土木工程毕业论文 工程设计 框架结构(八)

本设计采用柱下独立阶梯基础，下面对③轴线边柱的基础进行设计。

12.1基础设计资料

房屋震害调查统计资料表明，建造于一般土质天然地基上的房屋，遭遇地震时.极少有因地基承载力不足或较大沉陷导致上部结构破坏。因此，我国《建筑抗震设计规范》规定，下述建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算:

① 砌体房屋；

② 地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的一般厂房、单层空旷房屋和8层、高度25m以下的一般民用框架房屋,以及与其基础荷载相当的多层框架厂房。

③ 规范中规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。

本设计为5层框架结构，建筑高度为19.5m，属于第二中类别，故不进行基础抗震承载力验算.

基础混凝土为C30，fc16.7N/mm，ft1.57N/mm2；垫层混凝土为C15，100厚，两侧各伸出100mm；钢筋采用HRB335级，fy300N/mm2，钢筋混凝土保护层为50mm厚.

212。2基础设计

12.2.1确定基础埋深

基础埋置深度是指设计室外地坪至基础底面的距离，且基础埋置深度应在冰冻线以下200 mm。本设计所在的场地的土层条件,地下水位在自然地面以下9。55—11m，土壤冻结深度在室外地坪以下1。3m。综上所述，则基础埋置深度d=1.75m。

12。2.2确定地基承载力和基础尺寸

一. 地基承载力的确定

选取边柱计算柱底一组最不利内力组合：

Mk16.266.0322.29kNm Nk1718.27373.232091.5kN

Vk(16.266.0332.5112.06)4.913.64kN

基础梁尺寸：bh300mm400mm 则,纵向传给基础的竖向力为:

N纵0.30.49.00.6259.00.64.90.680.42.72.422.35 +2.72.420.475.33kN 横向传给基础的竖向力为: N横=

6.80.64.90.650.41.8922.56kN 2根据《建筑地基规范》，当基础宽度大于3。0m或埋深大于0.5m时，地基承载力特征值按下式进行修正。（先不考虑对基础宽度进行修正）

fafakb(b3)dm(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）

b、d分别为基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别，查表

b=2。0，d=3。0;

地基持力层土的重度,地下水位以下取浮重度(kNmm3)；

m基础底面以上埋深范围内土的加权平均重度，一般取20kNmm3；

b基础底面宽度（m)，当b＜3m时按3m取值，b＞6m时按6m取值；

d基础埋置深度，当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起，d=1。

75+0.45=2。20m;

fa260320(2.200.5)362kPa

二。基础尺寸的确定

1。按轴心受压初估基础底面积

计算基础和回填土重Gk时的基础平均埋深d=1.75+0.45/2=1.975 m。 基础顶面轴力总值：Fk2019.597.892189.39kN，则

A0Fk2189.396.79m2

faGd362201.975考虑偏心影响,将A增大10％～40%。由于偏心不大,基础底面积按20％增大，即

A1.2A01.26.798.15m2

初步选择基础面积为：bl339m2

基础和回填土重：GkGdA201.9759355.5kN

初步确定基础梁尺寸:300mm400mm，基础梁顶面至室外地坪的距离为0。15m。 偏心距：eKLMK22.2913.642.20.021m＜0.5m，

6FKGK2189.39355.5Pk,min求。

FkFG6eK1Al2189.39355.560.021满足要1245.07kPa，93基底最大压力:

PK,max=434.4kPa

FKGKA6ek1l60.0212189.39355.5(1)294.64<1.293faPk,maxPk,min2294.64270.89282.77kPafa362kPa，满足要求。

2最后确定该柱基础尺寸为：l=3m，b=3m。 2.基础底面抗冲切验算

图12.1 独立基础平面、剖面图

在基底上净反力（即不考虑Gk的作用），产生的剪力作用下,基础可能发生冲切破坏,破坏面为大致沿45方向的锥形截面.破坏原因主要是由于混凝土斜截面上的主拉应力超过

o了混凝土抗拉强度而引起的斜拉破坏。为了防止冲切破坏的发生，应进行抗冲切承载力验算，公式如下：

Fl0.7hpftamh0

hp受冲切承载力截面高度影响系数，当h800时，hp取1。0；

当h2000时，hp 取0。9；其间按线性内差法取。

ft混凝土轴心抗拉强度设计值； h0基础冲切破坏锥形的有效高度；

am基础冲切破坏锥体最不利一侧计算长度,am(atab)/2

Fl相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基净反力设计值，FlpnAl;

