梁板式筏型基础设计

梁板式筏形基础设计1.工程概况和工程地质条件衡阳市平安小学综合楼法上部结构为框架结构，下部为粉质黏土，地下水位埋深1.500m。

基础面积为16m×61m,采用梁板式筏形基础，基础埋深，基础混凝土强度为C30，底板厚800mm，钢筋采用HRB235级钢。

基础梁受力筋为HPB335，箍筋采用HPB235级钢筋。

上部结构竖向荷载见表；基础平面布置图见图；地质情况见第1部分第一节。

.柱荷载图竖向标准荷载分布图柱荷载基本组合 kN柱号荷载（kN）柱号荷载（kN）柱号荷载（kN）柱号荷载（kN）合力（kN）A12112B12631C12877J122829902 A23775B24491C24648J2378516699图2基础平面布置简图2设计尺寸与地基承载力验算基础底面地下水压力的计算确定混凝土的防渗等级地下水位位于地面以下1.5米处，此处不考虑水的渗流对水压力的影响。

查《混凝土防渗规范》将底板混凝土防渗等级确定为S6。

基础底面尺寸的确定由柱网荷载图可得柱的标准组合总荷载为：iN ∑()22417291930811865⨯+++=()22934353037592340⨯++++ ()22839348836292135⨯++++ ()22525312530711722⨯++++=90398kN其合力作用点：0=c x ，基础左右两边均外伸3.6)22934235302375922340[(903981⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯==∑∑iii c Ny N y7.8)22839234882362922135(⨯⨯+⨯+⨯+⨯+ ]15)22525231252307121722(⨯⨯+⨯+⨯+⨯+=基础下边外伸长度，为使合力作用点与基础形心重合，基础总宽度为： ()()my b c 1625.75.025.0=⨯+=⨯+=则：基础上边外伸长度为：m 5.05.01516=-- 由以上计算，可得基础底面面积为：219760.6116m A =⨯=基础底面积为2976m ，上部基本组合总荷载为111916kN,基低净反力Pa ANp j k 7.114976111916===∑地基承载力的验算按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》规定：地基受力层不存在软弱粘性土的建筑物且不超过8层高度在25m 以下的一般民用框架房屋可不进行地基及基础的抗震承载力验算。

仅演算一般情况下的地基承载力。

先对持力层承载力特征值ak f 进行计算：查规范GB50007-2002,得地基承载力修正系数：3.0=b η，6.1=d η 注：以上系数按照土孔隙比e 及液性指数l I 均小于的粘性土取值。

按照下部土层资料，土的平均重度为：()05.59)5.305.5(81.5-3.55.118⨯-+⨯+⨯=m r 3/28.1105.595.131627m kN =++=1(3)(0.5)a kb d m f f r b r d ηη=+-+-)5.005.5(28.116.1)36(183.0120-⨯⨯+-⨯⨯+=12.822.16120++= =由于上部竖向荷载作用于基础的重心，故基础为轴心受压基础。

基底处的总竖向力：kNG G F k k 10699097656.0976*******=⨯+⨯⨯+='++基底平均压力：kPaA G G F p k k k 6.109976106990=='++=所以kPa f kPa p a k 32.2186.109=<=，满足要求要求。

由于地基土层不存在液化性土层故可以不考虑液化影响。

3筏形基础底板抗冲切承载力和抗剪承载力验算验算底板受冲切承力：梁板式筏板基础的底板厚 为600mm ，单排布筋，板底 有150mm 素混凝土垫层，因 此取钢筋合力点至近边的距离mm 4021035s =+=α 则mm 56040600h 0=-=， 混凝土为C3022N/mm 43.1,N/mm 3.14==t c f f 图7.3.1底板冲切计算示意图验算底板受冲切承载力的 示意图如图7.3.1所示。

单向板板格：按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），底板受冲切承载力按下式计算：07.0h u f F m t hp l β≤式中：l F --------作用在图上阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值 0h --------基础底板冲切破坏锥体的有效高度 t f --------混凝土轴心抗压强度设计值m u ---------距基础梁边h0/2处冲切临界截面的周长（图7.3.1） 对于单向板：kN h h p F j l 8.56768.028.77.114)560.026.04.2()560.026.00.9(7.114)26.04.2()26.00.9(00=⨯⨯=⨯--⨯⨯--⨯=--⨯--⨯=当mm h 8000<时，取0.1=hp β满足）(kN 8.567kN 1.892456.096.7214300.17.0560.0)]560.06.04.2()560.06.00.9[(214300.17.07.00>=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯--+--⨯⨯⨯⨯=h u f m t hp β因此，筏板的厚度满足要求。

验算底板斜截面受剪承载力：按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），底板斜截面受剪承载力应符合下式要求：()002hs s 27.0h h l f V n t -≤β （）s V ----距梁边缘0h 处，作用在图7.3.2中阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值hs β----受剪切承载力截面高度影响系数，按下式计算：410800⎪⎭⎫⎝⎛=h hsβ，板的有效高 图 底板斜截面受剪示意 度0h 小于800mm 时，取mm h 8000=；h 大于2000mm 时，取mmh 20000=验算底板斜截面受剪承载力的示意图如图7.3.2。

对板进行斜截面抗剪验算： ⑴ 对×的板m l n 4.86.00.9l 1.8m ,0.6-2.4n21=-=== 0.1800410=⎪⎭⎫ ⎝⎛=h hs β阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值：kN 6.27034.088.137.1145.0)560.028.1()560.028.14.82(0.7.11421)2()2(21010212=⨯⨯⨯=-⨯⨯--⨯⨯⨯=-⨯-+-⨯=h l h l l l p V n n n n j s()()满足要求kN V kN h h l f s n t hs 6.270408156.056.024.814300.17.0)2(7.0002=>=⨯⨯-⨯⨯⨯=-β综上所述：筏板底板厚度满足斜截面抗剪承载力要求。

