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，黑色，原为农田，含大量有机质。 ②号土层，黏土，层厚，软塑，潮湿，承载力特征值kPa f ak 120=。 ③号土层，粉砂，层厚，稍密，承载力特征值kPa f ak 160=。 ④号土层，中粗砂，层厚，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。

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 =-?+?-+?+?=

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

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

=+=

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=-?-?-=?-≥

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

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

4.20831A =??=?=左

l M M l q V A B n A 4.8989.6742121829.62082=--?=--=右

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)

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

9.631(63

-=?+?-=?

m kN m kN q C /89.10/)9.63

9.631(1

.50=?+?=

m kN m kN q D /3/)9.63

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)'

A)'

B)'

截面类型

左

右

左右左右左右弯矩（KN ·m ） 11956 1102 1102 1136 1136 剪力（KN ）

三、配筋计算 (1) 基础梁配筋计算

○1材料选择：混凝土25C ，2/27.1mm N f t =；2/9.11mm N f c

=；钢筋采用二级钢HRB335,2

/300'mm N f f y y == 垫层10C ：100mm 厚

○2基础梁宽度mm b 500=；基础梁高度mm h 1300=；6.2500/1300/==b h 符合～的规定

○

3验算截面最小尺寸钢筋先按一排布置，故mm a h h s 12653510000=-=-=

kN bh f kN V c c 87.188112655009.110.125.025.019.10610max =????=≤=β满足要求

○4配筋计算表格项目截面

弯矩

截面抵抗矩系数

01bh f M c s αα=

相对受压高度

αξ211--=

内力矩的力臂系数

211s

s αγ-+=

截面配筋0

h f M A s y S γ=

A B C D C' B' A' AB 跨

中

BC 跨中 CD 跨中 DC'跨中 C'B 跨中 B'A 跨中

基础梁选配钢筋：

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@8φ 2206.201)84

(4A mm sv =??=π

○3斜截面受剪承载力u

V ： 0025.17.0h s

A f bh f V V sv

t cs u +== a) 80@8φ（加密区）

kN V 58.106596580

.20121025.196550027.17.0u =??

?+???= b) 200@8φ（非加密区）

kN V u 60.683965200

.20121025.196550027.17.0=??

?+???= 加密区：kN kN V u 1006.9558.1065>=

非加密区：kN kN V u 2.64860.683>= 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

/300mm N f y =）

基础底板宽mm b 1200=，主肋宽500mm(502400?+)；翼板外挑长度：mm a 350)5001200(2

1=-=

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。（取宽度翼板作为计算单元）基底净反力设计值：

kPa b q n n 37.2332

.14.280P ===

○

1斜截面抗剪强度验算（按每米长计） m kN a P n /68.8135.037.233V 1=?=?=

mm f V

h t

h 24.10327

.1)1265

800(7.068

.817.04

0=??=

实际mm mm h 24.10325010403000>=--=，可以

○

2翼板受力筋计算配筋计算：84.400.168.812

=??=

M ○1截面抵抗矩系数04576.025012009.110.11084.402

1=????==bh f M c s αα ○2相对受压区高度047.004576.0211211=?--=--=s

αξ ○3内力矩的力臂系数977.02

211=-+=s

αγ

○4钢筋面积26

035.557250

977.03001084.40mm h f M

A s y s

=???==γ 实配70@8（2235.557561mm mm A s >=），分布筋200@8φ

三、基础配筋大详图

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

某框架结构柱下条形基础设计讲解

某框架结构柱下条形基础设计（倒梁法）一、设计资料 1、某建筑物为7层框架结构，框架为三跨的横向承重框架，每跨跨度为7.2m ；边柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为：Fk=2665KN 、Mk=572KN ?M 、Vk=146KN ，F=3331KN 、M=715KN ?M 、V=182KN ；中柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为：Fk=4231KN 、Mk=481KN ?M 、Vk=165KN ，F=5289KN 、M=601KN ?M 、V=206KN 。 2、根据现场观察描述，原位测试分析及室内试验结果，整个勘察范围内场地地层主要由粘性土、粉土及粉砂组成，根据土的结构及物理力学性质共分为7层，具体层位及工程特性见附表。勘察钻孔完成后统一测量了各钻孔的地下水位，水位埋深平均值为0.9m ，本地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。 3、根据地质资料，确定条基埋深d ＝1.9m ；二、内力计算 1、基础梁高度的确定取h ＝1.5m 符合GB50007-2002 8.3.1柱下条形基础梁的高度宜为柱距的 11 ~48 的规定。 2、条基端部外伸长度的确定据GB50007-2002 8.3.1第2条规定外伸长度宜为第一跨的0.25倍考虑到柱端存在弯矩及其方向左侧延伸0.250.257.2 1.8l m m =?= 为使荷载形心与基底形心重合，右端延伸长度为ef l ，ef l 计算过程如下：

