独立基础计算
单独基础:
又称独立基础。用于单柱或高耸构筑物并自成一体的基础。它的型式按材料性能和受力状态选定。平面形式一般为圆形或多边形。但除了自重和竖直活载以外,风荷载是高耸构筑物的主要设计荷载,为了使基础在各个方向具有大致相同的抗倾覆稳定系数,采用圆形基础最为合适。由于这类构筑物的重心很高。基础有少量倾斜就会使荷载的偏心距加大,从而导致倾斜的进一步发展。因此这类基础变形用容许倾斜来控制。当软土地基上的倾斜超过限值时,经常采用桩基础。
基础介绍:
单独基础,也称独立式基础或柱式基础。当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时,基础常采用方形或矩形的单独基础,其形式有阶梯形、锥形等。单独基础有多种形式,如杯形基础、柱下单独基础和柱下单独基础。当柱采用预制钢筋混凝土构件时,则基础做成杯口形,然后将柱子插入,并嵌固在杯口内,故称杯形基础。柱下单独基础:单独基础是柱基础最常用、最经济的一种类型,它适用于柱距为4-12m,荷载不大且均匀、场地均匀,对不均匀沉降有一定适应能力的结构的柱做基础。它所用材料根据柱的材料和荷载大小而定,常采用砖石、混凝土和钢筋混凝土等。在工业与民用建筑中应用范围很广,数量很大。这类基础埋置不深,用料较省,无需复杂的施工设备,地基不须处理即可修建,工期短,造价低因而为各种建筑物特别是排架、框架结构优先采用的一种基础型式。墙下单独基础:当地基承载力较大,上部结构传给基础的荷载较小,或当浅层土质较
差,在不深处有较好土层时时,为了节约基础材料和减少开挖土方量可采用墙下单独基础。墙下单独基础的经济跨度为3-5m,砖墙砌在单独基础上边的钢筋混凝土梁上。
设计与施工:
地基基础设计是建筑物一个重要的组成部分。首先,从工程质量来看,如果基础设计不当将造成墙体和楼(屋)盖的开裂或建筑物倾斜,甚至倒塌的现象;其次,从工程造价方面来考虑,一般基础约占整个建筑物总造价20%~30%;再就从工程量和工期上看,基础在整个工程中占比也很大。因此,为了确保建筑物的安全耐用、经济合理及缩短工期,搞好基础设计具有重大意义。为了保证建筑物的安全使用,同时充分发挥地基的承载力,地基基础设计应满足地基具有足够的强度和稳定性,另外还要保证地基的变形值在允许范围内。在地基基础设计中,必须充分考虑场地的地质资料、建筑物的使用要求、上部结构的特点及作用在基础上的荷载、施工条件等各种因素,还要遵守国家制定的有关设计规范,结合具体情况,因地制宜来确定合理的设计方案。设计基础时,由地基是否经过人工加固分为人工地基和天然地基。在一般情况下应充分利用天然地基,因它具有施工简单、造价经济,通常还能缩短工期。基础构造类型的选用,与上部结构有着密切关系,同时还与地基土的承载能力、荷载性质(除垂直力外,还有水平力、上拔力等)和基础埋深有关。在具体设计中,通常采用墙下浆砌毛石条形基础和墙下、柱下的钢筋混凝土条形基础;柱下的
独立基础、墙梁下的墙下单独基础、筏片基础、独立构筑物的大块基础、深基础中的桩基础等。
措施:
基础在上部荷载的作用下,地基中应力起了变化,建筑物总会产生一定的沉降和不均匀沉降,而不均均沉降常常导致建筑物开裂、破坏,严重地影响生命财产的损失。因此,减少由于地基引起建筑物不均匀沉降,采取各种技术措施,是地基设计与施工中的一个重要问题。建筑物上部结构,包括基础在内和地基是紧密联系在一起的一个整体,而它是互相联系,又互相影响的。因此,必须考虑上部结构和地基的共同工作,既适当加强上部刚度,又提高结构的抗裂性,以达到地基变形在容许范围内,使建筑达到安全又经济。地基处理可采用人工地基,以达到增强地基强度和稳定性,以减少地基的变形。常用方法有换土垫层法(如台安宾馆住宅楼基础施工,先将杂填土挖出,然后撼砂在上面再下基础)、机械压实法(如黄沙镇人民政府办公楼地基处理,先用拖拉机反复碾压,达到一定承载力后再下基础)、堆载预压法等。在实际地基设计中,为减少建筑物的不均匀沉降,在建筑物上常采用如下措施:设置沉降缝,它的作用是将建筑物分成若干较小长宽比,整体刚度较好的各自沉降体系,使各单元具有调整地基不均匀变形的能力。要求建筑物的体型简单,在建筑物的平面、立面形式上,若平面形状复杂、立面高差悬殊,将导致地基受力不均匀。因此,在工业与民用建筑中,在满足建筑功能美观的前提下,力求体型简单。两建筑相邻时,要考虑其之间的距离。在建筑物荷载的作用下,除了
其下面土层受压缩外,在它之外的一定范围土层,也将受到基底压力扩散的影响,同时产生变形。因此,相邻的建筑物必须有一定的距离,距离越大影响越小,其数值应根据原有建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定。
独立基础设计计算书
目录 1 基本条件的确定 (2) 2 确定基础埋深 (2) 2.1设计冻深 (2) 2.2选择基础埋深 (2) 3 确定基础类型及材料 (2) 4 确定基础底面尺寸 (2) 4.1确定B柱基底尺寸 (2) 4.2确定C柱基底尺寸 (3) 5 软弱下卧层验算 (3) 5.1 B柱软弱下卧层验算 (3) 5.2 C柱软弱下卧层验算 (4) 6 计算柱基础沉降 (4) 6.1计算B柱基础沉降 (4) 6.2计算C柱基础沉降 (6) 7 按允许沉降量调整基底尺寸 (7) 8 基础高度验算 (8) 8.1 B柱基础高度验算 (9) 8.2 C柱基础高度验算 (10) 9 配筋计算 (12) 9.1 B柱配筋计算 (12) 9.2 C柱配筋计算 (14)
