独立基础计算
6框架(KJ-6)D 轴柱下独立基础设计
6.1 基础设计资料
本工程地质资料为:地质持力层为粘土,孔隙比为e =0.75,液性指数I L =0.85,场地覆盖层为1.0m ,场地土壤属Ⅱ类场地土。地基承载力为200ak f KPa =。 6.2 确定基础类型
为了避免其他一些因素的影响,确定本工程项目采用独立基础 6.3 独立基础的设计 6.3.1 不利组合的选择
按地基承载力确定基础底面积和埋深,确定传至基础的荷载效应,应采用正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。标准组合考虑如下几种情况,组合值如表6.1 所示:
表6.1 基础顶面标准组合计算表
在确定基础台阶高度,计算基础结构内力、确定配筋以及验算基础底板受冲切承载力时,上部结构传来的荷载效应和相应的基底反力,应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数。标准组合考虑如下几种情况,组合值如表6.2所示。
表6.2 框架柱基本组合值 (1) 基础高度确定
框架柱基础顶面标高暂定为-1.000m (位于室外地坪一下0.45m 处),框架柱钢筋直径最大值d=22mm ,HRB400级,基础混凝土强度C30,则框架柱钢筋的锚固长度取mm d f f l t
y a 7752243
.1360
14.0=??
==α
(由于HRB 为带肋钢筋,所以α取
0.14),考虑钢筋保护层厚度,取基础高度为1000mm ,则基础底板标高为-1.800m ,从室外地坪算起的基础埋置深度d=1.0m ,基础底部进入持力层0.3m ,基础的计算简图如图6-1所示。 (2)修正地基承载力
由设计资料知,地质持力层为粘土,孔隙比为8.0=e ,液性指数9.0=L I 。查《建筑地基基础设计规范》GB 5007 - 2011(以下简称《基础规范》)表5.2.4德:0.1,0==d b ηη。取基础底面以上土的平均重度为:3/20m kN m =γ,查《荷载规范》得,粘土重度为:3/18m kN =γ。
查《基础规范》5.2.4得,地基承载力特征值应按下式进行修正:
kPa d b f f d b ak a 210)5.00.1(200.10200)5.0()3(=-??++=-+-+=γηγη (3)初步估计基础底面尺寸
考虑荷载偏心,将偏心受压基础的基底面积按轴压基础初步估计的面积增大1.1——1.4,kN N k 59.816max =,
2max 5.5~3.4210
59
.816)4.1~1.1()
4.1~1.1(m f N A a k === 取A=
5.5m 2,并取基础长边l 与短边b 的比值0.1=n 。其中基础长边尺寸m l 0.3=,基础短边尺寸3b m =。基础的立面见图6-1。
图6-1独立基础的立面
(4)基础底面尺寸的验算 1)基础梁尺寸估算
基础梁尺寸均按二层相应位置主梁尺寸估算 2)纵梁传来的(mm 450200h ?=?b )
基础梁自重:kN 55.820.46.32545.02.0=÷+?
??)( 标准值为:55.81=k F
纵墙传来的荷载为:N k 2020.410=÷? 标准值为:kN F k 102=
横梁传来的(mm 700200h ?=?b )
基础梁自重:kN 76.1924.22545.02.028.7257.025.0=÷???+÷??? 标准值为:kN F k 76.193=
纵墙传来的荷载为:N k 1826.310=÷? 标准值为:kN F k 184= 梯梁及次梁传来的荷载: 标准值为:kN F k 15.485=
kN F F F F F F k k k k k k 46.10415.481876.191055.854321=++++=++++=
纵向基础梁荷载对基础底面形心产生的偏心距为:
mm e 1252
2002450=-=
纵向基础梁对基础底面形心产生的弯矩标准值为:
m 13.58kN 0.13104.46e ?=?=?k F
基础和回填土的平均重力为:
kN 995.50.118d k =??==A G γ
3)验算荷载偏心距e
荷载偏心距的计算过程如下表6.2所示
表6.3 验算荷载偏心距过程表
(表中h 为基础高度即h=1m , l 为基础底面长边尺寸3.0m ) 4)验算基底最大压力max k p
基底最大压力的验算按如下公式验算:
max 6(1) 1.2K k a P e
p f bl l
=+≤
取上述结果汇总k p 最大值进行验算,如max 1.2k a p f ≤时,则表示基础底板尺寸符合要求,否则,应增大基础底面积。
kN f l e bl P p a k k 2522.1kN 97.1383
13
.06133614.992)61(max =≤=?+?=+=)(
通过验算,可知确定的基础尺寸mm 0.30.3?=?l b 满足要求 5)软弱下卧层地基承载力验算
