柱下条形基础封面2

基础工程设计原理课程设计柱下条形基础方案姓 名： 吴 涛老 师： 罗 晓 辉班 级： 土木 1103 班学 号： U201115571目 录1 设计资料 32 工程地质条件 43 承载力特征值和基地宽度的确定 .54 地基沉降验算 .55 确定基础底面尺寸 .66 弹性地基梁法 .97 基础配筋 13一设计资料建筑方案为五层框架建筑，框架柱间距为 7.07.5m，基础底面设计埋深为 2.4m，框架中柱设计荷载为 16481848kN，角、边柱设计荷载为 10481448kN (见下图)。有关场地岩土工程性质、岩土层分布及其岩土工程评价详见附件岩土工程勘察报告书 。材料采用C25，基底设置C15、厚度100mm的混凝土垫层；配筋采用级普通圆钢筋。承受轴心荷载的基础底板一般采用正方形，若偏心荷载则采用矩形底板， 其长宽比采用1.2。设计计算内容：1.柱下条形基础方案 材料采用C25，基底设置C15、厚度100mm 的混凝土垫层；配筋采用级普通圆钢筋。设计计算内容： （1）在不考虑地基处理时， x方向中轴线柱下条形基础（两端为边柱）按地基承载力确定的基础底宽度是否满足沉降要求？ （2）若通过地基处理（地基处理深度从基础底面以下5.5m 内） ，使得地基承载力设计值达到160kPa，进行如下设计计算： 1）根据地基承载力确定 x、 y轴线各柱下条形基础的基础底面尺寸； 2）按弹性地基梁法（可按等截面弹性地基梁）计算柱下条形基础的内力分布； 3）基础配筋、冲切验算； 4）完成有关计算部分的计算简图、基础配筋图等； 二工程地质条件该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察，工程地质资料：自上而下依次为：杂填土:厚 2.0m, ;3m18KN粘土：厚 2.0m, , , ;. a8.MPESKaf10淤泥质粉质粘土：厚4m, , , ；31.8KNa5.2Sf65粉砂与粉质粘土互层：厚 7.6m, ，3m7.1KN，a5.3MPES。Kf90选取第二层为持力层，埋深 d=2.4m，地下水位位于地表 下 1.5m。三、承载力特征值和基底宽度的确定（1）确定按地基承载力确定的基础底宽度是否满足沉降要求？ 查表 2-7 知： 。0.1,db埋深范围内的加权平均重度为 327.44.2850185.1 mKNm ）（）（持力层承载力特征值为（先不考虑对基础宽度的修正） KPadbfmak 1.27)5.0(.10)5.0()3( （2）初步确定基础宽度基础总长为 L=7.05=35m则中柱基础底面在单位长度上所受平均力为，MKNFk /37.263518021620基础埋深为 2.4m，中柱基础底板宽度为，取 b=3.0m 设计mdfGak 9.201-5.2.176b四验算地基沉降中柱基底处的总竖向荷载为：KNk 37.029.15.2037.6F基底的平均压力为： ，满足条件。akk kpAG7.0.31Pakpf1.（2）然后计算沉降是否满足规范要求：1)计算中柱沉降量基础及其上回填土的总重 kNAdG7.1024.3127.4基底平均压力 kPaFP50.3基底处的土的自重应力 dmc 2.34.71平均附加压力 ，kPaP90504.30近似取 101kPa 计算深度取为： bzn.6)ln.52(z z/b siEz* )1()(iizisis0 0 0 0 01 1/3 3.8 0.2490 0.2490 0.8016 21.31 21.312 2/3 3.8 0.2394 0.4788 0.2298 6.11 27.423 1 2.5 0.2353 0.7059 0.2271 9.17 36.594 4/3 2.5 0.2244 0.8976 0.1917 7.74 43.335 5/3 3.5 0.2129 1.0645 0.1669 4.82 48.156.5 6.5/3 3.5 0.1966 1.2776 0.2131 6.15 53.302）计算边柱沉降量基础及其上回填土的总重 kNAdG7.1024.3127.4中轴线上沿长度方向取 1m 为计算单元的线荷载mkNFk /3.20657)1432013(基底平均压力 kPaAFP9.102.74基底处的土的自重应力 dmc 5.3.