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独立基础计算书
独立基础计算书
计算依据:
1、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
一、基本参数
1、上部荷载参数
基础顶部柱子轴力设计值F(kN)
200
基础顶部柱子弯矩设计值Mx(kN·m)
50
基础顶部柱子弯矩设计值My(kN·m)
50
基础顶部柱子剪力设计值Vx(kN)
10
基础顶部柱子剪力设计值Vy(kN)
10
标准组合分项系数Ks
1.3
基本组合分项系数Kc
1.35
2、基础上部柱子参数
基础上部柱子截面类型
方柱
砼柱截面长a(mm)
800
砼柱截面宽b(mm)
600
3、基础参数
基础类型
阶梯形
基础台阶数
三阶
基础底面长L×宽B×高h1(mm)
3600×2800×400
基础二阶底面长L1×宽B1×高h2(mm)
2800×2000×400
基础柱边面长dx×宽dy×高h3(mm)
600×300×400
基础埋置深度H1(m)
2.4
混凝土强度等级
C30
基础自重γc(kN/m3)
24
基础上部覆土厚度h′(m)
1.2
基础上部覆土的自重γ′(kN/m3)
17
基础混凝土保护层厚度δ(mm)
50
4、地基参数
地基承载力特征值fak(kPa)
170
基础宽度地基承载力修正系数ηb
0.3
基础埋深地基承载力修正系数ηd
1.6
基础底面以下的土的重度γ(kN/m3)
20
基础底面以上的土的加权平均重度γm(kN/m3)
18
基础底面修正后的地基承载力特征值fa(kPa)
224.72
5、软弱下卧层
基础底面至软弱下卧层顶部的距离z(m)
2
地基压力扩散角θ(°)
23
软弱下卧层顶处修正后的地基承载力设计值faz(kPa)
160
二、计算简图
平面图
剖面图1-1
剖面图2-2
三、承台验算
1、基础受力
设计值计算:
F=200KN
Mx′=Mx+H1×Vx=50+2.4×10=74kN·m
My′=My+H1×Vy=50+2.4×10=74kN·m
标准值计算:
(标准组合)
Fk=Ks×F=1.3×200=260kN
Mxk=Ks×Mx′=1.3×74=96.2kN·m
Myk=Ks×My′=1.3×74=96.2kN·m
2、基础及其上土的自重荷载标准值:
Gk=L×B×(γc×h1+(h′+h2+h3)×γ′)+L1×B1×h2×(γc-γ′)+(dx×2+a)×(dy×2+b)×h3×(γc-γ′)=3.6×2.8×(24×0.4+(1.2+0.4+0.4)×17)+2.8×2×0.4×(24-17)+(0.6×2+0.8)×(0.3×2+0.6)×0.4×(24-17)=461.888kN
3、基础底面压应力计算
pk=(Fk+Gk)/A=(260+461.888)/(2.8×3.6)=71.616kPa
基础底面抵抗矩:
WX=BL2/6=2.8×3.62/6=6.048m3
基础底面抵抗矩:
WY=LB2/6=3.6×2.82/6=4.704m3
ex=Mxk/(Fk+Gk)=96.2/(260+461.888)=0.133
pxkmax=(Fk+Gk)/A+|Mxk|/Wx=71.616+96.2/6.048=87.522kPa
pxkmin=(Fk+Gk)/A-|Mxk|/Wx=71.616-96.2/6.048=55.71kPa
px增=pxkmax-pk=15.906kPa
px减=pk-pxkmin=15.906kPa
ey=Myk/(Fk+Gk)=96.2/(260+461.888)=0.133
pykmax=(Fk+Gk)/A+|Myk|/Wy=71.616+96.2/4.704=92.067kPa
pykmin=(Fk+Gk)/A-|Myk|/Wy=71.616-96.2/4.704=51.165kPa
py增=pykmax-pk=20.451kPa
py减=pk-pykmin=20.451kPa
pkmax=pk+px增+py增=71.616+15.906+20.451=107.973kPa
pkmin=pk-px减-py减=71.616-15.906-20.451=35.259kPa
基座反力图
1)轴心作用时地基承载力验算
Pk=71.616kPa≤fa=224.72kPa
满足要求!
