柱下條形基礎(chǔ)工程課設(shè)

1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計說明書姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師： 二零一三年六月土木工程系(一) 目錄一、工 程 概 況3二、地 質(zhì) 資 料4三、設(shè) 計 要 求5四、設(shè) 計 步 驟5五、工作量5六、內(nèi)力計算6(一)確定基礎(chǔ)埋深6(二)確定基礎(chǔ)梁的高度、長度和外伸尺寸6(三)持力層和軟弱下臥層的驗算7(四)肋梁的彎矩和剪力計算8七、配筋計算9(一)基礎(chǔ)配筋計算91.基礎(chǔ)梁配筋計算：92.正截面受彎配筋計算103.箍筋計算10(二)基礎(chǔ)底板配筋計算111.橫向鋼筋計算12八、沉降差的計算121.土層分層情況122.邊基礎(chǔ)自身沉降計算133.相鄰基礎(chǔ)的影響沉降144.點的最終沉降量165.點和點沉降差1616某框架

2、結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ)設(shè)計計算書一、 工 程 概 況威海近郊五層兩跨鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（相當于七層以上民用建筑），車間有三排柱，柱截面尺寸為400×600mm2，平面圖如圖1。作用在基礎(chǔ)頂面的荷載特征值如表1，彎矩作用于跨度方向。室內(nèi)外高差0.30m。圖1混凝土框架結(jié)構(gòu)平面圖表1 荷載效應(yīng)特征值柱位荷載類荷載效應(yīng)標準組合準永久組合基本組合a軸f1400kn1350 kn1750 knm（順時針）200 kn.m170 kn.m250 kn.mb軸f1600 kn1450 kn2000 knm（順時針）140 kn.m130 kn.m175 kn.mc軸f1200 kn1100 kn1500 k

3、nm（順時針）170 kn.m150 kn.m212 kn.m二、 地 質(zhì) 資 料1. 綜合地質(zhì)柱狀圖如表2，地下水位在細砂層底，標準凍深為2m；2. 凍脹類別為凍脹。表2 綜合地質(zhì)柱狀圖 圖 例土層厚度土 層 描 述1.2m人工填土、含煤灰5.0m黃褐色粘性土，低壓縮性， 5.5m淤泥質(zhì)粘土，7.0m黃色細砂、中密、稍濕三、 設(shè) 計 要 求 1. 設(shè)計柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)；2. 計算該條形基礎(chǔ)相鄰兩柱的沉降差；3. 繪制基礎(chǔ)平面圖（局部），基礎(chǔ)剖面圖，配筋圖。 四、 設(shè) 計 步 驟1. 考慮凍脹因素影響確定基礎(chǔ)埋深；2. 持力層承載力特征值修正；3. 計算基礎(chǔ)底面尺寸，確定基礎(chǔ)構(gòu)造高度；4

4、. 計算條形基礎(chǔ)相鄰兩柱的沉降差；5. 按倒梁法計算梁縱向內(nèi)力，并進行結(jié)構(gòu)設(shè)計；6. 計算基礎(chǔ)的橫向配筋及翼緣高度；7. 繪制施工圖。五、 工作量1. 設(shè)計柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)；2. 計算該條形基礎(chǔ)相鄰兩柱的沉降差；3. 完成課程設(shè)計計算說明書一份；4. 完成鉛筆繪制2號施工圖一張；5. 配合教師安排進行答辯。六、 內(nèi)力計算(二) 確定基礎(chǔ)埋深根據(jù)地質(zhì)資料進入土層為粘土層，其基本承載力特征值為,可知其為最優(yōu)持力層，基礎(chǔ)進入持力層大于。又考慮凍脹因素的影響，根據(jù)規(guī)范可知，其設(shè)計凍深應(yīng)按下式計算：，據(jù)此可初步確定基礎(chǔ)埋深為。根據(jù)基礎(chǔ)埋深需進行持力層承載力特征值的深度修正，持力層為黃褐色粘性土層。

5、液性指數(shù)，又，查表可得，承載力修正系數(shù)，基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，條形基礎(chǔ)的基礎(chǔ)埋深一般自室內(nèi)底面算起，室內(nèi)外高差為，取，則可得修正值為：。(三) 確定基礎(chǔ)梁的高度、長度和外伸尺寸根據(jù)規(guī)范要求，柱下條形基礎(chǔ)肋梁的高度應(yīng)該取為柱距的倍 ，又有此處柱距取為，故可得到肋梁的高度，取，即為。根據(jù)構(gòu)造要求，條形基礎(chǔ)端部外伸長度應(yīng)為邊跨跨距的倍，故考慮到柱端存在彎矩及其方向，可以得到基礎(chǔ)端部左側(cè)延伸，取。計算簡圖如圖2所示：圖2.計算簡圖為使荷載形心與基底形心重合，右端延伸長度為，計算過程如下：1. 確定荷載合力到c點的距離：2. 確定右端延伸長度：3. 確定基礎(chǔ)梁的總長度：4. 確定基礎(chǔ)梁基底的寬度

