筏板基础结构计算

筏板基础结构计算

筏板基础结构计算

一、矩形基础地基承载力与软弱下卧层验算

执行规范：《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)，本文简称《地基规范》
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)，本文简称《抗震规范》

设计资料

1.1 已知条件

(1) 计算简图

(2) 设计参数

• 基础长 L(m)：11.625
• 基础宽 B(m)：7.525
• 轴力标准值(kN)：2625.000
• 弯矩标准值 Mx(kN.m)：192.000
• 弯矩标准值 My(kN.m)：80.000
• 基础与覆土平均容重(kN/m3)：20.000
• 地面标高(m)：0.000
• 基底标高(m)：-2.700
• 考虑地震：√
• 基底零应力区容许率(%)：0
• 软弱下卧层验算方法：应力扩散角法

(3) 土层数据

• 土层数：2
• 地下水标高：-3.000(m)
• 层号 土类名称 层厚(kN/m3) 饱和重度(kN/m3) 承载力特征值(kPa) 修正系数 修正系数 抗震调整(MPa)
• 1 粘性土 2.50 19.40 - - 120.00 1.000 1.000 1.00 10.00
• 2 岩石 5.00 24.00 19.00 250.00 1.000 1.000 1.00 10.00

1.2 计算内容

(1) 基底反力计算
(2) 地基承载力验算
(3) 软弱下卧层验算

2. 计算过程及计算结果

2.1 基底反力计算

(1) 基底全反力计算

• 基底面积 A = B × L = 7.525 × 11.625 = 87.478m2
• 竖向荷载 Nk = 2625.000kN
• Gk = A × γ0 × h = 87.478 × 20.000 × 2.700 = 4723.819kN
• 偏心距 ex = Myk/(Fk+Gk) = 0.011m, ey = -Mxk/(Fk+Gk) = -0.026m
• 计算公式 截面抵抗矩 Wx = B × L × L/6 = 7.53 × 11.63 × 11.63/6 = 169.489m3
• 截面抵抗矩 Wy = L × B × B/6 = 11.63 × 7.53 × 7.53/6 = 109.712m3
• 基底角点全反力(左下、右下、右上、左上，结合左边计算结果图看)
• 基底全反力(kPa)：最大 pkmax = 85.869, 最小 pkmin = 82.146, 平均 pk = 84.007
• 角点 pk1 = 84.411, pk2 = 85.869, pk3 = 83.604, pk4 = 82.146

(2) 基底附加应力计算

• 最大 pamax = 32.569, 最小 pamin = 28.845, 平均 pa = 30.707
• 角点 pa1 = 31.111, pa2 = 32.569, pa3 = 30.304, pa4 = 28.845

2.2 地基承载力验算
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)式5.2.4计算修正后的抗震地基承载力特征值 = 365.430(kPa)
验算 pk = 84.007 < fa = 365.430
验算 pkmax = 85.869 < 1.2fa = 438.516
地基承载力验算满足

2.3 软弱下卧层验算
根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)式5.2.7-1及式5.2.7-2计算
基底附加压力计算不考虑偏心作用，按均布考虑(取平均附加压力) pa = 30.707(kPa)
修正承载力按深宽修正公式计算(不考虑宽度修正)
无软弱下卧层

2.4 反力简图

二、现浇筏板基础设计

执行规范：
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)，本文简称《混凝土规范》
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)，本文简称《地基规范》
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)，本文简称《抗震规范》

钢筋：
d-HPB300;D-HRB335;E-HRB400;F-RRB400;G-HRB500;Q-HRBF400;R-HRBF500

1. 设计资料

1.1 已知条件

类型：阶梯形
柱数：单柱
阶数：1
基础尺寸(单位mm)：
b1=11625,b11=5813,a1=7525,a11=3763,h1=300
柱:方柱,A=7000mm,B=11000mm
设计值：N=2625.00kN,Mx=192.00kN.m,Vx=0.00kN,My=80.00kN.m,Vy=0.00kN
标准值：Nk=1944.44kN,Mxk=142.22kN.m,Vxk=0.00kN,Myk=59.26kN.m,Vyk=0.00kN
混凝土强度等级：C50,fc=23.10N/mm2
钢筋级别：HRB400,fy=360N/mm2
纵筋最小配筋:0.15
配筋调整系数:1.0
配筋计算方法:通用法
基础混凝土纵筋保护层厚度：40mm
基础与覆土的平均容重：20.00kN/m3
修正后的地基承载力特征值：250kPa
基础埋深：2.70m
作用力位置标高：0.000m

