梁板式筏型基础设计

梁板式筏形基础设计
1.工程概况和工程地质条件
衡阳市平安小学综合楼法上部结构为框架结构，下部为粉质黏土，地下水位埋深1.500m。

基础面积为16m×61m,采用梁板式筏形基础，基础埋深5.2m，基础混凝土强度为C30，底板厚800mm，钢筋采用HRB235级钢。

基础梁受力筋为HPB335，箍筋采用HPB235级钢筋。

上部结构竖向荷载见表7.1；基础平面布置图见图7.1；地质情况见第1部分第一节。

1.1.柱荷载
图1.1竖向标准荷载分布图
柱荷载基本组合kN
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2设计尺寸与地基承载力验算
2.1基础底面地下水压力的计算确定混凝土的防渗等级
地下水位位于地面以下1.5米处，此处不考虑水的渗流对水压力的影响。

查《混凝土防渗规范》将底板混凝土防渗等级确定为S6。

2.2基础底面尺寸的确定
由柱网荷载图可得柱的标准组合总荷载为：
i
N ∑()22417291930811865⨯+++=
()22934353037592340⨯++++ ()22839348836292135⨯++++ ()22525312530711722⨯++++
=90398kN
其合力作用点：0=c x ，基础左右两边均外伸0.5m
3.6)22934235302375922340[(90398
1
⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=
=
∑∑i
i
i c N
y N y
7.8)22839234882362922135(⨯⨯+⨯+⨯+⨯+ ]15)22525231252307121722(⨯⨯+⨯+⨯+⨯+
=7.5m
基础下边外伸长度0.5m ，为使合力作用点与基础形心重合，基础总宽度为： ()()m
y b c 1625.75.025.0=⨯+=⨯+=
则：基础上边外伸长度为：m 5.05.01516=-- 由以上计算，可得基础底面面积为：
219760.6116m A =⨯=
基础底面积为2
976m ，上部基本组合总荷载为111916kN,基低净反力
Pa A
N
p j k 7.114976111916
==
=
∑
2.3地基承载力的验算
按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》规定：
地基受力层不存在软弱粘性土的建筑物且不超过8层高度在25m 以下的一般民用框架房屋可不进行地基及基础的抗震承载力验算。

仅演算一般情况下的地基承载力。

先对持力层承载力特征值ak f 进行计算：
查规范GB50007-2002,得地基承载力修正系数：3.0=b η，6.1=d η 注：以上系数按照土孔隙比e 及液性指数l I 均小于0.85的粘性土取值。

按照下部土层资料，土的平均重度为：
()05.59)5.305.5(81.5-3.55.118⨯-+⨯+⨯=
m r 3
/28.1105.595
.131627m kN =++=
1(3)(0.5)
a k
b d m f f r b r d ηη=+-+-
)5.005.5(28.116.1)36(183.0120-⨯⨯+-⨯⨯+=
12.822.16120++= =218.32kPa
由于上部竖向荷载作用于基础的重心，故基础为轴心受压基础。

基底处的总竖向力：
kN
G G F k k 10699097656.0976*******=⨯+⨯⨯+='++
基底平均压力：
kPa
A G G F p k k k 6.109976106990
=='++=
所以kPa f kPa p a k 32.2186.109=<=，满足要求要求。

由于地基土层不存在液化性土层故可以不考虑液化影响。

3筏形基础底板抗冲切承载力和抗剪承载力验算
3.1验算底板受冲切承力：
梁板式筏板基础的底板厚 为600mm ，单排布筋，板底 有150mm 素混凝土垫层，因 此取钢筋合力点至近边的距离
mm 402
10
35s =+
=α 则mm 56040600h 0=-=， 混凝土为C30
2
2N/mm 43.1,N/mm 3.14==t c f f 图7.3.1底板冲切计算示意图
验算底板受冲切承载力的 示意图如图7.3.1所示。

单向板板格：
按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），底板受冲切承载力按下式计算：
07.0h u f F m t hp l β≤ (2.11)
式中：l F --------作用在图上阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值 0h --------基础底板冲切破坏锥体的有效高度 t f --------混凝土轴心抗压强度设计值
m u ---------距基础梁边h0/2处冲切临界截面的周长（图7.3.1） 对于单向板：
kN h h p F j l 8.56768.028.77.114)
560.026.04.2()560.026.00.9(7.114)
26.04.2()26.00.9(00=⨯⨯=⨯--⨯⨯--⨯=--⨯--⨯=
当mm h 8000<时，取0.1=hp β
满足）
(kN 8.567kN 1.892456.096.7214300.17.0560
.0)]560.06.04.2()560.06.00.9[(214300.17.07.00>=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯--+--⨯⨯⨯⨯=h u f m t hp β因
此，筏板的厚度满足要求。

3.2验算底板斜截面受剪承载力：
按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），底板斜截面受剪承载力应符合
下式要求：
()0
02hs s 27.0h h l f V n t -≤β （2.13）
s V ----距梁边缘0h 处，作用在图7.3.2中
阴影
部分面积上的地基土平均净反力设计值
hs β----受剪切承载力截面高度影响系数，
按下
式计算：4
1
0800⎪⎭
⎫
⎝⎛=h hs
β，板的有效高 图3.2 底板斜截面受剪示意 度0h 小于800mm 时，取mm h 8000=；
h 大于2000mm 时，取
mm
h 20000=
验算底板斜截面受剪承载力的示意图如图7.3.2。

对板进行斜截面抗剪验算： ⑴ 对9.0m×2.4m 的板
m l n 4.86.00.9l 1.8m ,0.6-2.4n2
1=-=== 0.18004
1
0=⎪⎭
⎫ ⎝⎛=h hs β
阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值：
kN 6.27034.088.137.1145.0)560.028
.1()560.028.14.82(0.7.11421)2()2(21
010212=⨯⨯⨯=-⨯⨯--⨯⨯⨯=-⨯-+-⨯=
h l h l l l p V n n n n j s
()()
满足要求kN V kN h h l f s n t hs 6.270408156.056.024.814300.17.0)2(7.0002=>=⨯⨯-⨯⨯⨯=-β
综上所述：筏板底板厚度满足斜截面抗剪承载力要求。

3.3局部受压承载力验算
根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002.梁板式筏基的基础梁除满足正截面受弯及斜截面受剪承载力外，尚应按现行《混凝土结构设计规范》GB 50010 有关规定验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力。

根据《混凝土结构设计规范》GB 50010 7.8.1 ，其局部受压区的截面尺寸应符合下列要求：
l
b
l n
c l c l A A A f F =
≤βββ135.1 (2.15)
式中:1F ----局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值;
c f ---混凝土轴心抗压强度设计值;
c β-----混凝土强度影响系数,混凝土等级小于C50时,取1.0,大于C50时取0.8;。