某框架結(jié)構(gòu)住宅樓基礎(chǔ)設(shè)計--本科畢業(yè)論.doc

大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題 目： 某框架結(jié)構(gòu)住宅樓基礎(chǔ)設(shè)計學(xué)習(xí)中心： 奧鵬遠(yuǎn)程教育濟(jì)南學(xué)習(xí) （直屬）【25】VIP 層 次： 專科起點本科 專 業(yè)： 土木工程 年 級： 2013 年 秋 季 學(xué) 號： 201309734264 學(xué) 生： 張洪川 指導(dǎo)教師： 郝曉燕 完成日期： 2015 年 07 月 12 日III內(nèi)容摘要 根據(jù)現(xiàn)行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范和地基損壞造成建筑物破壞后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失和社會影響及修復(fù)的可能性）的嚴(yán)重性，將基礎(chǔ)分為三個安全等級：一級、二級、三級。本設(shè)計基礎(chǔ)的安全等級為二級，對應(yīng)于破壞后產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，建筑類型為一般工業(yè)與民用建筑。 基礎(chǔ)按剛度分可分為：剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)；按構(gòu)造分類可分為：獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和殼體基礎(chǔ)。1.基礎(chǔ)的類型及其選型 首先，在設(shè)計時需要了解基礎(chǔ)的主要作用?；A(chǔ)的作用就是要把上部結(jié)構(gòu)的荷載可靠地傳遞給地基。這就意味這基礎(chǔ)一方面要滿足承載力要求，另一方面要有足夠的剛度，保證其能夠順利的調(diào)節(jié)可能出現(xiàn)的地基不均勻沉降的情況。一般而言，基礎(chǔ)都是采用鋼筋混凝土。在多層房屋的框架基礎(chǔ)設(shè)計中，條形基礎(chǔ)、十字形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)是常用的形式。前5種基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ)，而樁基礎(chǔ)屬于深基礎(chǔ)。如果建筑的層數(shù)不多、而且荷載不大，場地土地質(zhì)條件較好時，多層框架結(jié)構(gòu)也可采用柱下獨立基礎(chǔ)。但是，如果柱距、荷載較大，或者說當(dāng)?shù)鼗休d力不高時，單個基礎(chǔ)的底面積就會非常大，此時可以考慮把單個基礎(chǔ)在一個方向連成條形，做成柱下條形基礎(chǔ)。 與獨立基礎(chǔ)相比，條形基礎(chǔ)可以適當(dāng)調(diào)節(jié)地基可能產(chǎn)生的不均勻沉降，能夠有效的減輕不均勻沉降對上部結(jié)構(gòu)造成的危害，這樣一方面保證了一定的底板面積，另一方面就增加了基礎(chǔ)的剛度，以及調(diào)節(jié)地基不均勻沉降的能力，柱下條形基礎(chǔ)常做成肋梁式的。一般來說，在布置時條形基礎(chǔ)的向與承重框架方向是一樣的，也就是說對于橫向框架承重方案，就把條形基礎(chǔ)布置在橫向方向，而在縱向布置構(gòu)造連系梁；如果是縱向框架承重方案，就需在縱向布置條形基礎(chǔ)，而在橫向則布置構(gòu)造連系梁。一般來說，縱橫向框架承重方案，需要在兩個方向布置條形基礎(chǔ)，也就稱為十字形基礎(chǔ)。 當(dāng)上部荷載不斷增加的時候，所要求的底板面積也就會相應(yīng)的增大，而到一定程度時，底板會連成一片，此時我們就稱為片筏基礎(chǔ)。片筏基礎(chǔ)有兩種形式，即平板式和梁板式。平板式片筏基礎(chǔ)，施工便捷，不過需要用大量的混凝土；梁板式片筏基礎(chǔ)的主要優(yōu)點在于，能夠通過布置肋梁來有效的增加基礎(chǔ)的剛度，所以能夠減小板的厚度，但是其也有其缺點，比如說施工較為復(fù)雜。如果房屋設(shè)有地下室，那在設(shè)計中可以考慮把地下室底板、側(cè)板和頂板連成整體，同時根據(jù)需要設(shè)置一定數(shù)量的隔板，以便能夠形成箱形基礎(chǔ)。使用箱形基礎(chǔ)的主要優(yōu)勢就在于其剛度大，調(diào)節(jié)地基不均勻沉降的能力很強(qiáng)。一般而言，箱形基礎(chǔ)主要用于高層建筑。當(dāng)然，必須要說明的是，為了能夠形成整體工作，必須要設(shè)置箱形基礎(chǔ)的隔墻。因為，要是沒有隔墻，那地下室的底板就只能按一般片筏基礎(chǔ)設(shè)計；頂板按一般樓蓋設(shè)計；側(cè)板則按承受土壓力的板設(shè)計。 當(dāng)選用片筏基礎(chǔ)后地基的承載力和變形仍達(dá)不到要求時，就需要考慮采用樁基礎(chǔ)把上部荷載傳至較深的持力層。高層建筑的主要基礎(chǔ)形式是樁基礎(chǔ)，有時也會結(jié)合地下室，常常采用樁一箱復(fù)合基礎(chǔ)的形式。在正常情況下，淺基礎(chǔ)的工程造價比深基礎(chǔ)低，但假如持力層較深，那為了減少挖土量，使用樁基礎(chǔ)或是更為經(jīng)濟(jì)。 在實際的設(shè)計中，基礎(chǔ)類型的選擇，需要進(jìn)行綜合的考慮，包括考慮場地土的工程地質(zhì)情況、上部結(jié)構(gòu)對地基不均勻沉降的敏感程度、上部糾陶荷載的大小以及現(xiàn)場施工條件等因素。如果是大型工程，那在設(shè)計時就需要進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，在進(jìn)行綜合考慮后在選定。