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1.0。
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1.1。
工程地质剖面图1-1'
ZCK1631.91
32.00
30.0028.0026.0024.00
22.0020.0018.0016.00
14.0012.00
标高(m)
工程地质剖面图2-2'
ZCK1631.91
32.00
30.0028.0026.0024.00
22.0020.0018.0016.00
14.0012.00
标高(m)
计算示例： 1.软弱下卧层验算：
3
软弱下卧层
Es2
1.1 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 ＝ 25.00kN/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 ＝ 0.5
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
1.2 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 - 0.5) ＝100+0.5*20*(8.4-0.5) ＝179.0kPa 1.2.2 基础自重、土重标准值Gk
基础自重Gk1 ＝γc * Vc ＝25*1.6 ＝40.0kN
基础上的土重Gk2 ＝γ* (l * b * d - Vc) ＝18*(10-1.6) ＝151.2kN Gk ＝Gk1 + Gk2 ＝191.2kN
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+191.2)/4 ＝372.8kPa
pc ＝γ1 * d1 + γ2 * (d - d1) ＝36+9 ＝45.0kPa
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*(372.8-45)/(8.813*8.813) ＝16.9kPa
1.2.4 软弱下卧层顶面处土的自重压力值pcz
γm' ＝(18*2+18*6.4)/8.4 ＝18.00kN/m
pcz ＝γm' * dz ＝18*8.4 ＝151.2kPa
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 ＝16.9+151.2 ＝168.1kPa ≤faz ＝179.0kPa，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》（GB 50007－2002）
《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002）
《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 = 1000 mm, A1 = 1000 mm
H1 = 400 mm, H2 = 0 mm
B = 800 mm, A = 800 mm
B3 = 1400 mm, A3 = 1400 mm
无偏心：
B2 = 1000 mm, A2 = 1000 mm
基础埋深d = 1.50 m
钢筋合力重心到板底距离a s = 50 mm
3．荷载值：
(1)作用在基础顶部的标准值荷载
F gk = 2000.00 kN F qk = 0.00 kN
M gxk = 25.00 kN·m M qxk = 0.00 kN·m
M gyk = 60.00 kN·m M qyk = 0.00 kN·m
V gxk = 100.00 kN V qxk = 0.00 kN
V gyk = 20.00 kN V qyk = 0.00 kN
(2)作用在基础底部的弯矩标准值
M xk = M gxk＋M qxk = 25.00＋0.00 = 25.00 kN·m
M yk = M gyk＋M qyk = 60.00＋0.00 = 60.00 kN·m
V xk = V gxk＋V qxk = 100.00＋0.00 = 100.00 kN·m
V yk = V gyk＋V qyk = 20.00＋0.00 = 20.00 kN·m
绕X轴弯矩: M0xk = M xk－V yk·(H1＋H2) = 25.00－20.00×0.40 = 17.00 kN·m
绕Y轴弯矩: M0yk = M yk＋V xk·(H1＋H2) = 60.00＋100.00×0.40 = 100.00 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r g = 1.00 活荷载分项系数r q = 1.00
F = r g·F gk＋r q·F qk = 2000.00 kN
M x = r g·M gxk＋r q·M qxk = 25.00 kN·m
