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CECS88:97《钢筋混凝土承台设计规程》.pdf简介:
CECS88:97《钢筋混凝土承台设计规程》是中国工程建设标准化协会制定的一部关于钢筋混凝土承台设计的技术标准。这份规程主要针对钢筋混凝土结构中的承台设计提出了详细的规定和指导,包括了承台的尺寸、配筋、材料选择、构造要求、承载力计算、抗震设计、施工方法等方面的内容。
该规程适用于各类建筑物中,如住宅、商业、工业建筑等,对钢筋混凝土承台的强度、刚度、稳定性以及耐久性等性能有明确的规范,旨在保证承台的结构安全,提高建筑物的整体性能。它对于承台的设计者、施工者、检验者以及相关领域的工程师来说,具有重要的参考价值。
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钢筋混凝土承台设计规程
目次1总则(46)3基本规定·(47)3.2设计原则(47)3.3承台选型和桩位布置(48)3.4单桩竖向力的计算(48)4承载能力极限状态计算。(49)4.1正截面受弯承载力计算(49)4.2受冲切承载力计算(50)4.3斜截面受剪承载力计算(52)4.4局部受压承载力计算(53)5构造规定·(55)5.1承台尺寸(55)5.2配筋构造(55)5.3柱与承台的连接(56)
1.0.1承台是上部结构与基桩的联接部分,由于其传力机制特 殊,结构性能复杂,加上研究不够,认识不足,国内外有关规范及手 册对承台设计的规定和陈述,不但内容不够完整,而且有些规定不 其合理,这种状况无法适应工程设计的需要。随着在全国各地高层 建贫、重型广房等的不断兴建,承台的应用日益普遍,有必要制定 一本承台的实用性规程。本规程的制定是对国内外规范及手册中 有关承台设计的规定的充实、提高,也是对我国在钢筋混凝土承台 方面的工程设计经验和研究成果的总结。 1.0.2根据承台与地面的相对位置可分为低桩承台和高桩承台, 低桩承台的底面位于地面以下,高桩承台的底面则位于地面以上。 在一般的工业与民用建筑中,几乎都采用低桩承台。本规程不涉及 高桩承台的设
3.2.2为厂与现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ10一89 协调,并考虑到工程人员的设计习惯,本规程关于承台的承载能力 极限状态计算仍是对可能发生的各种不同的破坏形态(弯曲、剪 切、冲切、局部受压等)分别进行计算的。实际的承台结构是三维块 体,破坏形态比较复杂,有时儿种破坏特点同时出现,很难明确区 分。· 建筑桩基安全等级列为一级的建筑物类型为如下两类: 1重要的工业与民用建筑; 2对桩基变形有特殊要求的工业建筑。 对于20层以上的建筑物应列入重要建筑,有纪念意义的或供 群众性集会的民用建筑,经济意义重大的工业建筑也应列入重要 建筑。 对桩基变形有特殊要求的工业建筑,如化工、炼油广中的与高 压、易燃、易爆管道相连的装置,其基础的绝对沉降和差异沉降限 制都很严,这是由于这类装置与管道刚性相联,基础的较大绝对沉 降和差异沉降都可能导致相联接头受损,引起泄气、漏液,从而引 起燃烧、爆炸,后果严重。此外,某些容器对液面的倾斜限制较严 不能超过1%,否则将影响正常使用。因此,凡对于桩基变形有特 殊要求的厂房、构筑物均应列入一级建筑物类型范围进行设计。 3.2:4承台的抗弯刚度较大,挠曲变形一般均能满足。试验研究 中观察到的承台破坏形态大多为剪切或冲切型T/CAGHP 032-2018标准下载,对承台的裂缝宽 度目前还缺乏实测资料,根据经验,这类承台在正常使用条件下裂 缝宽度不会过大。因此,本规程未对承台正常使用极限状态的计算
