倒梁法基础设计参考.docx
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倒梁法基础设计参考.docx
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倒梁法基础设计参考
基础设计
采用肋梁式筏板基础,这种基础能减小地基单位面积上的压力,提高基础的整体高度,减小不均匀沉降.筏板厚取500mm,纵、横向肋梁取相同高度合宽度,即hb=1000mm,bb=800mm(
、
轴线处取1500mm),肋梁两端伸出边轴线的距离均取1000mm。
fak=150KN/㎡,考虑基础宽度和深度修正,取ηb=0.3、ηd=1.6,则低级承载力特征值。
fa=150+0.3×203+1.6×20×4.45=310.4KN/㎡。
混凝土强度等级为C30(fc=14.3N/mm2、ft=1.43N/mm2)底板钢筋和基础梁纵筋选用HRB335级钢(fy=f`y=300N/mm2)和HRB400(fy=f`y=360N/mm2),箍筋采用HPB235级钢筋(fyv=210N/mm2)。
1.基础底面积的确定
由于本结构为对称结构,故在竖向荷载作用下,基底反力计算公式可简化为
P=(ΣNi+G)/A+γd
式中:
ΣNi为上部结构传至底层各框架柱底的轴向力标准值的总和;G包括底层墙重、地面恒荷载、活荷载等的重力荷载标准值,由前面已知条件算得:
G=28820.988KN;γ为基础及回填土平均容重;d为基础埋深。
由柱底轴向力近似按9品框架的柱底轴力考虑,并由NGK+NQK
组合情况计算。
查表得:
ΣNi=(1669.043+1920.116+1111.448)×9
=42305.463KN
A=(72.6+2)×(12+2)=74.6×14=1044.4㎡
P=(ΣNi+G)/A=(42305.463+28820.988)/1044.4=68.103 在水平地震作用下基底反力按下式计算: Pmax=(ΣNi+G)/A+γd+(ΣMi+ΣNiei+ΣVihi)/W pmin- B、C、D柱底的M、N、V标准值由表查得,则 ΣNi=(1826.191+1920.116+1268.596)×9=45134.127KN ΣMi=(139.059+147.628+139.059)×9=3832.128KN ΣNiei=(1826.191-1268.596)×6×9=30110.13KN ΣVihi=(77.802-72.648)×2×1×9=92.772KN W=1/6×74.6×14×14=2436.933m3 Pmax=(45134.127+28820.988)/1044.4+(43832.128+30110.13+92.772)/2436.933 =70.811+13.966 =84.777KN/㎡ pmin=70.811-13.966 =56.845KN/㎡ Pmax=84.777KN/㎡<1.2×403.52=484.224KN/㎡ p-=(84.777+56.845)/2=70.811<403.52KN/㎡ 故地基承载力满足要求。 2.基础梁、板内力分析 非地震作用效应组合时,仍按1.35NGK+1.0NQK组合进行计算,查表得 ΣNi=(2142.623+2421.364+1416.573)×9=53825.04KN Pn=ΣNi/A=53825.04/1044.4=51.537KN/㎡ (1)基础底板计算。 (2)底板区格划分如下图所示。 (2)基础梁计算。 基础梁分为边横梁、内横梁、边纵梁、内纵梁,梁上作用的荷载如图所示: 内横梁上作用的荷载 基础梁的内力可采用“倒梁法”计算,即以地基净反力作为荷载,以柱作为基础梁的铰支座,按多跨连续梁分析其内力,即: qn=pnly=51.537×6=309.222KN/m 仍采用力矩分配法进行内力分析,计算简图如图所示: 1.计算简图 混凝土: C25主筋: HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)箍筋: HPB235(Q235) 保护层厚度as(mm): 50.00 2.荷载 基础梁计算简图 地震作用效应组合时,由表查得各柱柱底的M、N、V设计值,经计算,得 ΣNi=(1614.055+1609.018+1115.386)×9/0.8=5423.153×9=48808.373KN ΣMi=(153.534+141.579+123.845)×9/0.8=4713.278KN ΣNiei=(1614.055-1115.386)×6×9=26928.126KN ΣVihi=(68.17+53.752+75.654)×1×9/0.85=2091.981KN W=1/6×74.6×14×14=2436.933m3 Pmax=(18808.373+28820.988)/1044.4+(4713.278+26928.126+2091.981)/2436.933 =104.7+13.843 =118.543KN/㎡ pmin=104.7-13.843 =90.857KN/㎡ 基底反力分布如下图所示 基底反力分布图(KN/㎡) 基础底板内力分析: 在进行抗震承载力验算时,同样应引入抗震调整系数γRE即应满足S≤R/γRE,对受弯构件,0.75,由于γREPnmax=0.75×118.543=88.907KN/㎡>51.537KN/㎡,故地震作用效应组合引起的内力对正截面抗弯承载力计算起控制作用,故还需进行内力分析。 