某6層住宅樓建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u2456某6層住宅樓建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算過程案例 1196681工程概況 1114322.基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 1304712.1邊柱獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 2263752.1.1邊柱基礎(chǔ)底面尺寸確定 2173102.1.2持力層承載力驗(yàn)算 267232.1.3基礎(chǔ)高度驗(yàn)算 3149782.1.4基礎(chǔ)配筋計(jì)算 4289112.2中柱獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 5156452.2.1中柱基礎(chǔ)底面尺寸確定 5111032.2.2持力層承載力驗(yàn)算 6175732.2.3按靜定梁計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力 6305632.2.4基礎(chǔ)高度驗(yàn)算 790662.2.5基礎(chǔ)配筋計(jì)算 81工程概況本次設(shè)計(jì)題目為：某住宅樓設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，本工程位于鎮(zhèn)江；根據(jù)查詢抗震設(shè)計(jì)規(guī)范及荷載規(guī)范可知：該地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，水平地震影響系數(shù)最大值為0.12，基本風(fēng)壓及雪壓分別為0.4kN/m2、0.35kN/m2。。地面粗糙度類別為B類，場(chǎng)地類別為Ⅱ類。本設(shè)計(jì)建筑物為6層框架結(jié)構(gòu)，建筑平面長(zhǎng)為43m，寬為14m，建筑高度為17.55m；對(duì)于建筑物底層、標(biāo)準(zhǔn)層以及頂層的高度，根據(jù)任務(wù)書以及相關(guān)規(guī)范的要求，設(shè)計(jì)其高度為2.9m；基于建筑功能以及屋面安全性，本設(shè)計(jì)中屋面采用上人的形式，女兒墻高度為1.2m。2.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)地質(zhì)土層的情況，本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)采用獨(dú)立基礎(chǔ)；基礎(chǔ)持力層選用粘土，未修正地基承載力特征值為130kPa；根據(jù)內(nèi)力組合表，查到邊柱和中柱控制內(nèi)力，分別對(duì)其進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；控制內(nèi)力如下表所示?；炷敛捎肅30，鋼筋采用HRB400，相應(yīng)的參數(shù)：fc=14.3kN/m2、ft=1.43kN/m2、fy=360kN/m2。表11-1一層柱底控制內(nèi)力控制內(nèi)力柱編號(hào)N(kN)M(kN.m)V(kN)標(biāo)準(zhǔn)值邊柱684.438.29-5.31中柱931.2131.21-13.74設(shè)計(jì)值邊柱826.68-7.174.6中柱1135.7713.54-2.112.1邊柱獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2.1.1邊柱基礎(chǔ)底面尺寸確定基礎(chǔ)埋深為基底至室外地面的高度，假設(shè)基礎(chǔ)高度為750m，故基礎(chǔ)埋深d為0.75+0.55=1.3m，由持力層土層參數(shù)查規(guī)范可知：深度修正系數(shù)為1.6。基底以上土的加權(quán)平均重度：17.4kN/m3深度修正后地基承載力特征值：130+1.6×17.4×(1.3-0.5)=152.27kpa1.3+0.15/2=1.375m邊柱柱底軸力標(biāo)準(zhǔn)值為：684.43kN邊柱基底計(jì)算面積684.43/(152.27-20×1.375)=5.49m2，由于柱底偏心距的存在，基底計(jì)算面積增大10%，即1.1×5.49=6.04m，一般l/b=（1.2~2.0），取基礎(chǔ)長(zhǎng)度為3m，寬度為2.1m，基底面積為6.3>6.04mm2,滿足要求，另外基礎(chǔ)寬度小于3m，無需進(jìn)行寬度修正。2.1.2持力層承載力驗(yàn)算20×1.375×6.3=173.25kN基底彎矩8.29+5.31×0.75=12.3kN.m偏心距12.3/857.68=0.014m<L/6=3/6=0.5m?；灼骄鶋毫χ担?(173.25+684.43)/6.3=136.14<fa=152.27kpa，故滿足要求。 基底邊緣的最大壓力值:136.14×(1+6×0.014/3)=139.95<1.2fa=182.72kpa，故滿足要求。