三层 基础设计 建筑基础计算模版

4.1 确定基础埋深：

裙房部分，裙房层数三层，设地下室，地下室高3.9m，上部结构采用框架结构，裙房部分单柱最大轴力为4344.8KN/柱，最小轴力817.9 KN/柱；裙房部分单柱最大轴力为4192.6KN/柱。基础埋深的选择往往取决于下述四个方面中某一方面为决定性因素:①建筑物及场地环境有关的条件土层的性质和分布 ③地下水条件 ④土的冻胀影响。

建筑场地的工程地质情况如地质剖面图1-1所示，工程地质条件较好，地基承载力较高，综合考虑各种基础的特征和适用条件、工程地质条件、地下水影响、相邻基础的影响、地下沟管的影响、地基土冻胀和融陷的影响，初步选择天然地基浅基础中的柱下基础作为裙房部分的基础。初步确定基础的埋置深度d=5.9m。

4.2  确定基础底面尺寸

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）计算：

4.2.1  对于中柱

由设计任务书并结合地质资料可得地基持力层为砺砂含角砺。

查《建筑地基基础设计规范》表5.2.4可得：

基础宽度和埋深的地基承载力修正系数： =3   =4.4

基础埋深范围内土的加权平均重度=KN/m3

先假设基底宽度b3m，经深宽修正后的地基承载力特征值为：

=280+4.4×17.45×（5.9-0.5）=694.61Kpa

基底面积初算：A0=m2

采用正方形基础，基底边长2.75m。因基底宽度不超过3m，地基承载力特征值不需要重新进行宽深修正。

所以，b=2.75m，l=2.75m满足要求。

4.2.2  对于边柱

按《建筑地基基础设计规范》要求，考虑偏心不利影响，加大基底面积10%至40%,

取A=1.10 7.54=8.29m2,所以b=l==2.88m。

4.3  中柱基础设计

4.3.1  确定基础底板厚度及基础高度

采用阶梯型基础，混凝土等级采用C35：

1）确定地基净反力：

2）系数C，已知ft=1.57N/mm2=1570KPa：

     ＝＝2.45

3）确定基础有效高度：

采用阶梯型基础，设采用垫层，垫层高度为100mm。每边各伸出基础100mm。

基础有效高度h0为：

基础底板厚度： =570+40=610mm

4）取2级台阶，各厚400mm，则底板厚度h=2400=800mm

采用实际基础有效高度800-40=760 mm

4.3.2 中柱基础截面抗冲切验算:

图4-1

柱与基础交界处，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中有关规定，引起底板冲切破坏的剪力等于作用在基础地面面积abcd上的地基净反力的合力，

如上图  ，即：    

=

由于，满足要求。

当基础剖面为阶梯形时，除可能在柱子周边开始沿45。斜面拉裂形成冲切角锥体外，还可能从变阶处开始沿45。斜面拉裂，如下图：

图4-2

受冲切承载力应按下式验算：  

     =0.4265m2

由于，满足要求

4.3.3  基础底板配筋

验算柱与基础交接处弯矩

基础台阶宽高比

故=701.65 KN·m

选用HRB335钢筋， =300N/mm

基础底板每1米配筋面积： 

选用14@120   As0=1283＞

应沿基础底面双向配筋，另一个方向配筋相同。

配筋如下图：

4.3.4  沉降验算

作用在基础上的荷载效应准永久组合值为： =4344.8KN

基底压力： 

基底附加压力： 

沉降计算深度：

根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中有关规定确定地基沉降计算的分层厚度和有关参数见表4-1 ：

表4-1    基础下地基沉降计算有关参数

查表得沉降计算经验系数， =0.37

基础最终沉降量

4.4  角柱基础设计

4.4.1计算侧向土压力产生的弯矩

地下室底板标高-3.9m,室外地坪标高-0.6m，地下水位标高为-7.0m。外墙受到土压力的作用，在基础顶部产生弯矩。角柱下的柱基础是双向偏心受弯构件。

计算侧向土压力:

