第七章基础设计7.1设计资料地质情况:1. 粘土质填土:黄色,稍密,稍湿,厚0.7米,容重γ=18kN/m3。
2. 耕土:灰黑色,湿,厚0.2~0.4米,容重γ=17.4kN/m3。
3. 粉粘土(Ⅰ):黄色,中密,硬偏坚硬状态,厚4.5~4.8米,容重γ=19kN/m3。
4. 粉粘土(Ⅱ):灰黄色,中密,硬偏坚硬状态,容量γ=19.4kN/m3。
本层钻6米,未钻透。
地下水位:地下水位的稳定位在2.5~3.0米之间,系为上层滞水,无侵蚀性。
按照《地基基础设计规范》和《建筑抗震设计规范》的有关规定,上部结构传至基础顶面上的荷载只需按照荷载效应的基本组合来分析确定。
工程柱距较大且层数不高,可选择柱下独立基础。
根据地质条件,取砂质粘土为持力层,基础高度设为0.9m,基础埋深1.4m。
混凝土强度等级取C35,基础底板钢筋采用HRB335。
室内外高差0.45m,柱断面为500×400mm,基础垫层采用C10混凝土,厚度100mm。
7.2荷载计算基础承载力计算时,采用荷载标准组合。
取恒载+活载+风载(作为近似计算且偏于安全,可变荷载组合值系数均取1.0)。
上部结构传来的柱底荷载标准值见下表。
表71 柱底荷载标准值计算柱类别内力恒载活载风载M -16.7 -3.6 -15.7B N 915.8 120 11.6V 10.8 2.3 5.9M 10.5 2.2 -18.4C N 1164.9 180.7 41.5V -6.9 -1.4 7.7柱B组合结果:V KN N KN MB B B199.53.28.104.10476.111208.915m367.156.37.16=++==++=⋅-=---=柱C 组合结果:V KN N KN MB B B167.74.19.61.13045.417.1809.1164m1.314.182.25.10-=---==-+=⋅=++=7.3 柱基础承载力计算及验算7.3.1 柱B 基础计算① 初估基底尺寸柱B 基础底面荷载 m 1.539.01936⋅=⨯--=KN M B 底m γ为加权土容重,其中粘土质填土γ=18kN/m 3 ,耕土容重取γ=17.4kN/m 3,粉粘土(Ⅰ)容重γ=19kN/m 3。
'21047.4 3.06d37020 1.4G d N A m f γ≥==--⨯选用矩形m 2m 2⨯② 按持力层强度验算基底尺寸KNA G G k 1124.1420d =⨯⨯==γ44.3895.04.18.12.1370)5.0()3(00=-⨯⨯+=++-+=)(d b f f d b ak a γηγη基底形心处竖向荷载:KN G F F4.11591124.1047k k k=+=+=∑基底形心处弯矩:KN M 1.53k -=偏心距:33.06/m 045.04.1159/1.53e kk=<===∑l F M44.389a k 85.289kk =<==∑a f P AFPaf P A F P 2.1a k 98.328le 61kmax k <=+=∑)(,满足要求。
③抗震验算地震验算时,荷载标准组合采用恒载+0.5(雪+活)+地震作用。
上部传来的竖向力:KNMKN V KN N KN MB B B B 55.1809.095.5313295.534215.18.106.10846.109608.915m1325.1136.35.07.16=⨯-==++==++=⋅-=-⨯--=震底震震震KN A G G k 1124.1420d =⨯⨯==γkN 基底形心处竖向荷载:KN G F F6.11961126.1084k k k=+=+=∑偏心距:m 33.06/m 15.06.1196/55.180e kk=<===∑l F M44.389a k 15.299kk =<==∑a f P AFP33.4672.1a k 77.433le 61kmax k =<=+=∑afP A F P )(,满足要求。
7.3.2 柱C 基础计算① 初估基底尺寸柱C 基础底面荷载 m 5.459.0161.31⋅-=⨯--=KN M B 底m γ为加权土容重,其中粘土质填土γ=18kN/m 3 ,耕土容重取γ=17.4kN/m 3,粉粘土(Ⅰ)容重γ=19kN/m 3。
'21304.1 3.81d37020 1.4G N A m f γ≥==--⨯选用矩形4.24.2⨯② 按持力层强度验算基底尺寸KNA G G k 28.1614.176.520d =⨯⨯==γ44.3895.04.18.12.1370)5.0()3(00=-⨯⨯+=++-+=)(d b f f d b ak a γηγη基底形心处竖向荷载:KN G F F9.14658.1611.1304k k k=+=+=∑基底形心处弯矩:KN M 5.45k -=偏心距:33.06/m 031.09.1465/5.45e kk=<===∑l F M44.389a k 5.254kk =<==∑a f P AF Paf P AF P 2.1a k 65.274le 61kmax k <=+=∑)(,满足要求。
③抗震验算地震验算时,荷载标准组合采用恒载+0.5(雪+活)+地震作用。
