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1、1一柱下钢筋混凝土扩展基础设计1.荷载计算（a） 由柱传至基础顶的荷载MK=240kNm，FK=1400kN，HK=40kN；M=350kNm，F=2100kN，H=60kN（b） 由基础梁传至基础顶的荷载GK=306=180kN，GK 对基础底面中心的偏心距 e=0.5+0.25/2+0.02=0.645m相应的偏心弯矩标准值为 M 偏=GKe=-1800.645=-116.1kNm2.基础尺寸的初步确定（相应的荷载取标准组合值）（a）初选基础高度由于车间的承重柱为预制排架柱，故基础应该设计成杯口形式。又由已知条 件，本车间起重量 300kN，小于 750kN，轨顶标高 9.8m小于 14m
2、，排架柱上柱高度 12.5-9.8=2.7m小于 5m，满足规范（GB50007-2011）8.2.5 条中的第一条要求。 由建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）表 8.2.4-1查出柱的插入深度 h1=0.9h且800，取 h1=900mm，由表 8.2.4-2得杯底厚度 a1250mm，选a1=250mm，则杯口深度为 900+50=950mm。杯口底部尺寸：宽为400+250=500mm，长为 1000+250=1100mm。又由基规表 8.2.4-2得杯壁厚度 t350mm，且大于基础梁（宽度为 250mm），取 t=350mm。由基规8.2.1 第一条规定，锥形基础的边缘
3、高度不宜小于 200mm，且两个方向的坡度比不宜大于 1:3，取边缘高度为 300mm，杯壁高度 h2=550mm（坡度比小于 1:3）。杯口底垫层为 50mm，则基础高度为h=h1+a1+50=900+50+250=1200mm。由所给条件，柱底到室内地面0.000 距离为500mm（满足基规5.1.2 条要求），则基础埋深为 d=1200+350=1550mm。由地质勘察报告知，基础埋深处为层粉质粘土层，以该层土作基础持力层。（见图 1计算简图）（b）作用于基底的弯矩和相应的轴向力标准值为Mbot=MK-M 偏+HK1.2=240-116.1+401.2 =171.9kNm， Nbot=F
4、K+GK=1400+180=1580kN2图 1 受力情况计算简图（c） 估算基底面积地基承载力特征值按下式计算：fa=fak +b(b3)+dm (d 0.5)式中：fa修正后的地基承载力特征值（kPa）；fak地基承载力特征值（kPa），由地质报告知其值为200kPa；b、d基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数，由于持力层层为粉质粘土，呈棕红色，6#孔位置处（13 号柱所在位置与 6#勘测孔最近），孔隙比 e=0.692，液性指数IL=0.445均小于 0.85，由基规表 5.2.4查得b=0.3，d=1.6；基础底面以下土的重度（kN/ ），地下水位以下取浮重3度，本工程取 18 kN
5、/ （本工程地下水位在基底以下）；3b基础底面宽度（m），当基础底面宽度小于 3m时按 3m取值，大于 6m时按 6m取值；m基础底面以上土的加权平均重度（kN/ ），位于地下水3位以下的土层取有效重度，本工程取 20kN/ （本工程地3下水位在基底以下）；d埋置深度，为 1.55m（室外地面标高算起）。则 fa=200+0.318（3-3）+1.620（1.55-0.5）=233.6kN/ 2取 fa=230.0kN/23= = =7.94 ，取 =8.01 1580230.0201.552 1 2取 =1.5，由 =1.5和 =8.0，解得 b=2.31m 1取 b=2.4m，L=2.41
6、.5=3.6m，取 L=3.6m则初步估算出基底尺寸为 b=2.4m，L=3.6m， =bL=2.43.6=8.64 。1 2附电算框图：= 1.5()令 b=b0 将 b0 值代入 式+1.2满足 不满足 b=b0 取 b=b0+0.1L=1.5b03.基底尺寸的确定（相应的荷载取标准组合值）由前一步骤已估算出基底尺寸b=2.4m，L=3.6m则基础自重和基础上覆土自重G=GAd=202.43.61.55=267.84kN （基础自重和基础上覆土平均重度取为20kN/ ）3作用于基底的竖向力N=Nbot+G=1580+267.84=1847.84kN则 = = =9.292 1847.842
7、30.0201.552取 A= ；取 =1.5，由 =1.5和 A=bL=9.29，解得 b=2.49m2 取 b=2.6m，L=2.61.5=3.9m，取 L=4.0m则 A=bL=2.64.0=10.4 =8.64 （满足）2 1 2则基础底面的抵抗矩W= = 2.6 =6.93 。16216 4.02 3验算e0 的条件：6e0= = =0.09m = =0.67m (可以) 171.91580+202.64.01.55 64.06验算pkmax1.2fa的条件：pkmax= + = +201.55+ =207.73kN/ 321.56kN(满足要求)103(C30砼 ft=1.43)因
8、此，基础高度及分阶可按图 3所示的尺寸采用（坡度比小于 1:3）。5.基底配筋计算6（a） 沿长边方向的配筋计算相应于柱边及变阶处的净反力（图 4）图 4 基底配筋计算简图P1=pmax =263.57 =65.89kN/0.52.0 0.52.0 2P2=pmax =263.57 =121.90kN/ ，则0.9252.0 0.9252.0 2M1= (pmax+p1) （2b+bc ）= (263.57+65.89)148 （ -hc） 2148（22.6+0.4 ）=345.93kNM （ 4.01） 2AS1= = =1109 （取底筋保护层厚度为 40mm，则 h0=h-40-10.
