葫芦娃的故事

9 基础设计

9.1 A轴基础的设计

9.1.1 设计资料

柱子截面400mmx400mm，作用在柱底的荷载： =103.70kN， =1045.10kN， =52.94kN·m，室内外高差为450mm。

9.1.2.基础底面积的确定

9.1.2.1 求地基承载力特征值

根据提供的数据，查规范的=0.3， =1.6，持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度进行修正）：

=300+1.6x18x（1.8-0.5）=337.4KPa

9.1.2.2 初步选择基底尺寸

计算基础和回填土重时的基础埋深=1.8+0.45/2=2.03m

A0==3.52m2

由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即：

=1.2=1.2x3.52=4.22m2

初步选择A=x=2.1x2.1=4.41m2＞4.22m2

9.1.2.3 承载力验算

基础和回填土重=20x2.03x4.41=179.05kN

=1045.10+179.05=1224.15kN

==0.108（=0.35m）即＞0满足要求。

基底最大压力

===363.23KPa＜1.2=420.66KPa满足

最后确定m

9.1.3 基础高度的确定（采用阶梯形基础）

基底净反力的设计值

==kN/m2

假定基础截面高度=650mm，第一阶为=350mm，第二阶为=300mm，则=310mm，， =610mm， =1200mm， +2=400+2x610=1620＜=2100mm， ==（400+2100）/2=1250mm，

=0.50m2

（400+610）x610=0.61m2

抗冲切验算：

=181.62kN=0.7x1.0x1.1x1250x610=587.13kN＞181.62kN（满足要求）

变阶处的高度验算：

=310mm， =1200mm， +2=1200+2x310=1820＜=2100mm，

==（1300+2100）/2=1650mm，

=0.29m2

（1200+310）x310=0.47m2

抗冲切验算：

=105.34N

=0.7x1.0x1.1x1650x310=562.65kN＞105.34kN（满足要求）

9.1.4 配筋计算

选用HPB235钢筋， =210N/ mm2

9.1.4.1 基础方向

Ⅰ—Ⅰ截面（柱边）

柱边净反力

==293.89KPa

悬臂部分净反力平均值：

=0.5（363.23+293.89）=328.56KPa

弯矩的计算

=

=181.99kN·m

=

Ⅱ—Ⅱ截面（柱边）

柱边净反力

==326.52KPa

悬臂部分净反力平均值：

=0.5（356.10+326.52）=343.13KPa

弯矩的计算

= =62.53kN·m

=

比较和，应按配筋，实际配φ12@150，＞1578.58

9.1.4.2 基础方向

基础方向与方向一样，配φ12@150，＞1578.58

9.2 B轴基础的设计

9.2.1设计荷载资料

柱子截面400mmx400mm，作用在柱底的荷载：M=114.87kN·m，N=1082.10kN， V=66.00 kN，室内外高差为450mm。

9.2.2 基础底面积的确定

9.2.2.1 求地基承载力特征值

=337.4KPa（已经在9.1.1.1求得）

9.2.2.2 初步选择基底尺寸

计算基础和回填土重时的基础埋深=1.8+0.45/2=2.03m

==3.64m2由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即：

=1.2x3.64=4.37m2

初步选择A=x=2.5x1.8=4.50m2＞4.37m2

9.2.2.3 承载力验算

基础和回填土重=20x2.03x4.5=182.70kN

=1082.10+182.70=1264.80kN

==0.15

（=0.42m）即＞0满足要求。

基底最大压力

==

=382.25KPa＜1.2=404.93KPa满足要求。

最后确定

9.2.3 基础高度的确定（采用阶梯形基础）

基底净反力的设计值

==kN/m2

假定基础截面高度=700mm，第一阶为=400mm，第二阶为=300mm，则=360mm，， =660mm，， +2=400+2x660=1720＜=1800mm，