上部传来的竖向力:KNMKN V KN N KN MB B B B 52.899.02.643.1472.646.564.15.09.66.16463.3927.1805.01164m3.1477.1352.25.05.10=⨯-==-⨯--==+⨯+=⋅=+⨯+=震底震震震KN A G G k 1124.1420d =⨯⨯==γkN 基底形心处竖向荷载:KN G F F6.17581126.1646k k k=+=+=∑偏心距:m 33.06/m 05.06.1758/52.89e kk=<===∑l FM44.389a k 31.305kk =<==∑a f P AFP33.4672.1a k 47.343le 61kmax k =<=+=∑afP A F P )(,满足要求。
7.4基础结构设计基础结构设计时,按照荷载效应组合的设计值进行计算。
7.4.1 B 柱基础设计 (1)荷载设计值MKN V KN N KN MB B B B2904.579.0136.21268.3895.534.16.09.54.13.22.18.10704.12766.114.16.01204.12.18.915m268.387.154.16.06.34.17.162.1=⨯+==⨯⨯+⨯+⨯==⨯⨯+⨯+⨯=⋅=⨯⨯-⨯-⨯-=震底(2)基底净反力 ak 01.319j kP AFP ==∑045.004.1276/29.57e kk ===∑FMa k 08.362le 61kmax k P A F P =+=∑)(,a k 94.275le 61kmin k P A F P =-=∑)(,(3)冲切验算① 柱与基础交接处此时500c b m m =,010*******h m m =-=,0.99hp β=。
22.286.025.0h 2b a 0c b =⨯+=+=m5.0a t =36.12a a a tb m =+=KNh a f F KNA P F mA m t hp 5.127286036.157.199.07.07.0478.10008.3622775.02775.01000/85011011max j 1221=⨯⨯⨯⨯=<=⨯===-⨯=β,)((注:hp β——受冲切承载力截面高度影响系数,当h 不大于800mm 时,取1.0, 当h 大于等于2000mm 时,取0.9,其间按线性内插法取用; t f ——混凝土轴心抗拉强度设计值; m a ——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度; 1A ——冲切验算时取用的部分基底面积;1F ---相应于荷载效应基本组合时作用在1A 上的地基土净反力设计值。
② 基础变阶处此时mm 51040550h 0=-=,0.99hp β=。
72.151.02235.0h 2b a 0c b =⨯+⨯=+= m 35.0a t =035.12a a a tb m =+=KNh a f F KNA P F mA m t hp 4.95451072.157.199.07.07.0478.10008.3622775.02775.01000/85011011max j 1221=⨯⨯⨯⨯=<=⨯===-⨯=β,)((满足要求。
(4)配筋1817.5498603009.0/1052.127h f 9.0A m52.1275.046.024893.33108.362b b 2h l (4893.33122/6.0294.27508.36294.275l 2/h l 601y 1s12c 2c j1jmax 1c jmin jmax jmin j1=⨯⨯⨯==⋅=+-+=+-+==⨯+⨯-+=+⨯-+=)()()()()())()()()()()(M KN P P M KN P P P P按构造间距要求配筋,选2s mm 18844.2785100@10=⨯=ΦA ,mm 2。
2601y 1s 2c 2c j1jmax mm44.6448603009.0/1064.149h f 9.0A m64.1496.045.024893.33108.362h l 2b b (48=⨯⨯⨯==⋅=+-+=+-+=∏∏)()()()()()M KN P P M按构造间距要求配筋,选2s mm 18844.2785100@10=⨯=ΦA ,mm 2。
7.4.2 C 柱基础设计KNV KN N KN MB B B167.74.19.61.13045.417.1809.1164m1.314.182.25.10-=---==-+=⋅=++=(1)荷载设计值MKN V KN N KN MB B B B166.469.07.16136.3171.164.16.07.74.14.12.19.6704.16855.414.16.07.1804.12.19.1164m136.314.184.16.02.24.15.102.1=⨯+==⨯⨯+⨯+⨯==⨯⨯+⨯+⨯=⋅=⨯⨯+⨯+⨯=震底(2)基底净反力 ak 65.292j kP AFP ==∑027.0704.1685/166.46e kk===∑F Ma k 4.312le 61kmax k P A F P =+=∑)(,a k 70.272le 61kmin k P A F P =-=∑)(,(3)冲切验算① 柱与基础交接处此时500c b m m =,090040860h m m =-=,0.99hp β=。