高层建筑筏板基础设计的相关研究
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摘要:随着城市化进程的加快，高层建筑越来越多。高层建筑的基础选型应因地制宜，当上部结构荷载很大而地基承载力较低时，采用十字交叉条形基础仍不能满足要求时，可将基础底面扩大为支撑整个建筑物的钢筋混凝土板，即形成筏板基础。筏板基础可以有效地提高基础承载力，增强基础刚性，调整地基不均匀沉降，因而在多高层建筑中广泛使用。本文将对高层建筑筏板基础设计的一些问题进行分析探讨。
关键词：高层建筑 基础设计 筏板基础
Abstract: With the accelerated process of urbanization, more and more high-rise buildings. The basis for selection of high-rise buildings should be adapted to local conditions, when the superstructure load is large and low ground bearing capacity, the use of the cross strip foundation is still not meet the requirements, can be the basis of the underside of expansion of the reinforced concrete slab to support the whole building. the formation of the raft foundation. Raft foundation can effectively improve the basis of carrying capacity, and enhance the basis of rigid to adjust to uneven ground settlement, and thus widely used in the multi-rise buildings. This article will high-rise buildings raft foundation design analysis to explore.
Keywords: high-rise buildings, infrastructure design, raft foundation.
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
高层建筑的基础设计是建筑结构设计中一项很重要的内容。由于高层建筑的垂直和水平荷载数值较大，随着建筑物高度的增加，水平荷载产生的弯矩和剪力迅速增大，引起的倾覆力矩成倍增长，甚至起着控制设计的作用；水平荷载(主要是风荷载与地震荷载)还是一种动力荷载。这样，高层建筑基础的受力也更为复杂，对基础的强度、刚度和稳定性的要求也就更加严格。筏型基础又叫笩板型基础，即满堂基础。是把柱下独立基础或者条形基础全部用联系梁联系起来，下面再整体浇注底板。由底板、梁等整体组成。建筑物荷载较大，地基承载力较弱，常采用砼底板，承受建筑物荷载，形成筏基，其整体性好，能很好的抵抗地基不均匀沉降。
1、筏型基础的构造要求
对于筏板基础板厚的确定和配筋构造等，规范中已有明确规定：
（1）筏板基础的底面形状和尺寸应考虑使上部结构荷载的合力点接近基础底面形心。如果荷载不对称，宜调整筏板的拉伸长度，但身处长度从轴线算起横向不宜大于1500mm，纵向不宜大于1000mm，且同时宜将肋梁挑至筏板边缘。无外伸肋梁的筏板，其伸出长度宜适当减少。
（2）梁板式筏板基础底板的板格应满足冲切承载力的要求，梁板式筏板基础的板厚不应小于300mm，且板厚与板格的最小跨度之比不宜小于1/20。平板式筏板厚度应根据冲切抗剪要求确定。最小板厚不宜小于400mm。对高层建筑的筏板基础可以采用后筏板，厚度可取1~3m。
（3）地下室地层柱、剪力墙与梁板式筏板基础的基础梁连接
当交叉基础梁的宽度小于柱截面的边长时，交叉基础梁连接处应设置八字角，柱角和八字角之间的净距不宜小于50mm，当基础梁与剪力墙连接时，基础梁边至剪力墙边的距离不宜小于50mm。
（4）筏板配筋
筏板配筋由计算确定，按双向配筋，并考虑下述原则：
①平板式筏板基础，按柱下板带和跨中板带分别计算配筋，以柱上板带的正弯矩计算下筋，用跨中板带的负弯矩计算上筋，用柱上和跨中板带正弯矩的平均值计算跨中板带的下筋。
②梁板式筏板基础，在用四边嵌固双向板计算跨中和支座弯矩时，应适当予以折减。肋梁按T形梁计算，肋板也应适当的挑出1/6~1/3柱距。
配筋除满足要求，纵横方向的支座钢筋尚应有1/2~1/3贯通全跨，且其配筋率不应小于0.15%，跨中钢筋按实际配筋率全部连通。
筏板分布钢筋在板厚小于或等于250mm时，取d=8mm，间距250mm；板厚大于250mm时，取d=10mm，间距200mm。
对于双向悬臂挑出，但基础梁不外伸的筏板，应在板底布置放射状附加钢筋，附加钢筋直径与边跨主筋相同，间距不大于200mm。一般为5~7根。
③墙下筏板基础，适用于筑有人工垫层及具有硬壳层的比较均匀的软土地基上，建造六层及六层以下横墙较密集的民用建筑。墙下筏板基础一般为等厚度的钢筋混凝土平板，混凝土强度等级可采用C20，对地下水位以下的地下室筏板基础，必须考虑混凝土的抗渗等级，并进行抗裂验算。筏板基础垫层厚度一般为100mm。
筏板配筋除符合计算要求外，纵横方向支座钢筋尚应分别有0.15%、0.10%配筋连通，跨中钢筋按实际配筋率全部连通。底板受力钢筋的最小直径不宜小于8mm。当有垫层时，钢筋保护层的厚度不宜小于35mm。
筏板厚度不得小于200mm。筏板悬挑墙外的长度，横向不宜大于1000mm，纵向不宜大于600mm。如采用不埋式筏板，四周必须设置连梁。
筏板基础的主要结构形式有平板式筏基和梁板式筏基，包括等厚度或变厚度底板和纵横式肋梁，一般情况下宜将基础肋梁置于底板之上，如果基础不均匀或使用要求时，可将肋梁置于板下，框架柱位于肋梁交点处。在具体筏板基础设计时，应着重考虑如下问题：1）应尽量使上部结构的荷载合力重心与筏型基础相重合，从而确定底板的形状和尺寸，当需要将底板设计成选跳板时，要综合考虑上述多方面因素以减小基础端部地基反力过大而对基础弯矩的影响。2）底板厚度由抗冲切和抗剪强度验算确定。柱网间距较大时可在柱间设置加强板带（暗梁加配箍筋）来提高抗冲切强度以减少板厚，也可采用后张预应力钢筋法来减少混凝土用量和造价。决定板厚的关键因素是冲切，应对筏板基础进行详细的冲切验算。3）无肋梁筏板基础的配筋可近似按无梁楼盖设柱上板带和跨中板带(倒楼盖法)的计算方法进行，精确计算可用有限元法；对肋梁式筏基，当肋梁高度比板厚大得较多时，可分别计算底板和肋梁的配筋，即底板以肋梁为固定支座按双向板计算跨中和支座弯矩，并适当调整板跨中和支座的配筋；4）构造配筋要求：筏板受力筋应满足规范中0.15%的配筋率要求，悬挑板角处应设置放射状附加钢筋等设计人员往往配置受力钢筋有余，构造钢筋却配置不足。