【例3-2】钢筋混凝土墙下条形基础设计(201604cy)
某办公楼为砖混承重结构,拟采用钢筋混凝土墙下条形基础。外墙厚为370mm,室外地坪标高-0.45m,上部结构传至±0.000处的荷载标准值为Fk=220kN/m,Mk=45kN.m,荷载基本值为F=250kN/m,
M=63kN.m,基础埋深1.92m(从室内地面算起),地基持力层承载力
修正特征值fa=158kPa。混凝土强度等级为C20(ft=1.1N/mm2),钢筋采用HPB300级钢筋(fy=270N/mm2)。试设计该外墙基础。
解:
(1) 求基础底面宽度b
基础平均埋深 d=(1.92-0.45/2)/2=1.7m 基础底面宽度 b=
Fkfa??Gd=
220=1.77m
158?20?1.7初选 b=1.3×1.77=2.3m。 地基承载力验算 pkmax=
Fk?Gk6Mk220?20?2.3?1?1.76?45+2=+ 22.3b2.3b =129.7+51.0
=180.7 kPa<1.2fa=189.6 kPa满足要求 (2)确定条基高度H(需用F值先求Pj值并进一步求V1值) 1)地基净反力计算
F6M2506?63+2=+2=108.7+71.5=180.2kPa bb2.32.3F6Mpjmin=-2=250-6?63=108.7-71.5=37.2kPa
bb2.32.32pjmax=
1
(先按公式2-45确定基础验算截面最小h0,再按所选材料类型及规范对相应材料要求的构造要求最终确定h0。)
2)按公式2-53求偏心受压基础验算截面Ⅰ处的VⅠ值 偏心受压时需先求验算截面处的地基净反力pj1,(请思考pjI由几种求法?)
将计算截面选在墙边缘,则 b1=(2.3-0.37)/2=0.97m
pj??pjmin??37.2?b?b1(pjmax?pjmin)b2.3-0.97(180.2-37.2)?119.89kpa2.3或 pjI=180.2-(180.2-37.2)×0.97/2.3=119.89 kPa
1 V1?1(pjmax?pj?)b1??(180.2?119.89)?0.97?145.54kNm22或
V???b1[(2b?b1)pjmax?b1pjmin]2b0.97[(2?2.3?0.97)?180.2?0.97?37.2]2?2.3?145.5kN/m13)按公式2-45确定基础验算截面最小h0 假定基础高小于800mm, 由 得
?h?(800/h0)4?1V1?0.7?hfth0h0?VI145.5??0.189m?189mm0.7?hft0.7?1100可见条基验算截面经计算得最小高度<规范对所选砼材料要求的最小构造高度要求,故可选基础高度h=350mm,边缘厚取200mm,采用剖面为坡形,并采用100mm厚C10混凝土垫层,基础保护层厚度取40mm,则基础有效高度h0=310mm。
2
(3)求基础底板配筋量As
基础底板受力钢筋配筋量由基础相应验算截面(墙与基础变阶处验算截面)的抗弯能力确定。偏心荷载时先按公式2-54计算条基底板最危险截面的MⅠ,再按公式2-50计算条基底板每延长米的受力钢筋的截面积(配筋量)
12偏心 M?(2p+p)b ?jmaxj?16底板钢筋配筋量As?M?0.9fyh01)计算底板最大弯距
Mmax=(2pjmax+pjI)b12 =×(2×180.2+119.89)×0.972=75.3kN·m/ m
M2)计算底板配筋As?0.9hmax0fy161675.3?106==1000 mm2 0.9?310?270选用φ14@150mm(As=1026mm2),根据构造要求纵向分布筋选取φ8@250mm(As=201.0mm2)。
(4)绘制基础剖面如图3-9所示。
FM±0.000-0.45037014705010020015050φ14@110φ8@2502300 3
【补充例2.6.1-1】柱下无筋扩展基础设计
某厂房柱断面600mm×400mm。基础受竖向荷载标准值FK=780kN,力矩标准值120kN·m,水平荷载标准值H=40kN,作用点位置在±0.000处。地基土层剖面如下图所示。基础埋置深度1.8 m,试设计柱下无筋扩展基础。
±0.00
人工填土 γ=17.0kN/m3 -1.80m 粉质粘土 ds=2.72,γ=19.1kN/m3
w=24% wL=30% wp=22% fak =210kPa
解:1、持力层承载力特征值深度修正
持力层为粉质粘土层,
IL=w?wpwl?wp?24?21=0.33
30?21e=ds(1?w)?w?1?2.72?(1?0.24)?10-1=0.775
?19查表2-5得知ηb=0.3 、 ηd=1.6,先考虑深度修正
fa= fak+ηdγm(d-0.5)
=210+1.6×17×(1.8-0.5) =245kPa
2.先按中心荷载作用计算基础底面积
A0=
Fk780=3.73m2 ?fa??Gd245?20?1.8 4
扩大至A=1.3A0=4.85m2 取L=1.5b,则
b=
A4.85=1.8m ?1.51.5L=2.7m
3.地基承载力验算
基础宽度小于3m,不必再进行宽度修正。 基底压力平均值
pk=Fklb??Gd?780+20×1.8=196kPa 2.7?1.8基底压力最大值为
pkmax?pk?kmin284MK(120?40?1.8)?6kPa ?196??196?88?108W2.72?1.81.2fa =294kPa
由结果可知pk < fa,pkmax<1.2fa满足要求。 4.基础剖面设计
基础材料选用C15混凝土,查表2-9台阶宽、高比允许值1:1.0, 则基础高度=(l-l0)/2=(2.7-0.6)/2=1.05m,
做成3个台阶,长度方向每阶宽350mm,宽度方向取每阶宽233.3mm,基础剖面尺寸见下图所示。
地面7507503503503503×35018003×233.3180035035035010506001050700400700 5