大放脚基础的刚性角和宽高比怎么考虑?

大放脚基础的刚性角和宽高比怎么考虑?

★由于地基土一般是软的,所以要把基础底面积做大,从而减小压强。房子的基础相当于人的脚,脚掌的面积比大腿的面积大很多,所以人踩在土里面不会马上陷下去,同时保持稳定。大放脚就是放坡形成的一张大脚,这个名词非常形象,如图1.

★凡是一点一点往外扩展形成的基础,就叫做拓展基础——从形状看就是阶梯形基础或者锥形基础,如图2.其中,a图是一级一级往外拓展,b图是平缓放坡。

★拓展基础可以配钢筋,也可以不配钢筋。在计划经济时代,由于钢筋非常稀缺,盖的房子一般都是砖房,所以一般的多层砌体房屋通常采用无筋拓展基础。

★基础的作用是把上部结构传来的力扩散到地基土中去,受力分析时,可以把基础当成倒过来的悬臂梁:地上部分的承重墙当成是悬臂梁的支座,悬臂梁受到均匀的地基土压力。如图3

★由于悬臂梁是变截面的,需要验算1-1,2-2,3-3截面的抗弯和抗剪承载力。但是由于悬臂梁截面很高、而且挑出长度很小(台阶的宽高比相当于悬臂梁的跨高比),而且地基土反力一般很小,所以验算一般是满足的。所以规范说:不超过台阶宽高比的基础,不需要进行内力分析和截面强度计算。如图4,截面3-3的宽高比是60÷120=0.5,小于0.67(1/1.5=0.67),满足规范要求;截面2-2的宽高比是120÷240=0.5,小于0.67,满足规范要求;截面1-1的宽高比是180÷360=0.5,小于0.67,满足规范要求;每个台阶的宽高比均满足要求,因此这样的设计是合理的。

★所以规范的意思是台阶宽高比要做小一点,也就是基础放坡要陡一点,也就是悬臂梁的跨高比要小,这样基础的刚度才会大,才可以控制住砖砌体的拉应力和剪应力。如果坡度太缓,超出刚性角的部分就会破坏掉,不起作用。如图5、图6

★刚性角的正切值就是宽高比,刚性角越小和宽高比越小,两者是一个意思,只不过实际操作的时候用宽高比好操作一点。比如砖的刚性角是34度,对应的宽高比是1/1.5,素混凝土的刚性角是45度,对于的宽高比是1/1。

★无筋基础的材料抗拉强度和抗剪强度低,所以只能以量取胜,把截面做高一点,也就是截面刚度取大一点,所以无筋拓展基础又叫刚性基础。基础底面配了钢筋的拓展基础就不同,利用钢筋抗拉,基础底板可以挑出去很长,也不会被拉裂,。

★无筋砖砌基础的刚性角是34度,基础放坡超过34度,基础底面就容易拉裂,所以设计时要做陡一点,防止它拉裂。但是也不要做得太陡,太陡意味着基础底面积太小,压强就大,可能满足不了地基承载力,或者说为了满足地基承载力,就要把基础埋深做大,划不来。如图7,一个砖砌基础,假设地基承载力需要基础底面宽度为1.2m,如果按照34度来放坡,基础埋深可以做很浅;但是如果按照18度来放坡,基础埋深就要很深了,这样就浪费了,但是安全性肯定比34度的要高,但这样没必要。因此在实际设计值实际坡度比刚性角稍微陡一点点就可以了。

★砖砌大放脚有两种砌筑方式,一是等高式(二皮一收),二是间隔式(二一间隔收),为什么不搞成一皮一收或者三皮一收,这都是有根据的。例如,一皮一收会导致刚性角太大,砖基础开裂,三皮一收导致基础太陡,不经济。所以二一间隔收是最经济的、安全性次优的,而二皮一收安全性最佳,经济性次优。如图10-13所示

★无筋拓展基础可以全部用砖砌筑,也可以上部用砖,下部用混凝土(或毛石、混凝土),原理都是类似的。如果是基础的上部是砖(放脚放了一半),下部是素混凝土,两种材料要分开验算。如果全部是砖砌的,最下面会有个100厚的垫层,其作用是找平,要注意不要和素混凝土基础混淆了。

★最后是一下二皮一收和二一间隔收的砌筑示意图。