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不能直接套。倒楼盖法要同时满足四个条件:地基比较均匀、上部结构刚度较好、平板式筏基厚跨比或梁板式筏基高跨比不小于1/6、相邻柱荷载及柱距变化不超过20%;少一条,筏基内力就该按弹性地基梁板法分析。BICP银泰建构做筏板方案时按这个顺序走:先依条件定算法,再验算变形与稳定性,最后落到板厚和预应力筋上。
适用场景
导语
最常见的误判,是把简化方法当成通用算法。刚性板带法和倒楼盖法都把基底压力当作直线分布,算起来省事,可地基反力实际并不均匀;柱荷载差别越大、柱距越不齐,这个假定和实际情况差得越远。
适合哪些项目
- 适合:柱网规整、相邻柱荷载及柱距变化不超过20%、地基比较均匀、上部结构刚度较好的筏基项目。地下结构柱网常在8—12米,这个尺度下板厚与跨度能不能达到1/6,要先算出来才知道。
- 不适合:相邻柱荷载或柱距变化超过20%;地基在压缩层深度内夹有软弱土、可能液化的土层;上部结构刚度不足以协调地基变形;平板式厚跨比或梁板式高跨比达不到1/6。
- 需要先确认:每根柱的实际荷载与柱距分布;压缩层范围内的土层情况;上部结构层数与刚度;板厚与跨度的初步比例。
怎么核对该用哪种算法
- 查柱网与荷载的实际分布,逐对相邻柱看柱荷载变化和柱距变化是否都在20%以内。
- 查地基,看压缩层深度内有没有软弱土、可能液化的土层。
- 查上部结构刚度能不能协调地基变形。
- 核平板式筏基的厚跨比或梁板式筏基的高跨比是否达到1/6。厚跨比用筏板厚度除以柱距,高跨比用基础梁高度除以跨度,两个比值看的都是基础自身有没有足够刚度把柱荷载摊开。
- 四条都成立,简化方法可以用;只要有一条不成立,内力改按弹性地基梁板法分析。
- 算法定下来之后,先做变形与稳定性验算,再据此定板厚和预应力筋。
| 比较项 | 刚性板带法/倒楼盖法 | 弹性地基梁板法 |
|---|---|---|
| 地基反力假定 | 按直线分布 | 板底单位压力与地基沉降成正比 |
| 适用工况 | 地基均匀、上部刚度好、厚跨比或高跨比≥1/6、相邻柱荷载与柱距变化≤20% | 不符合简化条件,或尺寸大、刚度小 |
| 对不均匀柱网的适应性 | 弱 | 强 |
| 计算工作量 | 小 | 大 |
简化方法把什么假定掉了
刚性板带法和倒楼盖法省掉的是同一层:地基反力按直线分布。真实的弹性地基上,柱荷载大的位置反力大、沉降也大,分布跟直线差得远。
用错简化方法的代价落在两处。一是板厚算不准,为了保险只能往厚里取,混凝土和钢筋的用量跟着上去。二是预应力筋发挥不出应有的作用:预应力筏板的价值在于调整基底反力、缓解墙柱对筏板的冲切,内力模型一旦失真,按失真的反力去配预应力筋,这份优势就落空了。
还有一层:筏板配筋本身是高度超静定的问题,每一种简化方法都有自己的短板,用之前要清楚它管到哪一步、误差大概什么量级。
我们怎么算
银泰建构在筏板项目上的顺序是先做变形和稳定性,再谈内力。变形要看的指标是沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜;稳定性要覆盖抗滑移、抗倾覆、整体稳定和抗浮。这两项过不了,算出来的内力再精细也用不上。
方案阶段我们不预设预应力:普通钢筋混凝土筏板与预应力筏板放在同一组柱网、荷载和功能目标下,比板厚、配筋量、挖深、工序和全寿命成本,往哪条路线走由计算条件决定。
板厚不预先定死,按受弯、受冲切、受剪三方面承载力反复调整;配筋率同时放在合理区间,最大配筋率不宜大于1%,一旦超过就加大板厚。
用简化方法算预应力筋时,我们把调整后的地基反力当作外荷载加到各条板带上,让预应力承担平衡荷载的角色,按平衡条件反推所需预应力的大小、矢高和每条板带的根数。算出预应力筋后要回代做截面应力校核,避免预压应力过大把混凝土受压区压坏;普通钢筋的用量由基础承载力和预应力度共同确定,板面构造钢筋的最小配筋率一般在0.1%上下。
梁板式筏基还有细部处理:按基底反力直线分布计算时,基础梁按连续梁分析,边跨跨中弯矩和第一内支座弯矩要乘1.2;筏板部分按双向板逐格计算,与边排柱下基础梁相连的板边按简支考虑,与中间基础梁相连的板边按固定考虑。
我们的判断是,预应力筏基的计算方法还没有把预应力竖向荷载效应、地基摩擦力和预应力对地基反力的影响一并考虑进去,项目上把这三项列为计算书的核对项。先按条件选算法,再用变形、稳定性验算和截面应力校核让结果彼此印证。
一个案例:会展中心筏板
某会展中心项目,建筑面积83317㎡,地下1层、地上2层,基础筏板平面尺寸186m×144m。项目采用预应力筏板基础,筏板厚400/500mm、基础梁截面400mm×1000mm;同一项目的普通筏板对比方案是筏板600/650mm、肋梁500mm×1500mm。两个方案比下来,采用预应力筏板的基础挖深减少0.5米,混凝土用量减少约30%,普通钢筋用量大约减少35%,增加预应力部分造价200元/㎡,总造价节省120余万元,缩短工期35天。
这类大柱网、大荷载的筏板,内力算法和板厚验算必须先做实。上面的差异来自预应力筏板与普通筏板两个方案的对比,算法选对是做出这个对比的前提;算法选错,板厚只能保守取,减薄和节省的空间就没了。
参考依据
- 《高层建筑筏板与箱形基础技术规范》:筏基内力在不满足简化计算条件时,可按弹性地基梁板法一类理论方法分析。
- 某会展中心项目:预应力筏板基础与普通筏板方案做过结构尺寸和用量的对比。
相关产品和资料
- 泰库 · 高效空间预应力结构系统:用于冷链库房、工业厂房、地下车库等项目的结构方案比选,把上部结构和基础放在同一组柱网、荷载条件下比较。
- 地下车库顶板与普通楼层预应力楼盖:讲地下车库顶板和普通楼层预应力楼盖的方案比较,筏板与楼盖、覆土、挖深一起看。
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常见问题
Q1 相邻柱荷载变化不超过20%,这个20%怎么比?
比较的是相邻柱之间的关系,柱荷载和柱距分别看变化幅度;全楼平均值代替不了这个比较。具体到项目,按设计采用的荷载组合逐柱核对,个别柱偏大也要算进去。
Q2 条件不满足,是不是一定要上有限元?
不一定。简化条件不成立时,内力本来就可以改走弹性地基梁板法。只有项目规模大、边界条件复杂时,才需要进一步用有限元这类数值方法。
把柱网、逐柱荷载和地勘参数发过来,BICP银泰建构的工程师可以帮你判断算法怎么选、板厚大概落在什么区间。
