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双柱基础计算例题

一、设计资料
1.1. 依据规范
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007--2002),以下简称基础规范 《混凝土结构设计规范》 (GB 50010--2002),以下简称混凝土规范
1.2. 计算条件
内力组合标准值:M k =406.99kN.m N k =850.15kN V k =43.6kN 内力组合设计值:M=562.11kN.m N=1086.4kN V=59.07kN
基础类型:双柱基础—可以考虑采用基础梁抗剪抗弯,构造形式如图1 地基承载力特征值:180kPa ,
设埋深的地基承载力修正系数ηd =1.1,
基础底面以上土的加权平均重度γ0=20kN/m 3,
基础顶面标高 -0.5m ,室内外高差0.15m 。

1
1
2 2
2-2
1550
230.2
174.6
145.8
8@200
)
2⊥12 12
8@300
1.3. 基础尺寸与标高
(1) 根据构造要求(课本p162)可得尺寸:
柱插入深度h 1 = 800mm ,杯口深度 800+50=850mm ;
杯口底部尺寸 宽 400+2×50=500mm 长 800+2×50=900mm ; 杯口顶部尺寸 宽 400+2×75=550mm 长 800+2×75=950mm ; 取
杯壁厚度 t=300mm ,杯底厚度a 1=200mm ,杯壁高度h 2=400mm ,a 2=250mm ; 因此
基础高度为 h=h 1+a 1+50=1050mm
基础埋深 d=1050+500-150=1400mm (2) 基底面积计算 忽略宽度修正,深度修正后的地基承载力特征值为
f a =180+1.1×20(1.4-0.5)=200kPa 先按轴压考虑基底面积
21850.15
4.9420020 1.4
k a m N A m f d γ=
==--⨯
增大30%,考虑到双柱构造 选择截面 b=3m ,l =3.2m ,则 W=lb 2/6=3.2×9/6=4.8m 2
G k =γm bld =20×3×3.4×1.4=268.8kN
基础边缘最大最小压力值(排架方向按单柱考虑)
,max ,min
850.15268.8406.9943.6 1.053.23 4.8210.9 1.224022.2k k k k k k a N G M V h
p bl W kPa f kPa kPa
++=
±++⨯=±⨯<==
210.922.2
116.62002
k a p kPa f kPa +=
=<=
满足要求
1.4. 冲切验算
由前面的构造尺寸设计可知柱对基础梁只能发生剪切破坏(见图1), 而排架方向变阶处基础梁对底板的冲切验算如下 因a t =a b =3.2m a m =3.2m
地基净反力设计值计算
,max ,min
1086.4562.1159.07 1.053.23 4.8243.216.9s s N M Vh p bl W kPa kPa
++⨯=
±=±⨯=
-
出现负值,重新计算
0562.110.5171086.4M e m N =
==,00.50.530.5170.983k b e m =-=⨯-= ,max 221086.4
230.2330.983 3.2
s N p kPa kl ⨯===⨯⨯
地基反力冲切荷载面积(见图1)
A l =(0.725-0.65) ×3.2=0.075×3.2=0.24m 2 F l =230.2×0.24=55.248kN 而基础受冲切承载力
()
010508000.70.710.1 1.132006504020001484k t m l
f a h kN F β-⎛⎫
=-⨯⨯⨯⨯- ⎪⎝⎭
=> 满足要求
1.5. 底板配筋计算
根据前面的分析可以求出柱边和梁边的基底净反力 (1)排架方向的底板配筋
,max ,2145.8230.2
0.5 1.1 3.20.5 1.21 3.2
22
364.s s I I p p M kN m
++=⨯
⨯⨯=⨯⨯⨯= 6
02
364100.90.921010101907sI y I M A f h mm ⨯==
⨯⨯=
变阶处
,max ,22145.8230.2
0.50.725 3.20.50.725 3.2
22
158.s s II II p p M kN m
++=⨯
⨯⨯=⨯⨯⨯= 6
02158100.90.92106101370sII y II sI
M A f h mm A ⨯==
⨯⨯=<
选配φ12@190 A s =595mm 2/m ≈1907 mm 2/3.2m
(2)垂直排架方向的底板配筋 由于此时主要由基础梁来承担
因此按构造选配φ8@200 A s =251mm 2/m 置于排架方向分布钢筋的上方。

(3)由于基础边长均大于3m ,底板分布钢筋可减短10%交错布置(见课本p161图12-59)
1.6. 基础梁配筋计算
(1)受弯钢筋。

根据前面的分析可以求出
,max 220230.2
0.50.97530.50.9753
22
164.1.s III p M kN m
+=⨯
⨯⨯=⨯⨯⨯=
110.0110.55
b ξξ=-=-=<=220.019.61550990
4910.2%3255300
s A mm bh mm ⨯⨯⨯=
=<=
选配 7⊥25 A s =3463mm 2满足要求,上部杯口位置设4⊥12 构造钢筋兼作箍筋架立钢筋,详图见课本p163图12-62(b) (2)受剪钢筋
,max 0230.2
0.930.93
22
311s III p V kN
+=
⨯⨯=⨯⨯= 由于
00.70.7 1.115509901181.6t III f bh kN V =⨯⨯⨯=>
说明混凝土梁本身抗剪能力足够,按构造配箍筋即可,选配φ8@300 与杯口纵向构造钢筋构成焊接网,详见课本p163图12-62。

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