大放脚基础的刚性角和宽高比怎么考虑?

作者:王虹 www.yuediqu.com    2025-05-20
~ 在建筑学中,大放脚基础的刚性角和宽高比是设计时考虑的关键因素。由于地基土通常较软,因此通过增大基础底面积来减小压强,实现基础稳固。类比于人踩在地面保持稳定,基础底面积的增大起到了类似“大脚”作用,确保建筑物的稳固。

拓展基础,如阶梯形或锥形基础,是通过一点一点往外扩展形成的。这种设计既能提升基础的稳定性,也可在需要时配备钢筋,以增强其抗压性能。在计划经济时代,由于钢筋的稀缺,许多多层砌体房屋采用了无筋拓展基础。

基础的主要功能是将上部结构的力均匀扩散至地基土中。在受力分析时,基础可以被视作倒置的悬臂梁,上部承重墙作为支座,悬臂梁承受均匀的地基土压力。在进行设计时,根据悬臂梁的变截面特性,需考虑截面的抗弯和抗剪承载力。然而,由于悬臂梁的高跨比小,地基土压力通常较小,因此在台阶宽高比不超过一定限制的情况下,通常无需进行内力分析和截面强度计算。

规范指出,为了确保基础的刚度并控制砖砌体的拉应力和剪应力,应使台阶宽高比保持在较小值,即基础放坡应较为陡峭。这样能够有效避免超出刚性角范围的部分破坏,确保基础的稳定性。刚性角的定义为宽高比,其值决定了基础放坡的陡峭程度。例如,砖的基础刚性角约为34度,对应的宽高比为1/1.5;而素混凝土的基础刚性角则约为45度,对应的宽高比为1/1。

无筋基础通常采用砖砌筑,其材料的抗拉和抗剪强度较低,因此需要通过增大截面刚度来确保稳定性,这类基础被称为刚性基础。相比之下,配有钢筋的基础底板可以更长地挑出,而不会因拉力而开裂。设计时需考虑基础的刚性角和宽高比,确保其满足规范要求,同时避免基础过陡导致的不经济性或基础过浅导致的安全性问题。

无筋砖砌基础的刚性角约为34度,若放坡超过此值,则基础底面容易拉裂,因此设计时应适当增加放坡的陡峭度。然而,放坡不宜过于陡峭,以免基础底面积减小导致压强过大,影响地基承载力。在实际设计中,选择接近刚性角的陡峭度是较为合理的选择。

砖砌大放脚设计有等高式(二皮一收)和间隔式(二一间隔收)两种方式,每种方式都有其适用场景。一皮一收可能导致刚性角过大,增加砖基础开裂的风险;三皮一收则可能使基础过于陡峭,不经济。二皮一收设计兼顾了经济性和安全性,是较为常见和合理的选择。

无筋拓展基础可以采用全砖砌筑,也可在上部采用砖砌、下部采用混凝土(或毛石、混凝土)的方式,其设计原理相似。在进行设计时,应分别对不同材料进行验算,确保整体结构的安全与稳定。在实际应用中,注意区分基础的下部垫层,其主要功能是找平,避免与素混凝土基础混淆。

综上所述,大放脚基础的设计需综合考虑刚性角、宽高比、基础类型、材料特性和受力分析等多方面因素,以确保建筑物的稳固性和经济性。在实际设计过程中,应遵循规范要求,合理选择设计参数,以实现安全、经济、有效的基础结构设计。


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