浅基础设计计算书_解读

基础工程课程设计

柱下条形基础设计成果

成果：设计计算书、设计图纸

姓名：

学号：

学院：土木工程学院

专业：土木工程

年级： 2009级

指导老师：

完成时间： 2012年01月

课设简介

1. 课程设计目的

课程设计是高等教育中一直强调和重视的教学实践环节，《基础工程》课程设计是学生在学习《土力学》、《钢筋混凝土结构》和《基础工程》的基础上，综合应用所学的理论知识，完成浅基础和深基础（桩基础）的设计任务。其目的是培养学生综合应用基础理论和专业知识的能力，同时培养学生独立分析和解决基础工程设计问题的能力。

2. 课程设计基本要求

2.1 通过课程设计，要求学生对基础工程设计内容和过程有较全面的了

解和掌握，熟悉基础工程的设计规范、规程、手册和工具书；

2.2 在教师指导下，独立完成课程设计任务指导书规定的全部内容。设计

计算书要求计算正确、文理通顺，施工图布置合理、表达清晰，符合设计规范要求；

目录

课设简介 ............................................................................................. I 目录 ..............................................................................................II 第一章绪论…………………………………………………………

1.1工程概况………………………………………………………

1.1.1地形………………………………………………………………1.1.2工程地质条件………………………………………………………

1.1.3岩土设计技术参数…………………………………………………

1.1.4水文地质条件…………………………………………………

1.1.5轴线及上部结构作用何在…………………………………………

1.1.6岩土设计技术参数…………………………………………………第二章基础设计……………………………………………………

2.1基础梁埋深及高度的确定……………………………………………

2.2 确定地基承载力设计值……………………………………………

2.3确定条形基础底面尺寸………………………………………………

2.4软弱下卧层承载力验算………………………………………………

2.5基础结构验算…………………………………………………

2.6基础梁配筋验算…………………………………………………

2.6.1正截面受弯钢筋计算………………………………………………

2..6.2箍筋计算…………………………………………………

第三章翼板配筋计算………………………………………………3.1截面尺寸验算…………………………………

3.2 翼板横向钢筋计算及分布钢筋确定………………………………

第一章 绪 论

1.1工程概况

1.1.1．地形

拟建建筑场地平整。

1.1.2．工程地质条件

拟建场地位于福州市乌龙江下游山前沟谷处，地貌上属山前冲海积谷地，原始地势高差较大，现经人工填土后，高差约5m 。拟建场地原为山谷坡地，分布若干鱼塘，现已人工吹砂堆填。场地东、南侧为学校及居民区，西侧为山坡。地层分布有人工吹砂层、第4系全新统冲积层、上更新统冲洪海积层，基岩为燕山晚期花岗岩类。

1.1.3岩土设计技术参数

地基岩土物理力学参数如表1所示。

1.1.4．水文地质条件

场地地下水主要为上部填土中孔隙潜水及基岩风化带中的孔隙-裂隙承压水两种类型，水量贫乏，地下水稳定水位埋深为1.70m ，场地地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构不具有腐蚀性。

1.1.5上部结构资料

拟建建筑物为全现浇多层框架结构，框架柱截面尺寸为600mm ×600mm 。柱网布置如图1所示。其中横向尺寸为36m ，纵向尺寸为24m 。

表1 有关土层物理力学性质指标表

地

层

代

号

土层名称 厚度 承载力特

征值参考 ak f

含水量 重度 孔隙比 塑性 指数 液性

指数 直剪试验

压缩

模量 粘聚力 内摩

w γ e I p I L C φ Es

kPa % kN/m 3

kPa ° MPa 1 杂填土 1.0 6.4

13.7 0.997

2 25

2

粘土~粉质粘土

2.0

120 69.3 14.9 1.0 24.6 0.95 19 7.3 4.51 3 淤泥质土 3.0 80 41.4 17.3 1.15 19.8 0.62 26 8.5 1.50 4 粘土 3.0 140 67.3 15.1 0.86 20.2 1.12 9 11.4 4.80 5