局部受压承载力验算根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002.梁板式筏基的基础梁除满足正截面受弯及斜截面受剪承载力外，尚应按现行《混凝土结构设计规范》GB 50010 有关规定验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力。

根据《混凝土结构设计规范》GB 50010 7.8.1 ，其局部受压区的截面尺寸应符合下列要求：lbl nc l c l A A A f F =≤βββ135.1式中:1F ----局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值;c f ---混凝土轴心抗压强度设计值;c β-----混凝土强度影响系数,混凝土等级小于C50时,取,大于C50时取;1β-----混凝土局部受压时强度提高系数;lA ----混凝土局部受压面积 ;ln A ----- 混凝土局部受压净面积;bA ------局部受压的计算底面积.只需验算竖向轴力最大值即可，柱下最大荷载为4648KN ，即kN F l 4648=。

计算示意如图7.3.3：2m 8.16.06.04)36.0()36.0(=⨯⨯-⨯⨯⨯=b A22ln m 36.06.0===A A l24.236.08.1===l b l A A βC30混凝土，0.1,N/mm 3.142==c c f βkN6.1556736.01430024.20.135.135.1ln =⨯⨯⨯⨯=A f c l c ββ而l c l c F kN A f =>464835.1ln ββ 故局部受压承载力满足要求。

4基础梁内力计算用倒梁法计算梁的内力，即假定上部结构是绝对刚性的，各柱没有沉降差异，把柱脚视为条形基础的铰支座，将基础梁按倒置的普通连续梁计算。

用结构力学求解器算出基梁内力（横向梁为次梁，纵向梁为主梁）。

JCL －4集中净反力：()m kN b p j /8.1775.005.17.1144=+⨯=总反力：kN R 1.10667608.1774=⨯=JCL －5集中净反力： kN b p j 9.2401.27.1145=⨯= 总反力： kN R 2.14452609.2405=⨯= JCL －6集中净反力： ()kN b p j 1.2582.105.17.1146=+⨯= 总反力： kN R 15486601.2586=⨯=35.145=R R 45.146=R RJZL －1中柱子荷载合力：∑=+++=kN99022112263128772282iN将各梁反力简化成集中力作用在与JZL －1纵向基础梁的相交处，且横梁反力大小与总压力成正比，于是与JCL －4相交处的反力：()kNR R R R R R R R NQ i4.9613.10990245.1235.14299022424444465414==⨯⨯+⨯⨯+⨯=⨯++=∑与JCL －5相交处的反力：()kNR R R R R R R R NQ i128968.799021.12474.0299022425555565415==⨯⨯+⨯+⨯⨯=⨯++=∑与JCL －6相交处的反力:()kNR R R R R R R R NQ i6.14147990229.047.0299022426566665416==⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯++=∑对JZL －1的中心取矩，可知0=∑M JZL －2柱子荷载合力：∑=+++=16699kN3775449146483785iN将各梁反力简化成集中力作用在与JZL －2纵向基础梁的相交处，且横梁反力大小与总压力成正比，于是与JCL －4相交处的反力：()kNR R R R R R R R NQ i3.16213.101669945.1235.142166992424444465424==⨯⨯+⨯⨯+⨯=⨯++=∑与JCL －5相交处的反力：()kNR R R R R R R R NQ i3.217468.7166991.12474.02166992425555565425==⨯⨯+⨯+⨯⨯=⨯++=∑与JCL －6相交处的反力:()kNR R R R R R R R NQ i6.238571669929.047.0299022426566665426==⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯++=∑对JZL －2的中心取矩，可知0=∑MJZL －2(2)柱子荷载合力：∑=+++=kN161243839432143713593iN将各梁反力简化成集中力作用在与JL －2(2)纵向基础梁的相交处，且横梁反力大小与总压力成正比，于是与JCL －4相交处的反力：()()kNR R R R R R R R NQ i15653.101612445.1235.1421669924244444654422==⨯⨯+⨯⨯+⨯=⨯++=∑与JCL －5相交处的反力：()()NR R R R R R R R NQ ik 210068.7161241.12474.021669924255555654522==⨯⨯+⨯+⨯⨯=⨯++=∑与JCL －6相交处的反力:()()kNR R R R R R R R NQ i230371612429.047.02990224265666654622==⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯++=∑对JCL －2的中心取矩，可知0=∑MJZL －3柱子荷载合力：13233kN3105352036342794=+++=∑iN将各梁反力简化成集中力作用在与JL －3纵向基础梁的相交处，且横梁反力大小与总压力成正比，于是与JCL －4相交处的反力：()NR R R R R R R R NQ ik 8.12843.101323345.1235.142166992424444465434==⨯⨯+⨯⨯+⨯=⨯++=∑与JCL －5相交处的反力：()kNR R R R R R R R NQ i172368.7132331.12474.02166992425555565435==⨯⨯+⨯+⨯⨯=⨯++=∑与JCL －6相交处的反力:()kNR R R R R R R R NQ i189071323329.047.0299022426566665436==⨯+⨯⨯+⨯⨯=⨯++=∑对JZL －3的中心取矩，可知0=∑M次梁：JCL-4的受力图中各支座分别是竖向集中荷载、、1565kN 、、、、、，基底反力为。