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地基变形验算

发布于：2023-01-30 11:39:30 来自：建筑结构/地基基础 [复制转发]

1.变形验算的必要性

前面已完成 地基承载力验算 （可点击查看），虽然已可以保证建筑物在防止地基剪切破坏方面具有足够的安全度，但却不一定能保证地基变形满足要求。如果地基变形超出允许的范围，就必须降低地基承载力特征值，以保证建筑物的正常使用和安全可靠。

那么哪些建筑需要地基变形验算？《建筑地基基础设计规范》规定：

（1）设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；

（2）设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算：

a.地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑；

b.在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；

c.软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；

d.相邻建筑距离近，可能发生倾斜时；

e.地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。

（3）下表所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算。

表可不作地基变形验算的设计等级为丙级的建筑物范围↓

地基主要受力层情况	地基承载力特征值 f_ak(kPa)			80≤f_ak <100	100≤f_ak <130	130≤f_ak <160	160≤f_ak <200		200≤f_ak <300
	各土层坡度(%)			≤5	≤10	≤10	≤10		≤10
建筑类型	砌体承重结构、框架结构（层数）			≤5	≤5	≤6	≤6		≤7
	单层排架结构( 6m柱距)	单跨	吊车额定起重量(t)	10～15	15～20	20～30	30～50		50～100
			厂房跨度 (m)	≤18	≤24	≤30	≤30		≤30
		多跨	吊车额定起重量(t)	5～10	10～15	15～20	20～30		30～75
			厂房跨度(m)	≤18	≤24	≤30	≤30		≤30
	烟囱		高度(m)	≤40	≤50	≤75			≤100
	水塔		高度(m)	≤20	≤30	≤30			≤30
			容积(m³)	50～100	100～200	200～300		300～500	500～1000

注：1 地基主要受力层系指条形基础底面下深度为3b(b为基础底面宽度)，独立基础下为1.5 b,且厚度均不小于5m的范围（二层以下一般的民用建筑除外）；

2 地基主要受力层中如有承载力特征值小于130kPa的土层时，表中砌体承重结构的设计，应符合本规范第7章的有关要求；

3 表中砌体承重结构和框架结构均指民用建筑，对于工业建筑可按厂房高度、荷载情况折合成与其相当的民用建筑层数；

4 表中吊车额定起重量、烟囱高度和水塔容积的数值系指最大值。

2.变形特征

由于不同建筑物的结构类型、整体刚度、使用要求的差异，对地基变形的敏感程度、危害、变形要求也不同。因此，反映出对建筑物不利的地基变形的形式也不同，称为变形特征。变形特征一般分为四种：

1）沉降量——指独立基础中心点的沉降值或整幢建筑物基础的平均沉降值；

2）沉降差——相邻两个柱基的沉降量之差；

3）倾斜——基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；

4）局部倾斜——砌体承重结构沿纵向6～10m内基础两点的沉降差与其距离的

比值。

3.地基变形验算

《建筑地基基础规范》按不同建筑物的地基变形特征，要求建筑物的地基计算值，不应大于地基变形允许值，即：

s＜

式中：

s—地基变形计算值，计算时注意传至基础顶面的荷载是正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合（不计入风荷载和地震作用）；

~~—地基变形允许值，按下表选用。~~

表建筑物的地基变形允许值↓

注：1  本表数值为建筑物地基实际最终变形允许值；

2  有括号者仅适用于中压缩性土；

3 l为相邻柱基的中心距离(mm)；H_g为自室外地面起算的建筑物高度(m)；

4  倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；

5  局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6～10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

如果建筑物均匀下沉，那么即使沉降量较大，也不会对结构本身造成损坏，但可能会影响到建筑物的正常使用，或使邻近建筑物倾斜，或导致与建筑物有联系的其他设施的损坏。

砌休承重结构对地基的不均匀沉降是很敏感的，其损坏主要是由于墙体挠曲引起局部出现斜裂缝，故砌体承重结构的地基变形由局部倾斜控制。

框架结构和单层排架结构主要由相邻柱基的沉降差使构件受剪扭曲而损坏，因此其地基变形由沉降差控制。

高耸结构和高层建筑的重心高，基础倾斜使重心侧向移动引起的偏心矩荷载，不仅使基底边缘压力增加而影响倾覆稳定性，还会产生附加弯矩，因此其地基变形应由建筑物的整体倾斜控制，必要时应控制平均沉降量。

高层建筑横向整体倾斜允许值主要取决于人们视觉的敏感程度，倾斜值到达明显可见的程度时大致为1／250（0.004），而结构损坏则大致当倾斜达到l／150时开始。

在必要情况下，需要分别预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，选择连接方法和施工顺序。

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