粉土

4.0

160 24.5 19.0 0.72 4.2 1.10 12

23 5.50

6 残积砾质粘

性土

4.5

200

32.5 16.1 0.66 7.2 0.72

12 25.5 3.30

A

B

C

D

1

2

3

4

5

6

7

6000

6000

6000

6000

6000

6000

6000

6000

6000

36000

6000

24000

E

图1 柱网平面图

1.1.6上部结构作用荷载

本人所算为4号轴线处基础，柱底竖向荷载标准组合值为1440kN 。

第二章 基础设计

2.1基础梁埋深及高度的确定

取基础埋深 1.5d m =，高于底下水位0.2m 。

取基础高度 1.2h m =，符合柱下条形基础梁的高度宜为柱距的

11

~48

的规定。

2.2确定地基承载力设计值

承载力特征值参考值120ak f kN =,先假设基础宽度3b m =，基础底面以上土的加权平均容重3(13.7 1.014.90.5)/1.514.1/m kN m γ=?+?=，查表得 1.0d η=。

修正后地基承载力特征值：

(3)(0.5)1200 1.014.1(1.50.5)134.1a ak b d m f f b d kPa ηγηγ=+-+-=++??-=

2.3.确定条形基础底面尺寸

b ≥()k

a F f d l γ-51440 2.56(134.120 1.5)27

m ?==-??，取基础宽 2.7b m =

5144020 1.527 2.7

128.76134.1

27 2.7

k k a F G p kPa f kPa A +?+???=

==≤=? 取条形基础端部外伸长度0 1.5l m =，符合外伸长度宜为边跨跨度的0.25倍的规定0(0.25 6.0 1.5)l m =?=，即条形基础长64+2 1.5=27l m =??。

2.4软弱下卧层承载力验算

软弱下卧层为第3层 80ak f kPa = 3

218.9/s a t k N m γ= 查表0, 1.0b d ηη==

3[13.7 1.014.90.7+(18.9-10) 1.3]/3.011.99/m kN m γ=?+??=

(3)(0.5)800 1.011.99(3.00.5)109.75a ak b d m f f b d kPa ηγηγ=+-+-=++??-=

基底压力128.76p kPa = 基底自重压力013.7 1.014.90.521.15c p kPa =?+?=

1

2

=

3.0s s E E α= / 1.5/2.70.56z b == 查表得地基压力扩散角 =23θ?

下卧层顶面自重压力 13.7 1.014.90.7(18.910)35.7cz p kPa =?+?+-= 下卧层顶面附加压力 0() 2.7(128.7621.15)

69.332tan 2.72 1.5tan 23c z b p p p kPa b z θ-?-=

==++???

下卧层顶面总压力 35.769.33105.03109.75cz z a p p p kPa f kPa =+=+=≤= 即下卧层满足承载力要求。

2.5基础结构验算

混凝土弹性模量 722.5510/c E kN m =?

基础梁截面刚度 722.55100.1934921500c E I kN m =??=? 采用倒梁法并运用结构力学求解器求解各项数据

每米长度基底反力

1.3551450

360.0/27

F p kN m l

??=

=

=∑

边跨每米长度增加基底反力 1.355144015%

'194.4/6+1.5

p kN m ???==

均布分布反力作用下的计算简图：

求出各支座反力为 12313.71R k N = 23081.8

6R k N = 31844.87R k N = 43081.8

6R k N = 52313.71R k N = 由于支座反力与原柱端荷载相差较大，支座处存在不平衡力i p ?，分别为

1 1.3514502329.77369.71p kN ?=?-=-

2 1.3514503103.261137.86p kN ?=?-=-

3 1.3514501857.6899.13p kN ?=?-= 421137.86p p kN ?=?=- 51369.71p p kN ?=?=-

将各支座不平衡力i p ?折算成调整荷载 对于边跨支座1

11

13()

o p q l l ??=

+ o l 为边跨长度；1l 为第一跨长度。 对于中间支座11

133()i i

p

q l l -??=+ 1i l -为第1i -长度；i l 为第i 跨长度。 故 11105.63/1.56/3p q kN m ??=

=-+； 22284.46/6/36/3p q kN m ??==-+；

3

324.78/6/36/3p q kN m ??==+ ；42284.46/q q kN m ?=?=- ；51-105.63/q q kN m ?=?=。

调整荷载作用下的计算简图

：

1

2

3

4

5

6

7

求得各支座反力为 1383.41R k N ?=- 21080.59R k N ?=-

312.02R k N ?= 41080.59R k N ?=- 5383.41R k N ?=- 调整后的支座反力 1'2313.71383.411930.3

R k N =-

=

2'3081.861080.592001.27

R k N =-= 3'1844.8712.02

1856.89

R k N =+

= 42''2001.27R R kN == 51''1930.3R R kN ==

倒

梁

法

最

终

截

面

弯

矩

图

：

1

2

3

4

5

6

7

( 1 )( 2 )

( 3 )( 4 )

( 5 )