6、：計算基礎(chǔ)及其上土的重力時的基礎(chǔ)埋深為：，取作，故無需作寬度修正。(四) 持力層和軟弱下臥層的驗算1. 基底的平均壓力：故持力層滿足要求。2. 對于軟弱下臥層：軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后承載力特征值：經(jīng)查表得 ， 故軟弱下臥層滿足要求。經(jīng)驗算，基礎(chǔ)底面尺寸及埋深滿足要求。(五) 肋梁的彎矩和剪力計算1. 基底凈反力計算2. 按照靜定分析方法計算柱下條形基礎(chǔ)的內(nèi)力：a) 對于a點 （逆時針方向）（） （逆時針方向）（）b) 對于b點（逆時針方向）（）（逆時針方向）（）c) 對于c點 （逆時針方向 ） （）（逆時針方向）（）d) ab跨中：（順時針方向）e) bc跨中：（順時針方向）計算簡圖及彎

7、矩圖和剪力圖如圖3所示：圖3.計算簡圖及內(nèi)力圖七、 配筋計算(一) 基礎(chǔ)配筋計算1. 肋梁配筋計算：a) 材料選擇 混凝土 ，； ；鋼筋采用一級鋼筋；墊層，厚。b) 肋梁寬度；，符合的規(guī)定。c) 驗算截面最小尺寸 考慮到鋼筋可能為雙排布置，故，d) ，滿足要求。2. 正截面受彎配筋計算計算配筋如表3所示：表3正截面受彎配筋計算截面彎矩截面抵抗矩系數(shù)相對受壓區(qū)高度內(nèi)力矩的力臂系數(shù)截面配筋選用鋼筋a左833.40.039400.040210.97992354.6478 a 20a右1083.40.051220.052600.97373080.4659 a 22b左782.990.037020.03

8、7730.981142209.4256 a 22b右957.990.045290.046360.976822715.1869 a 20c左364.980.017250.017410.99131019.3367 a 14c右576.980.027280.027660.986171619.7999 a 16ab跨中580.840.027460.027850.986081630.7919 a 16bc跨中8500.040180.041030.979492402.5508 a 20注：等效矩形應(yīng)力圖形系數(shù)；取及大值，基礎(chǔ)梁選配鋼筋：頂部8,20全長貫通，腰筋按構(gòu)造設(shè)置，詳見配筋圖，底部 9,22全長貫

9、通，大于底部總受力筋面積的 在支座后的受力筋2,22于支座右側(cè)1m后截斷，滿足錨固長度要求。3. 箍筋計算a) 截面尺寸符合要求（第1步第項已經(jīng)驗算）；b) 根據(jù)縱筋布置及根數(shù)確定為4肢箍，選用a10200； c) 斜截面受剪承載力；由于且承載力滿足要求。故箍筋只需按照構(gòu)造在支座處加密a 10100，其他位置只需按a 10200配置箍筋即可。(二) 基礎(chǔ)底板配筋計算翼板按斜截面抗剪強度驗算設(shè)計高度；翼板端部按固定端計算彎矩，根據(jù)彎矩配置橫向鋼筋（橫向鋼筋采用a 10, ）。翼緣板的高度如計算簡圖所示，計算簡圖如圖4所示：圖4.計算簡圖取寬度翼板作為計算單元，剪力設(shè)計值： 斜截面受剪承載力 滿足

10、要求。1. 橫向鋼筋計算a) 彎矩設(shè)計值；b) 配筋計算：截面抵抗矩系數(shù)相對受壓區(qū)高度 ；內(nèi)力矩的力臂系數(shù)鋼筋面積實配a 12160， ，分布筋a 8200。八、 沉降差的計算1. 土層分層情況如下圖5所示：圖5.土層分層圖沉降計算采用荷載準永久組合,用角點法將計算區(qū)域進行劃分。2. 邊基礎(chǔ)自身沉降計算 簡圖如圖6所示：圖6. 計算簡圖地基變形計算深度 算至黃色細砂土層，則，按gb50007-2002規(guī)定時且應(yīng)滿足b1點b1點自身基礎(chǔ)沉降計算表格如表4所示：表4 b1點沉降計算09.19.401.00008.53.99.19.44.30.58482.28078.536.1636.169.49.

11、19.410.40.34320.94542.550.9687.12109.19.411.10.32760.0362120.4187.73計算沉降經(jīng)驗系數(shù)首先計算變形計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當量值根據(jù)gb50007-2002表5.3.5 ，得所以邊基礎(chǔ)點基礎(chǔ)最終沉降量計算，滿足gb5007-2002公式5.3.6要求。3. 相鄰基礎(chǔ)的影響沉降計算簡圖如圖7所示：圖7. 相鄰基礎(chǔ)的影響沉降計算簡圖地基變形計算深度 算至黃色細砂土層，則，按gb50007-2002規(guī)定時且應(yīng)滿足b1點b1點相鄰基礎(chǔ)沉降影響計算表格如表5、6、7、8所示：表501.1 00.2508.5003.91.1 0.5 0.2

12、4530.95678.515.17 15.179.41.1 1.2 0.21741.08692.558.58 73.7510.21.1 1.3 0.21230.1219121.37 75.12表601.4 00.2508.50 03.91.4 0.6 0.24440.95328.515.11 15.119.41.4 1.5 0.20951.01612.554.77 69.8810.21.4 1.7 0.20050.0758120.85 70.73表701.0 00.2508.50 03.91.0 0.5 0.24480.95478.515.13 15.139.41.0 1.2 0.21491.06542.557.43 72.5610.21.0 1.3 0.20960.1178121.32 73.88表801.3 00.2508.50 03.91.3 0.6 0.24410.9528.515.09 15.099.41.3 1.5 0.20740.99762.553.77 68.8610.21.3 1.7 0.19820.0721