a . 确定荷载合力到E点的距离 o x： 333137.2528927.271526012182 1.52206 1.52 3331252892 o x ??+??-?-?-??-??= ?+? 得 182396 10.58 17240 o x m == b . 右端延伸长度为 ef l： (1.8 2.77.2210.58)2 1.87.23 2.24 ef l m =++?-?--?= 3、地基净反力 j p的计算。对E点取合力距即：0 E M ∑=， 2 2.24 2.2433317.2352897.23(25.64 2.24)0.5(71526012)(1821.522061.52)0 2 j j p p ??+??+??--?-?+?-??+??= 即271.2712182396672.3751 j j KN p p m =?= 4、确定计算简图 5、采用结构力学求解器计算在地基净反力Pj作用下基础梁的内力图 A B C D E F 1089.25 1804.25 2868.92 -2020.41 3469.922946.05 -1149.01 3547.05 971.85 -2180.78 1686.85 弯矩图（KN·M）

某框架结构柱下条形基础设计

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?

某框架结构柱下条形基础设计（倒梁法）一、设计资料 1、某建筑物为7层框架结构，框架为三跨的横向承重框架，每跨跨度为7.2m ；边柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为：Ｆk ＝26６5ＫN 、Mk=５72K Ｎ?Ｍ、Vk=146KN ，F=3331KN 、Ｍ=７15ＫN ?Ｍ、V=１82ＫN ；中柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为：F ｋ＝42３１KN 、Mk=481K Ｎ?M 、Ｖｋ=165ＫＮ,F=52８9KN 、Ｍ＝601KN ?M 、V=206KN 。 2、根据现场观察描述，原位测试分析及室内试验结果，整个勘察范围内场地地层主要由粘性土、粉土及粉砂组成，根据土的结构及物理力学性质共分为7层，具体层位及工程特性见附表。勘察钻孔完成后统一测量了各钻孔的地下水位,水位埋深平均值为0.9ｍ,本地下水对混凝土无腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。 3、根据地质资料，确定条基埋深d=１.9m; 二、内力计算 1、基础梁高度的确定取h=1.5m 符合G Ｂ50００７－20０2 8.3.１柱下条形基础梁的高度宜为柱距的 11 ~48 的规定。 2、条基端部外伸长度的确定据ＧB5０0０7-２０02 8.3.１第2条规定外伸长度宜为第一跨的0.2５倍考虑到柱端存在弯矩及其方向左侧延伸0.250.257.2 1.8l m m =?= 为使荷载形心与基底形心重合,右端延伸长度为ef l ，ef l 计算过程如下： a . 确定荷载合力到E 点的距离o x :

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。 ③号土层,粉砂,层厚2、６m,稍密,承载力特征值。 ④号土层,中粗砂,层厚4.1m,中密,承载力特征值。 ⑤号土层,中风化砂岩,厚度未揭露,承载力特征值。 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。室外地坪标高同自然地面,室内外高差、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得荷载效应标准组合值＝1280kN=１06０ｋN ,,上部结构作用在柱底得荷载效应基本组合值＝１７２8k Ｎ,=１430ｋN (其中为轴线②~⑥柱底竖向荷载标准组合值;为轴线①、⑦柱底竖向荷载标准组合值;为轴线②~⑥柱底竖向荷载基本组合值;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 混凝土得强度等级Ｃ25～C ３0,钢筋采用H ＰB2３５、HR Ｂ3３５、HR Ｂ４00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得地基条件,假设基础埋深为,持力层为粉砂层 (1) 求修正后得地基承载力特征值由粉砂,查表得, 埋深范围内土得加权平均重度: 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得修正): kPa d f f m d ak a 65.233)5.06.2(69.110.3160)5.0(=-??+=-?+=γη

墙下条形基础设计例题.doc

目录课程设计任务书 (1) 教学楼首层平面图 (4) 工程地质条件表 (5) 课程设计指导书 (6) 教学楼首层平面大图 (19)