基础梁计算: 由于基础梁还应进行斜截面抗剪承载力计算,这是承载力抗震调整系数γRE=0.85。 0.85×118.543=100.762KN/㎡>51.537KN/㎡ 故还需进行内力分析。 以内横梁为例,其三角形分布荷载 qBC=(90.857+104.7)/2×6=586.671KN/m qCD=(118.543+104.7)/2×6=669.729 KN/m 1.计算简图 混凝土: C30主筋: HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)箍筋: HPB235(Q235) 保护层厚度as(mm): 40.00 1.荷载 2.截面内力及配筋 0支座: 正弯矩0.00kN*m, 负弯矩0.00kN*m, 剪力585.54kN, 上钢筋: 6f20,实际面积: 1884.96mm2,计算面积: 1710.00mm2 下钢筋: 6f20,实际面积: 1884.96mm2,计算面积: 1710.00mm2 1跨中: 正弯矩955.26kN*m,位置: 2.45m 负弯矩0.00kN*m,位置: 2.00m 剪力1174.48kN,位置: 6.00m 挠度3.76mm(↓),位置: 跨中 裂缝0.75mm 上钢筋: 6f20,实际面积: 1884.96mm2,计算面积: 1710.00mm2 下钢筋: 6f25,实际面积: 2945.24mm2,计算面积: 2902.09mm2 箍筋: d8@100/200(6)实际面积: 3020mm2/m,计算面积: 1585.80mm2/m 1支座: 正弯矩0.00kN*m, 负弯矩-1766.81kN*m, 剪力1299.06kN, 上钢筋: 6f36,实际面积: 6107.26mm2,计算面积: 5632.22mm2 下钢筋: 6f20,实际面积: 1884.96mm2,计算面积: 1877.41mm2 2跨中: 正弯矩1206.44kN*m,位置: 3.56m 负弯矩0.00kN*m,位置: 2.00m 剪力1299.06kN,位置: 0.00m 挠度3.53mm(↓),位置: 跨中 裂缝0.71mm 上钢筋: 6f20,实际面积: 1884.96mm2,计算面积: 1710.00mm2 下钢筋: 6f30,实际面积: 4241.15mm2,计算面积: 3717.34mm2 箍筋: d8@100/200(6)实际面积: 3020mm2/m,计算面积: 2077.63mm2/m 2支座: 正弯矩0.00kN*m, 负弯矩0.00kN*m, 剪力710.12kN, 上钢筋: 6f20,实际面积: 1884.96mm2,计算面积: 1710.00mm2 下钢筋: 6f20,实际面积: 1884.96mm2,计算面积: 1710.00mm2 3.配筋计算 (1)底板配筋。 用地震作效应组合时的底板内力进行配筋计算,计算时可近似采用公式 As=M/fy.γh。 其中γ可取0.9。 各板配筋见下 区格1 1.计算进图: 1)宽度: lx=6000mm长度: ly=6900mm板厚: h=500mm 2).荷载设计值: (均布荷载) q=51.537kN/m 3).材料: 混凝土强度等级: C30钢筋等级: HRB335(20MnSi) 2.计算结果: 1).弯矩值: Mx=50.125kN·mMy=64.248kN·m Mxmax=52.908kN·mMymax=65.794kN·m Mxo=-134.762kN·mMyo=-149.959kN·m 2).X向板底钢筋: 配筋率ρ=0.0778% ρ<ρmin=max{0.002,0.45·ft/fy}=0.2145%ρ=ρmin=0.2145% 计算面积: 1072.50mm2 采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 3).Y向板底钢筋: 配筋率ρ=0.0970% ρ<ρmin=0.2145%ρ=ρmin=0.2145% 计算面积: 1072.50mm2 采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 4).X向支座钢筋: 配筋率ρ=0.2008% ρ<ρmin=0.2145%ρ=ρmin=0.2145% 计算面积: 1072.50mm2 采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 5).Y向支座钢筋: 配筋率ρ=0.2240% 计算面积: 1070.91mm2 采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 区格2 1.