荷载组合应取基本组合(含分项系数),由非人防和人防工况分别计算取较大值,见算例。
当柱底弯矩较大时,还需考虑弯矩作用下的冲切计算,可参见国标《建筑地基基础设计规范》附录P。
2.受弯钢筋计算
荷载效应组合应取基本组合(含分项系数),由非人防和人防工况分别计算取较大值,见算例。
五.计算荷载
与地基承载力相关的计算取荷载效应标准组合,与构件设计相关的计算取荷载效应基本组合,如上所述。
非人防工况的的荷载效应标准组合、基本组合均可从JCCAD中读取,但是JCCAD中没有给出柱底剪力。对于纯地下室,由于不考虑风荷载和地震作用,可不考虑柱底剪力。对于多层地下室,即使地面以上存在多层结构,经过多层地下室层层衰减后,到基础顶面的剪力已很小,亦可忽略。若无把握,可到SATWE中查取柱底剪力。
在基础的冲切和抗弯计算时,需要考虑人防荷载。人防荷载的柱底内力在JCCAD中无法读取,只能在SATWE中读取标准工况内力。人防组合只考虑两种工况,即1.0恒+1.0人防和1.2恒+1.0人防,可以人工计算累加。
荷载计算注意事项:
1.按地基承载力确定基础底面大小时,只读取PKPM软件柱底最大内力,容易漏掉基础本身的自重。
此外,防水板自重及其上的活荷载,是否应计入基础自重,目前也存在较大的争议。我院的几个工程中,烟台世茂和南京中低价房为独立桩基承台加防水板,桩基刚度明显较防水板下的天然地基要大得多,而且南京中低价防水板下为淤泥质土,不稳定,因此在计算时将防水板上的恒、活荷载考虑传到承台上,再传给桩基。京诚亦庄二办项目,天然地基持力层
为粉质粘土,fka=150kPa,认为土质相对较好,防水板自重及其上面的荷载考虑直接传给地基,不再导入独立基础上。但是计算地基反力时,应计入基础本身的自重。
2.关于消防车荷载,对于柱子和基础而言,属于间接受力构件,板顶等效荷载可按消防车实际重量除以柱网面积确定。如我院常用的柱网8.4m×8.4m,计算柱子和基础时300kN消防车等效板顶荷载可取为4.2kN/m2,近似取4kN/m2。建议在使用PKPM软件计算柱子和基础时可按以上荷载单独建模导荷。
六.其他注意事项
1.独立基础的厚度宜满足台阶的宽高比不大于2.5。因在计算独立基础配筋时往往直接套用《建筑地基基础设计规范》中公式8.2.7-4~5,该公式的受弯计算假定为独立基础一侧梯形面积的荷载对柱根(变阶)处的弯矩,若基础台阶的宽高比大于2.5,基础的刚度偏小,受力状态接近悬臂构件,用独立基础计算公式偏不安全。
2.基础标准组合内力偏心距Mmax/N应小于1/6基础宽度,一般发生在外墙基础,由于存在水、土压力,容易出现偏心距过大的情况。
3.独立基础没有最小配筋率,构造要求不小于φ10@200即可 4.防水板下设置聚苯板:概念设计上为实现防水板不承担或承担最小量的地基反力,防水板下应设置软垫层。软垫层一方面应具有一定的承载能力(即应能承担防水板混凝土浇注时的重量及其施工荷载),另一方面应具有一定的变形能力,即充当一个缓冲变形的作用,避免防水板承担过大的地基反力。防水板下软垫层作法通常有焦渣或聚苯板,也有用中粗
砂的(南京莲花村A组团地块就使用中粗砂作软垫层)。在我院设计的几个工程中,如烟台世茂、南京中低价房,因独立基础为桩基承台,沉降很少或几乎没有沉降,就不存在承台拖拽防水板下沉受力的问题,因此经方案讨论防水板下取消了软垫层。
5.独立基础及防水板强度计算由水浮力控制时,结构自重恒荷载分项系数可取为1.0,而水浮力分项系数取法则存在不同意见。国标地基规范中当水土荷载占主导作用时相当于恒荷载起主导作用,分项系数取1.35,工业设计中的水工规范取为1.27,而朱丙寅《建筑地基基础设计方法及实例分析》中取水浮力分项系数为1.4(第187页)。
七.防水板的计算: 防水板计算方法基本有三种:
第一种方法为等代框架法:即将防水板模拟成框架梁,梁宽为半个柱距,梁高为防水板厚度,独立基础模拟成柱帽,输入水浮力,用PKPM进行计算。
第二种方法为SAP2000建模计算:被认为是相对准确的计算方法。将独立承台和防水板分别指定为不同厚度的壳,通过输入水浮力或人防荷载,按规范指定的荷载效应组合工况得出弯矩云图,再根据每延米的弯矩云图手算进行配筋。该方法因独立基础与防水板交界处壳单元厚度发生突变,有限元弯矩或应力计算结果存在明显的应力集中现象(尤其是独立桩承台把桩也建入模型时),需对计算应力或弯矩结果进行适当的抹平处理后方可用于施工图配筋。如下图