平板式筏板基础例题

12基础设计12.1非抗震设计根据《高层建筑混凝土结构技术规程》12.1.5条：高层建筑应采用整体性好、能满足地基承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式；宜采用筏板基础；故本工程选用平板式筏板基础，素混凝土叠层100厚。图12.1柱底（基础顶面）内力图（最大轴力组合内力（括号内为设计值））（1）基础埋深筏板基础的埋深当采用天然地基时不宜小于建筑物地面以上的高度的1/12(39.9m/12=3.325);本工程采用了地下室，基础埋深为5.0m，满足要求.(2)筏板厚度确定本工程采用平板式筏板基础，筏板厚度一般按照每层楼50mm考虑，本工程地上十层，取1200mm筏板进行计算。（3）筏板尺寸确定本毕业设计只进行了一个方向框架一榀框架进行计算，在筏板基础设计时，近似的取其他框架的基顶荷载都和计算榀框架的基顶荷载相同进行计算。=∑kP（5451.72kN+7540.09kN）×2×6=155901.72kNxe=（（5451.72kN+7540.09kN）×2×0.8m+（5451.72kN+7540.09kN）×2×9.2m+（5451.72kN+7540.09kN）×2×17m+（5451.72kN+7540.09kN）×2×24.8m+（5451.72kN+7540.09kN）×2×32.6m+（5451.72kN+7540.09kN）×2×40.4m）÷155901.72kN-20.7m=0.1mye=（5451.72kN×6×1.2m+7540.09kN×6×9.2m+7540.09kN×6×17.2m+5451.72kN×6×25.2m）/155901.72kN-13.2m=0故选用左边突出0.8m（距柱轴线），右边突出1.0m（距柱轴线），上下各为1.2（距柱轴线）；如图12.1所示2m96.10922m2.13m8)m0.1m8.048.74.8(=×+××++×+==）（mmblA（4）验算地基承载力根据本毕业设计的地质条件，选择砂质粘土层(kpa280=akf)作为持力层。根据《建筑地基基础设计规范》5.2.4条对地基承载力进行修正；取3mkN4.185192183=×+×=mγ0,0.1==bdηη由于基顶剪力弯矩相对于X轴对称，所以不会产生附加基底反力333mkN80.362m5.0-m0.5mkN4.180.1mkN280)5.0(=××+=−+=）（dffdakaηkN8.32788mkN25m2.1m96.109232=××=G43m48.156107m4.41m4.26121=××=）（yIxIeGPAGPPyxkk)(max+++=∑∑=m7.20m48.156107m1.0kN8.32788kN72.155901m96.1092kN8.32788kN72.15590142××+++）（=175.122mkN33mkN36.435mkN80.3622.12.1=×=afxIeGPAGPPyxkk)(-min++=∑∑=m7.20m48.156107m1.0kN8.32788kN72.155901-m96.1092kN8.32788kN72.15590142××++）（=170.162mkN0222mkN80.362mkN64.172m96.109232788.8kNkN72.155901==+=+=∑afAGPP地基承载力满足要求;(5)确定板带计算简图根据计算的框架模型，选择ABCD板带进行计算，如图12.1所示；由于配筋计算时采用设计值，所以进行内力计算和计算简图确定时采用设计值（图12.1中括号里面的值）；计算单元如右图所示（图12.2）当上部柱分布规则，相邻柱距或相邻柱荷载相差不超过20%，及柱距小于1.75/λ时可以采用刚性板条法计算，对于本工程：查《地基与基础》顾晓鲁主编图12.2板带计算单元表12-2-1，取373mkN1025.340mkN15000×==csECk混凝土，计算单元的截面惯性矩为：43m123.12.18.7121=××=I168.0123.11025.348.7150004474=××××==IEbkcsλmm0.840.10/75.1=λ所以本工程筏板基础可以采用刚性条板法进行计算。（6）计算基底净反力不计基础自重的各点净反力如下：由于基顶剪力弯矩相对于X轴对称，所以不会产生附加基底反力。xIMAPPyyji±=∑kN64.18947962)kN49.9171kN48.6618(=××+=∑P22mkN36.173m96.1092kN64.189479==∑APm1.07.20-4.406.328.24172.98.0249.917148.661864.1894791=+++++××+×=）（）（xemkN96.18947m1.0kN64.189479•=×==∑xyePMA、C点：242mkN38.173m2.0m48.156107mkN96.18947mkN36.173=ו+==jCjAPPB、D点：242DmkN33.174m8m48.156107mkN96.18947mkN36.173=ו+=jjBPP（7）计算板条ABCD的基底净反力以及计算模型基底平均净反力：222mkN86.173mkN33.174mkN38.17321)(21=+×=+=）（jBjAjPPP基底总反力：kN25.35801m4.26m8.7mkN86.1732=××=blPj柱荷载总和：kN94.315792)kN49.9171kN48.6618(=×+=∑P基底反力与柱荷载的平均值：kN60.33690)kN94.31579kN25.35801(21=+×=P柱荷载修正系数：0668.1kN94.31579kN60.33690==α修正的基底平均净反力：mkN61.163m4.26m8.7kN60.33690'=×==blPPj每单位长度基底平均净反力：mkN16.1276m8.7mkN61.1632'=×=jPb得计算简图如图12.3图12.3各柱荷载修正值根据静力平衡法计算各截面的弯矩和剪力。