浅基础设计综合训练计算书

柱下独立基础设计计算书

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一、设计资料

1.地形：拟建建筑场地平整

2.工程地质资料：自上而下依次为：

①杂填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾；

②粉质粘土：厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值f ak=130KN/m2；

③粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值f ak=180KN/m2；

④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值f ak=240KN/m2；（按碎石土处理）

⑤强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值f ak=300KN/m2；

⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值f ak=620KN/m2；

3.水文资料为：

地下水对混凝土无侵蚀性。

地下水位深度：位于地表下1.5m。

4.上部结构资料：

上部结构为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500×500 mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

5.上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值为：

F K=1496KN,M k=325KN·m，V k=83KN。

上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值为：F=1945KN,M=423KN·m，V=108KN。

6.材料：选择混凝土等级Ｃ25，钢筋HPRB335级，。

二、独立基础设计

1.选择基础材料：混凝土等级Ｃ25，钢筋HPRB335级，预估基础高度0.8m。

2：基础埋深选择：地下水对混凝土无侵蚀性。地下水位深度位于地表下1.5m。

取基础底面高至持力层下0.5m，本设计取③号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+0.5=2.2m。因此得基础剖面示意图如图所示：

3：求地基承载力特征值f a

根据e=0.58，查表得ηb=0.3，ηd=1.6。

基底以上土的加权平均重度为：

γm=[18×0.5+20×1+（20—10）×0.2+（19.4—10）×0.5] /

2.2=16.23kN/m³

f a=f ak+ηdγm(d－0.5)=180+1.6×16.23×（2.2—0.5）=224.15kPa 4：初步选择基底尺寸

取柱底荷载标准值：F K=1496KN,M k=325KN·m，V k=83KN。

计算基础和回填土重G k时的基础埋深d=1/2×（2.2+2.65）=2.425m 基础底面积A0=F K/（f a-γG d）=1496/(224.15—0.7×10-1.725×20）=8.2㎡

由于偏心不大，基础底面积增大为：A=1.2A0=1.2*8.2=9.8m2

初步选定基础底面积A=l*b=3.5*2.8=9.8m2，且b=2.8m<3m不需要再对f a进行修正。

5.验算持力层地基承载力

回填土和基础重：G K=γG·d·A=(0.7*10+20*1.725)*9.8=406.7KN 偏心距：e k=M k/ F K+G k=325+83*0.8/406.7+1496=0.2

P k max>0,满足。

基地最大应力：P k min=[（F k+ G k）/A]±(1+6 e k/l)= [（406.7+1496）/9.8]±(1+6 *0.2 /3.5)=260.7KPa<1.2f a=1.2*224.15=269.0 KPa 所以，最后确定基础底面积长为3.5m，宽2.8m。

6.计算基地净反力

取柱底荷载效应基本组合设计值：F=1945KN,M=423KN·m，V=108KN。净偏心距 e n,0=M/N=(423+108*0.8)/1945=0.26m

P j,max =F/A*(1+6 e n,0/l)= (1945/9.8)* 1+6*0.26/3.5=286.9KPa P j,min =F/A*(1-6 e n,0/l)= (1945/9.8)* 1-6*0.26/3.5=110.0KPa

7.基础高度

采用阶梯型基础，初步选定基础高度h=800mm,分两级台阶，每级均为400mm。

L=3.5m,b=2.8m,a t=b c=0.5m, h0=800-(40+10)=750mm,

a b= a t+2h0=0.5+2*750=2m

a m=( a t+ a b)/2=（500+2000）/2=1250mm

因偏心受压，P j=P j,max=286.9KPa

冲切力：F l=P j,max[(0.5l-0.5a c-

h0)*b-(0.5b-0.5b c-h0)2]=286.9*[(0.5*3.5-0.5*0.5-

0.75)*2.8-(0.5*2.8-0.5*0.5 -0.75)2]=556.6KN

抗冲切力：0.7βhp f t a m h0=0.7*1*1.27*103*1.25*0.75=833.4KN> F l，满足要求。

8.变阶处抗冲切验算

a t=

b l=1.5m，a l=1.9m，h01=400-50=350mm

a b= a t+2h01= 1.5+2*0.35=2.2m

a m=(a t+ a b)/2=（1.5+2.2）/2=1.85m

冲切力：F l =P j,max [(0.5l-0.5a 1- h 01)*b-(0.5b-0.5b l -h 01)2]= 286.9*[(0.5*3.5-1.9*0.5- 0.35)*2.8-(0.5*2.8-0.5*1.5 -0.35)2]=335.7KN

抗冲切力：0.7βhp f t a m h 01=0.7*1*1.27*103*1.85*0.35=575.6KN> F l 满足要求。 9.配筋计算

选用钢筋HPRB335，抗拉强度设计值为300N/mm 2，双向配筋 1) 基础长边方向 Ⅰ-Ⅰ截面

柱边净反力：P J,Ⅰ= P j,min +(l+ a c )*（P j,max - P j,min ）/2l= 110+(3.5+ 0.5)*（286.9 -110）/2*3.5=211.1KPa 悬臂部分的净反力平均值：

0.5（P J,Ⅰ+ P j,max ）=0.5*（211.1+286.9）=249KPa 弯矩：M=1

24（

PJ,Ⅰ+ Pj,max

2

）（l-a c ）2

(2b+b c )= 124

（

211.1+286.9

2

）*（3.5

- 0.5）2*(2*2.8+0.5)=607.4KN ·m A S,Ⅰ=

M

0.9fyh0=

607400000

0.9∗300∗750

=3000mm 2

Ⅲ-Ⅲ截面（变阶）

P J,Ⅲ= P j,min +(l+ a l )*（P j,max - P j,min ）/2l= 110+(3.5+ 1.9)*（286.9 -110）/2*3.5=246.5KPa M=124

（

PJ,Ⅲ+ Pj,max

2

）（l-a l ）2

(2b+b l )= 124

（

246.5+286.9

2

）*（3.5 -1.9）

2

*(2*2.8+1.5)=228KN ·m

A S,Ⅲ=M

0.9fyh01=

228000000

0.9∗300∗350

=2412mm 2