其中，獨立基礎(chǔ)是柱基礎(chǔ)中最常用和最經(jīng)濟(jì)的型式。本工程采用獨立基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)埋置深度的選擇應(yīng)考慮：1.建筑物結(jié)構(gòu)條件和場地環(huán)境條件。在保證建筑物基礎(chǔ)安全穩(wěn)定，耐久使用的前提下，應(yīng)盡量淺埋，以便節(jié)省投資，方便施工。某些建筑物需要具備一定的使用功能或宜采用某種基礎(chǔ)形式，這些要求常成為其基礎(chǔ)埋深的先決條件。結(jié)構(gòu)物荷載大小和性質(zhì)不同，對地基的要求也不同，因而會影響基礎(chǔ)埋置深度的選擇。為了保護(hù)基礎(chǔ)不受人類和生物活動的影響，基礎(chǔ)宜埋置在地表以下，其最小埋深為0.5m ，且基礎(chǔ)頂面宜低于室外設(shè)計地面0.1m，同時有要便于周圍排水溝的布置。2.工程地質(zhì)條件3.水文地質(zhì)條件選擇基礎(chǔ)埋深時應(yīng)注意地下水的埋藏條件和動態(tài)（1）.地基凍融條件（2）.建筑物的用途，有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施、基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造。3.作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)。4.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。5.相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深。6.地基土凍脹和融陷的影響。本文編制主要數(shù)據(jù)及根據(jù)已知水文地質(zhì)條件，該土層11.2m范圍為粘性土，不能作為持力層；1.23.0為礫石，可以作為持力層，且地下水標(biāo)高為-3.0m，故選擇1.5m作為基礎(chǔ)埋深，在相對合理范圍內(nèi)。依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-2002并根據(jù)基礎(chǔ)上部形式及受理模型選擇獨立基礎(chǔ)形式相對經(jīng)濟(jì)。根據(jù)設(shè)計出截面驗算地基承載力特征值是否符合要求，并依據(jù)相應(yīng)公式進(jìn)行各階抗沖切驗算并根據(jù)受力形式進(jìn)行基礎(chǔ)配筋計算。最后繪制施工圖。關(guān)鍵詞：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范；獨立基礎(chǔ)目 錄內(nèi)容摘要I引 言11 設(shè)計的基本資料及任務(wù)21.1 設(shè)計資料21.2 設(shè)計要求及任務(wù)32 基礎(chǔ)類型的確定及布置43 基礎(chǔ)設(shè)計53.1 材料選擇53.2 確定基礎(chǔ)埋深53.3 確定基礎(chǔ)承載力53.4 確定基礎(chǔ)底面尺寸53.5 基礎(chǔ)剖面設(shè)計113.6 基礎(chǔ)配筋計算164 施工圖紙18致謝23畢業(yè)設(shè)計總結(jié)24參考文獻(xiàn)25引 言 畢業(yè)設(shè)計是綜合性和實踐性極強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，是將我們所學(xué)到的理論知識運用到實踐中的重要訓(xùn)練階段，是進(jìn)一步掌握基礎(chǔ)理論知識和基本技能進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計的學(xué)習(xí)過程。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我們初步掌握了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的選型、布置以及建筑結(jié)構(gòu)施工圖的繪制過程，培養(yǎng)了我收集、查閱、利用資料和規(guī)范的能力，并且復(fù)習(xí)、鞏固了所學(xué)的理論知識、提高了解決工程設(shè)計問題的能力。同時，在手算手繪的基礎(chǔ)上附以電算和機(jī)繪，使我在掌握好基本設(shè)計技能的同時，學(xué)習(xí)并運用現(xiàn)代設(shè)備和工程軟件，為以后走向工作崗位打好了堅實的基礎(chǔ)。本次設(shè)計中，得到了郝曉燕老師的指導(dǎo)和幫助，提出了很多寶貴的意見建議，在此對郝曉燕老師表示衷心的感謝。本設(shè)計說明書有以下特點：（1）根據(jù)我國最新頒布的一系列設(shè)計規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，充分運用所學(xué)的專業(yè)知識，緊密結(jié)合幾次生產(chǎn)實習(xí)的實踐經(jīng)驗編寫，理論聯(lián)系實際；（2）文字力求通俗易懂，論述邏輯嚴(yán)密，基本概念清晰；（3）全書書寫工整，圖文并茂，便于閱讀審查；本設(shè)計在編寫過程中，參考了大量國內(nèi)外文獻(xiàn)，引用了一些學(xué)者的資料。由于本人水平有限，設(shè)計中難免有錯誤及不妥之處，希望各位老師、同學(xué)指正批評。1 設(shè)計的基本資料及任務(wù)1.1 設(shè)計資料（1） 水文地質(zhì)信息：已知建筑場地地表為粘性土，下部為礫砂和碎石土（見圖1.1）。各層承載力設(shè)計值為：粘性土：承載力標(biāo)準(zhǔn)值；礫石和碎石土：承載力標(biāo)準(zhǔn)值；地下水位于地表以下處，最大凍土深度為。