《地基与基础》课程设计任务书一、设计目的 1、了解一般民用建筑荷载的传力途径，掌握荷载计算方法； 2、掌握基础设计方法和计算步骤，明确基础有关构造； 3、初步掌握基础施工图的表达方式、制图规定及制图基本技能。二、设计资料工程名称：中学教学楼，其首层平面见附图。建筑地点：标准冻深：Z0 = 地质条件：见附表序号工程概况：建筑物结构形式为砖混结构，采用纵横墙承重方案。建筑物层数为四~六层，层高3.6m，窗高2.4m，室内外高差为0.6m。教室内设进深梁，梁截面尺寸 b×h=250×500mm，其上铺钢筋混凝土空心板，墙体采用机制普通砖MU10，砂浆采用M5砌筑，建筑物平面布置详见附图。屋面作法：改性沥青防水层 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 220mm厚（平均厚度包括找坡层）水泥珍珠岩保温层一毡二油（改性沥青）隔气层 20mm厚1：3水泥砂浆找平层预应力混凝土空心板120mm厚（或180mm厚） 20mm厚天棚抹灰（混合砂浆），刷两遍大白楼面作法：地面抹灰1：3水泥砂浆20mm厚钢筋混凝土空心板120mm厚（或180mm厚）天棚抹灰：混合砂浆20mm厚刷两遍大白材料重度：三毡四油上铺小石子（改性沥青）0.4KN/m2 一毡二油（改性沥青）0.05KN/m2 塑钢窗0.45KN/m2 混凝土空心板120mm厚 1.88KN/m2 预应力混凝土空心板180mm厚 2.37KN/m2 水泥砂浆20KN/m3 混合砂浆17KN/m3 浆砌机砖19KN/m3 水泥珍珠岩制品4KN/m3 钢筋混凝土25 KN/m3

柱下条形基础计算方法与步骤

柱下条形基础简化计算及其设计步骤提要：本文对常用的静力平衡法和倒梁法的近似计算及其各自的适用范围和相互关系作了一些叙述，提出了自己的一些看法和具体步骤，并附有柱下条基构造表，目的是使基础设计工作条理清楚，方法得当，既简化好用，又比较经济合理。一、适用范围: 柱下条形基础通常在下列情况下采用： 1、多层与高层房屋无地下室或有地下室但无防水要求，当上部结构传下的荷载较大，地基的承载力较低，采用各种形式的单独基础不能满足设计要求时。 2、当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构筑物基础的限制而无法扩展时。 3、地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基，需作地基处理时。 4、各柱荷载差异过大，采用单独基础会引起基础之间较大的相对沉降差异时。 5、需要增加基础的刚度以减少地基变形，防止过大的不均匀沉降量时。其简化计算有静力平衡法和倒梁法两种，它们是一种不考虑地基与上部结构变形协调条件的实用简化法，也即当柱荷载比较均匀，柱距相差不大，基础与地基相对刚度较件下梁的计算。二、计算图式 1、上部结构荷载和基础剖面图 2、静力平衡法计算图式 3. 倒梁法计算图式三、设计前的准备工作 1. 确定合理的基础长度为使计算方便，并使各柱下弯矩和跨中弯矩趋于平衡，以利于节约配筋，一般将偏心地基净反力(即梯形分布净反力)化成均布,需要求得一个合理的基础长度.当然也可直接根据梯形分布的净反力和任意定的基础长度计算基础. 基础的纵向地基净反力为： j j i p F bL M bL min max =±∑∑62

式中 P jmax ,P jmin —基础纵向边缘处最大和最小净反力设计值. ∑F i —作用于基础上各竖向荷载合力设计值(不包括基础自重和其上覆土重，但包括其他局部均布q i ). ∑M—作用于基础上各竖向荷载(F i ,q i ),纵向弯矩(M i )对基础底板纵向中点产生的总弯矩设计值. L —基础长度,如上述. B —基础底板宽度.先假定,后按第2条文验算. 当P jmax 与P jmin 相差不大于10％，可近似地取其平均值作为均布地基反力,直接定出基础悬臂长度a 1=a 2(按构造要求为第一跨距的1/4~1/3),很方便就确定了合理的基础长度L ；如果P jmax 与P jmin 相差较大时，常通过调整一端悬臂长度a 1或a 2，使合力∑F i 的重心恰为基础的形心(工程中允许两者误差不大于基础长度的3%),从而使∑M 为零,反力从梯形分布变为均布,求a 1和a 2的过程如下: 先求合力的作用点距左起第一柱的距离: 式中, ∑M i —作用于基础上各纵向弯矩设计值之和. x i —各竖向荷载F i 距F 1的距离. 当x≥a/2时,基础长度L=2(x+a 1), a 2=L-a-a 1. 当x