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1、基础结构计算作者：日期：第四章基础设计 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:.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，填土下层米厚为红粘土，再下为砾石层。红粘土允许承载力为10N/m2，砾石层允许承载力为30kNm2,地基为二类场地土。()地下水位:地表以下 2 米,水质对混凝土无侵蚀柱截面尺寸:mm 500mm m 基础材料：采用 C25混凝土,HRB 5 级钢筋
2、，设混凝土垫层(25）。.3 基础计算4.1A 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=382.49/1.=2832.kN、N=82.9kN,力矩KM=51162kN、M=6.5 kNm,剪力 VK=45.81kN、V=5 k4.3.初步确定基础高度根据埋置深度和构造要求,初步确定 0=800mm 4.3.1.2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 kbr（-3）+drm(-.5）=18+1.420(.5-0.5）=208k/m先按轴心受压基础试算基础面积，基础底面积:ANK/(fa-rd)2 2.8(
3、208-20 1.5)=15.91 2考虑荷载偏心,将基底面积扩大 1.15倍，即 A(15）A=17.5m23.7m2取基底边长比/l=1(b为荷载偏心方向边长），可取基础底面积：l b=l2=20.25m2，取 l=4.5m,b 45m 4.3 验算荷载偏心距 e 基底处竖向力:KKGN23.68+204.5 4.1 5-.12=3420.8N 基底处的力矩：MK=51.16+114（3.6-0.4)(060.12-0.2)45 81.6 =8.3KN m 偏心距：058.46 75.06/5.46/026.018.342023.88bmGNMeKKK可以。4.3.1 4 验算基底边缘最大
4、压力pmax 根据地基基础设计规范第52.1 条规定，pax1.2f 因短边小于 3m，故仍取 f=20N/m2(无需修正)2max/75.174)5.4026.061(5.45.418.3420)61(mKNbeAGNpKK2/6.2492082.12.1mKNfa,满足要求。可取基础底面积：Abl=454=20.25m，W=bl2/6 4.52=.4 m34.3.1.基础底面边缘的最大和最小压应力2max/23.17845.923.8825.2018.3420mKNWMAGNpKKKK2min/56.15945.923.8825.2018.3420mKNWMAGNpKKKKpmax1 fa
5、=.2 208=49.6 N/m2，根据地基基础设计规范第.2.1条规定,满足要求。.3.1.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 柱基础取保护层厚度为 mm,取阶梯形基础两级，每阶高度为0m,即000-4=70mm 根据地基基础设计规范第8.7 中的第条规定求at、ab、t=40mm =402 60=120 x1(40-1920)/1290mm、mmxx33512504654652/)4004500(46522x=65-335=130mm 251069.3)46546521(21304500mmAlKNN5.7945.15.45.42018722
6、5.20mmA45.9WmKNM22.1126.055.59)2.012.06.0()4.06.3(14.1151.66地基净反力为：2max,/11.5145.922.11225.205.794mKNpj2min,/36.2345.922.11225.205.794mKNpj根据地基基础设计规范第82.7 中的第条规定Fl=p,mxAl=5.1 .369=186KN KNhafmthp67976029204001.10.17.07.00根据地基基础设计规范第82.7 中的第条规定:,7.00hafFmthpl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 450，即 h=4
7、50-40=0mm 根据地基基础设计规范第8.2.7 中的第条规定求a、b mmat245040024)4004500(ab 2450+240=32mm 1=(5-320）/2 625m、mmxx32520025062525022、x=625-32530m 2510625.10)25025021(22504500mmAlF=pj,mal=1.111063=5433N KNhafmthp3.7623602325022501.10.17.07.00根据 地基基础设计规范 第.2 7中的第 2条规定:满足要求。,7.00hafFmthpl.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
8、 l 方向计算-截面。mmhba20252450450021,2max,max/11.51mKNppj2min,min/36.23mKNppj通过几何方法求p，见图图 2求解 p=103.68K/KNGGK13.793)2100.15.15.45.420(35.135.1)()2)(2(121maxmax21lppAGppalaMI5.2)11.5123.178()5.45.413.793268.10323.178()625.05.42(025.21212mKN77826037917603009.0107789.0mmhfMAyIsIb、沿基础 b 方向计算-截面，如图 3。)2)(2()(4
9、81minmax2AGppbbalM)5.45.411.739211.5123.178()4.05.42()625.05.4(4812mKN44426021647603009.0104449.0mmhfMAys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。mma7251,ma56.12625.024625.05.4mmb18504002725通过几何方法求p，见图。求解p=10.1KN/m2)()2)(2(121maxmax21lppAGppalaMI5.4)1.10223.178()5.45.411.79321.10223.178()56.25.42(725.01212
