柱下条形基础设计

《基础工程》课程设计1柱下条形基础设计一、设计资料1、地形拟建建筑场地平整。2、工程地质条件自上而下土层依次如下：①号土层，耕填土，层厚0.7m，黑色，原为农田，含大量有机质。②号土层，黏土，层厚1.8m，软塑，潮湿，承载力特征值kPafak120。③号土层，粉砂，层厚2.6m，稍密，承载力特征值kPafak160。④号土层，中粗砂，层厚4.1m，中密，承载力特征值kPafak200。⑤号土层，中风化砂岩，厚度未揭露，承载力特征值kPafak320。3、岩土设计技术参数地基岩土物理力学参数如表2.1所示。表2.1地基岩土物理力学参数土层编号土的名称重度)/(3mkN孔隙比e液性指数LI粘聚力c)(kPa内摩擦角)(压缩模量SE)(MPa标准贯入锤击数N承载力特征值akf)(kPa①耕填土17.6②黏土18.40.840.8122176.54120③粉砂19.526.57.112160④中粗砂20308.216200⑤中风化砂岩223204、水文地质条件（1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。（2）地下水位深度：位于地表下0.9m。《基础工程》课程设计25、上部结构资料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为mmmm400400。室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm450。柱网布置如图2.1所示。6、上部结构作用上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值=1280kN=1060kN，，上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值=1728kN，=1430kN（其中kN1为轴线②~⑥柱底竖向荷载标准组合值；kN2为轴线①、⑦柱底竖向荷载标准组合值；1N为轴线②~⑥柱底竖向荷载基本组合值；2N为轴线①、⑦柱底竖向荷载基本组合值）图2.1柱网平面图其中纵向尺寸为6A，横向尺寸为18m，A=6300mm混凝土的强度等级C25~C30，钢筋采用HPB235、HRB335、HRB400级。《基础工程》课程设计3二、柱下条形基础设计1、确定条形基础底面尺寸并验算地基承载力由已知的地基条件，假设基础埋深d为m6.2，持力层为粉砂层(1)求修正后的地基承载力特征值由粉砂，查表10.7得，0.3,0.2db埋深范围内土的加权平均重度：3/69.116.2)105.19(1.06.1)104.18(2.04.187.06.17mkNm持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度的修正）：kPadffmdaka65.233)5.06.2(69.110.3160)5.0((2)初步确定基础宽度设条形基础两端均向外伸出：m9.19.631基础总长：ml4623.269.6则基础底面在单位m1长度内受平均压力：kNFk61.207465145021150基础平均埋深为：md825.2)05.36.2(21需基础底板宽度b：mdfFbGak06.1)]9.0825.2(10825.220[65.23361.207取mb2.1设计(3)计算基底压力并验算基底处的总竖向荷载为：kNGFkk73.2583.11)]9.0825.2(10825.220[32.251基底的平均压力为：kPafkPaGFPakkk65.23360.2152.1173.258A满足条件2、基础的结构设计(1)梁的弯矩计算在对称荷载作用下，由于基础底面反力为均匀分布，因此单位长度地基的净反力为：《基础工程》课程设计4mkNlFqn/280461550219605基础梁可看成在均布线荷载nq作用下以柱为支座的六跨等跨度连续梁。为了计算方便，可将图)(a分解为图)(b和图)(c两部分。图)(b用力矩分配法计算，A截面处的固端弯矩为：mkNlqMnGA66.7413.24.208212122图)(a图)(b《基础工程》课程设计5在图)(c的荷载作用下，也用力矩分配法计算，其中各杆的固端弯矩为：mkNlqnF7.16689.64.2808181M22BAmkNlqnF5.11129.64.280121121M22BC其余同（略）图)(c将图)(b与)(c的弯矩叠加，即为按倒梁法计算求得的弯矩图如下：《基础工程》课程设计6(2)梁的剪力计算kNlqVn6459.6314.20831A左kNlMMlqVABnA4.8989.6742121829.62082右kNlMMlqVABnB4.10369.6742121829.62082左kNVB5.9869.62181-08614.967右kNVC3.9489.68121-08614.967左kNVC7.9619.61086-7.25114.967右kNVD1.9739.61086-7.25114.967左其余同（略），得剪力图如下：(3)计算调整荷载ip由于支座反力与原柱端荷载不等，需进行调整，将差值ip折算成调整荷载iqkNpA5.6)5.898645(1550kNpB63-)4.9863.1036(1960kNpC1.50)7.9614.948(1960kNpD8.13)1.9731.973(1960《基础工程》课程设计7对于边跨支座)31(1011llpq0l为边跨长度；1l对第一跨长度。对于中间支座)3131(1iillpq1il为第1i长度；il为第i跨长度。