条形基础设计计算书(20210409081722)

1、-CAL-FENGHAb(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 一、设计资料： 1、本设讣的任务是设计一多层办公楼的钢筋混凝土柱下条形基础，框架柱的截面尺 2、办公楼上部结构传至框架柱底面的荷载值标准值如下表所示: 轴号 1 2 3 4 5 6 轴力 弯矩 轴力 弯矩 轴力 弯矩 轴力 弯矩 轴力 弯矩 轴力 弯矩 C 350 50 700 110 700 110 700 110 700 110 300 50 注：表中轴力的单位为KN,弯矩的单位为：所有1. 2、3轴号上的弯矩方向为逆时针、4、5、6 轴号上的弯矩为顺时针，弯矩均作用在h方向上。 3、该建筑场地地表为一厚度为1.5

2、m的杂填土层（容重为17kN/m3）,其下为粘土 层，粘土层承载力特征值为Fak=110kPa，地下水位很深，钢筋和混凝土的强度等级自定请 设计此柱下条形基础并绘制施工图。 二、确定基础地面尺寸： 1、确定合理的基础长度： 设荷载合力到支座A的距离为X,如图则: 350 + 700 + 700 + 700 + 700 + 300 (0 + 700 x3.5 +700 x7+ 700 x10.5 + 700 x14 + 300 x17.5) + 0 =g X 图1 因为 x= = x , 2 所以川I建筑地基基础设计规范(GB50007-2002) 8.3.1第2条规定条形基础端部 应沿纵向从两

3、端边柱外伸，外伸长度宜为边跨跨距的倍取a 2 =(与|l=x相近)。 为使荷载形心与基底形心重合，使基底压力分布较为均匀，并使各柱下弯矩与跨中 弯矩趋于均衡以利配筋，得条形基础总长为： L=2(a+a 2 -x)=2x +19.36m % 19.4m 21.1ms 确定基础底板宽度 b： 竖向力合力标准值： 工伦=350+700+700+700+700+300=3450kN 选择基础埋深为，则 /wr = ( X + X )-=m 3 深度修正后的地基承载力特征值为： f- = fak +必(一 05)10+XX 由地基承载力得到条形基础b为: b =1.842m 3450 Lfa -20J)

4、 19.4x(132.529 -20 x1.8) 取b=2m,山于b( 3m,不需要修正承载力和基础宽度。 三、基础底板设计： 基础底板采用混凝土强度等级为C30,钢筋用HPB235级, yv=210 N/mm2。 竖向力设计值分别为： F | =1.35F K1 = x = F2=F3=F4=F5 = x=945kN F.=x=405kN 竖向力合力设计值为: 为 F =+945x4+405二 地基净反力： ZF 4657.5 基础边缘至柱边讣算截面的距离： b, = y (b-b(; ) =x ( ) =0.75m 沿条形基础纵向取lm长度il算则底板有效高度为: 120.039x0.75

5、 =0.089m=89mm 0.7x1430 结合建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)取底板高度h=250mm,作 10mm的C10混凝土垫层则： h 0 =250-40-5=205mm） 89mm 1 . M= P , b. =x x 2 7 1 871.364mm2 配钢筋 01417O, M 33.761 xlO6 0.9厶h（）0.9x210 x205 As=906mm2 ,可以。 以上受力筋沿条形基础横向配置，纵向分部筋取08250。 四、基础内力计算(弯矩图以上部受拉为负，下部受拉为正): 1、计算基底单位净反力： D E F 4657.5 L 19.4 计算简图如图2

6、： 1100 3500 3500 3500 3500 3500 800. b % 仪A绐 管B么 年c纟 年D绍 年E济 f 11 n m m iTrrm i 丨 1 ITTI Lf f f 1A 11 Pj =m 图2讣算简图 求固端弯矩: M/ =_M AB =-JPi9l =x X 1 . 1 7 M BA =M /-F=_g Pi lX X M HC =M CD 处=历 P i I 2 1 12 Mcb =M c=M ed =丄 P I2=lxx2 12 1 12 Mg 求弯矩分配系数: M fe = Pj3i =xx2、 设吟，则： 3i Pba = Pef =- 3i + 4i 4