2)偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=107.973kPa≤1.2fa=1.2×224.72=269.664kPa
满足要求!
4、软弱下卧层验算
基础底面处土的自重压力值:
pc=H1×γm=2.4×18=43.2kPa
下卧层顶面处附加压力值:
pz=lb×(pkmax-pc)/((b+2ztanθ)(l+2ztanθ))=3.6×2.8×(107.973-43.2)/((2.8+2×2×tan23)×(3.6+2×2×tan23))=27.399kPa
软弱下卧层顶面处土的自重压力值:
pcz=z×γ=2×20=40kPa
作用在软弱下卧层顶面处总压力:
pz+pcz=27.399+40=67.399kPa≤faz=160kPa
满足要求!
5、基础抗剪切验算
Pjmax=Kc×(pkmax-Gk/A)=1.35×(107.973-461.888/(3.6×2.8))=83.904kPa
Pjmin=0kPa
1)第一阶验算
抗剪切计算简图一阶X向
抗剪切计算简图一阶y向
h0x=h1-(δ+φx/2)=400-(50+10/2)=345mm
βhx=(800/h0x)0.25=1
Acx1=Lh0x=3600×345=1242000mm2
Vx=0.7×βhx×ft×Acx1=0.7×1×1.43×1242000=1243242N=1243.242kN≥pjmax×L×(B-B1)/2=83.904×3.6×(2.8-2)/2=120.822kN
h0y=h1-(δ+φy/2)=400-(50+10/2)=345mm
βhy=(800/h0y)0.25=1
Acy1=Bh0y=600×345=207000mm2
Vy=0.7×βhy×ft×Acy1=0.7×1×1.43×207000=207207N=207.207kN≥pjmax×B×(L-L1)/2=83.904×2.8×(3.6-2.8)/2=93.972kN
满足要求!
2)第二阶验算
抗剪切计算简图二阶X向
抗剪切计算简图二阶y向
h0x=h1-(δ+φx/2)+h2=400-(50+10/2)+400=745mm
βhx=(800/h0x)0.25=1
Acx2=L×(h0x-h2)+L1×h2=3600×(745-400)+2800×400=2362000mm2
Vx=0.7×βhx×ft×Acx2=0.7×1×1.43×2362000=2364362N=2364.362kN≥pjmax×L×(B-(b+2dy))/2=83.904×3.6×(2.8-0.6-2×0.3)/2=241.644kN
h0y=h1-(δ+φy/2)+h2=400-(50+10/2)+400=745mm
βhy=(800/h0y)0.25=1
Acy2=B×(h0y-h2)+B1×h2=2800×(745-400)+2000×400=1766000mm2
Vy=0.7×βhy×ft×Acy2=0.7×1×1.43×1766000=1767766N=1767.766kN≥pjmax×B×(L-(a+2dx))/2=83.904×2.8×(3.6-0.8-2×0.6)/2=187.945kN
满足要求!
3)第三阶验算
抗剪切计算简图三阶X向
抗剪切计算简图三阶y向
h0x=h1-(δ+φx/2)+h2+h3=400-(50+10/2)+400+400=1145mm
βhx=(800/h0x)0.25=0.914
Acx3=L×(h0x-h2-h3)+L1×h2+(a+2dx)×h3=3600×(1145-400-400)+2800×400+(800+2×600)×400=3162000mm2
Vx=0.7×βhx×ft×Acx3=0.7×0.914×1.43×3162000=2892958.068N=2892.958kN≥pjmax×L×(B-b)/2=83.904×3.6×(2.8-0.6)/2=332.26kN
h0y=h1-(δ+φy/2)+h2+h3=400-(50+10/2)+400+400=1145mm
βhy=(800/h0y)0.25=0.914
Acy3=B×(h0y-h2-h3)+B1×h2+(b+2dy)×h3=2800×(1145-400-400)+2000×400+(600+2×300)×400=2246000mm2
Vy=0.7×βhy×ft×Acy3=0.7×0.914×1.43×2246000=2054896.844N=2054.897kN≥pjmax×B×(L-a)/2=83.904×2.8×(3.6-0.8)/2=328.904kN
满足要求!
