基础配筋计算
11基础配筋计算
设计基础的荷载包括:a.框架柱传来的弯矩、轴力和剪力(可取设计底层柱的相应控制内力);b.基础自重,回填土的重量。 11.1荷载设计值
外柱基础承受的上部荷载:
框架柱传来:M1=25.07kN.m,N1=824.75kN,V1=2.62kN 内柱基础承受的上部荷载
框架柱传来: M1=99.80kN.m,N1=1079.06kN,V1=51.96kN
该工程框架层数不多,地基土较均匀且柱距较大,可选择独立柱基础,据地质报告基础埋深需在杂填土一下。取基础混凝土的强度等级为C15,查GBJ10-89,表2.1,fc=7.2N/mm2; ft=0.9 N/mm2. 11.2柱独立基础的设计 11.2.1 初步确定基底尺寸
选择基础的埋深d=1.80m(大于建筑物高度的1/15) 地基承载力的深度修正(基础的埋置深度大于0.5m)
根据设计资料提供,基底以下为粘土,查表知承载力修正值: ηb=0.15;ηd=1.4.。
重度计算:杂填土
γ1=16.5kN/m3
h1=0.5m
粘土
γ2=19kN/m3
h2=1.8-0.5=1.3m
则基础底面以上土的加权平均重度:
γ0=
γ1h1+γ2h2
h1+h2
=
16.5⨯0.5+19⨯1.3
=18.31kN/m3
1.8
(先不考虑对基础宽度进行修正)
f=fk+ηbγ(b-3)+ηdγ0(d-0.5)
=280+1.4⨯18.31⨯(1.8-0.5)=313.32kPa(kN/m)>1.1fk=1.1⨯280=308kPa
2
11.2.2基础底面尺寸
先按照中心荷载作用下计算基底面积:
A'≥
N824.75
==2.97m2
f-rGd313.32-20⨯1.8
但考虑偏心荷载作用应力分布不均匀,故将计算出的基底面积增大1.2~1.4,取
1.2。
A=1.2A'=1.2⨯2.97=3.57m2
选用矩形:a:b=1.5~2.0,即:宽×长=1.6m×2.4m,A=3.84m2(满足要求)b≤3m满足要求,地基承载力不必对宽度进行修正。 11.2.3地基承载力验算
11
基础底面的抵抗弯矩:W=bh2=⨯1.5⨯2.52=1.67m3
66
M25.07be===0.03
F+G824.75+366
作用于基底中心的弯矩轴力分别为:
M=25.07kN.m
N=824.75kN
基础底面边缘的压力设计值:
PmaxN+GM824.75+20⨯1.825.07245.57
=±=±=229.5±16.07=kN/m3
Pmin213.43AW3.841.67Pmax=245.57kPa0
Pmax+Pmin
=229.5kPa
故承载力满足要求P=
-
11.2.4 基础剖面尺寸的确定 采用台阶式独立柱基础
构造要求:一阶台阶宽高比≤1.75,二阶宽高比≤1.0。阶梯形每阶高度益为300~500,当h>900时,采用三阶,阶梯得水平宽度和阶高尺寸均为100mm的倍数。基底垫层在底板下浇筑一层素混凝土,垫层的厚度为100mm,两边伸出基础底板为100mm.初步选择基础高度h=600mm,从下至上分350,250两个台阶。h0=550mm
11.2.5土净反力Fl的计算
NM824.7525.07+=+=247.0kN9m2/(不包括基础及回填土自重) Pnmax= AW3.841.67
⎡⎛la⎫⎛bbc
Fl=pnmax⎢ -c-h⎪--h0b-
⎭⎝22⎢⎣⎝22
⎡(1.⨯9-20-0.2)⨯0.5-5 =247.0(⎣
=185.3kN2
am=
2
⎫⎤⎪0⎥⎭⎥⎦
1.-5
2
-0.700. 2)⎤⎦
0.55
at+ab0.4+0.+4
=22
0.⨯552
=0.95m
破坏锥面上的承载力设计值[Fl]按《规范》法计算:
[F]=0.7fltamh0=0.7⨯910⨯0.95⨯0.55=332.83kN>Fl=185.32kN 变阶处抗冲切验算
2
⎡⎛lac⎫⎛bbc⎫⎤
Fl=pnmax⎢ --h0⎪b- --h0⎪⎥
⎭⎝22⎭⎥⎢⎣⎝22⎦
2
=247.09⨯⎡(1.2-0.6-0.30)⨯1.6-(0.80-0.40-0.30)⎤
⎣⎦
=71.66kN
am=
at+ab0.8+0.8+0.30⨯2
==1.10m 22
破坏锥面上的承载力设计值[Fl]按《规范》法计算:
[F]=0.7fltamh0=0.7⨯910⨯1.10⨯0.30=210.21kN>Fl=71.66kN
11.2.6 基础底面配筋计算 选用HPB235钢筋,fy=210N/mm
基础上部结构传来的荷载与土壤净反力的共同作用下,可把它到过来,视为一均部荷载作用下支承于柱上的悬臂板。
基础长边方向,柱边截面,柱边净反力
2
l+ac
(pn,max-pn,min)2l2.4+0.4
=213.43+⨯(245.57-213.43)
2⨯2.4
=232.18pn,l=pn,min+
悬臂部分净反力平均值: 1
5(245.+57 (pn,ma+xpnl),=0.⨯
2
弯矩:
2=32.18) 238.87
Ml==
1pn,max+pn,l
()(l-ac)2(2b+bc)242
1
⨯238.87⨯(2.4-0.4)2⨯(2⨯1.6+0.4) 24=143.32
MI143.32⨯106
AsI===1378.74mm2
0.9h0fy0.9⨯550⨯210变阶处截面
l+aI
(pn,max-pn,min)2l2.4+1.2
=213.43+⨯(245.57-213.43)
2⨯2.4
=237.54pn,III=pn,min+
1pn,max+pn,l
()(l-ac)2(2b+bc)2421245.57+237.54=⨯()⨯(2.4-1.2)2⨯(2⨯1.6+0.8) 242=57.96MIII=
As,III
MI57.96⨯106===989.25mm2 0.9h0fy0.9⨯310⨯210
由以上计算结果可得:比较AS,I和AS,III,应按AS,I配筋,实际配10Φ14,AS=1539mm2 基础短边方向
因该基础受单向偏心荷载作用,所以,在基础短边的基底反力可按均匀分布
1
pn,II=(pn,max+pn,min)
计算,取 2
=229.5KPa
与长边配筋计算方法相同,可得Ⅱ-Ⅱ截面(柱边)的计算配筋值AS,Ⅱ=385.3mm; Ⅳ-Ⅳ截面(柱边)的计算配筋值AS,Ⅲ=349.1mm
由以上计算结果可得:比较AS,II和AS,IV,应按AS,II配筋,实际配10Φ14,AS=1539mm2