M y = r g·M gyk＋r q·M qyk = 60.00 kN·m
V x = r g·V gxk＋r q·V qxk = 100.00 kN
V y = r g·V gyk＋r q·V qyk = 20.00 kN
(4)作用在基础底部的弯矩设计值
绕X轴弯矩: M0x = M x－V y·(H1＋H2) = 25.00－20.00×0.40 = 17.00 kN·m
绕Y轴弯矩: M0y = M y＋V x·(H1＋H2) = 60.00＋100.00×0.40 = 100.00 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) = 2.00×2.00 = 4.00 m2
绕X轴抵抗矩：Wx = (1/6)(B1+B2)(A1+A2)2 = (1/6)×2.00×2.002 = 1.33 m3
绕Y轴抵抗矩：Wy = (1/6)(A1+A2)(B1+B2)2 = (1/6)×2.00×2.002 = 1.33 m3三、计算过程
1．修正地基承载力
修正后的地基承载力特征值f a = 600.00 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》（GB 50007－2002）下列公式验算：
p k = (F k＋G k)/A (5.2.2－1)
F k = F gk＋F qk = 2000.00＋0.00 = 2000.00 kN
G k = 20S·d = 20×4.00×1.50 = 120.00 kN
p k = (F k＋G k)/S = (2000.00＋120.00)/4.00 = 530.00 kPa ≤f a，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》（GB 50007－2002）下列公式验算：
当e≤b/6时，p kmax = (F k＋G k)/A＋M k/W (5.2.2－2)
p kmin = (F k＋G k)/A－M k/W (5.2.2－3) 当e＞b/6时，p kmax = 2(F k＋G k)/3la (5.2.2－4) X、Y方向同时受弯。
偏心距e xk = M0yk/(F k＋G k) = 100.00/(2000.00＋120.00) = 0.05 m
e = e xk = 0.05 m ≤(B1＋B2)/6 = 2.00/6 = 0.33 m
p kmaxX = (F k＋G k)/S＋M0yk/W y
= (2000.00＋120.00)/4.00＋100.00/1.33 = 605.00 kPa
偏心距e yk = M0xk/(F k＋G k) = 17.00/(2000.00＋120.00) = 0.01 m
e = e yk = 0.01 m ≤(A1＋A2)/6 = 2.00/6 = 0.33 m
p kmaxY = (F k＋G k)/S＋M0xk/W x
= (2000.00＋120.00)/4.00＋17.00/1.33 = 542.75 kPa
p kmax = p kmaxX＋p kmaxY－(F k＋G k)/S = 605.00＋542.75－530.00 = 617.75 kPa
≤1.2×f a = 1.2×600.00 = 720.00 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》（GB 50007－2002）下列公式验算：
F l≤0.7·βhp·f t·a m·h0(8.2.7－1)
F l = p j·A l(8.2.7－3)
a m = (a t＋a b)/2 (8.2.7－2)
p jmax,x = F/S＋M0y/W y = 2000.00/4.00＋100.00/1.33 = 575.00 kPa
p jmin,x = F/S－M0y/W y = 2000.00/4.00－100.00/1.33 = 425.00 kPa
p jmax,y = F/S＋M0x/W x = 2000.00/4.00＋17.00/1.33 = 512.75 kPa
p jmin,y = F/S－M0x/W x = 2000.00/4.00－17.00/1.33 = 487.25 kPa
p j = p jmax,x＋p jmax,y－F/S = 575.00＋512.75－500.00 = 587.75 kPa
(1)柱对基础的冲切验算：
H0 = H1＋H2－a s = 0.40＋0.00－0.05 = 0.35 m
X方向：
A lx = 1/4·(A＋2H0＋A1＋A2)(B1＋B2－B－2H0)
= (1/4)×(0.80＋2×0.35＋2.00)(2.00－0.80－2×0.35)
= 0.44 m2
F lx = p j·A lx = 587.75×0.44 = 257.14 kN
a b = min{A＋2H0, A1＋A2} = min{0.80＋2×0.35, 2.00} = 1.50 m