1 基本条件确定 人工填土不能作为持力层,选用亚粘土作为持力层。 2 确定基础埋深 2.1设计冻深 ???Z =Z zw zs o d ψψze ψ=2.01.000.950.90???1.71=m 2.2选择基础埋深 根据设计任务书中给出的数据,人工填土d 1.5m =,因持力层应选在亚粘土层处,故取0m .2d = 3 确定基础类型及材料 基础类型为:柱下独立基础 基础材料:混凝土采用C25,钢筋采用HPB235。 4 确定基础底面尺寸 根据亚粘土e=0.95,l I 0.65=,查表得0, 1.0b d ηη==。因d=2.0m 。 基础底面以上土的加权平均重度: 1[18.0 1.519.0(2.0 1.5)]/2.018.25o γ=?+?-=3/m KN 地基承载力特征值a f (先不考虑对基础宽度进行修正): 11(0.5)150 1.018.25(2.00.5)177.38a a d m f f d ηγ=+?-=+??-=a KP 4.1 确定B 柱基底尺寸 202400 17.47.177.3820 2.0 K a G F A m f d γ≥ ==--?由于偏心力矩不大,基础底面面积按 20%增大,即A=1.20A =20.962m 。一般l/b=1.2~2.0,初步选择基础底面尺寸: 25.4 3.921.06m 3.9A l b b m =?=?==,虽然>m 3,但b η=0不需要对a f 进行修正。 4.1.1持力层承载力验算 基础和回填土重:20 2.021.06842.4G G dA KN γ==??= 偏心距:2100.0652400842.4k e m = =+ 基础设计 工程概况 边柱采用柱下独立扩展基础,中柱采用双柱联合基础。 基础埋深不宜大于原有建筑物基础埋深且大于0.5m ;阶梯形基础每阶高度宜为300~500mm ;混凝土等级不低于C20,选用C30;基础保护层厚度40mm ,垫层厚度100mm ,混凝土等级采用C20;钢筋选用HRB400级钢筋;室外地坪-0.45m 。 独立基础设计(5号轴线B 柱) 13.1 独立基础示意图 1 选型 初步确定基础埋深-2.5m ,满足大于合肥地区最大冻土深度-1.6m ,同时基础底面处于粘土层。土的平均重度γm =20kN/m 3,ηb =0.3,ηd =1.6。 修正后的地基承载力特征值: ()()5.03-+-+=d b f f m d b ak a γηγη b <3m 时,取b =3m ;取d =3.0m ,则 ()()()kPa 3045.05.2206.12405.03=-??+=-+-+=d b f f m d b ak a γηγη kPa 2642401.11.1=?=>ak f ,取kPa 304=a f 取内力组合值:m kN 98.20?-=M ,kN 03.1531=N ,kN 49.17-=V ,则 2G 0m 03.65 .22030403.1531=?-=-≥d f N A a γ 考虑偏心:()()20m 05.963.65.11.1-=-=A A ,取2m 00.9=A ,m 0.3==b l 2 地基承载力计算 取H =500mm ,计算基底净反力。 偏心矩:m 015.05 .20.92003.15315.049.1798.200,=??+?+==F M e n 基础边缘处最大、最小净反力: 0213.51kPa kPa 28026.72kPa 20.3015.06100.903.1981610,max ,min ,>=<=??? ???±?=??? ? ??±=a n n n f l e bl F P kPa 280kPa 11.2200 .95.20.92003.1531G <=??+=+=+= A Ad F A G F p k k k k γ 故地基承载力满足要求。 3 基础抗冲切验算 柱边基础截面抗冲切验算 m 0.3==b l ,m 5.0==c t a a ,m 5.0=c b ,mm 450505000=-=h m 0.3m 4.145.025.020=<=?+=+b h a t ,取m 4.1=b a 故冲切破坏椎体落在基础底面以内。 m 95.02 4.1 5.02=+=+=b t m a a a ,因偏心受压,取kPa 72.226max ,==n n P p 冲切力:??? ???????? ??---??? ??--=200max ,2222h b b b h a l P F c c n l kN 03.39945.025.020.30.345.025.020.372.2262=??? ???????? ??---???? ??--?= 抗冲切力: kN 03.993kN 93.42745.095.01043.10.17.07.030>=?????=h a f m t hp β(满足) 4 配筋计算 选用HRB400级钢筋(2mm N 360='=y y f f ),基础长边=基础短边,取配筋相同。 以柱边为例计算: 柱边净反力: ()()kPa 22.22151.21372.2260 .325.00.351.2132min ,max ,min ,=-??++=-++=n n c n n P P l a l P P 悬臂部分净反力平均值: ()()kPa 97.22322.22172.2262121max ,=+=+n n P P 弯矩: ()()()()5.00.325.00.32497.2232224122max ,+??-?=+-??? ? ??+=c c n n b b a l P P M m kN 12.379?= 基础计算书 C 轴交3轴DJ P 01计算 一、计算修正后的地基承载力特征值 选择第一层粉土为持力层,地基承载力特征值fak=120 kPa ,ηd=2.0,rm=17.7kN/m 3, d=1.05m ,初步确定埋深d=1.5m ,室内外高差0.45m 。 根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 式5.2.4 计算 修正后的抗震地基承载力特征值 = 139(kPa); 二、初步选择基底尺寸 A ≧Fk fa ?γG A ≧ 949139?20×1.5 =8.7㎡ 取独立基础基础地面a=b=3000mm 。