图12.4剪力图（单位：kN）图12.5弯矩图（单位：kN·m）（8）配筋计算最大正弯矩：；mkN54.12735•=+M最大负弯矩：mkN84.918•=−M混凝土强度等级为C40，2mmN1.19=cf；2mmN71.1=tf采用HRB400级钢筋：2'mmN360==yyff上层：取mm60=sa；mm1140mm60mm12000=−=h07.0mm1140mm7800mmN1.190.1mmN1054.12735226201=××ו×==）（bhfMcsαα0.070.072-1-12-1-1s=×==αξ201mm17.3186536007.0110078001.190.1/=××××==ycsfbhfAξα下层：取mm60=sa；mm1140mm60mm12000=−=h005.0mm1140mm7800mmN1.190.1mmN1084.918226201=××ו×==）（bhfMcsαα0.0050.0052-1-12-1-1s=×==αξ201mm08.2276360005.0110078001.190.1/=××××==ycsfbhfAξα2minminmm4.2003012007800%214.0=××==bhAsρ上层选用C32@200（2mm8.31363=sA）下层选用C16@200（2mm9.7842=sA）（8）筏板基础结构承载力计算根据《高层建筑箱形和筏形基础技术规范》5.3.5条，以及参考《基础工程》-赵明华主编；对边柱和中柱分别进行抗冲切验算.1)边柱局部加厚筏板，采用1700mmm67.12/m640.185.02/01=+=+=hhccm49.2mm640.1m85.002=+=+=hbccm478.0)49.267.12(67.1)2(22121=+×=+=cccx2022101031301)2(266xhcxchchchcIs+−++==233)478.02/67.1(64.167.126/64.167.16/64.167.1−×××+×+×2478.0670.149.2××+=4.134m353.0647.013211121=−=+−=ccsαm83.549.267.12221=+×=+=ccumm192.1478.0670.11=−=−=xccAB作用在冲切临界截面中心上的不平衡弯矩设计值：=p242mkN86.173m1.4m48.156107mkN96.18947mkN36.173=ו+kN96.722m49.2m67.1mkN86.173221=××==ccPPkN52.5895722.96kN-kN48.6618==−=PNFlm835.04/64.12/85.0420=+=+=hhecNm425.04/-201==hcep20hVMPeNeMcpNunb++−=m72.083.79kNmkN73.234m425.0kN96.722m835.0kN52.5895×+•+×−×==4910.56kNsABunbsmlIcMhuF/0maxατ+==44.13m1.192mmkN56.4910353.0m64.1m83.5kN52.9585ו×+×）（=1116.91kN/mthpsfββ）（/2.14.07.0+=1197kN/m满足条件。2)中柱局部加厚；取1300mmm09.2m240.185.001=+=+=hhccm09.2mm240.1m85.002=+=+=hbcc2/6/6/2102031301chchchcIs++==2/09.224.109.26/24.109.26/09.209.2233××+×+×=8.214m4.06.013211121=−=+−=ccsαm36.809.2209.222221=×+×=+=ccumm045.12/09.221===ccAB作用在冲切临界截面中心上的不平衡弯矩设计值：kN44.759m09.2m09.2mkN86.173221=××==ccPPkN05.8412759.44kN-kN49.9171==−=PNFlm735.04/24.12/85.0420=+=+=hhecNm735.04201=−=hcep20hVMPeNeMcpNunb++−=m72.058.10kNmkN02.188m735.0kN44.759m735.0kN49.9171×+•+×−×==6412.71kNsABunbsmlIcMhuF/0maxατ+==48.21m1.045mmkN71.64124.0m24.1m36.88412.05kNו×+×）（=1137.97kN/mthpsfββ）（/2.14.07.0+=1197kN/m满足条件。故该筏板基础满足承载能力要求。12.2抗震设计（1）地基承载力验算取内力：边柱：M=578.68kN·m，N=-5584.00kN，V=-167.26kN中柱：M=-569.79kN·m，N=-6691.09kN，V=173.91kN=∑kP（5584.00kN+6691.09kN）×2×6=147301.08kNxe=（（5584.00kN+6691.09kN）×2×0.8m+（5584.00kN+6691.09kN）×2×9.2m+（5584.00kN+6691.09kN）×2×17m+（5584.00kN+6691.09kN）×2×24.8m+（5584.00kN+6691.09kN）×2×32.6m+（5584.00kN+6691.09kN）×2×40.4m）÷147301.08kN-20.7m=0.1mye=（5584.00kN×6×1.2m+6691.09kN×6×9.2m+6691.09kN×6×17.2m+5584.00kN×6×25.2m）/147301.08kN-13.2m=0同非抗震设计，由于对称，基顶弯矩和剪力相互平衡，不产生附加基底反力。xIeGPAGPPyxkk)(max+++=