10、mKN29.11726010273603009.01029.1179.0mmhfMAyIsIb、基础 b 方向计算-截面。)2)(2()(481minmax2AGppbbalM)5.45.411.793211.5123.178()85.15.42()56.25.4(4812mKN68.12826013243603009.01068.1289.0mmhfMAys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=107mm2选配筋:1075(=047m2/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:As124mm
11、2选配筋：175(s=1508m/)3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./=76.75kN、=1009.4kN，力矩KM=128.9kNm、M=167.5kNm,剪力 VK=37.24N、V=4.41k。4.3.2.初步确定基础高度根据埋置深度和构造要求,初步确定 H0=00m.3.2 按中心荷载初步估计所需的基础底面尺寸0 计算修正后的地基承载力特征值fa，先不考虑宽度修正a=fak+br(-3)+dr(d-.5)81.4 0(15-05)8kNm2先按轴心受压基础试算基础面积，基础底面积:AK/（-rd）=776.5/（28-0.5）=4.6
12、62考虑荷载偏心,将基底面积扩大 11.4 倍,即 A0=（1.114)A=4.m6.1m2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=25.7 m2,取=2.4m,=2.4m.3.2 3 验算荷载偏心距e基底处的竖向力：KKGN776.75202.2.4 1.=90KN 基底处的力矩：MK12.9+3 4.=151KN 偏心距191.240.2/62.4/60.4950KKKMembNG，可以4.3.2 4 验算基底边缘最大压力max根据地基基础设计规范第5.1 条规定,pmx12fa 2max695060.2(1)(1)247/2.42.42.4KKN
13、GepKNmAb2/6.2492082.12.1mKNfa,满足要求。故可取基础底面积:Abl=2.24=.76m2,W=l2 6=.4 2.42/.92m3.3.5 基础底面边缘的最大和最小压应力2max950151244/5.761.92KKKKNGMpKNmAW2min95015186.28/5.761.92KKKKNGMpKNmAWpKm x1.a=.2 208=249.6K 2,根据 地基基础设计规范第.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 6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 00
14、mm,即 h0=604=56mm 根据地基基础设计规范第82.7 中的第 2 条规定求 at、aa35mm b=350+56=70mm x1=（2400-147)/465mm、2246546540(2400350)/2465520 xmmx=465=42m 5212400 4252(465465)8.04 102lAmm776.75202.42.4 1.5950NKN25.76Amm21.92Wmm167.5748.41 0.6197MKN m地基净反力为:2,max950197108/5.761.92jpKNm2,min95019762/5.761.92jpKNm根据地基基础设计规范第8.2
15、.7 中的第条规定F=pj,mal 1081213.16 KNhafmthp4535602147045027.10.17.07.00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。,7.00hafFmthpl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 h30040=260mm 根据地基基础设计规范第8中的第条规定求at、ab(2400350)240014254tamm ab=1252260=195m x1(2400-1940)/23mm、22230230290520230 xmmx、x3=520-90=230mm 52124002302(230
16、230)5 102lAmmF=，m xAl=1080.83=54K KNhafmthp41026022045152227.10.17.07.00根据地基基础设计规范第.2.中的第 2 条规定:满足要求。,7.00hafFmthpl（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400tam 400tbmm 1.351.35202.42.4 1.5233.28KGGKNAGppbbalMtt22481minmax239K.m 62039 102580.90.9 300 560IsIyMAmmf h沿基础 b 方向计算截面因为柱子的截面尺寸400 mm 600 基础 l=b=3.0m 所以基础方向计算-截面的sAsIA=12192mm基础板底每米配筋sA=sIA=2583082mm采用375,实际每米配筋 9.32mm基础变阶处的冲切强度验算：a、基础 l 方向计算截面1420tamm 1945tbmm AGppbbalMtt22481minmax22K.m 62021 103000.90.9 300260IsIyMAmmf h沿基础方向计算-截面因为柱子的截面尺寸 00 mm 00 基础 l=b=3.0m 所以基础 b 方向计算截面的sA=sIA302mm基础板底每米配筋sAsIA300.0=1002mm采用4100，实际每米配筋 1262mm