作具体规定。 3.2.5承台的承载力对桩位的变化十分敏感,例如,当沉桩完毕 后的实际桩位与设计桩位有偏差时,由于剪跨或冲跨发生了变化 计算的受剪切或受冲切承载力会与实际情况存在差异,有时差异 还很大。因此,应情对承台的承载力重新计算,但由于施工条件 的复杂性和设计情况的多样性,尚难作统一规定。
3.3承台选型和桩位布置
3.3.4承台边缘至桩中心的最小距离和桩边缘承台挑出部分的 最小尺寸,是根据桩的传力要求、桩与承台的连接、桩位施工误差 及承台内纵筋锚固长度要求等因素综合决定的。根据《地基基础工 程施工及验收规范(GBJ202一83)》的规定,沉桩完毕后边桩轴线 允许最大偏差为0.5倍桩径(桩边长)或150mm,则边桩外缘至承 台边缘的最小距离不应小于0.5倍桩径(桩边长)或150mm的较 大值。但对于大直径(如直径在1m以上)挖孔灌注桩,或边桩外缘 至承台边缘的距离按0.5倍桩径取值就嫌过大月无必要。表 3.3.4是参考了国内的工程经验和国内外有关规范的规定制定 的。
3.4单桩竖向力的计算
3.4.2考虑到假定与实际情况可能存在的差异,计算承台在边桩 和角桩上的受冲切承载力时,对算得的单桩竖向力设计值乘以扩 大系数。根据国内一些设计单位的做法,将扩大系数定为1.1。
两种机构分别求得单位长度塑性铰线上的弯矩为
mi de) 元 元 4lsin sin n n NS m2= 4l sin? 元 n
式中1为承台中心至边缘的距离,按机构1计算有时偏于不 安全,按机构2计算则可能偏于保守,对两种情况的计算结果进行 折衷,取:
m+m21 M= 2
4.2 受冲切承载力计算
4.2.1从试验中观察到,承台的冲切破坏形态强烈地受到柱、桩 尺寸和位置的影响,冲切破坏锥体并非简单的儿何形状。从实用的 角度出发,并与规范GBJ1089协调,本规程采用四棱截锥体计 算,其侧面通过柱边和桩边内侧连线,且侧面坡度≤45°,能反 映实际冲切破坏的主要特点,且实用性较广。 《混凝土结构设计规范》GBJ10一89给出的受冲切承载力计算 公式适用于a≥h。且a≥h。的情况,轴对称圆板和四桩承台的试 验结果表明,当冲跨αx或a小于h。时,仍会发生冲切破坏。本条 给出的计算公式,在=a=h。时,其计算结果与GBJ10一89规 范给出的不配置抗冲切钢筋的受冲切承载力相同;在a 相对较宽时,就有发生冲切破坏的可能,此时应视具体情况计算承 台受柱、柑冲切的承载力。 本条未对杯形承台杯底的受冲切承载力计算作出规定,以往 的工程作法,一般只对吊装阶段进行计算,冲切力是取柱自重设计 直乘以1.5。但实际工程中确实存在因灌缝质量不好或根本不灌 缝而造成杯底冲切破坏的事故,因此必须确保灌缝质量,否则应对 杯底的受冲切承载力进行合理计算。 4.2.4对柱下平板式无桩筏形基础,行业标准《高层建筑箱形与 筏形基础技术规范》中,根据国外资料和规范给出考虑了柱根处节 点不平衡弯矩影响的受冲切承载力计算公式,其构造要求也相互 配套。但对板下设桩的柱下平板式筏形承台,自前尚无试验资料, 且当前各设计单位计算受冲切承载力时均未考感柱根处节点不平 衡弯矩的影响,也未出现问题,鉴于上述情况,故本规程规定计算 柱下平板式筏形承台受柱冲切的承载力时暂不考弯矩的影响。 4.2.5.承台在边桩上的冲切破坏锥体是仿照柱下冲切破坏锥体 的形式而取的,承载力计算公式则是依据承台在角桩上的冲切试 验资料。 矩形承台在角桩上的冲切破坏锥体取假想的棱锥体,破坏锥 通过柱边或承台变阶处和相对应的桩边,反映了实际破坏的主要 特点。 