==（400+1800）/2=1100mm

=0.70m2

（400+660）x660=0.70m2

抗冲切验算：

=267.58kN

=0.7x1.0x1.1x1100x660=559.02kN＞243.96kN（满足要求）

变阶处的高度验算：

=310mm，， +2=800+2x360=1520＜=1800mm，

==（800+1800）/2=1300mm，

=0.79m2

（900+360）x360=0.45m2

抗冲切验算：

=301.98kN

=0.7x1.0x1.1x1300x360=360.3kN＞301.98kN（满足要求）

9.2.4 配筋计算

选用HPB235钢筋， =210N/ mm2

9.2.4.1 基础方向

Ⅰ—Ⅰ截面（柱边）

柱边净反力

==297.25KPa

悬臂部分净反力平均值：

=0.5（382.25+297.25）=339.75KPa

弯矩的计算

==249.71kN.m

=

Ⅱ—Ⅱ截面（柱边）

柱边净反力

==329.63KPa

悬臂部分净反力平均值：

=0.5（382.25+329.63）=355.94KPa

弯矩的计算

==112.78kN·m

=

比较和，应按配筋，实际配φ14@190，≈2001.89

9.2.4.2 基础方向

Ⅲ—Ⅲ截面（柱边）

柱边净反力

==314.79KPa

悬臂部分净反力平均值：

=0.5（382.25+314.79）=348.52KPa

弯矩的计算

==142.1

=

Ⅳ—Ⅳ截面（柱边）

柱边净反力

==331.66KPa

悬臂部分净反力平均值：

=0.5（382.25+331.66）=356.96KPa

弯矩的计算

==74.69

=

比较和，应按配筋，实际配φ12@160，＞1139.40

10 框架变形验算

多遇水平地震作用下框架层间弹性位移验算以在第3部分中给出，在此不再赘述。现考虑罕遇水平地震作用下框架层间弹塑性位移计算。

10.1 楼层承载力计算

10.1.1 梁的极限抗弯承载力计算

计算时采用构件实际配筋和材料的强度标准值，可近似地按下式计算，计算过程和结果见表10.1：

表10.1梁极限抗弯承载力计算过程表

10.1.2 柱的极限抗弯承载力计算

根据《抗震规范》，当柱轴压比小于0.8时，其极限抗弯承载力可按下式计算，并且计算时采用构件的实际配筋和材料强度标准值：

其中：为混凝土弯曲抗压强度标准值

N为考虑地震组合时相应于设计弯矩的轴力

为柱截面的宽度、高度、有效高度。

其计算过程和结果见下表10.2：

表10.2柱的极限抗弯承载力计算

10.1.3 确定柱端截面有效承载力

节点：因，111.50KN·m<163.64N·m，所以， =111.50KN·m节点：因，111.50KN·m<（163.64+163.67）KN·m

所以， =111.50/2=55.75KN·m， =128.09KN·m

取55.75 KN·m

=111.50/2=55.75KN·m， =133.77KN·m，取较小值55.75KN·m

节点： =135.47/2=67.74KN·m

节点： =167.07/2=83.54KN·m

节点： =180.57x1.0/（1.0+0.71）=105.60KN·m

=180.57x0.71/（1.0+0.71）=74.97KN·m

节点： =220.59KN·m

节点： =111.50 +58.79=170.29KN·m

节点： 85.15KN·m

节点：（135.47+46.46）/2=90.97KN·m

节点：（58.79+135.47）/2=97.13KN·m

节点： =（180.57+48.39）x1.0/（1.0+0.71）=133.89KN·m，

=（180.57+48.39）x0.71/（1.0+0.71）=95.07KN·m

节点： =218.57KN·m

10.1.4 各柱的屈服承载力

理论依据：第i层第j根柱的受剪承载力计算公式为：

其中为第i层的净高，可由层高H减去该层上、下梁高的1/2求得，那么

A柱：

=（111.50+55.75）/（3.6-0.6）=55.75KN

=（45.19+67.74）/（3.6-0.6）=37.64KN

=（67.74+83.54）/（3.6-0.6）=50.43KN

=（83.54+105.60）/（3.6-0.6）=63.05KN

=（74.97+220.59）/（5.05-0.6/2）=62.22KN

B柱

=（170.29+85.15）/（3.6-0.6）=85.15KN

=（85.15+90.97）/（3.6-0.6）=58.71KN

=（90.97+97.13）/（3.6-0.6）=62.70KN

=（97.13+133.89）/（3.6-0.6）=77.01KN

=（95.07+218.57）/（3.5-0.6/2）=96.80KN

10.1.5 楼层受剪承载力

将第层各柱的屈服承载力相加，即：，那么得：

=（55.75+85.15）x2=281.8KN

=（37.64+58.71）x2=192.70KN

=（50.43+62.70）x2=226.26KN

=（63.05+77.01）x2=280.12KN

=（62.22+96.80）x2=318.04KN

10.1.6 罕遇地震下弹性楼层剪力

7度水平地震影响系数最大值=0.50，此时可用0.50/0.08的比值剩以多遇地震作用下层间地震弹性剪力求出，的计算结果在第四部分已经算出，则

382.21x0.50/0.08=2388.81KN

564.17x0.50/0.08=3526.06KN

705.41x0.50/0.08=4408.81KN

805.11x0.50/0.08=5031.93KN

869.09x0.50/0.08=5431.81KN

10.1.7 楼层屈服承载力

该单体共有9榀横向框架，故：

=9x281.8/2388.81=1.062

=9x192.70/3526.06=0.492

=9x226.26/4408.81=0.462

=9x280.12/5031.93=0.501

=9x318.04/5431.81=0.526

以上计算部分可总结如下表10.3：

表10.3楼层屈服承载力计算结果表

10.2 薄弱层弹塑性层间变形验算

根据上面计算可知， =0.425，第一层薄弱层，如果满足，其他层一定满足，查表得弹塑性位移增大系数=1.6。

层间弹塑性位移验算（第三层）：

22366=5431.81/18x（5868+5315）=26.98mm

由于计算中D值采用纯框架刚度，并未考虑填充墙的刚度，而在计算基本周期时考虑了非结构填充墙的影响系数0.6，使得减小而增大，二者不协调。由于与成正比，故可近似用0.6将进行折减，得=0.6x26.98=16.19 mm

则弹塑性层间位移＜= 3600/50=72mm（满足要求）

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/41d19e4d852458fb770b560d.html