6、基础抗冲切验算
1)第一阶验算
k=(L1-B1)/2=(2800-2000)/2=400mm
X方向验算:
抗冲切验算一阶X向
abx=2h0x+L1=2×345+2800=3490mm≤L=3600mm,取abx=2h0x+L1=3490mm
y1=L/2-k=3600/2-400=1400mm≥B/2=1400mm
x1=2×(B/2+k)=2×(2800/2+400)=3600mm
y2=h0x+B1/2=345+2000/2=1345mm
Alx=(B/2-y2)(abx+x1)/2=(2800/2-1345)(3490+3600)/2=194975mm2
Y方向验算:
抗冲切验算一阶y向
aby=2h0y+B1=2×345+2000=2690mm≤B=2800mm,取aby=2h0y+B1=2690mm
x1=B/2+k=2800/2+400=1800mm≥3600/2=1800mm
y1=2×(L/2-k)=2×(3600/2-400)=2800mm
x2=h0y+L1/2=345+2800/2=1745mm
Aly=(L/2-x2)(aby+y1)/2=(3600/2-1745)(2690+2800)/2=150975mm2
amx=(at+abx)/2=(2800+3490)/2=3145mm
amy=(at+aby)/2=(2000+2690)/2=2345mm
Aq1x=amx×h0x=3145×345=1085025mm2
Aq1y=amy×h0y=2345×345=809025mm2
Flx=0.7×βhp×ft×Aq1x=0.7×1×1.43×1085025=1086110.025N=1086.11kN≥pjmax×Alx=83.904×0.001×194975=16359.182N=16.359kN
F1y=0.7×βhp×ft×Aq1y=0.7×1×1.43×809025=809834.025N=809.834kN≥pjmax×Aly=83.904×0.001×150975=12667.406N=12.667kN
满足要求!
2)第二阶验算
k=((a+2dx)-(b+2dy))/2=((800+2×600)-(600+2×300))/2=400mm
X方向验算:
抗冲切验算二阶X向
abx=2h0x+(a+2dx)=2×745+(800+2×600)=3490mm≤L=3600mm,取abx=2h0x+(a+2dx)=3490mm
y1=L/2-k=3600/2-400=1400mm≥B/2=1400mm
x1=2×(B/2+k)=2×(2800/2+400)=3600mm
y2=h0x+(b+2dy)/2=745+(600+2×300)/2=1345mm
Alx=(B/2-y2)(abx+x1)/2=(2800/2-1345)(3490+3600)/2=194975mm2
Y方向验算:
抗冲切验算二阶y向
aby=2h0y+(b+2dy)=2×745+(600+2×300)=2690mm≤B=2800mm,取aby=2h0y+(b+2dy)=2690mm
x1=B/2+k=2800/2+400=1800mm≥3600/2=1800mm
y1=2×(L/2-k)=2×(3600/2-400)=2800mm
x2=h0y+(a+2dx)/2=745+(800+2×600)/2=1745mm
Aly=(L/2-x2)(aby+y1)/2=(3600/2-1745)(2690+2800)/2=150975mm2
amx=(at+abx)/2=(2000+3490)/2=2745mm
amy=(at+aby)/2=(1200+2690)/2=1945mm
Aq1x=amx×h0x=2745×745=2045025mm2
Aq1y=amy×h0y=1945×745=1449025mm2
Flx=0.7×βhp×ft×Aq1x=0.7×1×1.43×2045025=2047070.025N=2047.07kN≥pjmax×Alx=83.904×0.001×194975=16359.182N=16.359kN
F1y=0.7×βhp×ft×Aq1y=0.7×1×1.43×1449025=1450474.025N=1450.474kN≥pjmax×Aly=83.904×0.001×150975=12667.406N=12.667kN
满足要求!