平均附加压力 ，kPaP746829.100 近似取 69kpa，则有边柱沉降量为 69/10153.30mm=36.28mm计算 深度范围内压缩模量的当量值nz sE_9 MPaEAsnsiini 19.35.04-6.2-048.3)/(/11_ 查表得边柱 5481s中柱 069.1.8)70(30. （s最终沉降量为：边柱：36.281.054=38.25mm中柱：53.301.069=57.00mm框架结构建筑物相邻柱之间沉降差为57.00-38.25=18.73mm0.0037500=22.5mm,故满足要求 五、确定基础底面尺寸由于两方向柱距相差不多，布置为柱下十字交叉条形基础，基础宽度计算公式如下：1、 角柱节点，如图所示 2()()4432yxijxij yij xijyijyijijLLAbbbaa得 216349ijyijyyAbL2、 边柱节点，如图所示 2()74yijxij yijxijyijyijijAbLbaLa得 264789ijyijyyAbL3、 中柱节点，如图所示 22ijyijxijyxijyijijijAbaLa得 ijyij yAbkijaGFAfd则 1(,2)myijiyjbn 1(,2)nxijixjbm根据题目要求地基经过处理使得地基承载力设计值达到 160KPa，而。47.0,.5,15xxyyLLa计算各柱基底面积 21 0.8427.603mA2 69.12.31 .427603mA221.8计算各节点处基础宽度X 方向的基础宽度 mx 89.015460.743.b21 x 1.49.8.221 mx 07.15496.0.78.b231 x .1.22mx 20.543.0.7.b232Y 方向的基础宽度 m82.015496.7435.b21y y 48.221 m98.01546785.b231y 22ym10.543.0.7.b232y X 方向各轴条形基础平均宽度 轴： 取 0.9m，1xb 轴： 取 1.1m2 轴： 取 1.2m3xY 方向各轴条形基础平均宽度轴： 取 1.0m A C 1yb轴：， 取 1.1m B 2六、弹性地基梁法1、节点荷载分配计算由经验数值法查表得基床系数 3/50mkNs26371 .1.290.8.2KEI 26372 1 NI26373 .10.219.08.2mKNEI 454641xsxbkIS10094642 xsxEI7.52.514643xsxbkIS4.0.4641y xsEI154642yxsbkIS1) 边柱节点计算 取 则 0.6yylS1.43 KNNSbaNyxx 47.6812034.6.90.1121 ySxyy 5.2.1.43.1121 KNNbaNySxx 9.8714032.6907.5243.1133 Sbayxyy 1.53402.6197.5243.10131 2）中柱节点计算 KNNSbNyxx 83.94510.64.1222 KNNSbNyxy 16.857031.64.12232 yxx .922332KNNSbNyxy 0.2183.697.512332 3) 角柱节点计算 取 则 0.6yylS2.80KNNbNyxx 20.73124.6.9.111 Syxyy 8.9.0.8.21111111561327.0.1.yyxybNNkN由经验数值法查表得基床系数 3/mkNs集中基床系数 kpa 501.bsk对 轴基础梁进行分析 B柔度指数 ， ，故属于无限长梁。1-46.109.56.L1)、第一跨跨中弯矩与基底净反力的计算其中 ， ，x)sin+(coe=x-AxeBxsin， ，sCxDco， xPM401 x20作用点位置0PMx xxCxD1M2A 518 0 3.5 0.16 0.567 0.18030 0.47241 138.79 0B 815 0 3.5 0.16 0.567 0.18030 0.47241 228.77 0C 902 0 10.5 0.16 1.701 -0.20470 -0.02354 -235.76 0902 0 17.5 0.16 2.835 -0.07203 -0.05540 -83.37 0815 0 24.5 0.16 3.969 -0.00189 -0.01197 -2.37 0A518 0 31.5 0.16 5.103 0.00837 0.00191 6.54 042.6 2)第二跨跨中弯矩与基底净反力的计算作用点位置 0PMx xxCxD1M2A 518 0 10.5 0.16 1.701 -0.20470 -0.02354 -157.84 0B 815 0 3.5 