独立基础计算书

1结构平面布置

1.1结构平面布置图

根据建筑功能要求及框架结构体系，通过分析荷载传递路线确定梁柱布置方

案。本工程的各层结构平面布置图如图3-1所示：

<e>

图3-1结构平面图

结构平面布置对称图如图3-2所示:

图3-2结构平面布置对称图

1.2框架梁柱截面尺寸确定

（1）梁截面尺寸确定：

边跨（AB、CD梁）梁：取〃=（'〜，）=750〜500mm,取600mm；

1015

取h=h（—~—）=300〜200mm,取350mm；

23

中跨（BC梁）梁：取。=500mm,取b=350mm；

纵向（①②、⑪⑫梁）梁：取/i=（-L〜，）=600〜400mm,MX500mm；

1015

取。〜，）=250〜166mm,取300mm；

23

（2）柱截面尺寸确定：

按轴压比估算柱截面尺寸选用bx/j=600X600mm；

2结构荷载计算

2.1中框架梁、柱线刚度计算

0-35X0-64

边跨（AB、CD）梁：i=2Edo=2EcX-^―=2EcX-=16.8x1O-Ec

12x/12x7.5

35x54

中跨（BC）梁：i=2Edo=2EcX=2EcX0-°--=24.31xW&

12xZ12x3

上层各柱：i=EJo=EcX—=EcX=30x104Ec

12x/12x3.6

4

底层柱：i=EcIo=EcX"7=EcX0=23.74x1O-Ec

12x/12x4.55

梁、柱线刚度结构计算简图如图4-1所示：

16.824.3116.8

三

30309

CO

16.824.3116.8

g

309

00

16.8

O

4i4i30s

4i16.8

R-

三

4i4i309

CO

16.8

o

303030309

CO

16.824.3116.8

o

in

23.7423.7423.7423.74m

寸

B

刀774/c1）

/7777,/777/./7777,‘〃/

7500,3吐rr________7500

图4・1线刚度结构计算简图

2.2恒荷载计算

2.2.1屋面框架梁线荷载标准值

屋面恒载：

100mm厚现浇混凝土屋面板0.1X25=2.5kN/m*2

20mm厚1：2水泥砂浆找平0.02X20=0.4kN/m2

1：6水泥焦渣找坡0.09X10=0.9kN/m2

15mm厚纸筋石灰抹底0.015X16=0.24kN/m2

4.04kN/m2

边跨(AB,CD跨)框架梁自重0.35X0.6X25=5.25kN/m2

梁侧20mm粉刷2X(0.6-0.1)X0.02XI7=0.34kN/m2

中跨（BC跨）框架梁自重0.35X0.5X25=4.375kN/m2

梁侧20mm粉刷2X(0.5-0.1)X0.02X17=0.27kN/m2

因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：

g6Asi=8681=525+0.34=5.59kN/m

g6BCl=4.375+0.27=4.65kN/m

g6AB2=8(,CD2=4.04X6=24.24kN/m

g68c2=4.04X3=12.12kN/m

2.2.2楼面框架梁线荷载标准值

楼面恒载：

100mm厚现浇混凝土楼板0.1义25=2.5kN/m2

25mm厚水泥砂浆面层0.025义20=0.5kN/m2

15mm厚纸筋石灰抹底0.015X16=0.24kN/m2

3.24kN/m2

边跨(AB、CD跨)框架梁自重0.35X0.6X25=5.25kN/m2

梁侧20mm粉刷2X(0.6-0.1)*0.02X17=0.34kN/m2

中跨(BC跨)框架梁自重0.35X0.5X25=4.375kN/n?