对于变高度的锥形承台,情况则较为复杂,过承台底桩边直线 作某一固定角度的冲切破坏面,则截锥体与承台顶面的交线并非 与承台顶面的各边相垂直;如固定冲跨值,则冲切破坏锥体侧面与 承台顶面交线上各点的高度亦非一常数,故冲跨比也是可变的,为 便于计算,本条中规定采用式(4.2.5一1)~(4.2.5一3)计算,其中 计算承载力与计算冲跨比时承台的有效高度均取承台外边缘处的 数值,这是偏于安全的。 4.2.7承台在柱下冲切破坏承载力计算公式中的冲切承载力系 当ax/h。和α/h。均等于1时,应有αx一α,二0.6,使本规程的计算 公式与GBJ10一89规范协调。对前苏联规范和设计手册的冲切承 载力系数及它们所依据的试验资料进行了分析,建议当入≤0.2 时,取入0.2计算,以限制小冲跨比对承载力提高的程度。 根据国内外板在角柱和角桩上的冲切试验资料,角桩上冲切 承载力计算公式中的冲切承载力系数取值应低于柱下冲切的情 况。边桩上的冲切因无试验资料,假定这种情况下的冲切承载力系 数与角桩相同,这样做是偏于安全的。 4.2.8为了避免因采用不同形状(如圆形和方形)的柱或桩而造 成计算结果出现难以预计的差异,本规程未直接对圆形截面的柱 或桩给出承载力计算方法。当工程中采用圆形截面的桩或柱时,应 先换算成方形截面再运用本规程的计算方法。 根据平板在圆柱和方柱下的冲切承载力塑性解,圆柱的直径 d和方柱的边长6存在换算关系6二(元/4)d~0.79d,根据国外试 验资料则有d~~1.26,即6~0.83d。综合以上结果,本规程取6= 0.8d。 4.3斜截面受剪承载力计算 4.3.1剪跨比对承台的受剪承载力有明显的影响,剪跨比越小承 载力越高,美国CRSI手册和前苏联的基础设计手册给出的承台 受剪承载力计算公式中都反映了这个特点。国内外对承台的受剪 承载力试验也证明这个特点是正确的。 我国的《混凝土结构设计规范》GBJ10一89对以集中荷载作用 为主的矩形梁的受剪承载力公式也反映了剪跨比的影响,但这个 公式只适用于1.4≤入≤3.0的情况,而实际的承台往往剪跨比较 小,因此本规程建议了对入之1.4时也能适用的受剪承载力公式。 建议的公式与《混凝土结构设计规范》的公式形式相似,数值在入 一1.4处能基本衔接,且与试验结果符合较好 4.3.2从试验中观察到QB∕T 2564.1-2002 螺钉旋具 命名与术语,承台也会发生类似于梁中的斜截 破坏。有所不同的是,由于承台所连接的柱和桩的宽度并不是贯穿 整个承台的宽度,剪切破坏面并不是一个简单的平面。本规程对承 台受剪承载力采用的是假想的破坏面,但能反映出承台剪切破坏 的主要特征。 4.4局部受压承载力让算 4.4.5对矩形承台,在角桩上局部受压计算底面积仍按 对非矩形承台,在角桩上局部受压计算底面积根据“同心 尔”原则可有多种作法,为便于设计,本规程明确给定其取法。 吉果证明,本规程的取法是偏于安全的 4.4.6对局部受压面积为圆形的情况《雷电灾害调查技术规范 QX/T 103-2009》,按*同心、对称”的原不 4.4.6对局部受压面积为圆形的情况,按*同心、对称”的原不 难确定局部受压承载力计算所采用的计算底面积,但这样计算得 到的承载力安全性如何并未完全得到试验证实。 以三桩三角形承台为例,对两边夹角为30°的角,若采用圆 桩则算得的局部受压承载力将高于采用等面积的方桩时的实测结 果,截面形式的变化是否对局部受压承载力有明显影响还需试验 证明。为避免因桩截面形式的变化引起计算结果的差异,本规程规 定对局部受压面积为圆形的情况,律换算成方形后再进行计算,