9、9345.931060.930011552）2M2= (pmax+p2) （2b+b1）= (263.57+121.90)148 （ -1） 2148（22.6+1.25 ）=239.43kNM （ 4.01.85） 2AS2= =1466 ，（取 AS1和 AS2较大者采用） 20.9=239.431060.93006052选用 1512(12175) ，AS=1695 1466 。（可以）2 2（b） 沿短边方向的配筋计算pmin= = - =187.01kN/23432.64.0265.266.93 27M3= (pmax+ pmin) （2L+hc ）= (263.57+187.01)
10、148 （ -c） 2148（24.0+ 1）=408.90kNM, （ 2.6-0.4） 2AS3= =1312 ,30.9= 408.901060.930011552M4= (pmax+ pmin) （2L+L1）= （263.57+187.01)148 （ -1） 2148(24.0+1.85)=168.52kNM （ 2.6-1.25） 2AS4= =1032 ，（取 AS3和 AS4较大者采用）40.9=168.521060.93006052选用 2010(10200) ，AS=1570 1312 。（构造配筋，可以）2 2基础底面沿两个方向的配筋如图 6所示。图 6 基底配筋计算简
11、图6.软弱下卧层验算由地质资料可知，基础以下受力层的土的承载力依次增加，故不需要进行软弱下卧层验算。7.沉降计算（a） 基础底面平均压力为：8pk= = +181.55=179.82kPa， m= =19.36，+ 15802.64.0 20.10.95+180.60.6+0.95基地附加压力p0= pk - ch=179.82-19.361.55=149.81kPa（b） 确定分层厚度按基规表 5.3.7，由 b=2.6m，得Z=0.6m（c）确定沉降计算深度按基规式（5.3.8）确定沉降计算深度Zn=b（2.5-0.4lnb）=2.6（2.5-0.4ln2.6）=5.51m（d）确定土的压
12、缩模量由地质资料知，粉质粘土的孔隙比 e=0.692，压缩系数 a=0.22则压缩模量Es= = =7.691+ 1+0.6920.22（e）计算分层沉降量根据基规表 K.0.1-2可得到平均附加应力系数，计算分层沉降量见下表：z(m) L1/b1 z/b1 zzii - zi-1i-1Esi(MPa)si = p0 (zii - zi-1i-1) /Esi si(mm)0 1.54 0 40.25=1.00 0 0.6 1.54 0.46 40.2483 =0.9932 0.5959 0.5959 7.69 11.61 11.610.95 1.54 0.73 40.2270= 0.9080
13、0.9988 0.4029 7.69 7.85 19.464.91 1.54 3.7840.1360 = 0.54403.036 2.0372 7.69 39.69 59.155.51 1.54 4.2440.1268 = 0.50723.134 0.0980 7.69 1.08 60.23上表中 L1=L/2=2.00m， b 1=b/2=1.30mz=5.51m范围内的计算沉降量 s = 60.23mm,z=4.91m至 5.51m(z为0.60m)，土层计算沉降量 si =1.08mm0.025 si =0.02560.23=1.51mm，满足要求。（d） 确定沉降计算经验系数 s由沉降
14、计算深度范围内压缩模量的当量值 Es可从基规表 5.3.5查得 s系数Es = AiAiEsiAi=p0(zii-zi-1i-1)9式中 Ai为第 i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值A i=p03.134=3.134p0p0( )AiEsi = 0.59597.69+0.40297.69+2.03727.69+0.09807.69=0.408p0Es= =7.68MPa3.13400.4080p0=149.81kPa0.75f ak =0.75200=150.00kPa查基规表 5.3.5得沉降计算经验系数 s=0.6745（e） 最终的沉降量s =ss=ss i=0.674560.23=40.63mm120mm （满足要求）