圖1.1 工程地質(zhì)剖面圖（2） 上部結(jié)構(gòu)布置信息：上部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)布置及相應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸信息如圖1.2所示。圖1.2 基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)平面布置圖（3） 荷載信息：基礎(chǔ)上方由上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載信息如圖1.3，及表1.1所示。圖1.3 框架荷載信息示意圖表1.1 荷載信息（設(shè)計值）位置邊框架D58.6721.8C30.31345.2B30.31345.2A58.6721.8內(nèi)框架D70.4803.4C42.61523.6B42.61523.6A70.4803.41.2 設(shè)計要求及任務(wù)（1）要求基礎(chǔ)類型為柱下階梯形獨立基礎(chǔ)，階數(shù)不限。（2）詳細(xì)的設(shè)計計算書及圖紙。2 基礎(chǔ)類型的確定及布置根據(jù)要求，將所有基礎(chǔ)均設(shè)計成柱下獨立基礎(chǔ)，根據(jù)已知荷載特點，分成四種基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計，分別為邊框邊柱（JC-1），邊框內(nèi)柱(JC-2)，內(nèi)框邊柱(JC-3)，內(nèi)框內(nèi)柱(JC-4)；基礎(chǔ)布置圖紙見圖2.1所示。圖2.1 基礎(chǔ)類型及布置示意圖3 基礎(chǔ)設(shè)計3.1 材料選擇基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土材料，混凝土強(qiáng)度等級為C40；基礎(chǔ)下設(shè)置素混凝土墊層，混凝土墊層強(qiáng)度等級為C15；所有基礎(chǔ)底板配筋均采用HRB400鋼筋，鋼筋保護(hù)層厚度為40mm。3.2 確定基礎(chǔ)埋深 根據(jù)土層條件應(yīng)選擇碎石作為持力層，基礎(chǔ)埋深d=1.5m。3.3 確定基礎(chǔ)承載力=fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5) 式中：fa-修正后的地基承載力特征值；fak-地基承載力特征值b、d-基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)-基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；b-基礎(chǔ)底面寬度(m)，當(dāng)基寬小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；m-基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度；d-基礎(chǔ)埋置深度(m)，一般自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起；當(dāng)采用獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時，應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。計算得知fa=160kPa3.4 確定基礎(chǔ)底面尺寸 （1）JC-1：基礎(chǔ)尺寸(單位mm): b1=2200, b11=1100, a1=2200, a11=1100, h1=250, h2=200 b2=1800, b21=900, a2=1800, a21=900 dx1=100, dx2=100, dy1=100, dy2=100 柱:方柱, A=500mm, B=500mm 設(shè)計值：N=721.80kN, Mx=58.60kN.m, Vx=0.00kN, My=0.00kN.m, Vy=0.00kN 標(biāo)準(zhǔn)值：Nk=534.67kN, Mxk=43.41kN.m, Vxk=0.00kN, Myk=0.00kN.m, Vyk=0.00kN 混凝土強(qiáng)度等級：C40, fc=19.10N/mm2鋼筋級別：HRB400, fy=360N/mm2基底反力計算統(tǒng)計到基底的荷載結(jié)果匯總 Nk = 534.67 kN, Mxk = 43.41 kN.m, Myk = 0.00 kN.m N = 721.80 kN, Mx = 58.60 kN.m, My = 0.00 kN.m承載力驗算時,底板總反力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa): 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 基底面積：A = 2.200 * 2.200 = 4.840 m2 土 重：Gk = 20.000 * 4.840 *1.500 = 145.200 kN Wx = 2.200 * 2.2002/6 = 1.775 m3 Wy = 2.200 * 2.2002/6 = 1.775 m3 pkmax = (Nk + Gk)/A + |Mxk|/Wx + |Myk|/Wy = (534.67 + 145.20)/4.84 + 43.41/1.775 + 0.00/1.775 = 164.93 kPa pkmin = (Nk + Gk)/A - |Mxk|/Wx - |Myk|/Wy = (534.67 + 145.20)/4.84 - 43.41/1.775 - 0.00/1.775 = 116.01 kPa pk = (Nk + Gk)/A = (534.67 + 145.20)/4.840 = 140.47 kPa 各角點反力 p1=164.93 kPa, p2=164.93 kPa, p3=116.01 kPa, p4=116.01 kPa強(qiáng)度計算時,底板凈反力設(shè)計值(kPa): 相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合 p = N/A = 721.80/4.84 = 149.13 kPa Wx = 2.200 * 2.2002/6 = 1.775 m3 Wy = 2.200 * 2.2002/6 = 1.775 m3 pmax = N/A + |Mx|/Wx + |My|/Wy = 721.80/4.84 + 58.60/1.775 + 0.00/1.775 = 182.15 kPa pmin = N/A - |Mx|/Wx - |My|/Wy = 721.80/4.84 - 58.60/1.775 - 0.00/1.775 = 116.11 kPa 各角點反力 p1=182.15 kPa, p2=182.15 kPa, p3=116.11 kPa, p4=116.11 kPa地基承載力驗算 pk=140.47 fa=160.00kPa, 滿足 pkmax=164.93 1.2*fa=192.00kPa, 滿足 （2）JC-2:基礎(chǔ)尺寸(單位mm): b1=2800, b11=1400, a1=2800, a11=1400, h1=250, h2=200 b2=1800, b21=900, a2=1800, a21=900 dx1=100, dx2=100, dy1=100, dy2=100 柱:方柱, A=500mm, B=500mm 設(shè)計值：N=1345.20kN, Mx=30.30kN.m, Vx=0.00kN, My=0.00kN.m, Vy=0.00kN 標(biāo)準(zhǔn)值：Nk=996.44kN, Mxk=22.44kN.m, Vxk=0.00kN, Myk=0.00kN.m, Vyk=0.00kN 混凝土強(qiáng)度等級：C40, fc=19.10N/mm2 鋼筋級別：HRB400, fy=360N/mm2基底反力計算統(tǒng)計到基底的荷載結(jié)果匯總 Nk = 996.44 kN, Mxk = 22.44 kN.m, Myk = 0.00 kN.m N = 1345.20 kN, Mx = 30.30 kN.m, My = 0.00 kN.m承載力驗算時,底板總反力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa): 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 基底面積：A = 2.800 * 2.800 = 7.840 m2 土 重：Gk = 20.000 * 7.840 *1.500 = 235.200 kN Wx = 2.800 * 2.8002/6 = 3.659 m3 Wy = 2.800 * 2.8002/6 = 3.659 m3 pkmax = (Nk + Gk)/A + |Mxk|/Wx + |Myk|/Wy = (996.44 + 235.20)/7.84 + 22.44/3.659 + 0.00/3.659 = 163.23 kPa pkmin = (Nk + Gk)/A - |Mxk|/Wx - |Myk|/Wy = (996.44 + 235.20)/7.84 - 22.44/3.659 - 0.00/3.659 = 150.96 kPa pk = (Nk + Gk)/A = (996.44 + 235.20)/7.840 = 157.10 kPa 各角點反力 p1=163.23 kPa, p2=163.23 kPa, p3=150.96 kPa, p4=150.96 kPa強(qiáng)度計算時,底板凈反力設(shè)計值(kPa): 相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合 p = N/A = 1345.20/7.84 = 171.58 kPa Wx = 2.800 * 2.8002/6 = 3.659 m3 Wy = 2.800 * 2.8002/6 = 3.659 m3 pmax = N/A + |Mx|/Wx + |My|/Wy = 1345.20/7.84 + 30.30/3.659 + 0.00/3.659 = 179.86 kPa pmin = N/A - |Mx|/Wx - |My|/Wy = 1345.20/7.84 - 30.30/3.659 - 0.00/3.659 = 163.30 kPa 各角點反力 p1=179.86 kPa, p2=179.86 kPa, p3=163.30 kPa, p4=163.30 kPa地基承載力驗算 pk=157.10 fa=160.00kPa, 滿足 pkmax=163.23 1.2*fa=192.00kPa, 滿足（3）JC-3:基底反力計算統(tǒng)計到基底的荷載結(jié)果匯總 Nk = 595.11 kN, Mxk = 52.15 kN.m, Myk = 0.00 kN.m N = 803.40 kN, Mx = 70.40 kN.m, My = 0.00 kN.m承載力驗算時,底板總反力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa): 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 基底面積：A = 2.200 * 2.200 = 4.840 m2 土 重：Gk = 20.000 * 4.840 *1.500 = 145.200 kN Wx = 2.200 * 2.2002/6 = 1.775 m3 Wy = 2.200 * 2.2002/6 = 1.775 m3 pkmax = (Nk + Gk)/A + |Mxk|/Wx + |Myk|/Wy = (595.11 + 145.20)/4.84 + 52.15/1.775 + 0.00/1.775 = 182.34 kPa pkmin = (Nk + Gk)/A - |Mxk|/Wx - |Myk|/Wy = (595.11 + 145.20)/4.84 - 52.15/1.775 - 0.00/1.775 = 123.57 kPa pk = (Nk + Gk)/A = (595.11 + 145.20)/4.840 = 152.96 kPa 各角點反力 p1=182.34 kPa, p2=182.34 kPa, p3=123.57 kPa, p4=123.57 kPa強(qiáng)度計算時,底板凈反力設(shè)計值(kPa): 相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合 p = N/A = 803.40/4.84 = 165.99 kPa Wx = 2.200 * 2.2002/6 = 1.775 m3 Wy = 2.200 * 2.2002/6 = 1.775 m3 pmax = N/A + |Mx|/Wx + |My|/Wy = 803.40/4.84 + 70.40/1.775 + 0.00/1.775 = 205.66 kPa pmin = N/A - |Mx|/Wx - |My|/Wy = 803.40/4.84 - 70.40/1.775 - 0.00/1.775 = 126.32 kPa 各角點反力 p1=205.66 kPa, p2=205.66 kPa, p3=126.32 kPa, p4=126.32 kPa地基承載力驗算pk=152.96 fa=160.00kPa, 滿足pkmax=182.34 1.2*fa=192.00kPa, 滿足（4）JC-4:基礎(chǔ)尺寸(單位mm): b1=3000, b11=1500, a1=3000, a11=1500, h1=250, h2=200 b2=1800, b21=900, a2=1800, a21=900 dx1=100, dx2=100, dy1=100, dy2=100 柱:方柱, A=500mm, B=500mm 設(shè)計值：N=1523.60kN, Mx=42.60kN.m, Vx=0.00kN, My=0.00kN.m, Vy=0.00kN 標(biāo)準(zhǔn)值：Nk=1128.59kN, Mxk=31.56kN.m, Vxk=0.00kN, Myk=0.00kN.m, Vyk=0.00kN混凝土強(qiáng)度等級：C40, fc=19.10N/mm2 鋼筋級別：HRB400, fy=360N/mm2基底反力計算統(tǒng)計到基底的荷載結(jié)果匯總 Nk = 1128.59 kN, Mxk = 31.56 kN.m, Myk = 0.00 kN.m N = 1523.60 kN, Mx = 42.60 kN.m, My = 0.00 kN.m承載力驗算時,底板總反力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa): 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 基底面積：A = 3.000 * 3.000 = 9.000 m2 土 重：Gk = 20.000 * 9.000 *1.500 = 270.000 kN Wx = 3.000 * 3.0002/6 = 4.500 m3 Wy = 3.000 * 3.0002/6 = 4.500 m3 pkmax = (Nk + Gk)/A + |Mxk|/Wx + |Myk|/Wy = (1128.59 + 270.00)/9.00 + 31.56/4.500 + 0.00/4.500 = 162.41 kPa pkmin = (Nk + Gk)/A - |Mxk|/Wx - |Myk|/Wy = (1128.59 + 270.00)/9.00 - 31.56/4.500 - 0.00/4.500 = 148.39 kPa pk = (Nk + Gk)/A = (1128.59 + 270.00)/9.000 = 155.40 kPa 各角點反力 p1=162.41 kPa, p2=162.41 kPa, p3=148.39 kPa, p4=148.39 kPa強(qiáng)度計算時,底板凈反力設(shè)計值(kPa): 相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合 p = N/A = 1523.60/9.00 = 169.29 kPa Wx = 3.000 * 3.0002/6 = 4.500 m3 Wy = 3.000 * 3.0002/6 = 4.500 m3 pmax = N/A + |Mx|/Wx + |My|/Wy = 1523.60/9.00 + 42.60/4.500 + 0.00/4.500 = 178.76 kPa pmin = N/A - |Mx|/Wx - |My|/Wy = 1523.60/9.00 - 42.60/4.500 - 0.00/4.500 = 159.82 kPa 各角點反力 p1=178.76 kPa, p2=178.76 kPa, p3=159.82 kPa, p4=159.82 kPa地基承載力驗算 pk=155.40 fa=160.00kPa, 滿足pkmax=162.41 1.2*fa=192.00kPa, 滿足表3.1 基礎(chǔ)底面尺寸基礎(chǔ)編號JC-12.22.2JC-22.82.8JC-32.22.2JC-43.03.03.5 基礎(chǔ)剖面設(shè)計建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）中擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計的一般方法為：先根據(jù)上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的荷載及地質(zhì)資料所提供的地基承載力、基礎(chǔ)埋置深度等相關(guān)資料，計算出基礎(chǔ)底面的長、寬尺寸；然后再進(jìn)行基礎(chǔ)截面的設(shè)計驗算。