Al冲切验算时取用的部分基底面积。

基底净反力计算:N2729.141.297.892846.61kN M545.21kN 基础边缘处的最大和最小净反力计算：

lb2323W4.5m3

66Ps,maxNM2846.61545.21437.45kPa blW334.5NM2846.61545.21195.13kPa blW334.5Ps,minⅠ—Ⅰ截面抗冲切验算:

atac0.6m，bc0.6m；

基础高度1200mm，基础三阶，每阶高分别为400mm,400mm，400mm。 Ⅰ-Ⅰ台阶有效高度h0=1200-50=1150mm；

abat2h00.621.152.9m〈b=3。0m,取ab=2.9m，则

amatab0.62.91.75m； 22因偏心受压，所以冲切力为:

bblaFlPs,max(ch0)b(ch0)2=

2222230.630.6437.451.1531.1564.52kN

2222抗冲切力：

0.7hftamh00.70.971.571.7511502145.39kNFl64.52kN 故Ⅰ—Ⅰ截面满足要求。 Ⅱ—Ⅱ截面抗冲切验算:

atac1.4m,

Ⅱ—Ⅱ台阶有效高度h080050750mm;

abac2h01.420.752.9mb=3.0m，取ab= 2。9m，则

amatab1.42.92.15m； 22因偏心受压，所以冲切力为：

bblaFlPs,max(1h01)b(1h01)2=

2222231.43.01.4437.450.7530.7564.52kN

2222抗冲切力：

0.7hpftamh00.71.01.572.157501772.14kNFl64.52kN 故Ⅱ-Ⅱ截面满足要求。 Ⅲ—Ⅲ截面抗冲切验算：

atb22.2m，a22.2m,

Ⅲ-Ⅲ台阶有效高度h040050350mm；

abat2h02.220.352.9m3.0m，取ab= 2.9m，则

amatab2.22.92.55m； 22因偏心受压，所以冲切力为:

bblaFlPs,max(2h02)b(2h02)2=

2222232.23.02.2437.450.3530.3564.52kN

2222抗冲切力:

0.7hpftamh00.71.01.572.55350980.86kNFl64.52kN, 故Ⅲ-Ⅲ截面满足要求。 3。基础配筋计算

选用HRB335钢筋,fy=300N/mm

2a 。Ⅰ-Ⅰ截面（柱边）

柱边净反力：

Pn,1Pn,minl2ac(Pn,maxPn,min) 2l=195.1330.6437.45195.13340.52kPa 23悬臂部分净反力平均值:

11PP437.45340.52388.99kPa S,maxs,122M1=

1Pn,maxPn,1()(lac)2(2bbc) 24212388.9930.6230.6616.16kNm 24=

M1616.16106As,12834mm2

0.9fyh00.93001150 b。 Ⅱ—Ⅱ截面（变阶处）

柱边净反力：

Pn,2Pn,minl2a1(Pn,maxPn,min) 2l=195.1331.4437.45195.13372.83kPa 23M2=

1Pn,maxPn,2()(la1)2(2bb1) 2421437.45372.832()31.4231.4319.79kNm 242=

M1319.79106As,22256mm2

0.9fyh00.9300750c .Ⅲ—Ⅲ截面(变阶处） 柱边净反力：

Pn,2Pn,minl2a2(Pn,maxPn,min) 2l=195.1332.2437.45195.13405.14kPa 231Pn,maxPn,3)(la2)2(2bb2) M3=(242=

1437.45372.832()32.2232.292.12kNm 242M3292.12106AS,31392.6 mm

0.9fth00.9300350由上述过程可知

AS,1〉As,2〉As,3, 应按As,1进行配筋 按每米配筋，实际配筋

16＠200，AS=1005mm.

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