计算简图: 1)宽度: lx=6000mm长度: ly=8400mm板厚: h=500mm 2).荷载设计值: (均布荷载) q=51.537kN/m 3).材料: 混凝土强度等级: C30钢筋等级: HRB335(20MnSi) 2.计算结果: 1).弯矩值: Mx=47.815kN·mMy=72.596kN·m Mxmax=49.811kN·mMymax=78.083kN·m Mxo=-137.772kN·mMyo=-164.038kN·m 2).X向板底钢筋: 配筋率ρ=0.0732% ρ<ρmin=max{0.002,0.45·ft/fy}=0.2145%ρ=ρmin=0.2145% 计算面积: 1072.50mm2 采用方案: D18@190实配面积: 1339.31mm2 3).Y向板底钢筋: 配筋率ρ=0.1153% ρ<ρmin=0.2145%ρ=ρmin=0.2145% 计算面积: 1072.50mm2 采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 4).X向支座钢筋: 配筋率ρ=0.2054% ρ<ρmin=0.2145%ρ=ρmin=0.2145% 计算面积: 1072.50mm2 采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 5).Y向支座钢筋: 配筋率ρ=0.2456% 计算面积: 1174.17mm2 采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 区格3 1.计算简图: 1)宽度: lx=6000mm长度: ly=8100mm板厚: h=500mm 2)荷载设计值: (均布荷载) q=51.537kN/m 3)材料: 混凝土强度等级: C30钢筋等级: HRB335(20MnSi) 2.计算结果: 1).弯矩值: Mx=48.518kN·mMy=68.801kN·m Mxmax=50.433kN·mMymax=73.796kN·m Mxo=-135.907kN·mMyo=-157.559kN·m 2).X向板底钢筋: 配筋率ρ=0.0742% ρ<ρmin=max{0.002,0.45·ft/fy}=0.2145%ρ=ρmin=0.2145% 计算面积: 1072.50mm2 采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 3).Y向板底钢筋: 配筋率ρ=0.1089% ρ<ρmin=0.2145%ρ=ρmin=0.2145% 计算面积: 1072.50mm2 采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 4).X向支座钢筋: 配筋率ρ=0.2026% ρ<ρmin=0.2145%ρ=ρmin=0.2145% 计算面积: 1072.50mm2 采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 5).Y向支座钢筋: 配筋率ρ=0.2357% 计算面积: 1126.59mm2采用方案: D18@200实配面积: 1272.35mm2 悬臂板支座截面As=(1/2×57.375×1000×1000)/(0.9×300×460)=230.978㎜2 按照构造要求,纵横方向的支座钢筋应有1/2-1/3贯通全跨,且其配筋率不应小于0.15%,跨中钢筋应按实际配筋全部连通。 再参考工程经验,筏板上、下可采用双向、双排钢筋网片,故上排纵向钢筋,在两边跨内取D18@200,中间跨取 D18@200,横向均取D18@200,下排钢筋均取D18@200。 梁板式筏基底板除计算正截面受弯承载力外,其厚度尚应满足受冲切承载力、承受剪切承载力的要求。 底板受冲切承载力按下式计算: Fl≤0.7βhpftumh。 矩形双向板h。 =(7.3+5.2-√((7.3+5.2)2-4×51.375×7.3×5.2/(51.375+0.7×1×1.27×1000))/4=2.405 um=(7.3-2.405+5.2-2.405)×2=7.69 Fl=51.537×4.895×2.795705.105KN<0.7×1×2.01×1000×7.69×2.597=28099.099KN满足要求。 底板斜截面受剪承载力应满足: Vs≤0.7βhsft(ln2-2h。 )h。 Vs=71.537×0.5×(6.9-0.8-2×2.405)×(6-0.8-2×2.405) =71.537×1.151 =82.373KN<0.7×1×2.01×1000×(6.1-2×2.405)=18150.3KN 底板斜截面受剪承载力满足要求。
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