梁侧20mm粉刷2X(0.5-0.1)X0.02X17=0.27kN/m2

边跨300mm填充墙自重0.3义(3.6-0.6)X6.5=5.85kN/m2

墙面20mm粉刷0.02X(3.6-0.6)X2X17=2.04kN/m2

因此，作用在楼层框架梁上的线荷载为：

gAB}=gCDi=5.25+0.34+5.85+2.04=13.48kN/m

g^ci=4.375+0.27=4.65kN/m

gAB2=gcl)2=3.24X6=19.44kN/m

gBC2=3.24X3=9.72kN/m

2.2.3屋面框架节点集中荷载标准值

顶层边节点集中荷载：

边柱连系梁自重0.3义0.5X6X25=22.5kN/m2

粉刷(0.5-0.1)X0.02X2X6X17=1.632kN/m2

连系梁传来的屋面自重-X6X1X6X4.04=36.36kN/m2

22

2

G6A=G6D=60.492kN/m

顶层中节点集中荷载：

边柱连系梁自重0.3X0.5X6X25=22.5kN/m2

粉刷(0.5-0.1)X0.02X2X6X17=1.632kN/m2

连系梁传来的屋面自重-X6X1X6X4.04=36.36kN/m2

22

(3+6)X3X1X4.04=27.27kN/m2

22

2

G6B=G6C=87.762kN/m

2.2.4楼面框架节点集中荷载标准值

中间层边节点集中荷载:

边柱连系梁自重0.3X0.5X6X25=22.5kN/m2

粉刷(0.5-0.l)x0.02X2X6X17=1.632kN/m2

300mm厚填充墙(3.6-0.5)X0.3X6X6.5=36.27kN/m2

框架柱自重0.6X0.6X3.6X25=32.4kN/m2

连系梁传来的楼面自重1X6X1X6X3.24=29.16kN/m2

22

GA=GD=121.962kN/m2

中间层中节点集中荷载：

中柱连系梁自重0.3X0.5X6X25=22.5kN/n?

粉刷(0.5-0.l)x0.02X2X6X17=1.632kN/m2

200mm厚内填充墙(3.6-0.5)义0.2X6X6.5=24.18kN/m2

框架柱自重0.6X0.6X3.6X25=32.4kN/n?

连系梁传来的楼面自重1X6X1X6X3.24=29.16kN/m2

22

(3+6)X2X1X3.24=21.87kN/m2

22

GB=Gc=131.742kN/m2

恒荷载作用下结构计算简图如图4-2所示:

图4-2恒荷载作用下结构计算简图

2.3恒荷载内力计算

2.3.1弯矩计算

恒载(竖向荷载)作用下的框架内力计算采用分层法。计算分配系数时柱的

线刚度取框架柱实际刚度的0.9倍。图4-3(a)中梁上的分布荷载由矩形和梯形两

部分组成，根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载及三角形分布荷载，化

为等效均布荷载如图4-3(b),等效均布荷载的计算公式如图4-4所示：

gNg"

(b)

mBAMM

<7=(1-2a；+c^)p

图4-3分层法计算简图

图4-4荷载等效简图

顶层等效均布荷载：

a,—0.5x-^―=0.4

17.5

s'm=g6ABi+(1-2a；+a：)g6AB2

=5.59+(1-2x0.42+0.43)x24.24=23.62kN/m

g*=g6Bct+1§6BC2=4.65+|x9.72=12.23kN/m

oo

标准层等效均布荷载:

=gA8|+(l-2a；+a；)gAB2

=13.48+(1-2X0.42+0.43)x19.44=27.94kN/m

g*=g6B。+I^C=4.65+|X9.72=10.73kN/m

oo2

图(b)所示结构的内力可用弯矩分配法计算并利用结构对称性取二分之一的结

构计算。各杆的固端弯矩计算如下：

顶层各杆的固端弯矩：

*Xg：X后=-WX2362X7.52=-110.72kN・m

Mgc=-^xg：llxll=-1x12.23x13=-9.17kN-m

2

MCB=--Xg],x",=」X12.23X1.5=-4.59kN・m

oo

标准层各杆的固端弯矩：

-gxgkX及=-*X27.94X7.52=-130.97kN・m

MflC=.|xg]x《=-1X10.73XIK-8.05kN・m

Ma=-gxg-*X10.73X13=-4.02kN・m

分层法分配系数及固端弯矩计算结果统计如表4-1所示：

表4-1各层分配系数及固端弯矩

单元ABG

节点

位置A下柱A上柱AB徜BA端B5柱B上柱BG端GB端

顶层0.6160.3840.3370.5410.122

分配

标准层0.3810.3810.2380.2190.3510.3510.079

系数

底层0.3510.3990.2500.2280.3220.3670.083

顶层-110.72110.72-9.17-4.59

固端

标准层-130.97130.97-8.05-4.02

弯矩

底层-130.97130.97-8.05-4.02

各层的弯矩分配法计算过程如图4-5所示:

0.6160.3840.3370.541.0122

A1-1iA上柱；ABBA|B下柱B上柱।BCCB

II1

!-110.720110.720'!-9.170-4.590

1II

2I

68.204!42.516-L..»21.258!I

__________1___________i1

1-20.693J?-41.3861-66.439I-14.983_!_»14.983

1___________I__________1

11/21

12.747I7.946—士—>3.973|1

I

[-0.670十I。一]339|-2.149|-0.481—1_>0.481

[0.257—0.087|1

0.4131

------------------1------------------।1

!-0.029'-0.047!-0.011—1_A0.011

ii________i________________________

81.36-81.3693.28-68.64-24.6410.89

(a)

0.3810.3810.2380.2190.3510.3510.079

1।;ooE

A下柱A上柱；ABBA[B下柱B上柱；BCCB

11

!-130.970130.970!!-8.050-4.020

I11

49.899!31.171—>,15.586!I

49.900I

__________I___________II

11/21

1-15.167.-30.3331-48.616-48.6151-10.942—!___>10.942

I___________|__________l-

I

5.779[3.610—"2»1.805;1

5.7781

1-0.198—I"-0.395|-0.633-0.634；-0.143_!_>0.143

0.075[0.047—12>.0.024jI

0.0751

------------------h11

!-0.005!-0.008-0.008!0.000—!_A0.000

ii________i________________________

55.7555.75-111.50117.65-49.25-49.25-19.157.06

(b)

0.3510.3990.2500.2280.3220.3670.083

!boE

A卜柱A上柱!ABBA|B卜柱B上柱；BCCB

I11

'-130.970130.970''-8.050-4.020

11I

52.257132.743—16.372!I

45.9701

__________i___________।1

11/91

I-15.880t-31.7591-44.852-51.120I-11.561—1a11.561

Iii-

I

5.5746.336।3.970—三1.9851I

1

；-0.227十2—0.453|-0.639-0.728；-0.165—_»0.165

0.091|0.057——»0.029|1

0.080I

------------------1------------------।1

!-0.007'-0.009-0.011[-0.002_!_A0.002

ii________i________________________

51.6258.68-111.30117.14-45.50-51.86-19.787.71

(c)

图4-5各层弯矩分配法计算过程

（a）顶层；（b）标准层；（c）底层

根据计算的弯矩结果，画出各层的弯矩图如图4-6所示:

(a)

(b)

(c)

图4-6分层法弯矩计算结果

(a)顶层；(b)标准层；(c)底层

对各层节点不平衡弯矩再分配一次进行修正，修正计算结果如表4-2所示:

表4-2各层节点不平衡弯矩修正

层轴线号AB

号杆件号上柱下柱右梁左梁下柱上柱右梁

分配系数0.6160.3840.3370.5410.122

杆端弯矩81.36-81.3693.28-68.64-24.64

;.

