筏板基础课设

基础工程课程设计梁板式筏型基础设计班级：土木1103班姓名：吕梁学号：41112067指导老师：杨润林1、某建筑物双向板式片筏基础，上部结构传来的总轴力为N总=99330kN（学号为41112067，三班）,基础埋深1.8m，修正地基承载力特征值fa=120kN/m2，混凝土强度等级用C20，钢筋用I、II级，试设计此基础。2、基础形式的选择选择筏板基础。3、基础平面尺寸的确定在竖向荷载作用下，如将xoy坐标系原点置于筏基底板形心处，则基底反力可按下式计算：(,)iyiixxyxyNeNGNePdxyAII。式中：xe，ye分别为竖向荷载iN对x轴和y轴的偏心距；xI，yI分别为片筏基础底面对x轴和y轴的惯性矩；x，y分别为计算点的x轴和y轴坐标由于本结构为对称结构，故竖向荷载作用下基底反力计算公式可简化为：iNGPdA式中iN为上部结构传至底层各框架柱底的轴向力标准值的总和；G为包括底层墙重，地面恒载，活载等的重力荷载标准值。根据KKKkaFGFPrdfAA可知2993301182.5120201.8KaFAmfrd基地面积：为了不产生偏心弯矩，设计时使，分别处于平面中心处，从而使筏板基础更加均衡受力，假设柱平均分配总轴力。取A=1500m2按照题目中给出的图形比例L=2b来设计基础。基础宽度27.39AbmL,取b=3*8.2+3=27.6mL=8*6.5+3=55m.最终A=1518m24、筏板，基梁尺寸确定基础埋深1.8m,120kpaaf。《地基基础设计规范》GB5007-2002中5.3.2规定，梁板式筏基底板的板格应满足受冲切承载力的要求，梁板式筏基的板厚不应小于400mm，且连续板板厚与板格的最小跨度之比不宜小于1/14，故取板厚500mm。本筏板基础基础混凝土强度为C20，，并下设100mm厚C15素混凝土垫层；6600=471.4mm14h≥400mm，取h=500mmmm4021035sh0=500-40=460mm基梁高按跨度的18～15估算，宽度按高度的12估算，故横梁尺寸取为600mm×1200mm，纵梁尺寸为600mm×1200mm。5、地基承载力验算𝑝=𝑁+𝐺𝐴⁄=(99330+20×1518×1.8)1518⁄≈101.43𝑘𝑁𝑚2⁄𝑓𝑎(满足)。𝐼x=55×27.6314⁄≈82596.55𝑚4，𝐼𝑦=27.6×55312⁄≈327996.43𝑚4，将上部结构传来的总轴力分别分配到各柱子如上图所示（单位kN）。则上部荷载合力距筏板左边缘的距离为：𝑥′=[(1800+2000+3500+840)×1.4+(940+2600+3850+1000)×9+(1600+3000+5000+2450)×16.6+(2100+4900+5430+3750)×24.2+(3400+5000+5730+3900)×31.8+(4000+4050+5380+3000)×39.4+(3100+3000+4250+2000)×47+(1000+2500+3800+1400)×54.6]/(𝑁总)≈29.75𝑚𝑒x=x′−𝑙2⁄=29.75−28=1.75𝑚∴𝑀𝑦=𝑒x∙𝑁总=173722.5𝑘𝑁∙𝑚上部荷载合力距筏板上边缘的距离为：𝑦′=[(800+940+1600+2100+3400+4000+3100+1000)×1.4+(2000+2600+3000+4900+5000+4050+3000+2500)×9.8+(3500+3850+5000+5430+5730+5380+4250+3800)×18.2+(840+1000+2450+3750+3900+3000+2000+1400)×26.6]/𝑁总=14.60𝑚𝑒𝑦=𝑦′−𝑏2⁄=0.60𝑚∴𝑀𝑥=𝑒𝑦∙𝑁总=59562𝑘𝑁𝑝𝑚𝑎𝑥=(𝐺+𝑁总)𝐴⁄+𝑀𝑥∙𝑦𝐼𝑥⁄+𝑀𝑦∙𝑥𝐼𝑦⁄=99.31+59562×1482596.55⁄+173722.5×28309770.67⁄≈129.32𝑘𝑁𝑚2⁄1.2𝑓𝑎=144𝑘𝑁𝑚2⁄(满足)。基底平均净反力设计值：jp=99330/1518=65KN/𝑚26、基础底板内力计算由《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），四边支承的混凝土板应按下列原则进行计算：①.当长边与短边长度之比小于或等于2.0时，应按双向板计算；②.当长边与短边长度之比大于2.0，但小于3.0时，宜按双向板计算；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；③.当长边与短边长度之比大于或等于3.0时，可按沿短边方向受力的单向板计算。本设计按照板的边界条件的不同，把板分成不同的类型，如图..按照双向板设计。双向板的计算方法：双向板的计算是按照弹性理论的弹性阶段计算方法来计算，并且考虑了双向交叉板带在板中心处挠度相等的位移条件，根据双向板的长宽比λ查弯矩分配系数表得到双向板两个方向的跨中弯矩；对于支座弯矩则根据双向板的长宽比λ查地基净反力分配系数表得到地基净反力分配到两个方向上的均布荷载ixq和iyq，再采用连续板的计算方法计算内力。本设计采用查双向板系数的方法来确定筏板在纵横方向分担的地基反力。