a mx = (a t＋a b)/2 = (A＋a b)/2 = (0.80＋1.50)/2 = 1.15 m
Flx ≤0.7·βhp·f t·a mx·H0 = 0.7×1.00×1270.00×1.150×0.350
= 357.82 kN，满足要求。
Y方向：
A ly = 1/4·(B＋2H0＋B1＋B2)(A1＋A2－A－2H0)
= (1/4)×(0.80＋2×0.35＋2.00)(2.00－0.80－2×0.35)
= 0.44 m2
F ly = p j·A ly = 587.75×0.44 = 257.14 kN
a b = min{B＋2H0, B1＋B2} = min{0.80＋2×0.35, 2.00} = 1.50 m
a my = (a t＋a b)/2 = (B＋a b)/2 = (0.80＋1.50)/2 = 1.15 m
Fly ≤0.7·βhp·f t·a my·H0 = 0.7×1.00×1270.00×1.150×0.350
= 357.82 kN，满足要求。
(2)变阶处基础的冲切验算：
5．基础受压验算
计算公式：《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2002）
F l≤1.35·βc·βl·f c·A ln(7.8.1-1)
局部荷载设计值：F l = 2000.00 kN
混凝土局部受压面积：A ln = A l = B×A = 0.80×0.80 = 0.64 m2
混凝土受压时计算底面积：A b = min{B＋2A, B1＋B2}×min{3A, A1＋A2} = 4.00 m2混凝土受压时强度提高系数：βl = sq.(A b/A l) = sq.(4.00/0.64) = 2.50
1.35βc·βl·f c·A ln
= 1.35×1.00×2.50×11900.00×0.64
= 25704.00 kN ≥F l = 2000.00 kN，满足要求。
6．基础受弯计算
计算公式：
按《简明高层钢筋混凝土结构设计手册（第二版）》中下列公式验算：
MⅠ=β/48·(L－a)2(2B＋b)(p jmax＋p jnx) (11.4－7)
MⅡ=β/48·(B－b)2(2L＋a)(p jmax＋p jny) (11.4－8)
(1)柱根部受弯计算：
G = 1.35G k = 1.35×120.00 = 162.00kN
Ⅰ-Ⅰ截面处弯矩设计值：
p jnx = p jmin,x＋(p jmax,x－p jmin,x)(B1＋B2＋B)/2/(B1＋B2)
= 425.00＋(575.00－425.00)×(2.00＋0.80)/2/2.00
= 530.00 kPa
MⅠ= β/48·(B1＋B2－B)2[2(A1＋A2)＋A](p jmax,x＋p jnx)
= 1.0000/48×(2.00－0.80)2×(2×2.00＋0.80)×(575.00＋530.00) = 159.12 kN·m
Ⅱ-Ⅱ截面处弯矩设计值：
p jny = p jmin,y＋(p jmax,y－p jmin,y)(A1＋A2＋A)/2/(A1＋A2)
= 487.25＋(512.75－487.25)×(2.00＋0.80)/2/2.00
= 505.10 kPa
MⅡ= β/48·(A1＋A2－A)2[2(B1＋B2)＋B](p jmax,y＋p jny)
= 1.0000/48×(2.00－0.80)2×(2×2.00＋0.80)×(512.75＋505.10) = 146.57 kN·m
Ⅰ-Ⅰ截面受弯计算：
相对受压区高度：ζ= 0.056154 配筋率：ρ= 0.002227计算面积：779.60 mm2/m
Ⅱ-Ⅱ截面受弯计算：
相对受压区高度：ζ= 0.051604 配筋率：ρ= 0.002047计算面积：716.44 mm2/m
(2)变阶处受弯计算：
Ⅰ-Ⅰ截面处弯矩设计值：
p jnx = p jmin,x＋(p jmax,x－p jmin,x)(B1＋B2＋B3)/2/(B1＋B2) = 425.00＋(575.00－425.00)×(2.00＋1.40)/2/2.00
= 552.50 kPa
MⅠ= β/48·(B1＋B2－B3)2[2(A1＋A2)＋A3](p jmax,x＋p jnx)
= 1.0000/48×(2.00－1.40)2×(2×2.00＋1.40)×(575.00＋552.50) = 45.66 kN·m
Ⅱ-Ⅱ截面处弯矩设计值：
p jny = p jmin,y＋(p jmax,y－p jmin,y)(A1＋A2＋A3)/2/(A1＋A2) = 487.25＋(512.75－487.25)×(2.00＋1.40)/2/2.00
= 508.93 kPa
MⅡ= β/48·(A1＋A2－A3)2[2(B1＋B2)＋B3](p jmax,y＋p jny)
= 1.0000/48×(2.00－1.40)2×(2×2.00＋1.40)×(512.75＋508.93) = 41.38 kN·m
