独立基础计算书例题.docx
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独立基础计算书例题
独立基础计算书例题
课程设计:
题一：
有一框架结构，4个框架柱均为800x800，如下图所示。
现已知1号柱，轴力F=850kN，弯矩Mx=10kN·M，My=20kN·M，剪力Vx=30kN,Vy=50kN；2号柱，轴力F=500kN，弯矩Mx=3kN·M，My=5kN·M，剪力Vx=10kN,Vy=20kN；3号柱，轴力F=1100kN，弯矩Mx=15kN·M，My=25kN·M，剪力Vx=2kN,Vy=3kN；4号柱，轴力F=1800kN，弯矩Mx=20kN·M，My=35kN·M，剪力Vx=50kN,Vy=10kN；地质报告如附图1-1’所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。
要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。
提示：
1.基础进入第3层500mm；2.基础混凝土等级为C25，基础钢筋为2级钢；3.土容重均为18kN/M2；3.由于第4层为软弱下卧层，需验算软弱下卧层承载力，合理取用地基承载力,地基压力扩散角为5度，深度修正系数为。
题二：
有一框架结构，4个框架柱均为800x800，如下图所示。
现已知1号柱，轴力F=950kN，弯矩Mx=100kN·M，My=200kN·M，剪力Vx=2kN,Vy=3kN；2号柱，轴力F=600kN，弯矩Mx=3kN·M，My=5kN·M，剪力Vx=150kN,Vy=120kN；3号柱，轴力F=2000kN，弯矩Mx=5kN·M，My=2kN·M，剪力Vx=210kN,Vy=35kN；4号柱，轴力F=1500kN，弯矩Mx=10kN·M，My=32kN·M，剪力Vx=52kN,Vy=11kN；地质报告如附图2-2’所示，基础持力层为第3层粘土层，地质参数如图所示。
要求为框架柱设计独立基础，并绘制基础平面图和剖面配筋图。
提示：
1.基础进入第3层600mm；2.基础混凝土等级为C25，基础钢筋为2级钢；3.土容重均为18kN/M2；3.由于第4层为软弱下卧层，需验算软弱下卧层承载力，合理取用地基承载力，地基压力扩散角为10度，深度修正系数为。
计算示例：
1.软弱下卧层验算：
基本资料
1.1.1工程名称：
工程一
1.1.2基础类型：
矩形基础，底边宽度b＝2000mm，底边长度l＝2000mm
1.1.3基础高度H＝400mm，基础混凝土容重γc＝m
1.1.4相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的轴力值Fk＝1300kN
1.1.5基础埋置深度d＝2500mm；第一层土（持力层上面）土层厚度d1＝2000mm，
土的重度γ1＝18kN/m；持力层土的重度γ2＝18kN/m
1.1.6地基压力扩散线与垂直线的夹角θ＝30°
1.1.7软弱下卧层地基承载力特征值fak＝100kPa，地基承载力修正系数
ηd＝
1.1.8软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度γm＝20kN/m，
软弱下卧层顶面埋置深度dz＝8400mm
计算结果
1.2.1软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值faz
faz＝fak+ηd*γm*（d-＝100+*20*＝
1.2.2基础自重、土重标准值Gk
基础自重Gk1＝γc*Vc＝25*＝
基础上的土重Gk2＝γ*（l*b*d-Vc）＝18*＝
Gk＝Gk1+Gk2＝
1.2.3相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处附加压力值pz
基础底面至软弱下卧层顶面的距离z＝dz-d＝5900mm
pk＝（Fk+Gk）/A＝（1300+/4＝
pc＝γ1*d1+γ2*（d-d1）＝36+9＝
对于矩形基础的pz值，可按基础规范式5.2.7-3简化计算：
pz＝l*b*（pk-pc）/[（b+2z*tanθ）*（l+2z*tanθ）]
＝2*2*/*＝
1.2.4软弱下卧层顶面处土的自重压力值pcz
γm'＝（18*2+18*/＝m
pcz＝γm'*dz＝18*＝
1.2.5当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应按下式验算：
pz+pcz≤faz（基础规范式5.2.7-1）
pz+pcz＝+＝≤faz＝，满足要求。
2.独立基础计算：
一、示意图
基础类型：
阶梯柱基计算形式：
验算截面尺寸
平面:
剖面:
二、基本参数
1．依据规范
《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）
《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）
《简明高层钢筋混凝土结构设计手册（第二版）》
2．几何参数：
已知尺寸：