地下室埋深范围内有四层土：

第一层：杂填土，厚度1.4m， =15.7 KN/m3

第二层：粉质粘土，厚度0.7m， =17.7KN/m3

第三层：粉土，厚度1.3m， =17.5 KN/m3

第四层：粉细沙土，厚度2m， =16.7 KN/m3

取静止土压力系数=0.5

地下室外墙有内隔墙支挡，墙位移与转角为零，按静止土压力计算。

（1） 第一层土产生的静止土压力：

=

合力作用点距离墙底的距离为：

（2）第二层土产生的静止土压力：

==9.86

合力作用点距离墙底的距离为：

==0.32m

（3）第三层土产生的静止土压力：

=

合力作用点距离墙底的距离为：

==

（4）第四层土产生的静止土压力：

 =

合力作用点距离墙底的距离为：

==

弯矩计算:

=（+++）h

4.4.2  确定基础埋深

初步选择基础的埋置深度d=5.9m

混凝土强度等级：C35，； 

受力钢筋采用：HRB335， 

荷载设计值：柱轴力F=842.1 KN ，

考虑上部结构在底部引起的弯矩，则， 

 4.4.3  确定地基承载力

基础埋深：d=5.9m

持力层的地基承载力特征值=280KPa

17.45KN/m3     

先假设基础宽度小于3m

查表得：基础宽度和埋深的地基承载力修正系数： =3    =4.4

=280+4.4×17.45×(5.9-0.5)=694.61KPa

  4.4.4  确定基础底面尺寸

（1）由  ≤ƒa   得：A0== =1.46m2

考虑偏心影响，将基础底面积扩大30%

A=1.3=1.3×1.46＝1.9

初步选择基础底面积为：

A=l×b=2.75×2.75=7.56＞1.9

此时b=2.75m<3m,不需要再对ƒa 进行修正

（2)计算地基压力

    （3)验算持力层承载力

   满足条件。所以b=2.75m，l=2.75m 满足要求。

（4）计算基础和回填土重：

（5）计算基础底面抵抗矩

（6）计算基础边缘处的最大和最小净反力

（7）验算基础底面应力

（+）/2=(313.47+145.31)/2=229.39KPa<=694.61KPa

313.47KPa<1.2=1.2×694.61KPa=833.53KPa

    所以安全

  4.4.5  计算基础底板厚度

（1）确定地基净反力：

    （2) 计算系数Ｃ，已知ft=1.57N/mm2=1570KPa：

     ＝＝0.67

（3）确定基础有效高度：

采用阶梯型基础，设采用垫层，垫层高度为100mm。

基础有效高度h0为：

混凝土保护层厚度取40mm，

基础底板厚度： =230+40=270mm

取1级台阶，底板厚度h=450mm

采用实际基础有效高度450-40=410 mm

2750mm＞=500+2×410=1320mm

4.4.6  冲切承载力验算 

图4-4

柱与基础交界处，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中有关规定，引起底板冲切破坏的剪力等于作用在基础地面面积abcd上的地基净反力的合力，如上图

                            =1.46m2

由于，满足要求。

4.4.7   基础底板配筋

基础台阶宽高比,

柱与基础交接处弯矩 

截面处的弯矩

基础底板受力钢筋面积

As,I==

As,Ⅱ==

经计算比较得As,I > As,Ⅱ，故配筋应按As,I 进行

基础底板每1米配筋面积： 

选用14@170   As0=905＞==886.33

应沿基础底面双向配筋，另一个方向配筋相同。

图4-5

4.4.8  沉降计算

作用在基础上的荷载效应准永久组合值为： =842.1KN

基底压力： 

基底附加压力： 

沉降计算深度：

根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中有关规定确定地基沉降计算的分层厚度和有关参数见表4-2

表4-2    基础下地基沉降计算有关参数

查表得沉降计算经验系数， =0.37

基础最终沉降量