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）中沒有給出具體的基礎(chǔ)高度計算公式，而是憑經(jīng)驗先假定一個基礎(chǔ)高度，再根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）來驗算假定的基礎(chǔ)高度是否滿足抗沖切要求。這樣設(shè)計的缺點是：有可能假定基礎(chǔ)高度不夠，需要重新假設(shè)一個基礎(chǔ)高度再進(jìn)行驗算；或者基礎(chǔ)高度富余太多造成浪費。為達(dá)到安全實用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量和保護(hù)環(huán)境等要求，根據(jù)有關(guān)規(guī)范和混凝土抗沖切的有關(guān)公式，推導(dǎo)出確定基礎(chǔ)最小有效高度的直接公式。1最小有效高度的確定公式擴(kuò)展基礎(chǔ)包括柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。由于墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)不存在假定基礎(chǔ)高度的問題，因此，只討論柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)最小有效高度的確定?；A(chǔ)最小有效高度一般是在滿足抗沖切條件下的較小值，根據(jù)受力情況，基礎(chǔ)的沖切破壞往往發(fā)生在柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處，它往往是沿著柱邊或變階截面處方向下45的斜截面組成。滿足此要求的最小高度即為最小有效高度，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（b 500072002）827條規(guī)定受沖切承載力按下式驗算：Fl0.7hp fta h0 （1）a（at+ab）/2 （2）Flpjal （3）式中：hp為受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h800 時，hp取1.0， 當(dāng)h2000時，hp取0,9，其間按線性內(nèi)插法取用；ft為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；h0為基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度；a為沖切破壞錐體最不利一側(cè)計算長度；at為沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長，當(dāng)計算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時，取柱寬，當(dāng)計算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時，取上階寬；ab為沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面在基礎(chǔ)底面積范圍內(nèi)的下邊長，當(dāng)沖切破壞錐體的底面落在基礎(chǔ)以內(nèi)時，計算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時，取柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度，當(dāng)計算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時， 取上階寬加兩倍該處基礎(chǔ)有效高度，當(dāng)沖切破壞錐體的底面在l方向落在基礎(chǔ)底面以外，即a+2h0l時，abl；pj為扣除基礎(chǔ)自重及其土重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的地基土單位面積凈反力，對偏心受壓基礎(chǔ)可取基礎(chǔ)邊緣處最大地基土單位面積凈反力；al為沖切驗算時取用的部分基底面積（陰影面積）；Fl為相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時作用在al上的地基土凈反力設(shè)計值。由圖1（b）可知，式（1）中的ah0值不等于陰影部分bEFGhC的面積，為了公式的實用性和統(tǒng)一性，式（1）宜改為下式：Fl0.7hPftac （4）式中，a為沖切驗算時沖切截面在基底的水平投影面積（圖（a）中陰影部分CGhD或圖1（b）中的陰影部分bEFGhC）。設(shè)基礎(chǔ)底面短邊長度和長邊長度分別為b和l，柱截面的寬度和長度分別為at和bt。