(1)基礎(chǔ)的承載力設(shè)計(jì)日光溫室的全部荷載都由它下面的土層來(lái)承擔(dān),這部分土層稱(chēng)為地基,而介于日光溫室上部結(jié)構(gòu)與地基之間的部分則稱(chēng)為基礎(chǔ)。基礎(chǔ)和地基是日光溫室的根基,是保證日光溫室結(jié)構(gòu)安全性和滿足使用要求的關(guān)鍵之一。
①基礎(chǔ)類(lèi)型選擇。建筑基礎(chǔ)根據(jù)埋置深度和所利用的土層可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)兩類(lèi)。淺基礎(chǔ)埋置深度小于或相當(dāng)于基礎(chǔ)底面寬度,一般不大于5m;深基礎(chǔ)埋置深度大于基礎(chǔ)底面寬度,一般大于5m。根據(jù)受力特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式,基礎(chǔ)又可分為獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)等多種。因?yàn)槿展鉁厥覟檩p型結(jié)構(gòu),因此常用無(wú)筋剛性柱下獨(dú)立淺基礎(chǔ)和墻下條形淺基礎(chǔ)。
②基礎(chǔ)埋置深度的選擇。我國(guó)北方地區(qū)通常存在冬季土壤凍結(jié)、夏季土壤消融的現(xiàn)象。當(dāng)土壤顆粒細(xì)且含水量高時(shí),冬季凍結(jié)會(huì)發(fā)生膨脹和隆起的凍脹現(xiàn)象;夏季解凍會(huì)出現(xiàn)軟化而地基土下陷的融陷現(xiàn)象。土壤的凍脹和融陷易導(dǎo)致基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂,因此基礎(chǔ)底面應(yīng)盡量埋置在土壤凍深以下。特別是我國(guó)華北、西北、東北等地區(qū)的土壤凍深達(dá)0.5~3.0m,不同地區(qū)有不同的土壤凍深,因此要根據(jù)各地凍深確定基礎(chǔ)深度。
③基礎(chǔ)底面尺寸設(shè)計(jì)。在選定基礎(chǔ)類(lèi)型和埋置深度后,可根據(jù)地基承載力計(jì)算基礎(chǔ)底面尺寸。但由于荷載作用在地基上力的均勻程度不同,分為軸心荷載和偏心荷載作用.因此需要分別設(shè)計(jì)。
軸心荷載作用下的基礎(chǔ)底面尺寸設(shè)計(jì):在軸心荷載作用下,基礎(chǔ)底面尺寸應(yīng)保證地基持力層所承受的基底壓力不大于修正后的地基承載力特征值,可按下式計(jì)算:
A=(F+G)/P
式中,A為基礎(chǔ)底面面積;F為相當(dāng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值;G,為基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上土體的重力,對(duì)一般的實(shí)體基礎(chǔ),可近似取G=20dA,當(dāng)有地下水的浮托作用時(shí),應(yīng)減去水的浮托力:Gx=20dA-10hwA,(d為基礎(chǔ)的平均埋置深度,h為地下水位高于基礎(chǔ)底面的差);P為基礎(chǔ)底部平均壓力(kPa)。可以推導(dǎo)得出軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積計(jì)算公式:
柱下獨(dú)立基礎(chǔ)在軸心荷載作用下一般采用方形基礎(chǔ)底面,其邊長(zhǎng)的計(jì)算公式為:6>/F/(f-20d+10h)。墻下條形基礎(chǔ)的上部荷載一般按單位長(zhǎng)度1m計(jì)算,基礎(chǔ)底面的尺寸也按單位長(zhǎng)度1m計(jì)算,其寬度為:6>F/(f-20d+10hw)。
上面計(jì)算中,應(yīng)首先對(duì)地基承載力特征值進(jìn)行深度修正,當(dāng)計(jì)算的基礎(chǔ)底面寬度大于3m時(shí)還要進(jìn)行寬度修正,此時(shí)應(yīng)根據(jù)修正過(guò)的地基承載力特征值重新計(jì)算基礎(chǔ)底面寬度。另外,工程中一般的基礎(chǔ)底面尺寸應(yīng)取100 mm 的倍數(shù)。
