土木工程箱型基础课程设计

1、房屋基础课程设计任务及指导书2016年04月房屋基础课程设计房屋基础课程设计任务及指导书设计任务：设计某十层主厂房的基础。根据上部结构及场地地质情况，确定采用箱形基础。设计依据：高层建筑箱形与筏形基础技术规程（JGJ6 99）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）计算书内容要求：、总则二、确定箱形基础外形尺寸三、按地基承载力确定基底尺寸四、基底反力计算五、地基沉降计算六、箱基纵向整体弯曲计算（考虑上下部结构共同工作）七、底、顶板局部弯曲计算八、顶板配筋设计九、底板斜截面抗剪及抗冲切计算十、箱基墙体配筋设计十一、箱基墙体开门窗洞加固设计十二、绘制施工图底、顶板配筋平面分布图箱基横截面配

2、筋大样墙体、开门窗洞加固大样图墙体、转角构造大样 施工说明设计资料：4.5米，采一、上部结构资料：地面以上采用现浇柱、预制梁板的半装配式框架结构，共十层，层高 用C30混凝土，各杆件截面尺寸如下：柱50 x 50cm2横梁30 X 60 cm2纵梁 30 X 50 cm2楼板厚15 cm平面柱网布局如下图：上部荷载：框架柱传给基础的轴力（作用在土 0.00处）标在柱网分布图上，单位为kN. 底层地面的活载为14kN/ m2 地下室用作杂品堆料仓库，按活载10kN/ m2计。楼梯和电梯间荷载按均布荷载20kN/ m 2考虑。XXX地质资料:（如图示）顶板宽顶板厚度之和底板厚D箱基高度1箱基墙体与

3、柱网关系图建筑物位于非地震区，不考虑地震影响。静止土压力系数一律采用0.5。、mJ粉质粘土r3Yat= 21kN/mf ak= 130kPaEs=2790kPa粘土3Yat= 20kN/m3f ak= 200kPaEs=3180kPa粉质粘土层地基反力系数值如下表所示。表1粉质粘土层实测地基反力系数0.9060.9660.8140.7381.1241.1971.0090.9141.2351.3141.1091.006对称1.1241.1971.0090.9140.9060.9660.8140.738第1页9箱形基础课程设计指导书设计内容及步骤基本如下:确定箱形基础外形尺寸，埋深及用料1. 箱基

4、高度：据规程，一般取建筑物高度的1/8 1/12，不宜小于基础长度的1/18，以箱基顶面为土0.000,室外地面标高取-0.200米。2. 底、顶板及墙的厚度：据规程，外墙厚不小于25 cm，内墙厚不小于 20 cm，顶板不小于15 cm，底板不小于20 cm。对20层以内的民用房屋或高度 50米以内的多层厂房，底板一般取4060 cm厚，顶板 2540 cm厚，外墙3050 cm厚，内墙2540 cm厚。3. 采用材料：混凝土不低于 C20，钢筋$ 12以上用H级，$ 12以下用I级。垫层 10 cm厚，采用 C10混凝土。确定基底尺寸，计算基底反力1. 荷载计算根据荷载规范，活载应乘 1.

5、4的系数，恒载应乘 1.2的系数，对验算有利的可不乘系数。据提供 的资料，荷载沿纵向对称，但由于楼梯间横向不对称，存在偏心，经计算偏心很小，所以可按中 心荷载计算基础的底面积，基底承受的总荷载有：上部框架传来的总荷载 N1 （已乘过荷载系数）楼梯间及电梯井荷载 N2 （恒载）箱基自重（恒载）G，为简化计算，墙体开门窗洞不扣除，粉刷也不计。基底板面杂品堆料活载 N3基顶板面活载N4地下水对箱基的浮力 W （向上），对计算有利所以，基底总何载 =N 1+ N 2+ N 3+ N 4+G-W2. 确定地基承载力特征值 fa3. 确定基底尺寸：按中心受压，采用试算，先初定底板从边轴线向外挑出的尺寸（四

6、边取相同），可得基底面积，要求基底面积仝（总荷载-G） / （fa-Y Gd）。4. 确定基底基本反力值按实测基底反力系数法，把箱基分成大小相等的 5 X 8=40个区格，每个区格的反力系数在资料中已给出，从而可算出每个区格的反力 =（总荷载/LB ）X地基反力系数，把结果列成表格。注：L，B是基底板的尺寸，包括挑出的部分。地基沉降计算按规范法计算。四箱基纵向整体弯曲计算由于上部结构是框架体系，所以基础要计算整体弯曲和局部弯曲。因横向跨间少，可以不考虑，只按 局部弯曲计算在配筋时适当考虑。而纵向应该计算整体和局部弯曲，具体步骤：1 计算整体弯矩的基底反力 =基本反力一箱基自重+水压箱基自重按（

7、G+N2） /LB，近似分布在箱基底板上。水压力W/LB对整个箱基来说是外力，应列出基底反力分布图：L=8*L/82将箱基视为地基梁，梁长即箱基纵向长度L,梁沿纵向每单位长度所受的基反力=2 （横向区格的长X该取格的反力值），按比例作出计算简图。11 V 、r V V 4 dr0 V v v 1I vA 1 11A 1M | | /L/8L/8L/8L81JLq=顶板分布荷载*B3 根据上述简图，可求出任意截面的弯矩，画出弯矩图。，分别记这两处的弯本设计起控制的位置在跨中（弯矩最大）和轴线处（是楼梯电梯间，荷载大） 矩为M中、M边。五箱基承受的纵向整体弯矩（考虑上部结构共同作用）以上求出的弯矩