3)第三阶验算
k=(a-b)/2=(800-600)/2=100mm
X方向验算:
抗冲切验算三阶X向
abx=2h0x+a=2×1145+800=3090mm≤L=3600mm,取abx=2h0x+a=3090mm
y1=L/2-k=3600/2-100=1700mm≥B/2=1400mm
x1=2×(B/2+k)=2×(2800/2+100)=3000mm
y2=h0x+b/2=1145+600/2=1445mm
Alx=(B/2-y2)(abx+x1)/2=(2800/2-1445)(3090+3000)/2=-137025mm2
因为Alx<0,即Alx不存在,故取Alx=0
Y方向验算:
抗冲切验算三阶y向
aby=2h0y+b=2×1145+600=2890mm>B=2800mm,取aby=B=2800mm
x2=h0y+a/2=1145+800/2=1545mm
Aly=(L/2-x2)×aby=(3600/2-1545)×2800=714000mm2
amx=(at+abx)/2=(800+3090)/2=1945mm
amy=(at+aby)/2=(600+2800)/2=1700mm
Aq1x=amx×h0x=1945×1145=2227025mm2
Aq1y=amy×h0y=1700×1145=1946500mm2
Flx=0.7×βhp×ft×Aq1x=0.7×0.914×1.43×2227025=2037536.351N=2037.536kN≥pjmax×Alx=83.904×0.001×0=0N=0kN
F1y=0.7×βhp×ft×Aq1y=0.7×0.914×1.43×1946500=1780880.101N=1780.88kN≥pjmax×Aly=83.904×0.001×714000=59907.456N=59.907kN
满足要求!
四、承台配筋计算
承台底部X轴向配筋
HRB335Ф10@120
承台底部Y轴向配筋
HRB335Ф10@110
基础底板受力配筋图
Pj=Kc×(pk-Gk/A)=1.35×(71.616-461.888/(3.6×2.8))=34.822kPa
1)第一阶验算
M1x=1/48[(pjmax+pj)×(2L+L1)+(pjmak-pj)×L]×(B-B1)2=1/48×[(83.904+34.822)×(2×3600+2800)+(83.904-34.822)×3600]×(2800-2000)2=18.186kN·m
M1y=1/48[(pjmax+pj)×(2B+B1)+(pjmak-pj)×B]×(L-L1)2=1/48×[(83.904+34.822)×(2×2800+2000)+(83.904-34.822)×2800]×(3600-2800)2=13.863kN·m
Asx1=M1x/(0.9×fyx×h0x)=18.186×106/(0.9×300×345)=195.233mm2
Asy1=M1y/(0.9×fyy×h0y)=13.863×106/(0.9×300×345)=148.824mm2
2)第二阶验算
M2x=1/48[(pjmax+pj)×(2L+(a+2dx))+(pjmak-pj)×L]×(B-(b+2dy))2=1/48×[(83.904+34.822)×(2×3600+(800+2×600))+(83.904-34.822)×3600]×(2800-(600+2×300))2=67.679kN·m
M2y=1/48[(pjmax+pj)×(2B+(b+2dy))+(pjmak-pj)×B]×(L-(a+2dx))2=1/48×[(83.904+34.822)×(2×2800+(600+2×300))+(83.904-34.822)×2800]×(3600-(800+2×600))2=50.388kN·m
Asx2=M2x/(0.9×fyx×h0x)=67.679×106/(0.9×300×745)=336.46mm2
Asy2=M2y/(0.9×fyy×h0y)=50.388×106/(0.9×300×745)=250.5mm2
3)第三阶验算
M3x=1/48[(pjmax+pj)×(2L+a)+(pjmak-pj)×L]×(B-b)2=1/48×[(83.904+34.822)×(2×3600+800)+(83.904-34.822)×3600]×(2800-600)2=113.589kN·m
M3y=1/48[(pjmax+pj)×(2B+b)+(pjmak-pj)×B]×(L-a)2=1/48×[(83.904+34.822)×(2×2800+600)+(83.904-34.822)×2800]×(3600-800)2=142.677kN·m
Asx3=M3x/(0.9×fyx×h0x)=113.589×106/(0.9×300×1145)=367.424mm2
Asy3=M3y/(0.9×fyy×h0y)=142.677×106/(0.9×300×1145)=461.514mm2
Asx=max(Asx1,Asx2,Asx3)=max(195.233,336.46,367.424)=367.424mm2≤ASX=[(2800/120)+1]×3.14×102/4=1910.167mm2
Asy=max(Asy1,Asy2,Asy3)=max(148.824,250.5,461.514)=461.514mm2≤ASY=[(3600/110)+1]×3.14×102/4=2647.591mm2
满足要求!
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