Ⅰ-Ⅰ截面受弯计算：
相对受压区高度：ζ= 0.015787 配筋率：ρ= 0.000626ρ < ρmin = 0.001500 ρ = ρmin = 0.001500
计算面积：600.00 mm2/m
Ⅱ-Ⅱ截面受弯计算：
相对受压区高度：ζ= 0.014295 配筋率：ρ= 0.000567 ρ < ρmin = 0.001500 ρ = ρmin = 0.001500
计算面积：600.00 mm2/m 四、计算结果
1．X方向弯矩验算结果：
计算面积：779.60 mm2/m
采用方案：D12@130
实配面积：869.98 mm2/m 2．Y方向弯矩验算结果：
计算面积：716.44 mm2/m
采用方案：D12@140
实配面积：807.84 mm2/m
基础计算书 C 轴交3轴DJ P 01计算 一、计算修正后的地基承载力特征值 选择第一层粉土为持力层，地基承载力特征值fak=120 kPa ，ηd=2.0，rm=17.7kN/m 3, d=1.05m ，初步确定埋深d=1.5m ，室内外高差0.45m 。 根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 式5.2.4 计算 修正后的抗震地基承载力特征值 = 139(kPa)； 二、初步选择基底尺寸 A ≧Fk fa ?γG A ≧ 949139?20×1.5 =8.7㎡ 取独立基础基础地面a=b=3000mm 。采用坡型独立基础，初选基础高度600mm ，第一阶h 1=350mm ，第二阶h 2=250mm 。 三、作用在基础顶部荷载标准值 结构重要性系数: γo=1.0 基础混凝土等级:C30 ft_b=1.43N/mm 2 fc_b=14.3N/mm 2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm 2 fc_c=14.3N/mm 2 钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm 2 矩形柱宽 bc=500mm 矩形柱高 hc=500mm 纵筋合力点至近边距离: as=40mm 最小配筋率: ρmin=0.150% Fgk=949.000kN Fqk=0.000kN Mgxk=14.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Mgyk=25.000kN*m Mqyk=0.000kN*m Vgxk=45.000kN Vqxk=0.000kN Vgyk=17.000kN Vqyk=0.000kN 永久荷载分项系数rg=1.20 可变荷载分项系数rq=1.40 Fk=Fgk+Fqk=949.000+(0.000)=949.000kN Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =14.000+949.000*(1.500-1.500)/2+(0.000)+0.000*(1.500-1.500)/2 =14.000kN*m Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =25.000+949.000*(1.500-1.500)/2+(0.000)+0.000*(1.500-1.500)/2 =25.000kN*m Vxk=Vgxk+Vqxk=45.000+(0.000)=45.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=17.000+(0.000)=17.000kN F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(949.000)+1.40*(0.000)=1138.800kN Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2) =1.20*(14.000+949.000*(1.500-1.500)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.500-1.500)/2) =16.800kN*m My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2) ++=f a f ak b ()-b 3d m ( )-d 0.5
目录 1 基本条件的确定 (2) 2 确定基础埋深 (2) 2.1设计冻深 (2) 2.2选择基础埋深 (2) 3 确定基础类型及材料 (2) 4 确定基础底面尺寸 (2) 4.1确定B柱基底尺寸 (2) 4.2确定C柱基底尺寸 (3) 5 软弱下卧层验算 (3) 5.1 B柱软弱下卧层验算 (3) 5.2 C柱软弱下卧层验算 (4) 6 计算柱基础沉降 (4) 6.1计算B柱基础沉降 (4) 6.2计算C柱基础沉降 (6) 7 按允许沉降量调整基底尺寸 (7) 8 基础高度验算 (8) 8.1 B柱基础高度验算 (9) 8.2 C柱基础高度验算 (10) 9 配筋计算 (12) 9.1 B柱配筋计算 (12) 9.2 C柱配筋计算 (14)
