基础工程课程设计计算书.doc

西安交通大学基础工程课程设计1.十字交叉梁基础的设计1.1基础结构平面布置图图1 基础结构平面布置图1.2设计相关数据1.2.1工程地质条件建筑场地常年地下水位地表下9m，水质对混凝土无侵蚀性。地表下黄土分布厚度大于20m，垂直及水平分布较均匀，属非湿陷性黄土地基。土的天然重度为19kN/m,土壤最大冻结深度为0.5m；地基承载力为240kN/m2；基础宽度和深度修正系数分别为1.2.2基础顶面内力组合组合值内力组合标准值如表1所示，内力组合设计值如表2所示。表1 内力组合标准值轴线弯矩（kNm）剪力（kN）轴力（kN）A354831326B3751121548C3661072714D369912172表2 内力组合设计值轴线弯矩（kNm）剪力（kN）轴力（kN）A462 1091549B4871461799C4771403315D47911926481.2.3材料选用基础混凝土采用C30,受力钢筋采用HRB335级钢，箍筋及分布筋采用HPB235级钢。垫层采用C20。1.3交叉梁基础设计1.3.1确定基础底面尺寸 1）地基承载力深度修正由于基础埋森d=2.3m0.5m，故需要进行深度修正： 2）计算基础长度根据构造要求，条形基础端部应沿纵向从两端边柱外伸，外伸长度为边跨跨距的0.25倍，故轴应外伸1350mm，AD轴外伸1800mm。则基础总长度； 3）确定基础底面宽度可近似取横向基础与纵向基础等宽度均为b，则：考虑到荷载偏心的影响可先取基础宽度b=1.2m。1.3.2确定基础截面尺寸1）肋梁高度的确定：基础采用倒T形截面，肋梁高度取柱距的1/81/4，所以，取横向基础肋梁高度H=1200mm，基础埋深为d=2300mm；取纵向基础肋梁高度H=1200mm。2）肋梁宽度的确定：底层柱截面为600mm600mm，因此，仅在柱位处将肋梁局部加宽，取肋梁宽度为c=500mm，取翼板厚度为d=500mm，底板宽度b=1200mm。3）纵横基础总长度：基础沿纵横两个方向的延伸长度分别为边跨跨距的0.25倍，则纵向延伸长度为0.257200=1800mm，横向延伸长度为0.255400=1350mm。基础沿纵、横两个方向的总长度分别为： 1.3.3交叉梁节点荷载的分配与调整1）计算倒T形梁的截面特性倒T形梁截面尺寸如图2。图 2 基础梁截面尺寸(a) 横向基础梁截面 (b) 纵向基础梁截面横向基础梁截面特性：形心位置惯性矩基床系数k取经验值，则：、s值纵向基础梁截面特性：形心位置惯性矩、s值2）节点荷载分配端部节点A、D：X方向可看作无限长梁，即：查表得，则中间节点B、C：为内柱节点， 3）节点荷载的调整调整前地基平均净反力设计值：A、B、C、D节点基础重叠面积均为：调整后的节点集中力设计值：调整前地基平均反力标准值：节点基础重叠面积：同理按上述方法计算节点荷载集中力的标准值：调整后的节点集中力标准值：4）地基承载力验算宽度和深度修正后的地基承载力特征值:以轴线为分析对象，得地基承载力满足条件。5）基础底面宽度验算轴线基础梁上的墙重基础底面尺寸满足要求。1.3.4横向柱下条形基础梁、翼缘高度验算及底板配筋计算1）基底平均净反力设计值荷载分布不对称，因此，荷载对基础梁中点的力矩代数和不为零，式中弯矩由上部结构传来以及轴向荷载共同产生。2）翼缘板高度验算及配筋翼板高度验算：翼缘厚度h=250mm，截面有效高度。端部剪力翼板厚度满足条件。翼板配筋：所以板底横向选配12200，()，板底纵筋按构造要求选配8200。基础垫层采用C20混凝土，厚度为100mm，两侧伸出翼板100mm。3）倒梁法计算基础梁内力计算简图如图3所示。沿基础长度方向的地基净反力为为简便起见，计算时沿基础长度方向的地基净反力按阶梯型布置。 1 2 3 4 5 1350 5400 2400 5400 1350 图 3 倒梁法计算基础简图基础梁固端弯矩计算：弯矩分配系数计算：线刚度分配系数用弯矩分配法计算肋梁弯矩，弯矩分配的过程及肋梁弯矩计算结果见图4。支座ABCD分配系数010.310.690.690.3110固端弯矩-94372-372101-101654-654291外力矩46248747749918486292431206460-350159-71-80612555-42-19 -2122.56.514.5-15.5-7.0-7.87.22.45.4-2.2-5-1.12.70.30.8-1.9-0.8-0.90.40.30.6-0.3-0.1弯矩-9455614.5472.5-348.1825.1208291图 4 肋梁弯矩计算()基础梁支座剪力计算：A截面左边的剪力各截面的支座反力进而可得各截面的剪力为：按跨中剪力为零的条件来求跨中最大负弯矩：支座处取最大弯矩由以上计算结果可作出条形基础的弯矩、剪力图，见图5。967.2280 14.5 208 94 291 472556825(a)628393 427139433 516 430 996(b)图 5 条形基础弯矩、剪力图(a) 弯矩图() (b) 剪力图()1.3.5横向条形基础梁正截面及斜截面强度设计计算1）正截面受弯承载力计算基础梁正截面受弯承载力计算时，跨中取最大弯矩设计值作为截面配筋的依据，且跨中按T截面设计。支座处取最大弯矩作为截面配筋的依据，且支座处按矩形截面设计。取混凝土保护层厚度，基础梁截面有效高度。属于第一类T形截面可选HRB335钢筋725()，满足要求。按构造要求，受拉钢筋725配置在基础梁顶面，通长布置。将上部跨间截面的725钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋()，再计算相应的受拉钢筋。支座C上部：富足，且达不到屈服，因此可按对称配筋实取HPB335钢筋725()，配筋率验算满足。，满足要求。支座截面按双筋矩形截面受弯构件计算受拉钢筋数量，并配置在基础梁底面。2）斜截面受剪承载力计算，为厚腹梁故基础梁截面尺寸满足要求。所以必须按计算配置箍筋。因为350b800,故需配四肢箍。加密区选配四肢10100，实有：非加密区选配四肢10150，实有。箍筋配筋率：，满足要求。箍筋在支座A右侧加密区长度为0.3l=0.35.4=1.62m，实际加密区长度取1.6m，BC跨跨度较小，所以按间距100通长布置箍筋。1.3.6交叉梁基础的构造要求1)基础梁肋高h一般取1/8-1/4的柱距，荷载较大的部位取上限左右，次要位置取下限左右。由于近柱旁剪力较大，可局部增加梁高!2)翼板厚不宜小于200mm，小于250mm做成等厚，大于250mm做成斜坡，坡度小于等于1：33)端部向外伸1/3-1/4边跨跨距，目的：降低第一跨弯矩，减少配筋，同时也可以调整基础形心。4)梁底面，顶面纵向受力钢筋最小配筋率为0.15%，且梁跨中截面受压区的配筋面积不宜大于受拉主筋的面积。受力主筋直径不宜小于10mm。梁底和梁顶的纵向受力钢筋应有2-4根通长配置，其面积不得少于纵向受力筋的1/3。这是为考虑基础整体弯曲造成的影响。5)柱下条基可能承受扭矩，故箍筋做成封闭的。箍筋直径不小于8mm，梁宽b350mm时用2支箍；350mmb800mm6支箍。梁跨中0.4倍的跨长范围箍筋间距