土木工程毕业论文工程设计框架结构(八)

第十二章独立基础设计

本设计采用柱下独立阶梯基础，下面对③轴线边柱的基础进行设计。

12.1基础设计资料

房屋震害调查统计资料表明，建造于一般土质天然地基上的房屋，遭遇地震时。极少

有因地基承载力不足或较大沉陷导致上部结构破坏。因此，我国《建筑抗震设计规范》规定，下述建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：

①砌体房屋；

②地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的一般厂房、单层空旷房屋和8层、高

度25m以下的一般民用框架房屋，以及与其基础荷载相当的多层框架厂房。

③规范中规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。

本设计为5层框架结构，建筑高度为19.5m，属于第二中类别，故不进行基础抗震承

载力验算.

基础混凝土为C30，f16.7

c

2

N/mm，

2

f1.57N/mm；垫层混凝土为C15，100

t

厚，两侧各伸出100mm；钢筋采用HRB335级， 2

f300N/mm，钢筋混凝土保护层为

y

50mm厚。

12.2基础设计

12.2.1确定基础埋深

基础埋置深度是指设计室外地坪至基础底面的距离，且基础埋置深度应在冰冻线以下200mm。本设计所在的场地的土层条件，地下水位在自然地面以下9.55-11m，土壤冻结深

度在室外地坪以下1.3m。综上所述，则基础埋置深度d=1.75m。

12.2.2确定地基承载力和基础尺寸

一.地基承载力的确定

选取边柱计算柱底一组最不利内力组合：

M16.266.0322.29kNm

k

N1718.27373.232091.5kN

k

V

k

(16.266.0332.5112.06)4.913.64kN

基础梁尺寸：bh300mm400mm

则，纵向传给基础的竖向力为：

N

纵

0.30.49.00.6259.00.64.90.680.42.72.422.35

+2.72.420.475.33kN 横向传给基础的竖向力为：

N横= 6.80.6

2

4.90.650.41.8922.56 kN

根据《建筑地基规范》，当基础宽度大于3.0m或埋深大于0.5m时，地基承载力特征值按下式进行修正。（先不考虑对基础宽度进行修正）

ff(b3)(d0.5)

aakbdm

式中：f a修正后的地基承载力特征值(kp a)；

f地基承载力特征值(kp a)；

ak

b、d分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别，查表

b=2.0，d=3.0；

地基持力层土的重度，地下水位以下取浮重度(

3 kNmm)；

m基础底面以上埋深范围内土的加权平均重度，一般取20

3 kNmm；

b基础底面宽度(m),当b＜3m时按3m取值，b＞6m时按6m取值；

d基础埋置深度，当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起，d=1.75+0.45=2.20m；

f

a

260320(2.200.5)362kPa

二.基础尺寸的确定

1.按轴心受压初估基础底面积

计算基础和回填土重G时的基础平均埋深d=1.75+0.45/2=1.975m。

k

F k2019.597.892189.39kN，则基础顶面轴

力总值：

A 0

F

k

fd

aG

2189.39

362201.975

6.79m

2

考虑偏心影响，将A增大10%～40%。由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即

2

A1.2A1.26.798.15m

初步选择基础面积为：bl339m2

基础和回填土重：GdA201.9759355.5kN

kG

初步确定基础梁尺寸：300mm400mm，基础梁顶面至室外地坪的距离为0.15m。

偏心距：

M22.2913.642.2

K

e0.021m

K

L

＜0.5

6

m，

FG2189.39355.5 KK

P

k,min

F F6e2189.39355.560.021 kGK 11

Al93

245.07kPa ，满足要

求。

基底最大压力：

P K ,max

F G6e2189.39355.560.021 KKk 1(1)294.64

Al93

<1.2f a

=434.4kPa

PP kk

,max,min294.64270.89

22

282.77kPaf362kPa ，满足要求。 a

最后确定该柱基础尺寸为：l=3m ，b=3m 。 2.基础底面抗冲切验算

图12.1独立基础平面、剖面图

在基底上净反力（即不考虑

G k 的作用），产生的剪力作用下，基础可能发生冲切破坏，

破坏面为大致沿

o

45方向的锥形截面。破坏原因主要是由于混凝土斜截面上的主拉应力超过

了混凝土抗拉强度而引起的斜拉破坏。为了防止冲切破坏的发生，应进行抗冲切承载力验算，公式如下：

F0.7fah

lhptm0

hp受冲切承载力截面高度影响系数，当h800时，hp取1.0；

当时，

h2000hp取0.9；其间按线性内差法取。

f混凝土轴心抗拉强度设计值；

t

h基础冲切破坏锥形的有效高度；

a基础冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，a m(a t a b)/2

m

F相应于荷载效应基本组合时作用在l A上的地基净反力设计值，

l

F pA；

lnl

A冲切验算时取用的部分基底面积。

l

基底净反力计算：N2729.141.297.892846.61kN

M545.21kN

基础边缘处的最大和最小净反力计算：

W

22

lb33

66

3

4.5m

P

s,max NM

blW

2846.61545.21

334.5

437.45kPa

P

s,min N M

blW

2846.61545.21

334.5

195.13kPa

Ⅰ-Ⅰ截面抗冲切验算：

aa0.6m，b c0.6m；

tc

基础高度1200mm，基础三阶，每阶高分别为400mm，400mm，400mm。

Ⅰ-Ⅰ台阶有效高度h=1200-50=1150mm；

aa2h0.621.152.9m

bt0

aa0.62.9

tb

a1.75m；

m