2.1.3基礎(chǔ)高度驗(yàn)算（1）計(jì)算基底凈反力邊柱柱底內(nèi)力設(shè)計(jì)值F=931.21kN、V=-13.74kN、M=31.21kN.m基底彎矩設(shè)計(jì)值31.21-13.74×0.75=20.91kN.m(31.21-13.74×0.75)/931.21=0.022m 基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力為：931.21×(1±6×0.022/3)/6.3=154.31kpa/141.31kpa基礎(chǔ)沖切驗(yàn)算基礎(chǔ)受沖切承載力應(yīng)滿足如下公式：基礎(chǔ)有效高度ho=h-50=750-50=700mm0.5m0.5+2×0.7=1.9m0.5×(0.5+1.9)=1.2m由于h0小于800mm，故0.7×1×1.43×1200×700/1000=840.84kN(2.1×(3-0.5-2×0.7)/2)-0.01=1.145m2154.31×1.145=176.68kN<840.84kN，故滿足沖切驗(yàn)算。由于，故滿足沖切驗(yàn)算。2.1.4基礎(chǔ)配筋計(jì)算 （1）柱邊（1-1截面）：對(duì)于此處偏心荷載可以取和的平均值。圖11-1配筋驗(yàn)算示意圖(3+0.5)×(154.31-141.31)/(2×3)=7.58kpa141.31+7.58=148.89kpa(154.31+148.89)/2=151.6kpa(3-0.5)2×(2×2.1+0.5)=29.38m3151.6×29.38/24=185.55kN.m0.9×700×360=226800N/mm185.55×1000000/226800=818.1mm2每米寬配筋面積：818.1/2.1=389.6mm2/m，故每延米最小配筋面積為0.15%×1000×750=1125mm2/m。選配C12@100，面積為1131mm2/m>max(389.6mm2,1125mm2)，滿足要求。（2）柱邊（2-2截面）：(154.31+141.31)/2=147.81kpa(2.1-0.5)2×(2×3+0.5)=16.64m3147.81×16.64/24=102.48kN.m0.9×(700-16)×360=222912N/mm102.48×1000000/222912=462.4mm2每米寬配筋面積：462.4/3=154.1mm2/m，故每延米最小配筋面積為0.15%×1000×750=1125mm2/m。選配C12@100，面積為1131mm2/m>max(154.1mm2,1125mm2)，滿足要求。2.2中柱獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2.2.1中柱基礎(chǔ)底面尺寸確定11-2中柱基礎(chǔ)計(jì)算簡(jiǎn)圖中柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值Fk=826.68kN，合力F=2Fk=1653.36kN，l1=1700mm。對(duì)左中柱點(diǎn)彎矩取矩826.68×1.7/1653.36=0.85mlo=(1/2~2/3)l1=0.85~1.13m，取lo為1.1m，故基礎(chǔ)長(zhǎng)度l=2(xo+lo)=3.9m，基底壓力均勻分布。邊柱基底計(jì)算面積：1653.36/3.9/(152.27-20×1.375)=3.4m，取b=3.5m。2.2.2持力層承載力驗(yàn)算 (20×1.375)×3.5×3.9=375.38kN基底平均壓應(yīng)力為： (375.38+1653.36)/13.65=148.63<fa=152.27kpa，滿足要求。2.2.3按靜定梁計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力圖11-3中柱基礎(chǔ)內(nèi)力簡(jiǎn)圖中柱柱底內(nèi)力設(shè)計(jì)值F=1135.77kN、V=-2.11kN、M=13.54kN.m基礎(chǔ)沿縱向凈反力： 1135.77×2/3.9=582.4kN/m最大負(fù)彎矩： 0.5×582.4×3.9/2×3.9/2-1135.77×(3.9×0.5-1.1)=141.88kN.m最大正彎矩： 0.5×582.4×1.1×1.1=352.35kN.m2.2.4基礎(chǔ)高度驗(yàn)算（1）基礎(chǔ)沖切驗(yàn)算基礎(chǔ)受沖切承載力應(yīng)滿足如下公式：基礎(chǔ)有效高度ho=h-50=750-50=700mm0.5m0.5+2×0.7=1.9m0.5×(0.5+1.9)=1.2m由于h0小于800mm，故0.7×1×1.43×1200×700/1000=840.84kN(2.1×(3-0.5-2×0.7)/2)-0.01=1.145m2166.41×1.145=190.54kN<840.84kN，故滿足沖切驗(yàn)算。由于，故滿足沖切驗(yàn)算。2.2.5基礎(chǔ)配筋計(jì)算圖11-4中柱基礎(chǔ)配筋驗(yàn)算示意圖（1）縱向配筋底面鋼筋：352.35×1000000/0.9/700/360=1553.6mm2每米寬配筋面積：1553.6/3.5=443.9mm2/m為0.15%，故每延米最小配筋面積為0.15%×1000×750=1125mm2/m。選配C12@100，面積為1131mm2/m>max(443.9mm2,1125mm2)，滿足要求。頂面鋼筋：141.88×1000000/0.9/700/360=625.6mm2每米寬配筋面積：625.6/3.5=178.7mm2/m故每延米最小配筋面積為0.15%×1000×750=1125mm2/m。選配C12@100，面積為1131mm2/m>max(178.7mm2,1125mm2)，滿足要求。（2）橫向配筋對(duì)于橫向鋼筋的計(jì)算，采用等效梁的方法計(jì)算等效梁寬度為500+0.75×700=1025mm等效梁底面積為：1.025×3.5=3.59m2基底凈壓力為：1135.77/3.59=316.37kpa柱邊截面彎矩