本工程不需要进行软弱下卧层地基承载力验算 6)基础冲切验算
ⅰ由表7.2可得max
M
所对应的N,V 的组合值与max N 所对应的M,V 的组合值
相同,故上部结构产生的基础底面内力设计值如表7.5所示。
表7.5 基础底面内力设计值
ⅱ计算基底净反力设计值
ⅲ冲切验算
图6—1基础抗冲切承载力截面位置(柱与基础交接处) A 柱与基础交接处(图6—1所示)
取基础保护层厚度为mm 40。设与基础两个方向的钢筋的直径均为mm d 161=。则分布筋的形心到基础板底的距离为:mm d c a s 4821640211=+=+=,有效高度为:mm h 9524810000=-=。
225.1144000026006002
1
3000600m mm A l ==???-?=
mm b a t 500==,mm h a a t b 2404)481000(250020=-?+=+=
mm a a a b
t m 14522
=+=
对于偏心受压基础,查《基础规范》可知,矩形截面柱的矩形基础,在框架
柱与基础交接处和基础变阶处的受冲切承载力的验算可按下式进行:
07.0h a f F m t hp l β≤
kN A P F l j l 20.5405.113.360max =?==
kN h a f m t hp 68.1383952145243.10.17.07.00=????=β 受冲切承载力满足要求。 6.3.3 基础配筋计算
(1)计算基础长边方向的弯矩设计值
图6-3 基础配筋计算截面位置图
根据以上的计算选择第五组组合设计值即kN p kN p j j 63.157,13.306min max ==进行基础底板配筋。
ⅰ 计算基础长边方向的弯矩设计值
柱边I I -截面(如图6—3所示)
kN
p p l a l p p j j c j j 505.420)63.15713.306(0
.325
.00.313.306)(2min ,max ,min ,,=-?++=-++=I
m
kN l p p p p b l a M j j I j j c c ?=?++++???? ??-=-+++=
I 4.897]0.3)51.42013.306()51.42013.306)(5.00.32[(25.00.3121])())(2[(12
12
,max ,,max ,2
'1 变阶处III III -截面(如图6—3所示)
kN
p p l a l p p j j j III j 76.494)63.15713.306(0
.325
.10.363.157)(2min ,max ,1min ,,=-?++=-++=m
kN l p p p p b l a M j j I j j III ?=?++++???? ??-=-+++=
I 8.991]0.3)51.42013.306()51.42013.306)(5.10.32[(25.10.3121])())(2[(12
12
,max ,,max ,12
'1 2)计算基础短边方向的弯矩设计值
柱边II II -截面(如图6—3所示)
m kN p p a l b b M j j c c II ?=++-=84.518))(2()(48
1min ,max ,2
变阶处IV IV -截面(如图6—3所示)
m kN p p a b b l M j j IV ?=++-=29.192))(2()(48
1
min ,max ,121
3)基础底板配筋计算
I 基础底板沿长边方向的受力钢筋配置
基础底板受力筋采用HRB400(2/360mm N f y =) 柱边处I I -截面:
26
0,2909)2/1640800(3609.0104.8979.0mm h f M A I y I I s =--???==
变阶处III III -截面:
26
0,1793)
2/1640400(3609.0108.9919.0mm h f M A III y I III
s =--???== 经比较,应按I s A ,进行配置钢筋,即在3.0m 宽的范围内配置17C16@200的钢筋(23015]0.31005mm A s =?=)。钢筋配置在平行于长边方向的位置处,并且放在下层。
II 基础底板沿短边方向的受力钢筋配置 柱边处II II -截面:
26
0,2173)
2/141640800(3609.01084.5189.0mm h f M A II y II II
s =---???== 变阶处IV IV -截面:
26
0,1761)
2/121640400(3009.01029.1929.0mm h f M A III y I III
s =---???== 经比较,应按II s A ,进行配置钢筋,即在3.0宽的范围内配置15B14@200的钢筋(223100.3770mm A s =?=)。钢筋配置在平行于短边方向的位置处,并且放在上层。
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