8、未考虑上部结构的共同作用，认为箱基与上部结构独立的，与实际不符。理论和实测 表明上部结构对箱基作用很大，因此，上面求出的弯矩应由上部结构和箱基共同承担。箱基分担的弯矩：Mg =MEgJgEg J g + Eb J b其中M是前面求出的整体弯矩。1. 箱基刚度EgJ g,截面矩按下面折算截面计算:2 .上部结构刚度 EbJb按下式计算EB J Bn八EbJbi(1i吕.Kui - KH2Kbi 心 KH*m2)其中Eb 梁柱的混凝土弹性模量（C30）Jbi第i层纵梁的截面惯性矩Kui和KH第i层上下柱的线刚度（此处上下柱相同）Kbi=Jbi/l是梁的线刚度（I是开间柱距）m :弯曲方向的节间数n

9、:建筑物层数（指楼板数目） 求出刚度后可分别求控制截面的：Mg中=M中巳JgEg J g * Eb J bEgJgM G边-M边Eg Jg EbJ b六.底板局部弯曲计算可按倒置的连续楼盖考虑，将基反力视为荷载计算。为简化，一般把各区格作为四边固定的双向板或 单向板。本设计中应计算整体弯矩最大的中跨间（一）和基反力最大，产生最大局部反力的边跨间（一）。边跨间存在受荷较大的楼梯间区格，为简化此处局部增设附加钢筋，可不必进行计算。1. 先确定底板局部弯曲的基反力 =基底基本反力-箱基底板自重+水压。画出基反力分布图，并标出 各轴线位置（按比例） r1|,| z -4.br 丁 1. :ri -.7

10、 r 十(r)(j)甬（注意：底板上堆料 10kPa不扣除，是考虑了荷载的不利组合即认为计算某区格时，其正好有堆料） 计算某区格的局部弯曲应据基反力分布图相应取平均值。2 .整体弯矩最大的中跨间（一）lx、1丫是净跨度，lx是双向板的短边，为计算清楚，统,1）边区格（AB或CD） 各弯矩按下式计算 M=系数X qlx2 其中系数查钢筋混凝土结构附录表格。记为：纵向跨中Mx横向跨中My纵向支座Mx横向支座My 2）中区格3.基反力最大的跨间（一）1）边区格（AB）2）中区格（BC）七.顶板局部弯曲计算3）楼梯间区格楼面各区格的荷载相同，所以只需计算一的中跨间，各区格作为四边固定的双向板，对于楼梯

11、间楼板及楼梯计算略。顶板上的荷载有活载 10kPa和板自重，计算同样按次序进行：1. 边区格2. 中区格八底顶板配筋设计箱基整体弯矩 Mg可简化为作用在底板上的轴向拉力和顶板上的轴向压力，所以理论上应按偏拉构件设计，计算甚繁。一般把整体弯曲和局部弯曲大作用分开考虑，分别配筋。对于底板，由整体弯矩 Mg产生的拉力N及配筋As按下式计算N=MGZ, As=N/fyAs分为两半，分别作为底板的上下排通长钢筋。底板局部弯曲所需钢筋，在各区格跨中取单位板带，按单筋截面分别确定钢筋量As，公式如下：注意以上底板的纵向配筋，同时考虑了整体与局部弯曲的影响，按规程，可适当折减，此时局部弯曲 的弯矩应乘折减系数

12、 0.8,而底板的横向配筋，只按局部弯曲确定，不需折减。对于顶板纵向，当承受整体弯曲时，受轴心压力，一般按构造配筋即能满足要求，抗弯只按局 部弯曲配筋。横向也只按局部弯曲配筋。底、顶板通长钢筋上下排不宜小于计算应按次序进行：底板：1. 整体弯曲的配筋（纵向）1）中跨间（一）2）边跨间（）2. 局部弯曲的配筋（纵向）1）中跨间（由边区格控制）跨中配筋（上部受拉）支座配筋（下部受拉）2）边跨间跨中配筋（上部受拉）支座配筋（下部受拉）3. 向最后配筋量（整体局部迭加）中跨间边跨间（注意配筋时，可把上轴线一的三跨间统一配筋，而一的中间三跨按中跨间值统一配 筋或沿纵向取大值统一配筋 ）4. 横向配筋（按

13、基反力最大的边跨间控制配筋）1）跨中（中区格控制）2）支座（边区格控制）5. 顶板配筋（按中跨间，由边区格控制，不考虑整体弯曲）1）纵向配筋跨中支座2）横向配筋跨中（按中区格）支座（按边区格）注意：若计算钢筋量小于 0 12200时，应按构造配筋。九底板斜截面抗剪强度及冲切验算：可按规程计算十箱基墙体配筋设计内容包括:1）内外墙配筋设计墙体配筋不应小于$ 10200 （双面），并且内外墙上下部各增设于 2 20钢筋。一般内墙按构造 配筋，采用于$ 10200 （双面双向），在下部各设置2 20钢筋。对外墙，承受水平静止土压力，应 按计算配筋。具体步骤：外墙设计：土压力计算；配筋计算（若计算钢筋量小于构造要求，按构造配筋， 双向均为于$ 10200 （双面）。2）墙身抗剪强度计算3）墙上开洞设计门窗洞大小应符合规程的要求，并进行洞口上下过梁配筋计算。 （略）一般门洞0.8X 2m2 楼梯间门洞1.2 X 2m2外纵墙中间开设通风采光窗洞1X 0.8m2卜一施工说明1 基础采用C20混凝土，外围结构的抗渗标号不低于B-6级。垫层采用100厚C10混凝土。2 钢筋接头绑扎不小于 35d，焊接时，单面为3 底板：上排筋只准在支座处断开（即墙下）以外搭接，搭接头要求错开50%。4 顶板：任何情况下上排钢筋插入支座不小于5 下排筋只