柱下条形基础设计课程设计
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kPa f ak 120=。 ③号土层，粉砂，层厚2.6m ，稍密，承载力特征值kPa f ak 160=。 ④号土层，中粗砂，层厚4.1m ，中密，承载力特征值kPa f ak 200=。 ⑤号土层，中风化砂岩，厚度未揭露，承载力特征值kPa f ak 320=。
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。
4、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 。
5、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mm mm 400400 。室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm 450。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
k N 1为
轴线②~⑥柱底竖向荷载标准组合值；k N 2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。
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m 6.2，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==d b ηη 埋深范围内土的加权平均重度：
3/69.116
.2)
105.19(1.06.1)104.18(2.04.187.06.17m kN m =-?+?-+?+?=
γ
持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度的修正）：
kPa d f f m d ak a 65.233)5.06.2(69.110.3160)5.0(=-??+=-?+=γη
(2) 初步确定基础宽度
设条形基础两端均向外伸出：m 9.19.63
1
=?
基础总长：m l 4623.269.6=?+?= 则基础底面在单位m 1长度内受平均压力：
kN F k 61.20746
5145021150=?+?=
基础平均埋深为：m d 825.2)05.36.2(2
1
=+=
需基础底板宽度b ：
m d f F b G a k 06.1)]
9.0825.2(10825.220[65.23361
.207=-?-?-=?-≥
γ
取m b 2.1=设计
(3) 计算基底压力并验算
基底处的总竖向荷载为：
kN G F k k 73.2583.11)]9.0825.2(10825.220[32.251=??-?-?+=+
基底的平均压力为：
kPa f kPa G F P a k k k 65.23360.2152
.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：
m kN l
F q n /28046
1550
219605=?+?==
∑
基础梁可看成在均布线荷载n q 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：
m kN l q M n G
A ?=??==
66.7413.24.2082
1
2122
图)(a
图)(b
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：
m kN l q n F
?-=??-=-=7.16689.64.2808181M 22BA
m kN l q n F
?=??==5.11129.64.28012
1121M 22BC
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：
(2) 梁的剪力计算
kN l q V n 6459.63
1
4.20831A =??=?=左
kN
l M M l q V A B n A 4.8989.6742121829.62082=--?=--=右
kN
l M M l q V A B n B 4.10369
.6742121829.62082=-+?=-+=左
kN V B 5.9869.6218
1-08614.967=-=右
kN V C 3.9489
.68
121-08614.967=+=左
kN V C 7.9619
.61086
-7.25114.967=-=右
kN V D 1.9739
.61086
-7.25114.967=+=左
其余同（略），得剪力图如下：
(3) 计算调整荷载i p ?
由于支座反力与原柱端荷载不等，需进行调整，将差值i p ?折算成调整荷载i q ?
kN p A 5.6)5.898645(1550=+-=?
kN p B 63-)4.9863.1036(1960=+-=? kN p C 1.50)7.9614.948(1960=+-=?
kN p D 8.13)1.9731.973(1960=+-=?
对于边跨支座)
3
1(101
1l l p q +?=
?
0l 为边跨长度；
1l 对第一跨长度。 对于中间支座)3
131(1i i l l p q +?=
?- 1-i l 为第1-i 长度；i l 为第i 跨长度。
故m kN m kN q A /41.1/)
9.631
3.2(5
.6=?+=
?；
m kN m kN q B /7.13/)9.63
1
9.631(63
-=?+?-=?
m kN m kN q C /89.10/)9.63
1
9.631(1
.50=?+?=
?
m kN m kN q D /3/)9.63
1
9.631(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：
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)'
C)'
(D
D
(C
(A
A)'
(B
B)'