1 基本条件确定 人工填土不能作为持力层，选用亚粘土作为持力层。 2 确定基础埋深 2.1设计冻深 ???Z =Z zw zs o d ψψze ψ=2.01.000.950.90???1.71=m 2.2选择基础埋深 根据设计任务书中给出的数据，人工填土d 1.5m =，因持力层应选在亚粘土层处，故取0m .2d = 3 确定基础类型及材料 基础类型为：柱下独立基础 基础材料：混凝土采用C25，钢筋采用HPB235。 4 确定基础底面尺寸 根据亚粘土e=0.95，l I 0.65=，查表得0, 1.0b d ηη==。因d=2.0m 。 基础底面以上土的加权平均重度： 1[18.0 1.519.0(2.0 1.5)]/2.018.25o γ=?+?-=3/m KN 地基承载力特征值a f （先不考虑对基础宽度进行修正）： 11(0.5)150 1.018.25(2.00.5)177.38a a d m f f d ηγ=+?-=+??-=a KP 4.1 确定B 柱基底尺寸 202400 17.47.177.3820 2.0 K a G F A m f d γ≥ ==--?由于偏心力矩不大，基础底面面积按 20％增大，即A=1.20A =20.962m 。一般l/b=1.2～2.0，初步选择基础底面尺寸： 25.4 3.921.06m 3.9A l b b m =?=?==，虽然>m 3,但b η=0不需要对a f 进行修正。 4.1.1持力层承载力验算 基础和回填土重：20 2.021.06842.4G G dA KN γ==??= 偏心距：2100.0652400842.4k e m = =+ 四桩基础计算书 华清家园工程；工程建设地点：武清区新城翠通路西侧；属于结构；地上33层；地下1层；建筑高度：100m；标准层层高：3m ；总建筑面积：11500平方米；总工期：0天。 本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。 本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）等编制。 一、塔吊的基本参数信息 塔吊型号：TQ60/80，塔吊起升高度H：65.000m， 塔身宽度B：2.5m，基础埋深D：1.500m， 自重F1：852.6kN，基础承台厚度Hc：1.000m， 最大起重荷载F2：80kN，基础承台宽度Bc：6.000m， 桩钢筋级别:HPB235，桩直径或者方桩边长：0.700m， 桩间距a：5m，承台箍筋间距S：200.000mm， 承台混凝土的保护层厚度：50mm，承台混凝土强度等级：C35； 二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算 塔吊自重（包括压重）F1=852.60kN； 塔吊最大起重荷载F2=80.00kN； 作用于桩基承台顶面的竖向力F k=F1+F2=932.60kN； 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算： M kmax＝2188.71kN·m； 三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 1. 桩顶竖向力的计算 依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。 N ik=(F k+G k)/n±M yk x i/∑x j2±M xk y i/∑y j2； 其中 n──单桩个数，n=4； F k──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，F k=932.60kN； G k──桩基承台的自重标准值：G k=25×Bc×Bc×Hc=25×6.00×6.00× 1.00=900.00kN； M xk,M yk──承台底面的弯矩标准值，取2188.71kN·m； x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=3.54m； N ik──单桩桩顶竖向力标准值； 经计算得到单桩桩顶竖向力标准值 最大压力：N kmax=(932.60+900.00)/4+2188.71×3.54/(2×3.542)=767.68kN。 最小压力：N kmin=(932.60+900.00)/4-2188.71×3.54/(2×3.542)=148.62kN。 不需要验算桩的抗拔！ 2. 承台弯矩的计算 依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。 