故mkNmkNqA/41.1/)9.6313.2(5.6；mkNmkNqB/7.13/)9.6319.631(63mkNmkNqC/89.10/)9.6319.631(1.50mkNmkNqD/3/)9.6319.631(8.13其余同（略）调整荷载作用下的计算简图如下：调整荷载作用下基础梁的内力图如下：《基础工程》课程设计8两次计算结果叠加，得基础梁的最终内力图如下：两次计算结果叠加，得基础梁得最终内力：支座)'(AA)'(BB)'(CC)'(DD《基础工程》课程设计9截面类型左右左右左右左右弯矩（KN·m）745.39745.391195.6119561102110211361136剪力（KN）648.2899.71006.95958.88969.53984.47982.286982.28三、配筋计算(1)基础梁配筋计算○1材料选择：混凝土25C，2/27.1mmNft；2/9.11mmNfc；钢筋采用二级钢HRB335,2/300'mmNffyy垫层10C：100mm厚○2基础梁宽度mmb500；基础梁高度mmh1300；6.2500/1300/bh符合2.0～3.0的规定○3验算截面最小尺寸钢筋先按一排布置，故mmahhs12653510000kNbhfkNVcc87.188112655009.110.125.025.019.10610max满足要求○4配筋计算表格项目截面弯矩截面抵抗矩系数201bhfMcs相对受压高度s211内力矩的力臂系数2211ss截面配筋0hfMAsySA745.390.0782860.0816170.9591922047.701B1189.920.1249740.1339450.9330283268.893C1100.160.1155470.1231270.9384373022.308D1137.770.1194970.1276430.9361783125.629C'1100.160.1155470.1231270.9384373022.308B'1189.920.1249740.1339450.9330283268.893A'745.390.0782860.0816170.9591922047.701AB跨中691.170.0725920.0754370.9622811898.75BC跨中508.020.0533560.0548610.972571395.609CD跨中550.790.0578480.0596260.9701871513.105DC'跨中550.790.0578480.0596260.9701871513.105C'B跨中508.020.0533560.0548610.972571395.609B'A跨中691.170.0725920.0754370.9622811898.75基础梁选配钢筋：顶部436全长贯通《基础工程》课程设计10底部922全长贯通(2)箍筋计算○1截面尺寸符合要求（第1步第○3项已经验算）○2根据纵筋布置及根数确定为4肢箍，选用80@82206.201)841(4Ammsv○3斜截面受剪承载力uV：0025.17.0hsAfbhfVVsvyvtcsua)80@8（加密区）kNV58.10659658006.20121025.196550027.17.0ub)200@8（非加密区）kNVu60.68396520006.20121025.196550027.17.0加密区：kNkNVu1006.9558.1065非加密区：kNkNVu2.64860.683可知承载力满足要求(3)基础底板配筋计算翼板按斜截面抗剪强度验算设计高度；翼板端部按固定端计算弯矩，根据弯矩配置横向钢筋（2/300mmNfy）基础底板宽mmb1200，主肋宽500mm(502400)；翼板外挑长度：mma350)5001200(211翼板外缘厚度200mm,梁肋处翼板厚度300mm,翼板采用25C混凝土，335HPB钢筋。（取1.0m宽度翼板作为计算单元）基底净反力设计值：kPabqnn37.2332.14.280P○1斜截面抗剪强度验算（按每米长计）mkNaPn/68.8135.037.233V1mmfVhth24.10327.1)1265800(7.068.817.0410《基础工程》课程设计11实际mmmmh24.10325010403000，可以○2翼板受力筋计算配筋计算：84.400.168.8121M○1截面抵抗矩系数04576.025012009.110.11084.4026201bhfMcs○2相对受压区高度047.004576.0211211s○3内力矩的力臂系数977.02211ss○4钢筋面积26035.557250977.03001084.40mmhfMAsys实配70@8（2235.557561mmmmAs），分布筋200@8三、基础配筋大详图《基础工程》课程设计12四、参考资料1．《土力学》（第2版）东南大学等四校合编.中国建筑工业出版社，2009。2．《基础工程》（第2版）华南理工大学等三校合编.中国建筑工业出版社，2009。3.《土力学与基础工程》赵明华主编.武汉工业大学出版社，2003。4.《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001），中国建筑工业出版社，2002。5.《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2008），中国建筑工业出版社，2008。6.《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008），中国建筑工业出版社，2008。7．《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002），中国建筑工业出版社，2002