不平衡弯18.58-16.42

弯矩分配-11.445-7.1355.5348.8832.003

弯矩结果88.49588.49598.814-76.177-22.637

分配系数0.3810.3810.2380.2190.3510.3510.079

杆端弯矩55.7555.75-111.5117.65-49.25-49.25-19.15

五不平衡弯27.1218.58-22.88-16.42

弯矩分配-17.412-17.412-10.8778.60713.79413.7943.105

弯矩结果65.45856.918122,377126.257-58.336-51.876-16.045

分配系数0.3810.3810.2380.2190.3510.3510.079

杆端弯矩55.7555.75-111.5117.65-49.25-49.25-19.15

四不平衡弯18.5818.58-16.42-15.42

弯矩分配14.158-14.158-8.8447.19211.52711.5272.594

弯矩结果60.17260.172-120.344124.842-54.143-54.143-16.556

分配系数0.3810.3810.2380.2190.3510.3510.079

杆端弯矩55.7555.75-111.5117.65-49.25-49.25-19.15

.不平衡弯18.5818.58-16.42-15.42

弯矩分配14.158-14.158-8.8447.19211.52711.5272.594

弯矩结果60.17260.172-120.344124.842-54.143-54.143-16.556

分配系数0.3810.3810.2380.2190.3510.3510.079

杆端弯矩55.7555.75-111.5117.65-49.25-49.25-19.15

二不平衡弯18.5819.56-16.42-17.29

弯矩分配-14.531-14.531-9.0777.38211.83211.8322.663

弯矩结果59.77960.779-120.577125.032-53.838-54.708-16.487

分配系数0.3990.3510.2500.2280.3670.3220.083

杆端弯矩58.6851.62-110.3117.14-51.86-45.5-19.78

一不平衡弯18.58-16.42

弯矩分配-7.143-6.522-4.6453.7446.0265.2871.363

弯矩结果69.84745.098-114.945120.884-62.254-40.213-18.417

不平衡弯矩修正后竖向荷载作用下整个结构弯矩图如图4-7所示:

2.3.2剪力计算

(1)柱的剪力

依据弯矩图中柱的弯矩可以计算出柱的剪力—

底层柱剪力计算如下：

-=402工22.75山38kN

（2）梁端剪力计算简图如图4-8所示：

圾............................................

v

vqi,KI-KIi-

"2+i

%

v_qiMH%”

“2一/

/IB

图4-8梁端剪力

恒载作用下各层梁端剪力计算过程如下表4-3所5

表4-3恒载作用下梁端剪力•计算

梁长外荷q固端弯矩杆端弯矩

梁类型层号

(mm)(kN/m)左右左右

6750023.6288.49598.81487.19989.951

5750027.94122.377126.257104.258105.292

边跨4750027.94120.344124.842104,175105.375

（AB梁）3750027.94120.344124.842104.175105.375

2750027.94120.577125.032104.181105.369

1750027.94114.945120.884103.983105.567

6300012.2322.63722.63718.34518.345

5300010.7316.04516.04516.09516.095

中跨4300010.7316.55616.55616.09516.095

（BC梁）3300010.7316.55616.55616.09516.095

2300010.7316.48716.48716.09516.095

1300010.7318.41718.41716.09516.095

2.3.3轴力计算

边柱：

六层=G6A+V^=60.942+87.199=147.691kN

五层N$N=N$D=N6A+GA+V5A147.691+121.962+104.258=373.911kN

中柱：

六层%=G6B+L=87.762+18.345+89.951=196.058kN

五层NiC=Nbl}+Gls+V^=196.058+131.742+16.095+105.292=449.187kN

其他各层的梁剪力、柱轴力计算结果如图4-9所示：

图4-9剪力图（kN）、轴力图（kN）

2.4活荷载单柱轴力估算

通过恒荷载内力计算结果可知，底柱传给基础的弯矩（M边柱=25.81kN・m、M

中柱=22.75kN・m）、剪力（V边柱=15.584kN、V中柱=13.838kN）均很小，故活荷载计

算出的弯矩剪力也不会很大。出于手算原因，不再像恒荷载一样详细计算，现采

用估算方法忽略活荷载作用下的弯矩剪力。

活荷载估算计算简图如图4-10所示;

屋面活荷载一Z.OkN/m)

楼面活荷载一2.0kN/m2

走廊活荷载一2.5kN/m2

图4-1()活荷载计算简图

活荷载作用下中框架节点集中荷载计算过程如表4-4所示：

表4-4中框架节点集中荷载计算

7S

边节点集中荷载：EA=E°=Ex6X2.0=45kN

屋面

-175

中节点集中荷载：PhB=PbC=-X6X2.0+-^X6X2.0-63kN

75

边节点集中荷载：？=七=千X6X2.0=45kN

楼面

中节点集中荷载：P=P=-X6X2.5+—X6X2.0=67.5kN

8cC22

中框架柱底传至基础顶面的集中荷载为：

边柱——N.=45+45X6=315kN

中柱——Np=63+67.5X6=468kN

边框架柱底传至基础顶面的集中荷载为:

315

边柱—N上二157.5kN

A2

4680c1z

中柱---NB-----=234zikN

2

2.5恒荷载单柱轴力估算

估算方法同活荷载的一样，将每层结构荷载均分给柱承受；

依据4.2节一恒荷载计算知：

(1)屋面恒载---4.04kN/m2；楼面恒载----3.24kN/m2

(2)顶层框架梁上的线荷载为：

g6ABi=g6m=5-59kN/mg6BCl=4.65kN/m

g6AB2=86CD2=24.24kN/mg68c2=12.12kN/m

(3)楼层框架梁上的线荷载为：

==

8AB\8CD\5.59+7.89=13.48kN/mgBCi=4.65kN/m

gAB2=8CDZ=19.44kN/mgBC2=9.72kN/m

(4)连系梁自重——24.132kN

(5)标准层柱自重—32.4kN；底层柱自重——40.95kN

(6)A-A轴纵梁上墙重——36.27kN；B-B轴纵梁上墙重——24.18kN

故恒荷载作用下中框架节点集中荷载计算过程如表4-5所示：

表4-5中框架节点集中荷载计算

7575

边节点集中荷载：&=AD=4.04X-y-X6+5.59X+24.132=135.995kN

屋面757757

中节点集中荷载：《8=EC=4.04X(^X6+^X6)+5.59X-y-+4.65X1

+24.132=179.33kN

7575

边节点集中荷载：PA=PD=3.24X手X6+13.48义手+24.132+32.4+36.27

=216.252kN

楼面

753754

中节点集中荷载：R=/>.=3.24X(—X6+-X6)+13.48X—+4.65X-

2222

+24.132+32.4+24.18=240.297kN

中框架传至基础顶面的集中荷载（轴力）为：

边柱——NA=135.995+216.252X5+40.95=1258.205kN

中柱——2179.330+240.297X5+40.95=1421.765kN

通过对比4.2节详细计算出的柱底轴力可知，结果相差不大，方法可行。

恒荷载作用下边框架节点集中荷载计算过程如表4-6所示：

表4-6边框架节点集中荷载计算

75751

边节点集中荷载：PbA=PhD=4.04X—X3+5.59X—+24.132X-=78.4785kN

75R75R

屋面中节点集中荷载：6B=EC=4.04X(^X3+-X3)+5.59X—+4.65X-

+24.132X'=103.634kN

2

75751

边节点集中荷载：PA=PD=3.24X—X3+13.48X—+24.132X-+32.4+

36.27x1=149.601kN

2

楼面

7S27s

中节点集中荷载：q=^=3.24X(jX3+-X3)+13.48X—+(4.65+7.89)

311/,

X-+24.132X-+32.4+24.18X-=176.946kN

222

边框架传至基础顶面的集中荷载(轴力)为：

边柱——NA=78.4785+149.601X5+40.95=867.43kN

中柱——NB=103.634+176.946X5+40.95=1029.31kN

3确定基础类型和埋深

3.1选定基础类型

(1)本工程上部结构为六层，结构布置均匀，受力均匀合理，地基基础设计等

级为丙级。

(2)依据地质资料分析，［1］号素填土层(厚0.4m〜1.6m)地基承载力不确定

不适合布置基础；而⑵号粉质粘土层(厚7.2m〜8.5m)地基承载力7k.=160kPa,

加上土层较厚，地基承受荷载的能力很好；［3］号淤泥层(厚3.5m〜6.0m)地基承

载力仅为45kPa,也不适合布置基础。

(4)天然地基上的浅基础便于施工、