第四章基础设计。
4.1 基础设计资料。
根据本设计中建筑物的规模、功能特点、上部结构型式、荷载大小和分布以及地基土层的分布、土的性质、地下水的情况等因素，确定本设计基础结构类型为现浇柱下独立基础，具体设计资料如下：
基础结构类型：现浇柱下独立基础。
基础埋置深度：1.5米。
4.2 工程地质条件：
工程地质条件：(1)自然地表1米内为填土，填土下层3米厚为红粘土，再下为砾石层。红粘土允许承载力为180kn/m2，砾石层允许承载力为300kn/m2，地基为二类场地土。
(2)地下水位：地表以下2米，水质对混凝土无侵蚀。
柱截面尺寸：500mm×500mm m
基础材料：采用c25混凝土，hrb335级钢筋，设混凝土垫层(c25)。
4.3基础计算。
4.3.1a柱下独立基础结构计算。
由框架结构计算结果可得：由a柱传给基础的轴向力。
nk=3682.49/1.3=2832.
68kn、n=3682.49kn，力矩=51.162kn·m、=66.
51kn·m，剪力vk=45.81kn、v=59.55kn
4.3.1.1初步确定基础高度。
根据埋置深度和构造要求，初步确定h0=800mm
4.3.1.2按中心荷载初步估计所需的基础底面尺寸a0
计算修正后的地基承载力特征值fa，先不考虑宽度修正。
fa=fak+ηbr(b-3)+ηdrm(d-0.5)=180+1.4×20×(1.5-0.5)=208kn/m2
先按轴心受压基础试算基础面积，基础底面积：
a≥nk/(fa-rd)= 2832.68/(208-20×1.5)=15.91m2
考虑荷载偏心，将基底面积扩大1.1～1.5倍，即a0=（1.1～1.5）a=17.5m2～23.87m2
取基底边长比b/l=1(b为荷载偏心方向边长)，可取基础底面积：
a0=l×b=l2=20.25m2 ,取l=4.5m,b=4.5m
4.3.1.3验算荷载偏心距e
基底处竖向力： =2832.68+20×4.5×4.5×1.5-1.0×10×2=3420.18kn
基底处的力矩： mk=51.16+11.14×(3.6-0.4)×(0.6-0.12-0.2)+ 45.81×0.6
88.23kn·m
偏心距：1058.46
可以。4.3.1.4验算基底边缘最大压力pmax
根据《地基基础设计规范》第5.2.1条规定，pmax≤1.2fa
因短边小于3m，故仍取fa=208kn/m2(无需修正)
满足要求。可取基础底面积：a=b×l=4.5×4.5=20.25m2,w=bl2/6=4.5×4.52/6=9.45m３
4.3.1.5基础底面边缘的最大和最小压应力。
pkmax<1.2fa=1.2×208=249.6kn/m2,根据《地基基础设计规范》第5.2.1条规定，满足要求。
4.3.1.6基础受冲切承载力验算。
基础计算如图30所示：柱与基础交接处的冲切强度验算。
图24 a柱基础。
取保护层厚度为40mm，取阶梯形基础两级，每阶高度为400mm,即h0=800-40=760mm
根据《地基基础设计规范》第8.2.7中的第2条规定求at、ab、at=400mm ab=400+2×760=1920mm
x1=(4500-1920)/2=1290mm、
x3=465-335=130mm
地基净反力为：
根据《地基基础设计规范》第8.2.7中的第2条规定。
fl=pj,maxal=51.11×0.369=18.86kn
根据《地基基础设计规范》第8.2.7中的第2条规定：
满足要求。1 基础变阶处的冲切强度验算：
取阶梯形基础两级，每阶高度为450mm,即h0=450-40=360mm
根据《地基基础设计规范》第8.2.7中的第2条规定求at、ab
ab=2450+2×400=3250mm
x1=(4500-3250)/2=625mm、、x3=625-325=300mm
fl=pj,maxal=51.11×1.063=54.33kn
根据《地基基础设计规范》第8.2.7中的第2条规定：
4.3.1.7基础底板配筋。
柱与基础交接处的冲切强度验算：
a、 沿基础l方向计算ⅰ-ⅰ截面。
通过几何方法求，见图。
图25 求解=103.68kn/m2
b、 沿基础b方向计算ⅱ-ⅱ截面，如图31。
基础变阶处的冲切强度验算：
a、基础l方向计算ⅰ-ⅰ截面，如图26。
通过几何方法求，见图。
求解=102.1kn/m2
b、基础b方向计算ⅱ-ⅱ截面。
综合上述计算可知，a柱下独立基础底板配筋结果为：
沿基础l方向计算的ⅰ-ⅰ截面应按柱与基础交接处截面进行配筋：
asⅰ=1027mm2
选配筋： 10@75 (as=1047mm2/m)
沿基础b方向计算的ⅱ-ⅱ截面应按柱与基础交接处截面进行配筋：
asⅱ=1324mm2
选配筋： 12@75 (as=1508mm2/m)
4.3.2b柱下独立基础结构计算。
由框架结构计算结果可得：由b柱传给基础的轴向力。
nk=1009.4/1.3=776.
