教學樓建筑設計中的地基設計計算案例教學樓建筑設計中的地基設計計算案例 1 11.2A軸線柱基礎設計(A-axiscolumnfoundationdesign) 1混凝土強度等級采用C40,基礎底板設計采用鋼筋HRB400,室內外高差為0.45m,基礎高度初步定為0.65m,上柱斷面550mm×550mm,基礎部分柱斷面保護層加大，兩邊各增加50mm,地下部分柱尺寸650mm×650mm。1.2.1荷載統計1.上層柱傳至基礎頂面的各類荷載如下：2.基礎梁傳至基礎頂面的荷載(1)A軸線處橫向基礎梁尺寸設計：基礎梁設置時，其底面標高與基礎頂面標高一致，梁與柱中心中心重合。不存在偏心彎矩。基礎梁頂的機制磚墻砌到室內地面標高+0.300m處，基礎頂面標高為-0.950m,機制磚墻高為h?=0.95+0.3-0.45=0.8m,其上內墻高h?=3.3-0.6-0.3=2.4m。(2)A軸線處縱向基礎梁尺寸設計：基礎梁設置時，其底面標高與基礎頂面標高一致，外墻與基礎梁上下對齊布置。偏心彎矩=0.125m。基礎梁頂的機制磚墻砌到室內地面標高+0.300m處，基礎頂面標高為-0.950m,機制磚墻高為h?=0.95+0.3-0.45=0.8m,其上外墻高h?=3.3-0.6-0.3=2.4m。(3)荷載標準值計算內橫墻重傳到基礎上內橫墻機制磚墻傳到基礎 橫向基礎梁重傳遞0.5×25×0.45×0.25×(7.2-0.55)=9.35kN縱墻重傳到基礎窗戶自重3.34×[(6.0-0.55)×2.4-1.8縱墻機制磚墻重傳到基礎縱向基礎梁自重25×0.4×0.24×(7.2-0.縱向基礎梁傳給基礎頂面彎矩標準值60.80×0.125=7.60kN·m1.2.2荷載組合本設計為建筑高度為20.7m的框架結構教學樓，按抗震規范知，只需要進行天然地基及基礎的非抗震設計。1.非抗震設計時的荷載效應標準組合(1)組合一：S=SGk+SQKNK=1353.77+311.87=1665.64kN(2)組合二：S=SGk+SQk+0.6SwKNk=1353.77+311.87+0.6×(-17.94)=1654.88kNMK=17.28+4.56+0.6×(-23.92)=7Vk=-6.83-3.22+0.6×(8.04)=-5右風組合：Nk=1353.77+311.87+0.6×(17.94)=1676.40kNMK=17.28+4.56+0.6×(23.92)=36VK=-6.83-3.22+0.6×(-8.04)=-14(3)組合三：S=SGk+Swk+0.7SQK左風組合：NK=1353.77+0.7×311.87+(-17.94)=1554.14kNMK=17.28+0.7×4.56+(-23.92)=-3Vk=-6.83-0.7×3.22+(8.04)=-1右風組合：Nk=1353.77+0.7×311.87+(17.94)=1590.02kNMK=17.28+0.7×4.56+(23.92)=44.VK=-6.83-0.7×3.22+(-8.04)=-17.12kN2.非抗震設計時的荷載效應基本組合從內力組合表中選出一組最不利內力設計值組合：M=54.26kN·m,N=2129.21kN,V=-基礎梁傳至基礎頂面的荷載設計值：則基礎頂面處的荷載效應設計值為：N=2129.21+79.04+47.31=2255.按《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)中規定，當采用獨立基礎時，基礎埋深一般自室內設計地面標高算起。本設計中基礎高度：h=0.65m,基礎埋深：d=0.65+0.95=1.60m。(1)地基承載力特征值修正根據地質資料選擇粉質黏土層為持力層，地基承載力特征值按下式修正：式中：f----修正后地基承載力特征值；fak----地基承載力特征值；ηb,na---基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數，取0.3和0.6;fa=200+0.3×19.5×(3-3)+1.6×20×(1.60-(2)基礎尺寸估算考慮到偏心荷載作用下應力分布不均勻，將A增加10%~40%,A=(1.1~1.4)×8.25=9.075m2~11fa=200+0.3×19.5×(3.5-3)+1.6×20×(1.60-0.1.2.4地基承載力驗算Mk=44.39kN·m,Nk=1590.02kN,Vk=-1<1.2fa滿足規范。Mk=36.19kN·m,Nk=1676.40kN,Vk=-1<1.2fa滿足規范。F最不利荷載效應設計值：M=64.14kN·m,N=2255.56kN,V=-21.抗沖切承載力驗算基礎混凝土等級C40,基礎底面下有C15混凝土墊層，厚度為100mm。基礎所處環境類別為二(a)類，基礎最外層縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度為0.7βhpftamho=0.7×1.0×1.71×1250×600×103=897(1)基礎受彎方向(1截面)Pjmax=195.37kPa,Pjm根據《建筑地基基礎設計規范》(GB5007-2011),擴展基礎受力鋼筋最小配筋率不應小于0.15%,底板受力鋼筋最小直徑不宜小于10mm,間距不宜大于計算最小配筋率時，可以按下圖折算：則最小配筋面積：Asmin=2732.70×650×0.15%=2664.38mm2選配鋼筋：16@200(共18根),As=3418mm2。(2)基礎非受彎方