B1=1000mm,A1=1000mm
H1=400mm,H2=0mm
B=800mm,A=800mm
B3=1400mm,A3=1400mm
无偏心：
B2=1000mm,A2=1000mm
基础埋深d=1.50m
钢筋合力重心到板底距离as=50mm
3．荷载值：
（1）作用在基础顶部的标准值荷载
Fgk=kNFqk=kN
Mgxk=kN·mMqxk=kN·m
Mgyk=kN·mMqyk=kN·m
Vgxk=kNVqxk=kN
Vgyk=kNVqyk=kN
（2）作用在基础底部的弯矩标准值
Mxk=Mgxk＋Mqxk=＋=kN·m
Myk=Mgyk＋Mqyk=＋=kN·m
Vxk=Vgxk＋Vqxk=＋=kN·m
Vyk=Vgyk＋Vqyk=＋=kN·m
绕X轴弯矩:
M0xk=Mxk－Vyk·（H1＋H2）=－×=kN·m
绕Y轴弯矩:
M0yk=Myk＋Vxk·（H1＋H2）=＋×=kN·m
（3）作用在基础顶部的基本组合荷载
不变荷载分项系数rg=活荷载分项系数rq=
F=rg·Fgk＋rq·Fqk=kN
Mx=rg·Mgxk＋rq·Mqxk=kN·m
My=rg·Mgyk＋rq·Mqyk=kN·m
Vx=rg·Vgxk＋rq·Vqxk=kN
Vy=rg·Vgyk＋rq·Vqyk=kN
（4）作用在基础底部的弯矩设计值
绕X轴弯矩:
M0x=Mx－Vy·（H1＋H2）=－×=kN·m
绕Y轴弯矩:
M0y=My＋Vx·（H1＋H2）=＋×=kN·m
4．材料信息：
混凝土：
C25钢筋：
HRB335（20MnSi）
5．基础几何特性：
底面积：
S=（A1＋A2）（B1＋B2）=×=4.00m2
绕X轴抵抗矩：
Wx=（1/6）（B1+B2）（A1+A2）2=（1/6）××=1.33m3
绕Y轴抵抗矩：
Wy=（1/6）（A1+A2）（B1+B2）2=（1/6）××=1.33m3
三、计算过程
1．修正地基承载力
修正后的地基承载力特征值fa=kPa
2．轴心荷载作用下地基承载力验算
计算公式：
按《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）下列公式验算：
pk=（Fk＋Gk）/A（5.2.2－1）
Fk=Fgk＋Fqk=＋=kN
Gk=20S·d=20××=kN
pk=（Fk＋Gk）/S=＋/=kPa≤fa，满足要求。
3．偏心荷载作用下地基承载力验算
计算公式：
按《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）下列公式验算：
当e≤b/6时，pkmax=（Fk＋Gk）/A＋Mk/W（5.2.2－2）
pkmin=（Fk＋Gk）/A－Mk/W（5.2.2－3）
当e＞b/6时，pkmax=2（Fk＋Gk）/3la（5.2.2－4）
X、Y方向同时受弯。
偏心距exk=M0yk/（Fk＋Gk）=＋=0.05m
e=exk=0.05m≤（B1＋B2）/6=6=0.33m
pkmaxX=（Fk＋Gk）/S＋M0yk/Wy
=＋/＋=kPa
偏心距eyk=M0xk/（Fk＋Gk）=＋=0.01m
e=eyk=0.01m≤（A1＋A2）/6=6=0.33m
pkmaxY=（Fk＋Gk）/S＋M0xk/Wx
=＋/＋=kPa
pkmax=pkmaxX＋pkmaxY－（Fk＋Gk）/S=＋－=kPa
≤×fa=×=kPa，满足要求。
4．基础抗冲切验算
计算公式：
按《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）下列公式验算：
Fl≤·βhp·ft·am·h0（8.2.7－1）
Fl=pj·Al（8.2.7－3）
am=（at＋ab）/2（8.2.7－2）
pjmax,x=F/S＋M0y/Wy=＋=kPa
pjmin,x=F/S－M0y/Wy=－=kPa
pjmax,y=F/S＋M0x/Wx=＋=kPa
pjmin,y=F/S－M0x/Wx=－=kPa
pj=pjmax,x＋pjmax,y－F/S=＋－=kPa
（1）柱对基础的冲切验算：
H0=H1＋H2－as=＋－=0.35m
X方向：
Alx=1/4·（A＋2H0＋A1＋A2）（B1＋B2－B－2H0）
=（1/4）×＋2×＋－－2×
=0.44m2
Flx=pj·Alx=×=kN
ab=min{A＋2H0,A1＋A2}=min{＋2×,}=1.50m
amx=（at＋ab）/2=（A＋ab）/2=＋/2=1.15m
Flx≤·βhp·ft·amx·H0=××××
=kN，满足要求。
Y方向：
Aly=1/4·（B＋2H0＋B1＋B2）（A1＋A2－A－2H0）
=（1/4）×＋2×＋－－2×
=0.44m2
Fly=pj·Aly=×=kN
ab=min{B＋2H0,B1＋B2}=min{＋2×,}=1.50m
amy=（at＋ab）/2=（B＋ab）/2=＋/2=1.15m
Fly≤·βhp·ft·amy·H0=××××
=kN，满足要求。
（2）变阶处基础的冲切验算：
5．基础受压验算
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