0.16 0.567 0.18030 0.47241 221.77 0C 902 0 3.5 0.16 0.567 0.18030 0.47241 210.18 0902 0 10.5 0.16 1.701 -0.20470 -0.02354 -240.76 0815 0 17.5 0.16 2.835 -0.07203 -0.05540 -91.59 0A518 0 24.5 0.16 3.969 -0.00189 -0.01197 -1.48 0-49.72 2)第三跨跨中弯矩作用点位置 0PMx xxCxD1M2A 518 0 17.5 0.16 2.835 -0.07203 -0.05540 -58.25 0B 815 0 10.5 0.16 1.701 -0.20470 -0.02354 -259.45 0C 902 0 3.5 0.16 0.567 0.18030 0.47241 219.18 0C902 0 3.5 0.16 0.567 0.18030 0.47241 209.18 0B815 0 10.5 0.16 1.701 -0.20470 -0.02354 -259.45 0A518 0 17.5 0.16 2.835 -0.07203 -0.05540 -58.25 0-235.04 2)A 处弯矩作用点位置 0PMx xxCxD1M2A 518 0 0 0.16 0 1 1 760.86 0B 815 0 7 0.16 1.176 -0.15967 0.12934 -220.82 0C 902 0 14 0.16 2.268 -0.14821 -0.06621 -193.60 0902 0 21 0.16 3.402 -0.02374 -0.03227 -47.8 0815 0 28 0.16 4.536 0.00823 -0.00242 3.35 0A518 0 35 0.16 5.67 0.00578 0.00290 1.51 0353.50 2)B 弯矩作用点位置 0PMx xxCxD1M2A 518 0 7 0.16 1.176 -0.15967 0.12934 -134.68 0B 815 0 0 0.16 0 1 1 1197.72 0C 902 0 7 0.16 1.176 -0.15967 0.12934 -22.02 0902 0 14 0.16 2.268 -0.14821 -0.06621 -158.60 0815 0 21 0.16 3.402 -0.02374 -0.03227 -22.86 0A518 0 28 0.16 4.536 0.00823 -0.00242 3.42 0648.98 2)C 弯矩作用点位置 0PMx xxCxD1M2A 518 0 14 0.16 2.268 -0.14821 -0.06621 -125.73 0B 815 0 7 0.16 1.176 -0.15967 0.12934 -210.82 0C 902 0 0 0.16 0 1 1 1191.30 0902 0 7 0.16 1.176 -0.15967 0.12934 -182.02 0815 0 14 0.16 2.268 -0.14821 -0.06621 -181.41 0A518 0 21 0.16 3.402 -0.02374 -0.03227 -18.54 0412.78 7)其他跨及支座处的弯矩可由对称性得。九、基础配筋1)材料选择：混凝土 ， ； ；25C2/7.1mNft2/9.1mNfc钢筋采用二级钢 HRB335, 30y垫层 ：100mm 厚102)基础梁宽度 ；基础梁高度 ； 符合bh124.250/1/bh2 .03.0 的规定3)验算截面最小尺寸钢筋先按一排布置，故 mahs65300满kNbfkNVc 87.109.12.25.19.06max 足要求.翼板厚度不应小于 200mm，取 。10h4）正截面抗弯承载力计算正截面受弯承载力计算时，跨内按 T 形截面进行计算， 。160bm环境类别一级，C30 混凝土，梁的最小保护层厚度 c=20mm。假定箍筋直径 10mm，纵向钢筋直径 20mm，则一排纵向钢筋=500-20-10-20/2=460mm。0hC30 混凝土， ， ， ；.112cm/3.4fN2tm/43.1fN纵向钢筋采用 HRB400 级钢筋， , 。正截y602yv/360mNf面承载力计算过程列于下表中。经判别跨内截面均属于第一