基础抗浮计算(二)独立基础+防水板

   防水板下一般都设置软垫层，这也是防水板和普通筏板最显著的区别。防水板只承担本身自重、覆土重、附加面荷载及水浮力，不承担任何上部结构的荷载，且无需验算地基承载力。

   程序假定底层柱、墙、独立基础作为板的固定支座，采用“倒楼盖 模型”计算防水板的内力和挠度。

  防水板计算：防水板可以简化成四角支承在独立基础上的双向板，详见下图：

   独立基础计算：作为防水板支座的独立基础，独立基础周边有防水板传递的线性分布的等效线荷载Q及等效线弯矩M。根据矢量叠加原理，进行在普通均布荷载P及周边线荷载（ M, Q）共同作用下的独立基础计算，计算简图如下：

   防水板下应采取设置褥垫层，确保防水板不承担或承担最少量的地基反力，详见下图：

以荷载组合1.3 恒 +1.5活-1.35浮（高水）为例，计算如下：

独基考虑防水板影响的弯矩（上部荷载作用）：  

1.3恒+1.5活作用下的弯矩：1167KN.m

防水板恒载（自重及板上恒荷载）作用下的弯矩：

左：(-34-39-37-37-40-35)/6=-37 KN.m/m

右：(-35-40-38-38-41-36)/6=-38KN.m/m

平均：（-37-38）*3/2=-112.5KN.m

防水板活荷载作用下的弯矩为0

水浮力传给独基周边的弯矩：

左：（174+202+190+190+203+178）/6=189.5KN.m/m

右：(179+207+194+195+208+183)/6=194KN.m/m

平均：（189.5+194）*3/2=575.25KN.m

独基考虑防水板影响的弯矩为：

1167-1.3x112.5+1.35x575.2=1797.3 KN.m

整体按防水板板元计算弯矩：

防水板恒载作用下的弯矩：

水浮力作用下的弯矩：

   防水板板元恒载最大弯矩为-124 KN.m/m，水浮力最大弯矩为606 KN.m/m，独基内弯矩：-1.3*124*3+1.35*606*3=1970.7 KN.m

  独立基础+防水板的弯矩取值：独基考虑防水板影响的弯矩与整体按防水板板元计算弯矩进行包络取大。

1.3恒+1.5活-1.35浮（高）作用下弯矩：

   独基考虑防水板影响的弯矩为1797.3 KN.m，整体按防水板板元计算弯矩1970.6 KN.m，两者取大1970.6 KN.m，与软件计算结果相符。

   减小水浮力，使1.35浮产生的弯矩小于1.3 恒 +1.5活产生的弯矩，以x向弯矩为例：

独基考虑防水板影响的弯矩（上部荷载作用）：

1.3恒+1.5活作用下的弯矩：1167KN.m

防水板恒荷载（自重及板上恒荷载）作用下的弯矩：

左：(-34-39-37-37-40-35)/6=-37KN.m/m

右：(-35-40-38-38-41-36)/6=-38KN.m/m

平均：（-37-38）*3/2=-112.5KN.m

防水板活荷载作用下的弯矩为0

水浮力传给独基周边的弯矩：

左：（98+114+107+107+114+100）/6=106.7KN.m/m

右：(101+116+109+110+117+103)/6=109.3KN.m/m

平均：（106.7+109.3）*3/2=324KN.m

独基考虑防水板影响的弯矩：

1167-1.3x112.5+1.35x324=1458KN.m

整体按防水板板元计算弯矩：

防水板恒载作用下的弯矩：

水浮力作用下的弯矩：

   独基内的防水板板元恒载最大弯矩为-124 KN.m/m，水浮力最大弯矩为342 KN.m/m，独基内弯矩：-1.3*124*3+1.35*342*3=901.5 KN.m

 1.3恒+1.5活-1.35浮（高）作用下弯矩为1458KN.m

   独基考虑防水板影响的弯矩为1458 KN.m，整体按防水板板元计算弯矩901.5 KN.m，两者取大1458KN.m，与软件计算结果相符。

防水板传给独立周边的等效线荷载产生的弯矩软件未考虑：

   独立基础在上部荷载N作用下不管有水没水基底压力是不变的，所以软件默认在上部荷载（ 1.3恒+1.5活）作用下弯矩是不变的，从以上例子可以看出水浮力减小后组合1.3恒+1.5活作用下的弯矩与水浮力减小前无变化。

  无水时基底压力由地基反力P1承担，有水时基底压力由地基反力P2、独基范围水浮力P3、防水板传给独基周边的水浮力Q来共同承担，水浮力Q为独基边缘集中荷载，其产生的弯矩效应大于其等效均布基底反力产生的弯矩效应，软件未考虑。

  结论：

   有高水参与的组合按包络取值，原因详见“基础抗浮验算的荷载组合(一)筏板基础”。

   独立基础+防水板软件考虑防水板的影响，计算弯矩为上部荷载产生的弯矩与防水板传给独基周边弯矩的叠加，但是未考虑防水板传给独基周边剪力产生的弯矩。

   水浮力不大时，独基弯矩由考虑防水板影响的上部荷载控制，水浮力较大时会由整体防水板有限元计算的弯矩控制。

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