（1） 當(dāng)h0（l-al）/2時，即lal+2h0時al（b/2-bt/2-h0）l-（l/2-at/2-h0）2 （5）a（at+h0）h0 （6）將式（5），（6）代入式（4），整理得：h02+ath0-0.252l（b-bt）-（l-at）2/1+0.7hp（ft/pj）0 （7）由式（7）可知：h0min2+ath0min-0252l（b-bt）-（l-at）2/+07hp（ft/pj）0 （8）解式（8）得：h0min051-at （9）則基礎(chǔ)有效高度h0?。╨-at）/2h0h0min范圍中任何一值均可滿足抗沖切要求。（2）當(dāng)h0（l-al）/2時，即lal+2h0時al（b/2-bt/2-h0）l （10）ac（at+h0）h0-h0-（l-at）/22 （11）將式（10），（11）代入式（4），整理得：h0（b-bt）l+05（l-at）207hp ft/pj/2l（1+07hp ft/pj） （12）由式（12）可知：h0min（b-bt）l+05（l-at）207hp ft/pj/2l（1+07hp ft/pj） （13）則基礎(chǔ)有效高度h0?。╨-at）/2h0，且h0minh0范圍中任何一值均可滿足抗沖切要求。2 基礎(chǔ)分臺時臺高和臺寬的確定根據(jù)式（9）或式（13）可計算出基礎(chǔ)最小有效高度h0min值，由（l-at）/2h0h0min或（l-at）/2h0和h0minh0及h0h0+c（c為基底鋼筋保護(hù)層厚度）確定基礎(chǔ)在柱腳處的高度。根據(jù)h0值及有關(guān)構(gòu)造要求確定基礎(chǔ)是做成等高、錐形還是階形。階形基礎(chǔ)的每階高度按地基基礎(chǔ)規(guī)范取為300 mm500 mm，每階分界線可根據(jù)基礎(chǔ)長、寬及柱截面長邊及短邊的值作圖，見圖2。作柱腳點a與基礎(chǔ)邊的基礎(chǔ)有效高度h0的底邊點的相連斜線，每一臺階角點位置應(yīng)位于斜線之外，即可保證基礎(chǔ)每階的抗沖切滿足要求。（1）JC-1: 基礎(chǔ)抗沖切驗算 抗沖切驗算公式 Fl=0.7*hp*ft*Ac 下右 上 左 第1階(h = 250mm, h0 = 205mm, hp = 1.000) 荷載面積(m2) 0.00 0.00 0.00 0.00 沖切荷載(kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 抗沖切面積(m2) 0.00 0.00 0.00 0.00 抗沖切力(kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 第2階(h = 450mm, h0 = 405mm, hp = 1.000) 荷載面積(m2) 0.78 0.78 0.78 0.78 沖切荷載(kN) 142.26 142.26 142.26 142.26 抗沖切面積(m2) 0.37 0.37 0.37 0.37 抗沖切力(kN) 438.73 438.73 438.73 438.73 抗沖切滿足.（2）JC-2: 基礎(chǔ)抗沖切驗算 抗沖切驗算公式 Fl=0.7*hp*ft*Ac 下 右 上左 第1階(h = 250mm, h0 = 205mm, hp = 1.000) 荷載面積(m2) 0.74 0.74 0.74 0.74 沖切荷載(kN) 132.91 132.91 132.91 132.91 抗沖切面積(m2) 0.41 0.41 0.41 0.41 抗沖切力(kN) 492.00 492.00 492.00 492.00 第2階(h = 450mm, h0 = 405mm, hp = 1.000) 荷載面積(m2) 1.53 1.53 1.53 1.53 沖切荷載(kN) 275.37 275.37 275.37 275.37 抗沖切面積(m2) 0.37 0.37 0.37 0.37 抗沖切力(kN) 438.73 438.73 438.73 438.73 抗沖切滿足.（3）JC-3:基礎(chǔ)抗沖切驗算 抗沖切驗算公式 Fl=0.7*hp*ft*Ac 下 右 上 左 第1階(h = 250mm, h0 = 205mm, hp = 1.000) 荷載面積(m2) 0.00 0.00 0.00 0.00 沖切荷載(kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 抗沖切面積(m2) 0.00 0.00 0.00 0.00 抗沖切力(kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 第2階(h = 450mm, h0 = 405mm, hp = 1.000) 荷載面積(m2) 0.78 0.78 0.78 0.78 沖切荷載(kN) 160.62 160.62 160.62 160.62 抗沖切面積(m2) 0.37 0.37 0.37 0.37 抗沖切力(kN) 438.73 438.73 438.73 438.73抗沖切滿足.（4）JC-4:基礎(chǔ)抗沖切驗算 抗沖切驗算公式 Fl= As=565mm2/m Y向?qū)嵟?HRB40012200(565mm2/m,0.226%) = As=565mm2/m（2）JC-2:基礎(chǔ)受彎計算 彎矩計算公式 M=1/6*la2*(2b+b)*pmax la=計算截面處底板懸挑長度 根據(jù)地基規(guī)范第8.2.1條，擴(kuò)展基礎(chǔ)受力鋼筋最小配筋率不應(yīng)小于0.15% 第1階(kN.m):M下=55.46,M右=55.46,M上=55.46,M左=55.46, h0=205mm計算As(mm2/m): As下=375(構(gòu)造), As右=375(構(gòu)造), As上=375(構(gòu)造), As左=375(構(gòu)造) 配筋率: 下=0.150%, 右=0.150%, 上=0.150%, 左=0.150% 第2階(kN.m): M下=241.83,M右=241.83,M上=241.83,M左=241.83, h0=405mm 計算As(mm2/m): As下=629, As右=629, As上=629, As左=629 配筋率: 下=0.252%, 右=0.252%, 上=0.252%, 左=0.252% 抗彎計算滿足.