武汉理工大学土木工程专业毕业设计 附图8柱网布置 附图 框架轴向尺寸及编号： 第 31 页 武汉理工大学土木工程专业毕业设计
第七章 基础配筋
思路：设计基础的荷载包括：a.框架柱传来的弯矩、轴力和剪力（可取设计底层柱的相应控制内力）；b.基础自重，回填土的重量。 7.1荷载设计值
7.1.1外柱基础承受的上部荷载
框架柱传来：M1?196.7kN.m,N1?2221.54kN,V1?47.31kN 7.1.2内柱基础承受的上部荷载
框架柱传来：B柱：M1?389.78kN.m,N1?2346.77kN,V1?128.52kN C柱：M1?409.58kN.m,N1?2299.61kN,V1?118.91kN
该工程框架层数不多，地基土较均匀且柱距较大，可选择独立柱基础，据地质报告基础埋深需在杂填土一下。取基础混凝土的强度等级为C15，查GBJ10-89，表2.1，fc=7.5N/mm2;fcm=8.5N/mm2;ft=0.9 N/mm2. 7.2外柱独立基础的计算
7.2.1初步确定基底尺寸
a. 选择基础的埋深d=1.70m(大于建筑物高度的1/15)
b. 地基承载力的深度修正（基础的埋置深度大于0.5m）
?b?0.15;?d?1.4.。根据设计资料提供，基底以下为红粘土，查表知承载力修正值：
重度计算：杂填土
?1?16.5kN/m3h1?(1.1?1.5)/2?1.3m(平均值）
粘土
?2?19kN/m3h2?1.7?1.3?0.4m
则基础底面以上土的加权平均重度： ?0??1h1??2h2h1?h2?16.5x1.3?19x0.41.7?17.09kN/m
3（先不考虑对基础宽度进行修正）
f?fk??b?(b?3)??d?0(d?0.5)?197?1.4x17.09x(1.7?0.5)?225.71kPa(kN/m)?1.1fk?1.1x197?216.7kPa2
c. 基础底面尺寸
先按照中心荷载作用下计算基底面积：
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Nf?rGd2221.54225.7?20x1.7A'??2?11.59m
但考虑偏心荷载作用应力分布不均匀，故将计算出的基底面积增大1.2~1.4，取1.2。
'2A?1.2A?1.2x11.59?13.91m
选用矩形：a:b=1.5~2.0,即：宽×长=2.9m×4.8m,A=13.92m2(满足要求)b?3m满足要求，地基承载力不必对宽度进行修正。
d. 地基承载力验算
基础底面的抵抗弯矩：W?e?MF?G?16bh2?16x3.0x4.82?11.52m b4?0.725(由于地震力作用）3267.672221.54?34?0.119?
作用于基底中心的弯矩轴力分别为： M?196.7?47.31x1.5?267.67kN.mN?2221.54kN基础底面边缘的压力设PmaxPmin?N?GA?MW?计值：2221.54?20x1.713.91?267.6711.52?162.15?23.24?185.39138.91kN/m3Pmax?185.39kPa?1.2f?1.2x225.71?270.85kPaPmin?140.68kPa?0?P?Pmax?Pmin2?162.15kPa?f?225.71kPa故承载力满足要求
e. 基础剖面尺寸的确定采用台阶式独立柱基础
构造要求：一阶台阶宽高比?1.75，二阶宽高比?1.0。阶梯形每阶高度益为
300~500，当h>900时，采用三阶，阶梯得水平宽度和阶高尺寸均为100mm的倍数。 基底垫层在底板下浇筑一层素混凝土，垫层的厚度为100mm，两边伸出基础底板为100mm.
f. 土壤净反力Fl的计算
Pnmax?NA?MW?2221.5413.91?267.6711.52?182.94kN/m
2 （不包括基础及回填土自重）
一阶处：h01=1000-35=965mm
Fl?pnmax2??lac??bbc???h0?b????h0?????2222?????????182.94??2.4?0.7?0.965??2.9??1.45?0.7?0.965?381.48kN??2?
