独基+防水板计算

一、简化的计算模型图（参见《建筑结构》2007.7朱炳寅的《独基加防水板基础的设计》）2.5二、参数砼强度等级C304.2m砼容重γc=25kN/m34.4m砼抗压强度fc=14.3N/mm22.5m砼抗拉强度ft=1.43N/mm22.5m钢筋等级HRB4000.4m钢筋抗拉强度fy=360N/mm20.6m基底受力筋直径ds=16mm0.6m0.15％-2.0m0.6m-6.9m0.6m-6.7m粘性土240Kpa40mm8kN/m30.0011.00kN/m31.250.31.64.6kN·m3.687.92My=9.9kN·m3.9kN3.122.32Vy=2.9kN1977.7kN782.161.5kN/m2（设计值，分项系数1.0）10.0kN/m2（设计值，分项系数1.0）93.8KN35.0kN65.8kN/m2（设计值，分项系数1.4）54.3kN/m2（防水板荷载设计值）考虑防水板对土的约束作用，计算地基承载力时的等效基础埋深d=4.27m轴力设计值F=基础自重Gk=防水板上部装修荷载荷载qa=防水板之独立基础（JC01）基础底宽ax=基础底宽ay=抗浮水位：基础底标高：最小配筋率ρmin=材料信息Lx=防水板自重qs=地下水浮力qw=防水板厚：基础根部高度：基础端部部高度：bx=hy=qw-（qs+qa）=荷载计算地质资料参数基底土重γ=基底以上加权土重γm=剪力设计值Vx=保护层厚度c=Ly=柱底内力拉梁承担弯矩的比例基础信息承载力特征值fak=深度修正ηd=综合分项系数弯矩设计值Mx=持力层：宽度修正ηb=防水板底标高：柱截面三、地基承载力验算：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2011）基础上土重306.40KpakN145.75Kpa≤fa=306.40p`kmax=153.82Kpa1.2*fa=367.68Kpap`kmin=137.67Kpa≥0Kpa四、抗弯验算：1、基底反力计算：根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2011）式5.2.2-2pmax=(F+G)/A+M/W-qw（基础偏心距eb/6)x向基底反力pxmax=121.1kN/m2pxmin=111.7kN/m22.6y向基底反力pymax=118.8kN/m2pymin=113.9kN/m22.62、弯矩计算1）X方向：0.95ma'=ax=0.60m117.51Kpa79.47kN·mMⅡ＝(b-a')2*(2*b+b')*(pmax+pmin-2*G/A)/48=76.34kN·m2）y方向：0.95ma'=ay=0.60m116.97Kpa77.96kN·mMⅡ＝(b-a')2*(2*b+b')*(pmax+pmin-2*G/A)/48=76.34kN·m3）考虑防水板对基础的影响，附加弯矩：qwj=54.3kN/m(相应于荷载效应基本组合时，防水板的水浮力扣除防水板自重及其上地面重量后的数值)kx=0.014807ky=0.017545(防水板的平均固端弯矩系数，可按下表取值）0.600.0150.650.0110.60241a=√ax*ay=2.50.550.0190.600.0150.568182a/l0.20.250.30.350.40.450.50.550.6k0.110.0750.0590.0480.0390.0310.0250.0190.0150.650.70.750.80.850.0110.0080.0050.0030.001①沿独立基础周边均匀分布的线荷载：qe=qwj*(LxLy-axay）/（2*（ax+ay））=65.2143kN/m2②沿独立基础边缘均匀分布的线弯矩：Mex'=kxqwjLxLy=14.681634kN·mMey'=kyqwjLxLy=17.39663kN·m防水板产生的附加弯矩：Mx'=191.58805kN·mMy'=198.3755475kN·m考虑防水板影响后独立基础总弯矩：Mx=271.06kN·mMy=276.34kN·m最大弯矩截面Ⅰ-Ⅰ至基底边缘最大反力处的距离a1=(b-hy)/2=基础底面地基反力设计值p＝pmin+(pmax-pmin)*(b+hy)/b/2=基础底面地基反力设计值p＝pmin+(pmax-pmin)*(b+bx)/b/2=MⅠx＝a12*[(2*b+a')*(pmax+p-2*G/A)+(pmax-p)*b]/12=MⅠy＝a12*[(2*b+a')*(pmax+p-2*G/A)+(pmax-p)*b]/12=MⅠy＝a12*[(2*b+a')*(pmax+p-2*G/A)+(pmax-p)*b]/12　　　　(式8.2.11-1)修正后地基承载力特征值fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=MⅠx＝a12*[(2*b+a')*(pmax+p-2*G/A)+(pmax-p)*b]/12　　　　(式8.2.11-1)最大弯矩截面Ⅰ-Ⅰ至基底边缘最大反力处的距离a1=(b-bx)/2=基础底面处的平均压力值：pk=(Fk+Gk)/A=满足要求3、配筋计算：《地基基础设计规范》（GB50007－2011）满足要求偏心作用：基础底面边缘的最大（最小）压力值：pkmax(min)=(Fk+Gk)/A±Mxk/Wx±Myk/Wk满足要求基础及基础上的土重Gk=128.75fc=14.3N/mm2ft=16.00N/mm2fy=360N/mm2c=40mm600.00mmh0=Hb-c=560mm1494mm20.0995946%ρmin=0.15%ρ=0.0995946%＜ρmin=0.15%As=ρmin*bh=2250mm2实配钢筋A`s=≥2250钢筋间距s=189mm1523mm20.1015348%ρmin=0.15%ρ=0.1015348%＜ρmin=0.15%As=ρmin*bh=2250mm2实配钢筋A`s=≥2250钢筋间距s=189mm5.1X方向（A-A）冲切计算ax=2.5m1.72m161.13Kpa0.82x106mm2132.60kN防水板传来净反力设计值：F2=(qw-qa-qs)*(LXLY-axay)/4=163.04kN0.560m0.60m1.72m1.16m1.00kN≥FX=F1+F2=295.63kN5.2Y方向冲切计算ay=2.5m1.72m158.87Kpa0.82x106mm2130.73kN防水板传来净反力设计值：F2=(qw-qa-qs)*(LXLY-axay)/4=163.04kN0.560m满足要求地基土净反力设计值：F1=pj*Al=基础冲切破坏锥体的有效高度：H0=h1-c=五、冲切验算：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－20011）抗冲切主要验算公式：ab=hy+2*H0=需冲切验算ab=hy+2*H0=需冲切验算最大地基土单位面积净反力：pj=pxmax+qw-G/A=冲切验算时取用的部分基底面积：A1=(b2-(bc+2*H0)2)/4=地基土净反力设计值：F1=pj*Al=ρ=As/(b*h)=受力纵筋强度等级Asx=Mx/(0.9fyh0）=截面换算高度Hb=ρ=As/(b*h)=2412.74Asy=My/(0.9fyh0）=2412.74混凝土土强度等级冲切验算时取用的部分基底面积：A1=(axay-(hy+2*H0)2)/4=基础冲切破坏锥体的有效高度：H0=h1-c=冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长:at=bc=冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长:ab=hy+2*H0=冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：am＝(at+ab)/2=受冲切承载力截面高度影响系数:βhp=《建筑地基基础设计规范》第8.2.8条0.7*βhp*ft*am*Ho=650.25Fl＝pj*Al　　　　　　（式8.2.8-3）Fl≤0.7*βhp*ft*am*Ho　　　（式8.2.8-1）am＝(at+ab)/2　　　　　（式8.2.8-2）最大地基土单位面积净反力：pj=pymax+qw-G/A=0.60m1.72m1.16m1.00kN≥Fy=F1+F2=293.77kN5601.006.1X方向382.69kNV2=(qw-qs-qa)*(Lx-ax)/2*Ly=197.11kN579.8kN6.2Y方向377.31kNV2=(qw-qs-qa)*(Lx-ax)/2*Ly=214.08kN591.4kN七、局压计算：977.70kN0.36m3.24m12.155N/mm23.00kN≥Fl=977.7kN0.7*βh*ft*b*H0=1401.40kN≥V=V1+V2=满足要求0.7*βh*ft*b*H0=1401.40kN≥V=V1+V2=满足要求构件斜截面上的最大剪力设计值：V1=pj*A=pj*(b-bc)/2*b=βh--截面高度影响系数：当h0800mm时，取h0=800mm；当h02000mm时，取h0=2000mm；取βh=受冲切承载力截面高度影响系数:βhp=《建筑地基基础设计规范》第8.2.8条0.7*βhp*ft*am*Ho=650.25构件斜截面上的最大剪力设计值：V1=pj*A=pj*(b-bc)/2*b=六、剪切验算：《混凝土结构设计规范》（GB50010－2011）冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：am＝(at+ab)/2=V≤0.7*βh*ft*b*H0（式8.2.9-1）满足要求βh=(800/h0)1/4(式8.2.9-2)冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长:at=bc=冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长:ab=bx+2*H0=βl--混凝土局部受压时的强度提高系数；βl=(Ab/Al)0.5=ω*βl*fcc*Al＝13127.40满足要求Fl≤ω*βl*fcc*Al（混凝土规范，式D.5.1-1）局部荷载设计值F=ω——荷载分布的影响系数：当局部受压面上的荷载为均匀分布时，取ω＝1；混凝土局部受压面积Al＝ax*ay＝Ab--局部受压的计算底面积Ab＝fcc——素混凝土的轴心抗压强度设计值；为0.85fc=-----1111111-----2222222-----3333333-----4444444-----5555555-----6666666-----7777777-----8888888-----9999999-----10101010101010-----11111111111111-----12121212121212-----13131313131313-----14141414141414-----15151515151515-----16161616161616-----17171717171717-----18181818181818-----19191919191919-----20202020202020-----21212121212121-----22222222222222-----23232323232323-----24242424242424-----25252525252525-----26262626262626-----27272727272727-----28282828282828-----29292929292929-----30303030303030-----31313131313131-----32323232323232-----33333333333333-----34343434343434-----35353535353535-----36363636363636-----37373737373737-----38383838383838-----39393939393939-----40404040404040-----41414141414141-----42424242424242-----43434343434343-----44444444444444-----454545