基础结构计算.docx

第四章 基础设计4.1 基础设计资料根据本设计中建筑物的规模、功能特点、上部结构型式、荷载大小和分布以及地基土层的分布、土的性质、地下水的情况等因素，确定本设计基础结构类型为现浇柱下独立基础，具体设计资料如下：基础结构类型：现浇柱下独立基础基础埋置深度：1.5米4.2 工程地质条件：工程地质条件：(1)自然地表1米内为填土，填土下层3米厚为红粘土，再下为砾石层。红粘土允许承载力为180kN/m2，砾石层允许承载力为300kN/m2，地基为二类场地土。(2)地下水位：地表以下2米，水质对混凝土无侵蚀柱截面尺寸：500mm500mm m基础材料：采用C25混凝土,HRB335级钢筋，设混凝土垫层(C25)。 4.3基础计算4.3.1A柱下独立基础结构计算由框架结构计算结果可得：由A柱传给基础的轴向力NK=3682.49/1.3=2832.68kN、N=3682.49kN，力矩=51.162kNm、=66.51kNm，剪力VK=45.81kN、V=59.55kN4.3.1.1初步确定基础高度根据埋置深度和构造要求，初步确定H0=800mm4.3.1.2按中心荷载初步估计所需的基础底面尺寸A0计算修正后的地基承载力特征值fa，先不考虑宽度修正fa=fak+br(b-3)+drm(d-0.5)=180+1.420(1.5-0.5)=208kN/m2先按轴心受压基础试算基础面积，基础底面积: ANK/(fa-rd)= 2832.68/(208-201.5)=15.91m2考虑荷载偏心，将基底面积扩大1.11.5倍，即A0=（1.11.5）A=17.5m223.87m2取基底边长比b/l=1(b为荷载偏心方向边长)，可取基础底面积：A0=lb=l2=20.25m2 ,取l=4.5m,b=4.5m4.3.1.3验算荷载偏心距e基底处竖向力：=2832.68+204.54.51.5-1.0102=3420.18KN 基底处的力矩： MK=51.16+11.14(3.6-0.4)(0.6-0.12-0.2)+ 45.810.6 =88.23KNm 偏心距：1058.46 可以。4.3.1.4验算基底边缘最大压力pmax根据地基基础设计规范第5.2.1条规定，pmax1.2fa因短边小于3m，故仍取fa=208KN/m2(无需修正)，满足要求。可取基础底面积：A=bl=4.54.5=20.25m2,W=bl2/6=4.54.52/6=9.45m4.3.1.5基础底面边缘的最大和最小压应力pkmax1.2fa=1.2208=249.6KN/m2,根据地基基础设计规范第5.2.1条规定，满足要求。4.3.1.6基础受冲切承载力验算基础计算如图30所示：柱与基础交接处的冲切强度验算图24 A柱基础取保护层厚度为40mm，取阶梯形基础两级，每阶高度为400mm,即h0=800-40=760mm根据地基基础设计规范第8.2.7中的第2条规定求at、ab、at=400mm ab=400+2760=1920mmx1=(4500-1920)/2=1290mm、x3=465-335=130mm 地基净反力为：根据地基基础设计规范第8.2.7中的第2条规定Fl=pj,maxAl=51.110.369=18.86KN根据地基基础设计规范第8.2.7中的第2条规定: 满足要求 基础变阶处的冲切强度验算：取阶梯形基础两级，每阶高度为450mm,即h0=450-40=360mm根据地基基础设计规范第8.2.7中的第2条规定求at、ab ab=2450+2400=3250mmx1=(4500-3250)/2=625mm、x3=625-325=300mmFl=pj,maxAl=51.111.063=54.33KN根据地基基础设计规范第8.2.7中的第2条规定: 4.3.1.7基础底板配筋柱与基础交接处的冲切强度验算：a、 沿基础l方向计算-截面。 ， 通过几何方法求，见图图25 求解=103.68KN/m2 b、 沿基础b方向计算-截面，如图31。 基础变阶处的冲切强度验算：a、基础l方向计算-截面，如图26。， 通过几何方法求，见图。求解=102.1KN/m2 b、基础b方向计算-截面。 综合上述计算可知，A柱下独立基础底板配筋结果为：沿基础l方向计算的-截面应按柱与基础交接处截面进行配筋:As=1027mm2选配筋：1075 (As=1047mm2/m)沿基础b方向计算的-截面应按柱与基础交接处截面进行配筋:As=1324mm2选配筋：1275 (As=1508mm2/m)4.3.2B柱下独立基础结构计算由框架结构计算结果可得：由B柱传给基础的轴向力NK=1009.4/1.3=776.75kN、N=1009.4kN，力矩=128.9kNm、=167.57kNm，剪力VK=37.24kN、V=48.41kN。4.3.2.1初步确定基础高度根据埋置深度和构造要求，初步确定H0=600mm4.3.2.2按中心荷载初步估计所需的基础底面尺寸A0计算修正后的地基承载力特征值fa，先不考虑宽度修正fa=fak+br(b-3)+drm(d-0.5)=180+1.420(1.5-0.5)=208kN/m2先按轴心受压基础试算基础面积，基础底面积:ANK/(fa-rd)=776.75/(208-201.5)=4.66m2考虑荷载偏心，将基底面积扩大1.11.4倍，即A0=(1.11.4)A=4.8m26.1m2取基底边长比b/l=1.0(b为荷载偏心方向边长)，可取基础底面积：A0=lb=l2=5.76m2 ,取l=2.4m,b=2.4m 4.3.2.3验算荷载偏心距e基底处的竖向力：=776.75+202.42.41.5=950KN基底处的力矩： MK=128.9+37.240.6=151KNm偏心距 ，可以4.3.2.4验算基底边缘最大压力pmax根据地基基础设计规范第5.2.1条规定，pmax1.2fa，满足要求。故可取基础底面积：A=bl=2.42.4=5.76m2,W=bl2/6=2.42.42/6=1.92m4.3.2.5基础底面边缘的最大和最小压应力pKmax1.2fa=1.2208=249.6KN/m2,根据地基基础设计规范第5.2.1条规定，满足要求。4.3.2.6基础受冲切承载力验算基础计算如图26所示：图26柱与基础交接处的冲切强度验算：取保护层厚度为40mm，取阶梯形基础两级，每阶高度为300mm,即h0=600-40=560mm根据地基基础设计规范第8.2.7中的第2条规定求at、abat=350mm ab=350+2560=1470mmx1=(2400-1470)/2=465mm、x3=465-40=425mm 地基净反力为：根据地基基础设计规范第8.2.7中的第2条规定Fl=pj,maxAl=1081.27=137.16KN根据地基基础设计规范第8.2.7中的第2条规定: 基础变阶处的冲切强度验算：取阶梯形基础两级，每阶高度为300mm,即h0=300-40=260mm根据地基基础设计规范第8.2.7中的第2条规定求at、ab ab=1425+2260=1945mmx1=(2400-1940)/2=23mm、x3=520-290=230mmFl=pj,maxAl=1080.836=54KN根据地基基础设计规范第8.2.7中的第2条规定: (7) 基础底板配筋柱与基础交接处的冲切强度验算：沿基础l方向计算-截面mm mm 39KN.m沿基础b方向计算-截面因为柱子的截面尺寸400 mm600 mm 基础l=b=3.0m所以基础b方向计算-截面的=1219基