地基承载力及基础验算

铁塔独立基础配筋及地基承载力验算计算书
1.1 地基承载力特征值
1.1.1 计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2002）
fa ＝fak + ηb * γ* (b - 3) + ηd * γm * (d - 0.5) （基础规范式5.2.4）
地基承载力特征值fak ＝190kPa；基础宽度的地基承载力修正系数ηb ＝0.3；
基础埋深的地基承载力修正系数ηd＝1.6；基础底面以下土的重度γ＝18kN/m, 基础底面以上土的加权平均重度γm ＝18.0kN/m；基础底面宽度b ＝4.3m；
基础埋置深度d ＝4.0m
当b ＜3m 时，取b ＝3m
1.1.2 fa ＝190+0.3*18*(4.3-3)+1.6*18.0*(4-0.5) ＝297.8kPa
修正后的地基承载力特征值fa ＝297.8kPa
1.2 基本资料
1.2.1 基础短柱顶承受的轴向压力设计值F＝87.4kN
1.2.2 基础底板承受的对角线方向弯矩设计值M＝1685.6kN·m
1.2.3 基础底面宽度(长度) b ＝l＝4300mm
基础根部高度H ＝600mm
1.2.4 柱截面高度（宽度）hc ＝bc ＝800mm
1.2.5 基础宽高比
柱与基础交接处宽高比：(b - hc) / 2H ＝2.9
1.2.6 混凝土强度等级为C25，fc ＝11.9N/mm，ft ＝1.27N/mm
1.2.7 钢筋抗拉强度设计值fy＝300N/mm；纵筋合力点至截面近边边缘的距离as＝35mm 1.2.8 纵筋的最小配筋率ρmin ＝0.15%
1.2.9 荷载效应的综合分项系数γz ＝1.3
1.2.10 基础自重及基础上的土重
基础混凝土的容重γc ＝25kN/m；基础顶面以上土的重度γs ＝18.0kN/m，Gk ＝Vc * γc + (A - bc * hc) * ds * γs ＝1427.4kN
基础自重及其上的土重的基本组合值G ＝γG * Gk ＝1926.9 kN
1.3 基础底面控制内力
Fk --------- 相应于荷载效应标准组合时，柱底轴向力值（kN）；
Mxk、Myk --- 相应于荷载效应标准组合时，作用于基础底面的弯矩值（kN·m）；
F、Mx、My -- 相应于荷载效应基本组合时，竖向力、弯矩设计值（kN、kN·m）；
F ＝γz * Fk、Mx ＝γz * Mxk、My ＝γz * Myk
1.3.1 Fk ＝67.2kN；Mxk'＝Myk'＝916.8kN·m；
1.4 相应于荷载效应标准组合时，轴心荷载作用下基础底面处的平均压力值
pk ＝(Fk + Gk) / A （基础规范式5.2.2-1）
pk ＝(67.2+1427.4)/18.5 ＝80.8kPa ＜fa ＝297.8kPa，满足要求!
1.5 相应于荷载效应标准组合时，偏心荷载作用下基础底面边缘处的最大、最小压力值
pkmax ＝(Fk + Gk) / A + Mk / W （基础规范式5.2.2-2）
pkmin ＝(Fk + Gk) / A - Mk / W （基础规范式5.2.2-3）
双向偏心荷载作用下
pkmax ＝(Fk + Gk) / A + Mxk / Wx + Myk / Wy （高耸规范式7.2.2-4）
pkmin ＝(Fk + Gk) / A - Mxk / Wx - Myk / Wy （高耸规范式7.2.2-5）
基础底面抵抗矩Wx ＝Wy ＝b * l * l / 6 ＝4.3*4.3*4.3/6 ＝13.251m
pkmax ＝(67.2+1427.4)/18.49+ 2*916.8/13.3 ＝219.2kPa
pkmin ＝(67.2+1427.4)/18.49- 2*916.8/13.3 ＝-57.5kPa
1.5.1 由于pkmin< 0，基础底面已经部分脱开地基土。

则有
pkmax ＝(Fk + Gk) / (3ax·ay) （高耸规范式7.2.3-3）
ax·ay ≥0.125bl （高耸规范式7.2.3-4）
ax --------- 合力作用点至ex一侧基础边缘的距离，按b/2-ex 计算；
ay --------- 合力作用点至ey一侧基础边缘的距离，按l/2-ey 计算；
ex --------- x方向的偏心距（m），按Mkx/(Fk+Gk) 计算；
ey --------- y方向的偏心距（m），按Mky/(Fk+Gk) 计算；
ex = ey = 916.8/ ( 67.2+1427.4) = 0.61m
ax = ay = 4.30/2 - 0.613 = 1.537m
pkmax ＝(67.2+1427.4) / ( 3 ×1.537 ×1.537 ) ＝211.0kPa
ax·ay ＝2361021.5mm≥0.125bl ＝2311250.0mm
由于pkmax ＝211.0kPa ≤1.2fa ＝357.4kPa
地基承载力验算结果：满足设计要求！
1.6 受冲切承载力计算
Fl ≤0.7 * βhp * ft * am * Ho （基础规范式8.2.7-1）
am ＝(at + ab) / 2 （基础规范式8.2.7-2）
Fl ＝pj * Al （基础规范式8.2.7-3）
1.6.1 基础底面地基净反力设计值
pmax ＝F / A + Mx / Wx + My / Wy＝184.6kPa
1.6.2 X(Y) 方向
因b ＞hc + 2Ho，有：
Al ＝0.5(b - hc + 2bc + 2Ho) * [(b - hc) / 2 - Ho]
＝0.5*(4.3-0.6+2*0.8+2*0.55)*[(4.3-0.8)/2-0.55] ＝3.720m
am ＝(bc + ab) / 2 ＝(0.8+1.9)/2 ＝1.35m
Fl ＝pmax * Al ＝184.6*3.720 ＝686.8kN
0.7*βhp*ft*amx*Ho ＝0.7*1.0*1.27*0.675*0.55 ＝660.1kN ＜Fl ＝686.8kN，
不满足设计要求。

★★★★★★
1.7 正截面受弯承载力计算
1.7.1 弯矩设计值
MⅠ按地基规范式8.2.7-4 计算：
MⅠ＝a1 ^ 2 * [(2l + a') * (pmax + p - 2G / A) + (pmax - p) * l] / 12
因基础长宽相等，MⅠ＞MⅡ，此处可只计算MⅠ值
p ＝pmin + (pmax - pmin) * (b + hc) / 2b ＝-82.5+(277.3--82.5)*(4.3+0.8)/4.3/2
＝97.4kPa
MⅠ＝(4.3-0.8)^2*[(2*4.3+0.8)*(277.3+97.4-1926.9*2/18.49)+(277.3-97.4)*4.3]/48
＝699.3kN·m
1.7.2 配筋计算
Mmax ＝699.3kN·m，As ＝4398mm
实际配筋方式为：31φ14@140配筋率为：0.185%。