7、i 4i Pcb = ZZCD = Pdc = Pde = V7 = 41 + 41 3、用力矩分配法计算弯矩： 首先计算个支座处的不平衡力矩: 先进行第一轮的力矩分配法及传递（从B和E开始）,然后进行C和D的力矩分配及 传递，再回到B和E,如此循环直到误差允许为止，详细过程如表1： ABCDEF 咅矩般己系数D. 429 0. 5710. 5 0.50.5 0. 50. 571 0. 429 -145. 247-367. 62 52. 569 245. 08-245. 03 69. 9734. 985 医5 08-245. 08 -17. 4917. 493 245. 08-245. 08

8、-34. gg-69. 97 367. 6276. 83 -52. 57 3.752 -8.746-17.493 17.4933.746 -3 752 4. 9942. 497 -1. 2491. 249 -2. 497-4.994 0. 268 -0. 624-1. 249 1.2490.624 -0. 268 0.3560.178 -0. 0890. 089 -0. 178-0. 356 9.019 -D. 045-0. 089 0.0890.045 -0.019 0. 0260. 013 0. 006 0. 006 -0. 013-0. 026 0. 001 -0. 003-0. 006

9、 0. 0060. 003 -0. 001 0. 002 -0. 002 -145.247 -311.01 311.01-226.2 226. 24-226. 24 226.24-311.01 311.01 76.83 表1弯矩分配法计算过程 由上可得： M4I=-m, MMCI =-m, M D1=-m M | =-m M fl =-m 4、肋梁剪力计算： 根据支座弯矩及外荷载，以每跨梁为隔离体求支座剪力： A截面左边的剪力为： V；产P：a产x取HB段作脱离体，计算A R/u = y ly pi（ai+l）2-MB 3.5 =图3 HB段 A截面右边的剪力： VAi=PiaiRA=X/?=

10、Pi （31+0-=X+= B截面左边的剪力为： 3!1.309KNn H 取BC段为脱离体（如图4）: .11分 = 了 （亍 P i I+M b -M c） =丄XXX 2创心凡截面右边的剪力为: 3.5 X二 636.859 240.077 =2.653m 所以产*PiX-R&(xaJ 十宀段： pix2_R/irRfii = 2 636.859,911.849 =6451m 240.077 所以 M2| = PjX2 2 -Rzll (x, -a! )-Rfll x2 -(a, +1) 厶 =丄xx2xx段：由于荷载是对称的，所以其弯矩最大值必在中点位置。则: 2 x, = L= x=

11、9.7m 2 2 所以 Mj| = P,x3 2-R4i (x3-a,)-Rfll x3-(a +1)- RCI x3 -(a +21) 1 , r, 2 x+x 以G点为原点，设连续梁上各点到原点的距离为x,则: DE段: PjX4-R1-RF1= 4 931.398,545.287 =6 i5im 240.077 所以 M4I = PjX4 2-Rf|(x4-a2)-R1 x4 -(a2 +1) = ixx2x x+ 2 EG段: P.X5-Rf1=1 xs = 545-287=2.271m 240.077 所以 M5| = PjX5 2-Rfl(x5-a2) = -XX2X.考虑不平衡力

12、的调整： 2 由以上计算得到支座反力为R.a=, 2, Rc Rd = , R=, Rf=，与相应的柱荷载有较大的不平衡力，其差值部分超过了 20%,可以釆 用实践中提出的“基底反力局部调整法”加以调整。即按讣算简图(如下图)再进行连续梁分析，在支座附近的局部范围内加上均布线荷载。由对于边跨支座,严 n 为边 (仃+也) 跨长度；厶为第一跨长度。对于中间支座?= L为第长度；厶为第，跨长 度得调整荷载值为： F-R 472.5-636.859 q 产=,3.5 =m 33 F. - RBl 945-911.849 q2=-T= 3.5 3.5 =m -+ -+ 3 333 F* RC 945-

13、816.051 q 产 丁丁二 3.5 3.5 訓 _ + _ + 3 333 耳一Rd 945-816.051 q 严丁丁二3.53.5初 _ + -d 3333 945-931.398 3.53.5=m _ + _+ 3333 - + Ch 3 6 405-545.287 35=m + 0.8 3 其计算简图如下图所示: inn ttttt ttttt ttttt ttttt mi 72.5114.2155.2655.265.8371.33 图8调整值计算简图(kN) 通过结构力学求解器分析得到的剪力图和弯矩图如下: / / :/ 7 1 A / 图9 调整值剪力图(kN) 山调整值剪力图

14、得: V【2二 V；2=V；2= V：2=V；2= V；2= D2=2 =E2 = V；2= V；2 = 两次讣算结果叠加，得基础梁最终剪力和反力为： VV；1+V；2；. ；2“；h n S ； S C C. C2CO C2CCC；D1D2DD! D2 D D D E d 花爲C I由调整值弯矩图得： M =-mMC2=-m MD2=-m M L2 =-m M f2=-m M12=-m M22=-mM32 =-m M42=-m M 52 =-m 两次讣算结果叠加，得基础梁最终弯矩为: M .A =M .41 +M .A2 =Mtf=M/fl+M 粧=+=-m M r = M( ! +M c.