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bm?bt?bb2?0.5x2?0.4?2.92?1.65m
破坏锥面上的承载力设计值[Fl]按《规范》法计算：
[Fl]=0.6ftbmh0=0.6x900x1.65x0.965=859.82kN>Fl=381.48kN
7.2.2基础底面配筋计算
基础上部结构传来的荷载与土壤净反力的共同作用下，可把它到过来，视为一均部荷载作用下支承于柱上的悬臂板。 计算简图如下图所示：
M?(537.63?475.85)?2.2?MI22363I?12?475.85?2.2?3305.1mm2?1350.9kN.mAsI?M?0.9h0fy12?1350.9?1020.9?1.465?10?3102II?778.32?1.25MII'0?608.06kN.m6AsII?M0.9hfy?608.06?100.9?1455?3102?1497.89mm23122III?(537.63?489.89)?1.7?MIII'??489.89x1.722?799.87kN.mAsIII?M?0.9h01fy12?799.87x1060.9?965?3102?2970.9mmIV?778.32?0.75MIV'01?218.9kN.m6AsIV?0.9hfy?218.9?100.9?955?310?821.57mm2
3305.12.9由以上计算结果可得：框架平面内：选取As?AsI2.9??1139.7mm2/m
实配：Φ18@200，As=3690.25mm2 框架平面外：选取As?AsII4.8?1497.894.8?312.06mm2/m
实配：Φ9@200，As=1526.4mm2
7.2.3内柱基础的计算
7.2.3.1初步确定基底尺寸
a. 选择基础埋深（同外柱）d=1700mm.
b. 地基承载力对深度修正（同外柱）f=225.71kPa c. 基础底面尺寸
按中心荷载作用下计算基础底面积：
A?'Nf??Gd?2346.77225.71?20?1.7?12.24m
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考虑到偏心荷载作用应力分布不均，故将计算出的基底面积增大1.2倍
'2A?1.2A?1.2?12.24?14.69m
选用矩形基础：b:l=1.5~2.0 即 ：宽×长=3.0×4.9 A=14.7m>14.69m(满足)
但是，由于柱间距为2.4m，柱下单独基础受到场地限制做不成对称形状，现考虑将该柱做成联合基础，其（二柱联合基础）可增大基底面积，并起调节不均匀沉降作用。 7.2.3.2计算基底的形心位置
对柱B的轴心取矩，由?M1?0得合力作用点至柱B轴心的距离x0为：
x0?F2l1?M1?MF1?F2222
?2346.77?2.4?409.58?389.782346.7?2221.54?1.41m
基础长度：l?2(l0?x0)?2?(0.25?1.41)?3.32m 7.2.3.3计算基础底面宽度 b?F1?F2l(f?20d)?2346.77?2221.543.32?(197?20?1.5)?8.24m
取l为4m,b为6m. 7.3.3.4计算基础内力
净反力：pn?F1?F2lb?2299.61?2346.774?6?193.60kPa
bpn?6?193.6?1161.60kN/m
剪力和弯矩的计算，先对柱B和柱C轴线的左右边进行。该两处截面分别以1、2表
示，下列符号的上标l表示截面的左边，上标r表示截面右边。
V1?bpn?rrll12bc?1161.6?0.25?1161.35kN剪力V： V1?V1?F1?1161.35?2221.54??1060.20kN
V2?bpn?l2?1161.6?0.80?929.28kNV2?V2?F2??929.28?2346.77?1417.49kNM1?rllr1212bpnl0?0.5?1161.6?0.8?371.71kN.ml22弯矩M：
M1?M1?M1?371.71?409.58??37.87kN.mMMr2l2
?bpnl2?0.5?1161.6?0.8?371.71kN.mr222?M?M2?371.71?389.78??18.07kN.m'下面求柱间最大负弯矩的位置：x?F1bpn?2299.611161.6?1.98m
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