M x = ∑N i y i M y = ∑N i x i 其中 M x,M y──计算截面处XY方向的弯矩设计值； x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.25m； N i1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，N i1=1.2× 锥形基础计算 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、设计依据 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)① 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)② 《简明高层钢筋混凝土结构设计手册》李国胜 二、示意图 三、计算信息 构件编号: JC-1 计算类型: 验算截面尺寸 1. 几何参数 矩形柱宽bc=600mm 矩形柱高hc=1170mm 基础端部高度h1=200mm 基础根部高度h2=150mm 基础长度B1=1200mm B2=1200mm 基础宽度A1=1800mm A2=1800mm 2. 材料信息 基础混凝土等级: C30 ft_b=1.43N/mm2fc_b=14.3N/mm2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm2fc_c=14.3N/mm2 钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm2 3. 计算信息 结构重要性系数: γo=1.0 基础埋深: dh=1.800m 纵筋合力点至近边距离: as=40mm 基础及其上覆土的平均容重: γ=18.000kN/m3 最小配筋率: ρmin=0.150% 4. 作用在基础顶部荷载标准值 Fgk=201.000kN Fqk=0.000kN Mgxk=234.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Mgyk=0.000kN*m Mqyk=0.000kN*m Vgxk=59.000kN Vqxk=0.000kN Vgyk=0.000kN Vqyk=0.000kN 永久荷载分项系数rg=1.20 可变荷载分项系数rq=1.40 Fk=Fgk+Fqk=201.000+(0.000)=201.000kN Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =234.000+201.000*(1.200-1.200)/2+(0.000)+0.000*(1.200-1.200)/2 =234.000kN*m Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =0.000+201.000*(1.800-1.800)/2+(0.000)+0.000*(1.800-1.800)/2 =0.000kN*m Vxk=Vgxk+Vqxk=59.000+(0.000)=59.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=0.000+(0.000)=0.000kN F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(201.000)+1.40*(0.000)=241.200kN Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2) =1.20*(234.000+201.000*(1.200-1.200)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.200-1.200)/2) =280.800kN*m My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2) =1.20*(0.000+201.000*(1.800-1.800)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.800-1.800)/2) =0.000kN*m Vx1=rg*Vgxk+rq*Vqxk=1.20*(59.000)+1.40*(0.000)=70.800kN Vy1=rg*Vgyk+rq*Vqyk=1.20*(0.000)+1.40*(0.000)=0.000kN F2=1.35*Fk=1.35*201.000=271.350kN Mx2=1.35*Mxk=1.35*234.000=315.900kN*m My2=1.35*Myk=1.35*(0.000)=0.000kN*m Vx2=1.35*Vxk=1.35*59.000=79.650kN Vy2=1.35*Vyk=1.35*(0.000)=0.000kN F=max(|F1|,|F2|)=max(|241.200|,|271.350|)=271.350kN Mx=max(|Mx1|,|Mx2|)=max(|280.800|,|315.900|)=315.900kN*m My=max(|My1|,|My2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN*m Vx=max(|Vx1|,|Vx2|)=max(|70.800|,|79.650|)=79.650kN Vy=max(|Vy1|,|Vy2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN 5. 