采用坡型独立基础,初选基础高度600mm ,第一阶h 1=350mm ,第二阶h 2=250mm 。 三、作用在基础顶部荷载标准值 结构重要性系数: γo=1.0 基础混凝土等级:C30 ft_b=1.43N/mm 2 fc_b=14.3N/mm 2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm 2 fc_c=14.3N/mm 2 钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm 2 矩形柱宽 bc=500mm 矩形柱高 hc=500mm 纵筋合力点至近边距离: as=40mm 最小配筋率: ρmin=0.150% Fgk=949.000kN Fqk=0.000kN Mgxk=14.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Mgyk=25.000kN*m Mqyk=0.000kN*m Vgxk=45.000kN Vqxk=0.000kN Vgyk=17.000kN Vqyk=0.000kN 永久荷载分项系数rg=1.20 可变荷载分项系数rq=1.40 Fk=Fgk+Fqk=949.000+(0.000)=949.000kN Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =14.000+949.000*(1.500-1.500)/2+(0.000)+0.000*(1.500-1.500)/2 =14.000kN*m Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =25.000+949.000*(1.500-1.500)/2+(0.000)+0.000*(1.500-1.500)/2 =25.000kN*m Vxk=Vgxk+Vqxk=45.000+(0.000)=45.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=17.000+(0.000)=17.000kN F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(949.000)+1.40*(0.000)=1138.800kN Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2) =1.20*(14.000+949.000*(1.500-1.500)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.500-1.500)/2) =16.800kN*m My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2) ++=f a f ak b ()-b 3d m ( )-d 0.5 现浇独立柱基础设计(Jc-1) 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002), 本文简称《地基规范》 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001), 本文简称《抗震规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1 设计资料: 1.1 已知条件: 类型:阶梯形 柱数:单柱 阶数:1 基础尺寸(单位mm): b1=1100, b11=500, a1=2000, a11=1000, h1=400 柱:方柱, A=400mm, B=400mm 设计值:N=201.00kN, Mx=5.80kN.m, Vx=-5.60kN, My=3.30kN.m, Vy=7.60kN 标准值:Nk=160.80kN, Mxk=4.64kN.m, Vxk=-4.48kN, Myk=2.64kN.m, Vyk=6.08kN 混凝土强度等级:C30, fc=14.30N/mm2 钢筋级别:HRB400, fy=360N/mm2 基础混凝土保护层厚度:40mm 基础与覆土的平均容重:20.00kN/m3 修正后的地基承载力特征值:100kPa 基础埋深:1.00m 作用力位置标高:0.000m 剪力作用附加弯矩M'=V*h(力臂h=1.000m):My'=-5.60kN.m Mx'=-7.60kN.m Myk'=-4.48kN.m Mxk'=-6.08kN.m 锥形基础计算 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、设计依据 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)① 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)② 《简明高层钢筋混凝土结构设计手册》李国胜 二、示意图 三、计算信息 构件编号: JC-1 计算类型: 验算截面尺寸 1. 几何参数 矩形柱宽bc=600mm 矩形柱高hc=1170mm 基础端部高度h1=200mm 基础根部高度h2=150mm 基础长度B1=1200mm B2=1200mm 基础宽度A1=1800mm A2=1800mm 2. 材料信息 基础混凝土等级: C30 ft_b=1.43N/mm2fc_b=14.3N/mm2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm2fc_c=14.3N/mm2 钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm2 3. 计算信息 结构重要性系数: γo=1.0 基础埋深: dh=1.800m 纵筋合力点至近边距离: as=40mm 基础及其上覆土的平均容重: γ=18.000kN/m3 最小配筋率: ρmin=0.150% 4. 