)防。實(shí)際地震烈度為10度。該建筑物的梁,柱和墻體均遭到嚴(yán)重破壞,未倒塌.而地下室仍然完好.天津?qū)佘浲羺^(qū).唐山地震波及天津時(shí)、該地區(qū)的地震烈度為7度、8度.震后已有的人防地下室基本完好,僅人防通道出現(xiàn)裂縫.這不僅僅由于地下室剛度和整體性一般較大,還由于土層深處的水平地震加速度一般比地面小 因此當(dāng)結(jié)構(gòu)嵌固在基礎(chǔ)頂面時(shí),剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度應(yīng)從地下室頂板算起、但地下部分也應(yīng)作為加強(qiáng)部位、國(guó)內(nèi)震害還表明,個(gè)別與上部結(jié)構(gòu)交接處的地下室柱頭出現(xiàn)了局部壓壞及剪壞現(xiàn)象、這表明在強(qiáng)震作用下、塑性鉸的范圍有向地下室發(fā)展的可能,因此。與上部結(jié)構(gòu)底層相鄰的那一層地下室是設(shè)計(jì)中需要加強(qiáng)的部位。有關(guān)地下室的抗震等級(jí)。構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)以及抗震構(gòu)造措施參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,GB。50011有關(guān)條款使用,