修正后的地基承载力特征值 fa=106.900kPa 四、计算参数 1. 基础总长 Bx=B1+B2=1.200+1.200= 2.400m 2. 基础总宽 By=A1+A2=1.800+1.800= 3.600m 3. 基础总高 H=h1+h2=0.200+0.150=0.350m 4. 底板配筋计算高度 ho=h1+h2-as=0.200+0.150-0.040=0.310m 5. 基础底面积 A=Bx*By=2.400*3.600=8.640m2 6. Gk=γ*Bx*By*dh=18.000*2.400*3.600*1.800=279.936kN 4.5m 【题1】某试验大厅柱下桩基，柱截面尺寸为 400mm 600mm ，地质剖面示意图如图 1 所示，作用在基础顶面的荷载效应基本组合设计值为 F = 2035kN, M=330kN ?m , H = 55kN, 荷载效应标准组合设计值为 F k =1565kN, M=254 1. 2. 2^00 - 确定桩的规格 根据地质勘察资料，确定第 4层粘土为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为 方桩，为400mm< 400mm 桩长为9米。承台埋深1.7米，桩顶嵌入承台 0.1米，则桩 端进持力层2.4米。初步确定承台尺寸为 2.4m X 2.4m 。 确定单桩竖向承载力标准值 Q 根据公式 查表内插求值得 层序 深度(m) I L q sik (kPa ) q pk ( kPa) ② 粉质粘土 2 0.6 60 ③ 饱和软粘土 4.5 0.97 38 ② 粘土 2.4 0.25 82 2500 按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值: Q uk Q sk Q pk u q sik l i q pk A p =4X 0.4(60 X 2.0+38 X 4.5+82 X 1.5)+2500 X 0.4 X 0.4=902.4KN 取 Q uk 902.4 kN 3.确定桩基竖向承载力设计值 R 并确定桩数n 及其布置 按照规范要求，S a 3d ，取 S a 4d , b e = 2m, l = 9m 故 0.22 查表得，sp 0.97。 查表得，sp 1.60先不考虑承台效应，估算基桩竖向承载力设计值 R 为 sp 1.60 桩基承台和承台以上土自重设计值为 G= 2.4 X 2.4 X 1.7 X 20= 195.84 kN 粗估桩数n 为 n = 1.1 X (F+G)/R= (1565+195.84)/ 547.08=3.22 根 取桩数n = 4根，桩的平面布置为右图所示， 承台面积为 2.4m X 2.4m ，承台高度为 0.9m ，由于n > 3，应该考虑 群桩效应和承台效应确定单桩承载力设计值 R ,S a B e 由一=4 ; = 0.25 d l 查表得 e = 0.155 , ：= 0.75 sp Q uk 0.97 902.4 =547.08 kN 目录 一、基本设计资料 (1) 二、设计内容： (1) （一）中墩及基础尺寸拟定 (1) 1.墩帽尺寸拟定 (1) 2.墩身尺寸确定 (2) 3基础尺寸确定.................................. - 4 - （二）墩帽局部受压验算. (4) 1.上部构造自重 (4) 2.墩身自重计算 (4) 3.浮力计算 (5) 4.活载计算 (5) 5.水平荷载计算 (7) 6.墩帽局部受压验算 (8) （三）墩身底截面验算 (9) 1.正截面强度验算 (9) 2.基底应力验算 (10) 3.稳定性验算.................................. - 10 - 4.沉降量验算.................................. - 10 - 5.墩顶水平位移验算............................ - 10 - 混凝土实体中墩与扩大基础设计 一、基本设计资料 1.设计荷载标准：公路II级 2.上部结构： 上部结构采用装配式后张法预应力混凝土简支T梁。跨径40m，计算跨径38.80m，梁长39.96m，梁高230cm，支座尺寸25cm×35cm×4.9cm（支座为板式橡胶支座，尺寸为顺×横×高），主梁间距160cm，桥面净宽为7+2×0.75m，一孔上部结构荷载为5070kN。 