15、 =+=-m M d =M D1+M I)2 =+=-m 叠加后的最 四、基础配筋计算 1、基础梁配筋准备工作： 材料选择：混凝土 C30, ft =mm2 , f.=mm2 , 纵向受力钢筋采用二级钢HRB335, /v = / =300N/mm2, 垫层釆用CIO混凝土垫层，厚100mmo 基础梁高度的确定：山建筑地基基础设汁规范(GB50007-2002) 8.3.1得柱 下条形基础梁的高度宜为柱距的丄丄的规定取h=l|=lx=0.7m,同时也符合 8455 基底反力可以按直线分布，基础梁的内力可按倒梁法计算对条形基础梁的高度 不小于丄柱距的要求。 6 基础肋梁宽度：b=600mmo 2

16、、正截面受弯承载力计算： 对支座正截面的配筋计算按矩形截面计算： 肋梁底面有板筋则：/?()=h-as= 700-60 = 640/?/? 支座正截面受弯承载力讣算如下表2： 表2支座正截面受弯承载力讣算 及0.2%大值 人 项 支座 弯矩kN 截面抵抗矩系数 M % %曲 相对受压区高度 内力矩的力臂系数 截面配筋 mm2 1 + J1 2匕 “ 2 A B C D E F 注：等效矩形应力图形系数a, =1.0； h.= 640mm；几曲取 由上表可以看出 (纟产满足要求，支座A和支座F选配可以配322 + 220则： A. =1140+628=1768)只伽 bh=%x 600 x700

17、=903mm符合最小配筋率要求。 剩下的支座都配322 + 220则A,“768mrT?符合要求。钢筋全部贯通符合建 筑地基基础设计规范(GB50007-2002)规定底面通长钢筋的面积不应少于底面受力钢 筋总面积的1/3的要求。 对跨内正截面的配筋计算按T形截面讣算： 设肋梁顶面保护层片度取40mm则:代)=/?-匕=700-50 = 650?？ 翼缘计算宽度为：b/=-/=-x3500 7 33 =1166.67mm b+ sn =600+2900=3500mm 翼缘片 h, =250mm 判别T形截面类型： .h max =，m( af c S = XXXX故各跨内截面都属于第一类T形截

18、面。 支座正截面配筋计算如下表3： 表3跨中正截面受弯承载力计算 项 目 弯矩kN 截面抵抗矩系数 相对受压区高度 内力矩的力臂系数 截面配筋 mm2 跨中 a,=:r =1-J1-N 1 + J1 2 乙 “ 2 1 2 3 4 5 注：等效矩形应力图形系数冬=1.0；九=640枷”；久讪取凹也及0.2%大值 fyK 由上表可以看出加满足要求，曲建筑地基基础设计规范(GB50007- 2002)规定的顶面的纵向受力钢筋宜全部通长配置要求取4018, 4=1017mm2 ) yomin bh=%x 600 x 700=903mm2 符合最小配筋率要求。 3、斜截面受剪承载力计算： 验算截面最小

19、尺寸： hw =h-/ =700-250=450mm, /2M./b=450/600=,属一般梁。则: Vnux = 485.304k O.250J；/也,=0.25x 1 .Ox 14.3x600 x640 = 1372.8W , 截面尺寸符合要求 斜截面受剪承载力计算如下表3： 表3斜截面受剪承载力计算 项目 选 c_ 125人九九 实配箍筋 V Q.25flcfcbho 0.70。 用 0.7 例) 间距S kN kN kN 箍 mm mm mm 支座 筋 2 A人:. 408 201 构造 200 A右 408 201 构造 200 B左 408 201 200 B右 408 201 200 C左 408 201 200 C右 408 201 200 D左 408 201 200 D右 408 201 200 E冷 408 201 200 E右 408 201 200 F左 4