如何選擇柱墩.?

    我們在做筏板設計時,為滿足沖切和配筋需要,經常要用到柱墩,柱墩可分為上柱墩和下柱墩兩種,如下圖所示,根據柱墩的寬高比大小,又可分為剛性柱墩和柔性柱墩。

上柱墩

如何選擇柱墩.?的圖1

下柱墩

如何選擇柱墩.?的圖2

        1、上下柱墩抗沖切問題

        有時我們會遇到,相同的柱墩尺寸,上柱墩滿足沖切要求而下柱墩不滿足的情況。為啥呢?從上圖可以看出,上柱墩與沖切線相交了,而相同的柱墩尺寸,下柱墩卻沒有與沖切線相交,下柱墩并沒有起到抗沖切的作用,所以下柱墩不滿足沖切要求。

        2、上下柱墩選擇問題

        對于帶地下室的筏板基礎,一般情況下建議做下柱墩,這樣可以節省做上柱墩時需要二次回填土的問題,而且也可以減少土方開挖量,減小抗拔樁等。當然,對于需要較多地溝的設備用房,還是建議有二次回填土,方便二次做地溝,增加設備布置的靈活性。

        對于無地下室的筏板基礎,一般建議做成上柱墩,可以節省鋼筋及混凝土用量。

        3、剛柔柱墩選擇問題

        對于帶地下室的筏板基礎,為了減少挖深和降低抗拔費用,并最大程度的利用柱墩減小筏板配筋,一般不建議做成剛性柱墩(有特殊回填土需要的上柱墩例外)。

        當然上述幾個建議都是一般情況下的選擇,但實際工程是復雜的,具體如何選擇應根據實際工程情況多方案對比分析,選擇安全經濟的基礎方案。

        最后聊聊沖切力的問題。筏板基礎沖切驗算時,沖切力如何選擇,一直是個很頭疼的問題。

        以前較多采用的是地基平均凈反力來驗算沖切,但很多人覺得這樣做過于浪費,因為對于筏板基礎,柱、墻下的地基反力要遠大于筏板跨中反力的,采用平均反力會高估了沖切力的數值,所以建議采用有限元計算的筏板反力值來計算沖切力。

        但有限元計算的結果,受有限元分析精度、基床系數取值、基礎及上部剛度預估等等因素的影響,其結果不一定就是非常精確的,所以采用有限元計算的反力去驗算沖切也有可能存在不安全的因素。具體采用什么方式,只能設計人自己去決定了。

如何選擇柱墩.?的圖3 

以下介紹及案例來源于“盈建科”

01

上反柱墩

如下圖,柱墩高度1000mm,柱邊緣到柱墩邊緣的距離為850mm,前者較大,從柱邊緣引出45度線與柱墩側面相交,將這種情況稱為“剛性上柱墩”,筏板的抗沖切承載力只取決于柱墩沖切筏板。與不布置柱墩相比,沖切臨界截面周長增加,沖切錐內的基底反力增加,沖切力減小,但沖切錐的有效高度不變。

如何選擇柱墩.?的圖4

如何選擇柱墩.?的圖5

(a)柱沖切“筏板+柱墩”

(b)柱墩沖切筏板

圖1  剛性上反柱墩

如下圖,柱墩高度1000mm,柱邊緣到柱墩邊緣的距離為1850mm,后者較大,從柱邊緣引出45度線與筏板下皮相交,將這種情況稱為“柔性上柱墩”,筏板的抗沖切承載力同時取決于柱沖切“筏板+柱墩”和柱墩沖切筏板。柱沖切“筏板+柱墩”時,與不布置柱墩相比,沖切臨界截面周長增加,沖切錐內的基底反力增加,沖切力減小,沖切錐的有效高度增加。柱墩沖切筏板時,與不布置柱墩相比,沖切臨界截面周長增加,沖切錐內的基底反力增加,沖切力減小,沖切錐的有效高度不變。

如何選擇柱墩.?的圖6

如何選擇柱墩.?的圖7

(a)柱沖切“筏板+柱墩”

(b)柱墩沖切筏板

圖2  柔性上反柱墩

02

下反柱墩

如下圖,筏板厚度600mm,柱邊緣到柱墩邊緣的距離為450mm,前者較大,從柱墩邊緣引出45度線與柱相交,將這種情況稱為“剛性下柱墩”,筏板的抗沖切承載力只取決于柱沖切“筏板+柱墩”。與不布置柱墩相比,沖切臨界截面周長不變,沖切錐內的基底反力不變,沖切力不變,沖切錐的有效高度不變。所以,“剛性下柱墩”對筏板抗沖切承載力不起任何作用。

如何選擇柱墩.?的圖8

如何選擇柱墩.?的圖9

(a)柱墩沖切筏板

(b)柱沖切“筏板+柱墩”

圖3  剛性下反柱墩

如下圖,筏板厚度600mm,柱邊緣到柱墩邊緣的距離為1750mm,后者較大,從柱墩邊緣引出45度線與筏板上皮相交,將這種情況稱為“柔性下柱墩”,筏板的抗沖切承載力同時取決于柱墩沖切筏板、柱沖切“筏板+柱墩”。柱墩沖切筏板時,與不布置柱墩相比,沖切臨界截面周長增大,沖切錐內的基底反力增大,沖切力減小,沖切錐的有效高度不變。柱沖切“筏板+柱墩”時,與不布置柱墩相比,沖切臨界截面周長增大,沖切錐內的基底反力增大,沖切力減小,沖切錐的有效高度增大。

如何選擇柱墩.?的圖10

如何選擇柱墩.?的圖11

(a)柱墩沖切筏板

(b)柱沖切“筏板+柱墩”

圖4  柔性下反柱墩

03

結果查看

使用軟件時要分兩步來查看計算結果。如下圖所示,首先點“柱墻沖切”,驗算柱沖切“筏板+柱墩”,然后點“柱墩沖切”,驗算柱墩沖切筏板,二者都要滿足。

如何選擇柱墩.?的圖12

圖5  柱墩示例

如何選擇柱墩.?的圖13

圖6  分兩步查看驗算結果

來源:土木吧

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