( 6 )

504.87-1111.88

-722.29-1228.421315.9842.67

-359.56

-385.48

727.77

-359.5642.67

-385.48

1315.98

-722.29

-1111.88

-1228.42

504.87

倒梁法最终截面剪力图：

12345

6

7

( 1 )( 2 )( 3 )( 4 )( 5 )

( 6 )

673.16-1257.14

-359.60

749.201289.08-712.19

-561.11158.89928.45-928.45-158.89561.11712.19

-1289.08

-749.20

359.60

1257.14

-673.16

基础梁最终内力如下表所示：

2.6基础梁配筋计算

①材料选择 混凝土20C 1.1t f MPa =； 9.6c f MPa =；

钢筋采用二级钢HRB335；'2

300y y N

f f mm ==。

②基础梁宽度 800b mm =；1200

1.5800

h b == ③验算截面最小尺寸

考虑到钢筋可能为双排布置，故1200901110o h mm =-=

max 1289.080.250.259.680011102131.2c c o V KN f bh KN β=≤=???=，

满足要求 ④配筋计算表格

2.6.1正截面受弯配筋计算

肋梁顶部正截面受弯配筋计算：

60s a mm = 01200601140h mm

=-= 考虑到肋梁上部应配置通长钢筋，故上部

设计时去跨中最大弯矩，即max 1228.42y M M kN m

==?

622

01228.42100.1239.68001140

y

s c M f bh α?===??10.132ξ==

0150.48x h m m ξ=?=

6201228.42103846(/2)300(1120150.48/2)

y

s y M A mm f h x ?===-?- 配筋 1220 2

3768mm s A = (5%

)±在误差允许范围内，可以 肋形梁下部配筋：由于该条形基础未设置垫层，故下不保护层厚度应大于70，

取90s a mm

=，由于下部只需1/3通长钢筋，故取弯矩中间值727.77y M kN m =?，在弯矩大于此部分再进行加配钢筋。

01200901110h mm

=-=

2

0.077y s t M f b h α=

=

10.08

0ξ== 088.8x h m m ξ=?=

6

20727.77102277(/2)300(111088.8/2)y

s y M A mm f h x ?===--

配 622 22281mm s A =

求取最大弯矩处所需的钢筋面积：

6

22

01315.98100.1399.88001110

y

s t M f bh α?===??

10.150

ξ== 0166.5x h mm ξ=?= 204273(/2)

y s y M A mm f h x =

=-

需再配2427322771996mm -=，故在第2、4支座处加配622 22281mm s A = 并在离支座1/3处截断 2.6.2箍筋计算

①截面尺寸符合要求（第1步已经验算）；

②根据纵筋布置及根数确定为6肢箍，暂选用10@80φ

2221

6(10)471.244

sv A mm mm π=?=

③斜截面受剪承载力u V ；0.7()sv u cs t o yv o A

V V f bh f h s

==+混凝土新规范公式

a 、10@180φ（加密区）

max 471.24

0.7 1.1800111021011101294.021289.08180u V kN V kN =???+??=>=

加密区间为：1，4支座向左、2，5支座向右各1.5米区间 b 、10@300φ（非加密区） 471.24

0.7 1.180011102101110958.38400

u V kN =???+?

?= 1294.021289.08958.38928.45kN kN kN kN =>?

?=>?

u u 加密区 V 承载力满足要求非加密区V 。

第三章 翼板配筋计算

3.1截面尺寸验算

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（横向钢筋采用二级钢筋2

300y N f mm =）.

翼板的高度如计算简图所示， 取1.0m 宽度翼板作为计算单元， 剪力设计值

51944

1.00.950.95126.67

2.7

2.727

j p V kN ?=

??=

?=? 斜截面受剪承载力

0.70.7 1.1950310238.7u c t o V V f bh kN ===???= 126.67V kN >=，满足要求。

3.2横向钢筋计算

弯矩设计值21()0.9560.17m 2 2.7

j

p M kN =?=?；同

肋形梁 040090310h mm =-=

配筋计算：①截面抵抗矩系数

6

22

160.17100.0651.09.6950310s c o M f bh αα?===???

②

相

对

受

压

区

高

度

110.067ξ===；

③内力矩的力臂系

数

10.9385

0.9642

s γ+=

== ④钢筋面积6

260.17106723000.964310

s y s o M

A mm f h γ?===??

实配12@160 22707672s A mm mm =>，分布筋8@200φ。

读书的好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。——陈寿

11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿

17、学习永远不晚。——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根