偏心荷載作用下的基礎(chǔ)底面尺寸設(shè)計(jì):偏心荷載作用下基底壓力分布不均,偏心基礎(chǔ)底面尺寸確定除按上式驗(yàn)算基底平均壓力外,一般還要對(duì)地基承載力特征值進(jìn)行深度修正;將按照軸心荷載作用計(jì)算出的基礎(chǔ)底面面積放大10%~40%,作為偏心基礎(chǔ)底面積初估值;選取一定的長(zhǎng)短邊比例,一般不超過(guò)2,確定矩形底面的兩個(gè)邊長(zhǎng);需要進(jìn)行地基承載力寬度修正時(shí),則修正后需重新計(jì)算底面積和邊長(zhǎng);按下列公式驗(yàn)算基底最大壓力,若不滿足,則調(diào)整邊長(zhǎng)。
Pmax<1.2f
式中,Pmax為地基所承擔(dān)的基礎(chǔ)底面最大壓力。
偏心基礎(chǔ)一般設(shè)計(jì)成矩形底面,一般要求偏心距e>b/6,這樣可以保證基礎(chǔ)底面不會(huì)出現(xiàn)0壓力區(qū),也保證基礎(chǔ)不會(huì)過(guò)分傾斜。此時(shí),基底最大壓力可按下式計(jì)算:
式中,M為相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),基礎(chǔ)所有荷載對(duì)基底形心的合力矩;e為偏心距,e-M/(F+G)為偏心基礎(chǔ)長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng),一般與力矩作用方向平行;6為偏心基礎(chǔ)短邊的邊長(zhǎng)。
④基礎(chǔ)剖面設(shè)計(jì)。無(wú)筋剛性柱下獨(dú)立淺基礎(chǔ)和墻下條形淺基礎(chǔ)的抗拉和抗彎強(qiáng)度都較低,一般通過(guò)材料的強(qiáng)度等級(jí)選擇和臺(tái)階的寬高比來(lái)控制基礎(chǔ)內(nèi)的剪應(yīng)力和拉應(yīng)力,圖2-2所示的無(wú)筋剛性柱下獨(dú)立淺基礎(chǔ)和墻下條形淺基礎(chǔ)的構(gòu)造中,要求每個(gè)臺(tái)階的寬、高比(b2:h)都不大于所無(wú)筋剛性柱下獨(dú)立淺基礎(chǔ) 墻下條形淺基礎(chǔ)斷面構(gòu)造列材料的寬、高比允許值。面強(qiáng)度計(jì)算。
無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)臺(tái)階寬、高比允許值
基礎(chǔ)材料 質(zhì)量要求 臺(tái)階寬、高比允許值
pk<100kPa100<pr<200 kPa 200< pk<300 kPa
混凝土 C15 混凝土 】:】 1:1 1:1.25
毛石混凝土 C15 混凝土 1:1 1 :1.25 】:1.5
磚 磚不低于MU10,砂漿不低于 M5 1:1.5 1:1.5 1:1.5
毛石 砂漿不低于 M5 1:1.25 1:1.5
灰土 3:7灰土和2:8灰土 1: 1.25 付影1:1.5
三合土 (】:3:6)] 石灰:砂:骨料[(1:2:4)~ 】: 1.5 1:2
注:1混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k-15 N/mm?的混凝土,其強(qiáng)度等級(jí)表示為C15;2MU10表示砌塊抗壓強(qiáng)度平均值不小于10MPa;3M5砂漿是砌筑砂漿的一種,按種類(lèi)劃分,砌筑砂漿分為水泥砂漿和水泥混合砂漿,如果按砂漿的強(qiáng)度等級(jí)劃分,砌筑砂漿一般采用 M20、M15、M10、M7.5、M5、M2.5 六個(gè)等級(jí).
為了節(jié)省材料,無(wú)筋剛性柱下獨(dú)立淺基礎(chǔ)和墻下條形淺基礎(chǔ)一般設(shè)計(jì)成階梯形,每個(gè)臺(tái)階除了滿足寬、高比的要求,還應(yīng)符合相關(guān)要求。如磚基礎(chǔ)(俗稱(chēng)大放腳)各部分尺寸應(yīng)符合磚的模數(shù),砌筑方式有兩皮一收(每?jī)善ごu120mm收一次60mm)和二一間隔收(先砌兩皮磚120mm收進(jìn)一次60mm,再砌一皮磚60mm收進(jìn)一次60mm,如此
反復(fù))兩種。毛石基礎(chǔ)砌筑方式為每階伸出寬度小于200mm,高度為400~600mm,兩層毛石錯(cuò)縫而砌;混凝土基礎(chǔ)為每階高度不宜小于200mm;毛石混凝土基礎(chǔ)為每階高度不宜小于 300mm。