统一取横向为x方向，纵向为y方向，具体计算过程如下：①、区格的板B1边界约束如图所示：y6,L7.2xLmm7.21.26yxLL查双向板系数表得：11y1x0.0370,0.01780.673x221122110.037065686.580.0178657.259.98xxjxyyjyMplkNmMplkNm②、区格板B2边界约束如图所示：y8.26.5,L8.21.36.5yxxLLmmL查双向板系数表得：22y2x0.0283,0.01190.806x222222220.028365666.220.0119657.240.10xxjxyyjyMplkNmMplkNm③、区格板B3边界约束如图6.56.5,L8.20.798.2yyxxLLmmL查双向板系数表得：33y3x0.0163,0.03020.488x223322330.0163657.254.920.030265670.7xxjxyyjyMplkNmMplkNm④、区格板B4边界约束如图所示：y8.26.5,L8.21.36.5yxxLLmmL查双向板系数表得：44y4x0.0244,0.01180.675x224422440.024465657.090.0118657.239.76xxjxyyjyMplkNmMplkNm支座弯矩21x2x1771624ajxMplkNm22x115712bjxMplkNm23x4x1371624cjxMplkNm24x1130.6512djxMplkNm1y3y21171624ejyMplkNm2y4y247.181624fjyMplkNm由于地基梁的影响，应该对计算的支座反力进行调整，为简化计算，本设计的调整方法是：取支座处较大的弯矩进行调整，调整时按下述公式blpMxjxixi41blpMyjyiyi41进行调整。1x110.673656.50.642.7044axjxMplbkNm21542.7172.3axaaxMMMkNm2x110.806656.50.651.0744bxjxMplbkNm19151.07139.93bxbbxMMMkNm3x110.488656.50.630.9344cxjxMplbkNm166.730.93135.77cxccxMMMkNm4x110.675656.50.642.7844dxjxMplbkNm158.7942.78116.01dxddxMMMkNm1321111()82.18222xxjyjyeyxxMplbplbkNm231.782.18149.52eyeeyMMMkNm2421111()60.1222xxjyjyfyxxMplbplbkNm209.360.1149.2fyffyMMMkNm6、地基梁内力计算基梁承受板传导过来的荷载。由于是双向板，故在不同的板区格，梁会承受双向板按45度线面积分配的三角形荷载和梯形荷载。采用倒楼盖法计算在板荷作用下基梁内力。1.JL-1内力计算梁长30m，荷载由两部分组成：边缘悬臂板传来的均布荷载：三角形荷载：最大值荷载分布图如下：JL1所受反力有两部分组成，悬臂板荷载：P1=65*1.5=97.5KN/mJL2三角形均布等量荷载为：P2=0.625P=0.625*474=296KN/m所以JL1的为P/2=148KN/mP总=p+p=266.5KN/m则各支座处最大剪力为0.620*6*266.5=991.38KN/m2.JL-2内力计算三角形荷载：最大值荷载分布图如下：作用于JL2的是三角形荷载，梁的两边都有荷载，故得：P=PLX=65*103*6=390KN/m按三角形荷载的均布等量荷载为：P=0.625P=0.625*390=243.75KN/m查连续梁弹性内力计算表表可求得，各支座处最大剪力为0.620*6*296=1102.05KN3.JL-3内力计算梁长40m，荷载由两部分组成：边缘悬臂板传来的均布荷载：梯形荷载：最大值JL3所受反力有两部分组成，悬臂板荷载：P1=65*1.5=97.5KN/m当6531952jxjplpKNm，a=3m时，梯形荷载的均布等量荷载为232312171.6/mjyyaappkNll因此，P=171.6+118.5=290.1KN查连续梁弹性内力计算表表可求得，各支座处最大剪力为0.620*7.2*290.1=1295KN4.JL-4内力计算梯形荷载：最大值荷载分布图如下：作用于JL2的是三角形荷载，梁的两边都有荷载，故得：P=2*171.6=343.2KN/m查连续梁弹性内力计算表表可求得，各支座处最大剪力为0.620*7.2*343.2=1532KN7、验算底板受冲切承载力梁板式筏板基础的底板厚为500mm，板底有100mm素混凝土垫层，因此取钢筋合力点至近边的距离mm400s，则050040460mmh。混凝土为C20：229.6N/mm,1.10N/mmctff验算底板受冲切承载力的示意图如图2.9所示。按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011），需要满足：00.7lhptmFfuh式中：lF--------作用在图上阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值0h--------基础底板冲切破坏锥体的有效高度tf--------混凝土轴心抗压强度设计值mu---------冲切破坏锥体斜截面的上边长与下边长的平均值当底板区格为矩形双向板时，底板受冲切所需的厚度h0按下式计算：47.04)(21221210thpnnnnnnfplplllllh21,nnll---计算板格的短边和长边的净长度；p---相应于荷载效应基本组合的地基土平均净反力设计值。（2)双向板板格（6000mm×7200mm），代入数据有：126.50.56m,8.20.57.7mnnll1213.7mnnll204795.56.71212790.71.0