75kn、n=1009.4kn，力矩=128.9kn·m、=167.
57kn·m，剪力vk=37.24kn、v=48.41kn。
4.3.2.1初步确定基础高度。
根据埋置深度和构造要求，初步确定h0=600mm
4.3.2.2按中心荷载初步估计所需的基础底面尺寸a0
计算修正后的地基承载力特征值fa，先不考虑宽度修正。
fa=fak+ηbr(b-3)+ηdrm(d-0.5)=180+1.4×20×(1.5-0.5)=208kn/m2
先按轴心受压基础试算基础面积，基础底面积：
a≥nk/(fa-rd)=776.75/(208-20×1.5)=4.66m2
考虑荷载偏心，将基底面积扩大1.1～1.4倍，即a0=(1.1～1.4)a=4.8m2～6.1m2
取基底边长比b/l=1.0(b为荷载偏心方向边长)，可取基础底面积：
a0=l×b=l2=5.76m2 ,取l=2.4m,b=2.4m
4.3.2.3验算荷载偏心距e
基底处的竖向力： =776.75+20×2.4×2.4×1.5=950kn
基底处的力矩： mk=128.9+37.24×0.6=151kn·m
偏心距，可以。
4.3.2.4验算基底边缘最大压力pmax
根据《地基基础设计规范》第5.2.1条规定，pmax≤1.2fa
满足要求。故可取基础底面积：a=b×l=2.4×2.4=5.76m2,w=bl2/6=2.4×2.42/6=1.92m３
4.3.2.5基础底面边缘的最大和最小压应力。
pkmax<1.2fa=1.2×208=249.6kn/m2,根据《地基基础设计规范》第5.2.1条规定，满足要求。
4.3.2.6基础受冲切承载力验算。
基础计算如图26所示：
图26柱与基础交接处的冲切强度验算：
取保护层厚度为40mm，取阶梯形基础两级，每阶高度为300mm,即h0=600-40=560mm
根据《地基基础设计规范》第8.2.7中的第2条规定求at、ab
at=350mm ab=350+2×560=1470mm
x1=(2400-1470)/2=465mm、
x3=465-40=425mm
地基净反力为：
根据《地基基础设计规范》第8.2.7中的第2条规定。
fl=pj,maxal=108×1.27=137.16kn
根据《地基基础设计规范》第8.2.7中的第2条规定：
基础变阶处的冲切强度验算：
取阶梯形基础两级，每阶高度为300mm,即h0=300-40=260mm
根据《地基基础设计规范》第8.2.7中的第2条规定求at、ab
ab=1425+2×260=1945mm
x1=(2400-1940)/2=23mm、、x3=520-290=230mm
fl=pj,maxal=108×0.836=54kn
根据《地基基础设计规范》第8.2.7中的第2条规定： (7) 基础底板配筋。
柱与基础交接处的冲切强度验算：
沿基础l方向计算ⅰ-ⅰ截面。
mm mm沿基础b方向计算ⅱ-ⅱ截面。
因为柱子的截面尺寸400 mm×600 mm 基础l=b=3.0m
所以基础b方向计算ⅱ-ⅱ截面的==1219
基础板底每米配筋==258÷3.0=86
采用3@75，实际每米配筋94.3
基础变阶处的冲切强度验算：
a、基础l方向计算ⅰ-ⅰ截面。
mm 沿基础b方向计算ⅱ-ⅱ截面。
因为柱子的截面尺寸400 mm×600 mm 基础l=b=3.0m
所以基础b方向计算ⅱ-ⅱ截面的==300
基础板底每米配筋==300÷3.0=100
采用4@100，实际每米配筋126
框架结构基础计算
基础设计。采用柱下独立基础，柱子截面尺寸为 500 500，基础采用c30混凝土，14.3n mm2，1.43n mm2。钢筋采用hrb335级钢，300n mm2，基础埋深 1.5m，地基持力层为粘土层，地基承载力标准值 200kpa。2.13 a柱基础尺寸图 2.14 b柱基础尺寸图。设计基础的...
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