3.水文资料： 设计水位182.7m 河床标高177.65m; 一般冲刷度 1.60m; 局部冲刷深度2.80m。 4.地质资料： 表层3米厚为软塑粘性土，其液性指数I L=0.8；孔隙比e=0.7；容重γ=18.0kN/m3，以下为砾砂，中密γ=19.7kN/m3。 二、设计内容： （一）中墩及基础尺寸拟定 1.墩帽尺寸拟定（采用20号混凝土） 顺桥向墩帽宽度：b≥f + a +2c1 + 2c2 f = 40m(跨径)－38.80m(计算跨径)＝1.20m 支座顺桥向宽度a = 0.25m 查表2-1 c1=0.1m c2=0.2m b =1.20 + 0.25 + 2×0.1 + 2×0.2=2.05m 按抗震要求：b/2 ≥ 50+L(跨径) =50+40=90cm b =2.05m 则取满足上述要求的墩帽宽度b=2.05m 横桥向墩帽宽： 矩形：B = 两侧主梁间距 + a + 2c1 + 2c2 =1.6×4+ 0.35 + 2×0.1+ 2×0.2=7.35m 圆端形：B=7.35 + b =7.35+2.05=9.4m 一、设计资料： 1、本设计的任务是设计一多层办公楼的钢筋混凝土柱下条形基础，框架柱的截面尺寸均为b×h=500mm×600mm，柱的平面布置如下图所示： 2、办公楼上部结构传至框架柱底面的荷载值标准值如下表所示： 注：表中轴力的单位为KN，弯矩的单位为KN.m；所有1、2、3轴号上的弯矩方向为逆时针、4、5、6轴号上的弯矩为顺时针，弯矩均作用在h方向上。 3、该建筑场地地表为一厚度为1.5m的杂填土层（容重为17kN/m3），其下为粘土层，粘土层承载力特征值为F ak=110kPa，地下水位很深，钢筋和混凝土的强度等级自定请设计此柱下条形基础并绘制施工图。 二、确定基础地面尺寸： 1、确定合理的基础长度： 设荷载合力到支座A的距离为x，如图1：则： x= ∑∑ ∑+ i i i i F M x F = 300 700 700 700 700 350 )5. 17 300 14 700 5. 10 700 7 700 5.3 700 0( + + + + + +? + ? + ? + ? + ? + =8.62m 图1 因为x=8.62m ? 2 1 a=0.5?17.5=8.75m ， 所以,由《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）8.3.1第2条规定条形基础端部应沿纵向从两端边柱外伸，外伸长度宜为边跨跨距的0.25:0.30倍取a 2=0.8m(与 4 1 l=0.25?3.5=0.875m 相近)。 为使荷载形心与基底形心重合，使基底压力分布较为均匀，并使各柱下弯矩与跨中弯 矩趋于均衡以利配筋，得条形基础总长为： L=2(a+a 2-x)=2?(17.5+0.8-8.62)=19.36m ≈19.4m a 1=L-a-a 2=19.4-17.5-0.8=1.1m 2、确定基础底板宽度b ： 竖向力合力标准值: ∑Ki F =350+700+700+700+700+300=3450kN 选择基础埋深为1.8m ，则 m γ=（17?1.5+0.3?19）÷1.8=17.33kN/m 3 深度修正后的地基承载力特征值为： ()5.0-+=d f f m d ak a γη=110+1.0?17.33?(1.8-0.5)=132.529kN 由地基承载力得到条形基础b 为： b ≥ )20(d f L F a Ki -∑= ) 8.120529.132(4.193450 ?-?=1.842m 取b=2m ，由于b ?3m ，不需要修正承载力和基础宽度。 a2 a a1 柱下独立基础设计 设计资料 本工程地质条件： 第一层土：城市杂填土 厚 第二层土：红粘土 厚，垂直水平分布较均匀，可塑状态，中等压缩性，地基承载力特征值fak=200Kpa 第三层土：强风化灰岩 ，fak=1200 Kpa 第四层土：中风化灰岩 fak=3000 Kpa 由于结构有两层地下室，地下室层高，采用柱下独立基础，故选中风化灰岩作为持力层。对于中风化岩石，不需要要对其进行宽度和深度修正，故a f =ak f =3000 Kpa 。 材料信息： 本柱下独立基础采用C 40混凝土，HRB400级钢筋。差混凝土规范知： C45混凝土：t f =mm2 , c f = N/mm2 HRB400级钢筋：y f =360 N/mm2 计算简图 独立基础计算简图如下： 基础埋深的确定 基础埋深：d= 基顶荷载的确定 由盈建科输出信息得到柱的内力设计值： M=? N= KN V= 对应的弯矩、轴力、剪力标准值： M k =M/==? N k =N/== KN V k =V/== KN 初步估算基底面积 A 05 .120300011775.33?-=?-≥d r f F G a k =四桩基础计算书1
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