1.2 计算要求：
(1) 基础抗弯计算
(2) 基础抗剪验算
(3) 基础抗冲切验算
(4) 地基承载力验算

单位说明：力：kN,力矩：kN.m,应力：kPa

2. 计算过程和计算结果

2.1 基底反力计算

2.1.1 统计到基底的荷载

2.1.2 结果汇总
Nk=1944.44kN,Mxk=142.22kN.m,Myk=59.26kN.m
N=2625.00kN,Mx=192.00kN.m,My=80.00kN.m

2.1.3 承载力验算时,底板总反力标准值(kPa):[相应于荷载效应标准组合]
基底面积：A=7.52511.625=87.478m2
土重：Gk=20.00087.4782.700=4723.819kN
Wx=11.6257.5252/6=109.712m3
Wy=7.525*11.6252/6=169.489m3
pkmax=(Nk+Gk)/A+|Mxk|/Wx+|Myk|/Wy=(1944.44+4723.82)/87.48+142.22/109.712+59.26/169.489=77.87kPa
pkmin=(Nk+Gk)/A-|Mxk|/Wx-|Myk|/Wy=(1944.44+4723.82)/87.48-142.22/109.712-59.26/169.489=74.58kPa
pk=(Nk+Gk)/A=(1944.44+4723.82)/87.478=76.23kPa
各角点反力p1=77.17kPa,p2=77.87kPa,p3=75.28kPa,p4=74.58kPa

2.1.4 强度计算时,底板净反力设计值(kPa):[相应于荷载效应基本组合]
p=N/A=2625.00/87.48=30.01kPa
Wx=11.6257.5252/6=109.712m3
Wy=7.52511.6252/6=169.489m3
pmax=N/A+|Mx|/Wx+|My|/Wy=2625.00/87.48+192.00/109.712+80.00/169.489=32.23kPa
pmin=N/A-|Mx|/Wx-|My|/Wy=2625.00/87.48-192.00/109.712-80.00/169.489=27.79kPa
各角点反力p1=31.29kPa,p2=32.23kPa,p3=28.73kPa,p4=27.79kPa

2.2 地基承载力验算
pk=76.23<fa=250.00kPa,满足
pkmax=77.87<1.2*fa=300.00kPa,满足

2.3 基础抗剪验算:
根据《地基规范》第8.2.7-2条,需要进行抗剪验算
抗剪验算公式V<=0.7βhsft*Ac《地基规范》第8.2.9条
下 右 上 左
第1阶(h0=255mm,βhs=1.000)
荷载面积(m2) 3.05 2.35 3.05 2.35
剪切荷载(kN) 98.35 75.79 98.35 75.79
抗剪面积(m2) 2.96 1.92 2.96 1.92
抗剪切力(kN) 3921.87 2538.67 3921.87 2538.67
抗剪满足.

2.4 基础抗冲切验算
抗冲切验算公式Fl<=0.7βhpft*Aq《地基规范》第8.2.8条
下 右 上 左
第1阶(h=300mm,h0=255mm,βhp=1.000)
荷载面积(m2) 0.09 0.43 0.09 0.43
冲切荷载(kN) 2.78 13.94 2.78 13.94
抗冲切面积(m2) 2.87 1.85 2.87 1.85
抗冲切力(kN) 3797.04 2447.58 3797.04 2447.58
抗冲切满足.

2.5 基础受弯计算
弯矩计算公式M=1/6la2(2b+b')*pmax[la=计算截面处底板悬挑长度]
根据《地基规范》第8.2.1条，扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%
第1阶(kN.m):
M下=12.68,M右=11.57,M上=12.68,M左=11.57,h0