作用在基础顶部荷载标准值 Fgk=201.000kN Fqk=0.000kN Mgxk=234.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Mgyk=0.000kN*m Mqyk=0.000kN*m Vgxk=59.000kN Vqxk=0.000kN Vgyk=0.000kN Vqyk=0.000kN 永久荷载分项系数rg=1.20 可变荷载分项系数rq=1.40 Fk=Fgk+Fqk=201.000+(0.000)=201.000kN Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =234.000+201.000*(1.200-1.200)/2+(0.000)+0.000*(1.200-1.200)/2 =234.000kN*m Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =0.000+201.000*(1.800-1.800)/2+(0.000)+0.000*(1.800-1.800)/2 =0.000kN*m Vxk=Vgxk+Vqxk=59.000+(0.000)=59.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=0.000+(0.000)=0.000kN F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(201.000)+1.40*(0.000)=241.200kN Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2) =1.20*(234.000+201.000*(1.200-1.200)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.200-1.200)/2) =280.800kN*m My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2) =1.20*(0.000+201.000*(1.800-1.800)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.800-1.800)/2) =0.000kN*m Vx1=rg*Vgxk+rq*Vqxk=1.20*(59.000)+1.40*(0.000)=70.800kN Vy1=rg*Vgyk+rq*Vqyk=1.20*(0.000)+1.40*(0.000)=0.000kN F2=1.35*Fk=1.35*201.000=271.350kN Mx2=1.35*Mxk=1.35*234.000=315.900kN*m My2=1.35*Myk=1.35*(0.000)=0.000kN*m Vx2=1.35*Vxk=1.35*59.000=79.650kN Vy2=1.35*Vyk=1.35*(0.000)=0.000kN F=max(|F1|,|F2|)=max(|241.200|,|271.350|)=271.350kN Mx=max(|Mx1|,|Mx2|)=max(|280.800|,|315.900|)=315.900kN*m My=max(|My1|,|My2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN*m Vx=max(|Vx1|,|Vx2|)=max(|70.800|,|79.650|)=79.650kN Vy=max(|Vy1|,|Vy2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN 5. 修正后的地基承载力特征值 fa=106.900kPa 四、计算参数 1. 基础总长 Bx=B1+B2=1.200+1.200= 2.400m 2. 基础总宽 By=A1+A2=1.800+1.800= 3.600m 3. 基础总高 H=h1+h2=0.200+0.150=0.350m 4. 底板配筋计算高度 ho=h1+h2-as=0.200+0.150-0.040=0.310m 5. 基础底面积 A=Bx*By=2.400*3.600=8.640m2 6. Gk=γ*Bx*By*dh=18.000*2.400*3.600*1.800=279.936kN 柱下独立基础设计 设计资料 本工程地质条件: 第一层土:城市杂填土 厚 第二层土:红粘土 厚,垂直水平分布较均匀,可塑状态,中等压缩性,地基承载力特征值fak=200Kpa 第三层土:强风化灰岩 ,fak=1200 Kpa 第四层土:中风化灰岩 fak=3000 Kpa 由于结构有两层地下室,地下室层高,采用柱下独立基础,故选中风化灰岩作为持力层。对于中风化岩石,不需要要对其进行宽度和深度修正,故a f =ak f =3000 Kpa 。 材料信息: 本柱下独立基础采用C 40混凝土,HRB400级钢筋。差混凝土规范知: C45混凝土:t f =mm2 , c f = N/mm2 HRB400级钢筋:y f =360 N/mm2 计算简图 独立基础计算简图如下: 基础埋深的确定 基础埋深:d= 基顶荷载的确定 由盈建科输出信息得到柱的内力设计值: M=? N= KN V= 对应的弯矩、轴力、剪力标准值: M k =M/==? N k =N/== KN V k =V/== KN 初步估算基底面积 A 05 .120300011775.33?-=?-≥d r f F G a k =基础设计(独立基础)
独立基础计算书
某独立基础设计-(详细计算过程)
独立基础计算
独立基础设计计算过程