底板配筋 X向?qū)嵟?HRB40012170(665mm2/m,0.266%) = As=629mm2/m Y向?qū)嵟?HRB40012170(665mm2/m,0.266%) = As=629mm2/m（3）JC-3:基礎(chǔ)受彎計算 彎矩計算公式 M=1/6*la2*(2b+b)*pmax la=計算截面處底板懸挑長度 根據(jù)地基規(guī)范第8.2.1條，擴(kuò)展基礎(chǔ)受力鋼筋最小配筋率不應(yīng)小于0.15% 第1階(kN.m): M下=8.50,M右=8.50,M上=8.50， M左=8.50, h0=205mm 計算As(mm2/m): As下=375(構(gòu)造), As右=375(構(gòu)造), As上=375(構(gòu)造), As左=375(構(gòu)造) 配筋率: 下=0.150%, 右=0.150%, 上=0.150%, 左=0.150% 第2階(kN.m): M下=121.35, M右=121.35, M上=121.35, M左=121.35, h0=405mm 計算As(mm2/m): As下=389, As右=389, As上=389, As左=389 配筋率: 下=0.156%, 右=0.156%, 上=0.156%, 左=0.156% 抗彎計算滿足.底板配筋 X向?qū)嵟?HRB40012200(565mm2/m,0.226%) = As=389mm2/m Y向?qū)嵟?HRB40012200(565mm2/m,0.226%) = As=389mm2/m（4）JC-4:基礎(chǔ)受彎計算 彎矩計算公式 M=1/6*la2*(2b+b)*pmax la=計算截面處底板懸挑長度 根據(jù)地基規(guī)范第8.2.1條，擴(kuò)展基礎(chǔ)受力鋼筋最小配筋率不應(yīng)小于0.15% 第1階(kN.m): M下=83.66, M右=83.66, M上=83.66, M左=83.66, h0=205mm 計算As(mm2/m): As下=385, As右=385, As上=385, As左=385 配筋率: 下=0.154%, 右=0.154%, 上=0.154%, 左=0.154% 第2階(kN.m): M下=302.58, M右=302.58, M上=302.58, M左=302.58, h0=405mm 計算As(mm2/m): As下=747, As右=747, As上=747, As左=747 配筋率: 下=0.299%, 右=0.299%, 上=0.299%, 左=0.299% 抗彎計算滿足.底板配筋 X向?qū)嵟?HRB40014200(770mm2/m,0.308%) = As=747mm2/m Y向?qū)嵟?HRB40014200(770mm2/m,0.308%) = As=747mm2/m表3.3 基礎(chǔ)配筋匯總表基礎(chǔ)編號與短邊平行平面與長邊平行平面JC-1HRB400 12200HRB400 12200JC-2HRB400 12200HRB400 12200JC-3HRB400 12200HRB400 12200JC-4HRB400 14200HRB400 142004 施工圖紙3 結(jié)果簡圖3.1 配筋簡圖致謝畢業(yè)設(shè)計在緊張而又忙碌的氣氛中結(jié)束了，在設(shè)計完成之際，首先要向我的指導(dǎo)老師郝曉燕老師致以最誠摯的謝意，在畢業(yè)設(shè)計中，郝老師給了我許多指導(dǎo)和幫助。在老師悉心指導(dǎo)下，我不僅鞏固了所學(xué)的知識，還了解到了很多課本之外的經(jīng)驗知識。老師對工作的積極熱情、認(rèn)真負(fù)責(zé)給我留下了深刻的印象，使我受益匪淺。在此，再次向郝老師表示衷心的感謝。我也要感謝我的母校大連理工大學(xué)，是她為我們提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我們的大學(xué)生活豐富多彩。最后，我還要感謝幫助我的各位同學(xué)，他們在這次畢業(yè)設(shè)計中給予我很多幫助和建議，讓我能順利完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。在畢業(yè)設(shè)計即將完成之際，我再次感謝各位老師，同學(xué)給予的指導(dǎo)和幫助，請接受我最誠摯的謝意！畢業(yè)設(shè)計總結(jié)經(jīng)過近期的努力，畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲。本次畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容是某框架結(jié)構(gòu)住宅樓基礎(chǔ)設(shè)計。經(jīng)過本次畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)了我在具體條件下分析問題、解決問題的能力，進(jìn)一步熟悉了框架結(jié)構(gòu)住宅樓基礎(chǔ)設(shè)計原理，加強(qiáng)了對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，并初步掌握了建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則、步驟和方法，能夠綜合運用所學(xué)知識解決問題。此外，我們還可以提高我們的概括總結(jié)能力，提高工程軟件的運用能力以及思考、學(xué)習(xí)、合作的能力，也培養(yǎng)了我們在工作中實事求是，嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)