某框架結(jié)構(gòu)柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、某框架結(jié)構(gòu)柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（倒梁法）一、設(shè)計(jì)資料1、某建筑物為7層框架結(jié)構(gòu)，框架為三跨的橫向承重框架，每跨跨度為7.2m；邊柱傳至基礎(chǔ)頂部的荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值分別為：Fk=2665KN、Mk=572KNM、Vk=146KN，F(xiàn)=3331KN、M=715KNM、V=182KN；中柱傳至基礎(chǔ)頂部的荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值分別為：Fk=4231KN、Mk=481KNM、Vk=165KN，F(xiàn)=5289KN、M=601KNM、V=206KN。2、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察描述，原位測(cè)試分析及室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，整個(gè)勘察范圍內(nèi)場(chǎng)地地層主要由粘性土、粉土及粉砂組成，根據(jù)土的結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性質(zhì)共分為7層，具體層位及工程特性見(jiàn)附表。勘察

2、鉆孔完成后統(tǒng)一測(cè)量了各鉆孔的地下水位，水位埋深平均值為0.9m，本地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋無(wú)腐蝕性。3、根據(jù)地質(zhì)資料，確定條基埋深d1.9m；二、內(nèi)力計(jì)算1、基礎(chǔ)梁高度的確定 取h1.5m 符合GB50007-2002 8.3.1柱下條形基礎(chǔ)梁的高度宜為柱距的11的規(guī)定。 482、條基端部外伸長(zhǎng)度的確定據(jù)GB50007-2002 8.3.1第2條規(guī)定外伸長(zhǎng)度宜為第一跨的0.25倍考慮到柱端存在彎矩及其方向左側(cè)延伸0.25l=0.257.2m=1.8m為使荷載形心與基底形心重合，右端延伸長(zhǎng)度為lef，lef計(jì)算過(guò)程如下：基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì)a .

3、確定荷載合力到E點(diǎn)的距離xo：xo=333137.2+528927.2-7152-6012-1821.52-2061.52 33312+52892182396得xo=10.58m 17240b . 右端延伸長(zhǎng)度為lef：lef=(1.8+2.7+7.22-10.58)2-1.8-7.23=2.24m3、地基凈反力pj的計(jì)算。對(duì)E點(diǎn)取合力距即：ME=0，2.24+33317.23+52897.23-pj(25.64-2.24)20.5-(7152+6012)-(1821.52+2061.52)=02pj2.24即271.2712pj=182396pj=672.3751KN4、確定計(jì)算簡(jiǎn)圖5、采用

4、結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算在地基凈反力Pj作用下基礎(chǔ)梁的內(nèi)力圖 -2020.41A1804.25-1149.013469.92F3547.05彎矩圖（KN·M）- 1 -基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì)2568.421210.28A2347.792062.88F剪力圖（KN）6、計(jì)算調(diào)整荷載pi由于支座反力與原柱端荷載不等，需進(jìn)行調(diào)整，將差值pi折算成調(diào)整荷載qipB=3331-(1210.28+2272.68)KN=-151.96KN xpC=5289-(2568.42+2493.31)KN=227.27KN pD=5289-(2347.79+2778.22)KN=162.

5、99KN pB=3331-(2062.88+1506.12)KN=-238KN對(duì)于邊跨支座q1=p1lo為邊跨長(zhǎng)度；l1為第一跨長(zhǎng)度。(lo+1l)1pli-1為第i-1長(zhǎng)度；li為第i跨長(zhǎng)度。 11(li-1+li)對(duì)于中間支座q=故qB=-151.96KN227.27KN；q=KN=47.35KN； =-36.18C11(1.8+17.2)(7.2+7.2)qD=162.99-238KN=33.96KN；q=KN=-51.93KNE(7.2+7.2)(7.2+2.24)調(diào)整荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖：- 2 -基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì)調(diào)整荷載作用下基礎(chǔ)梁的內(nèi)力圖-58.6

6、1AB14.62-128.68-128.68-16.3489.05-30.8775.1475.14-8.76EFBC跨中M0.86KN·m；CD跨中M34.98KN·m ； DE跨中M2.325KN·m彎矩圖（KN·M）100.733.42-12.90-12.90B-65.13-110.215.79EF73.9384.92x-117.31剪力圖（KN）7、兩次計(jì)算結(jié)果疊加，得基礎(chǔ)梁得最終內(nèi)力三、基底壓力驗(yàn)算按勘察報(bào)告2005-054；鉆孔18處1.9m2.7m深度范圍內(nèi)的黃土物理指標(biāo)如下：=20.7%；=2.07gcm3；d=1.71gcm3eo=0.5

7、98；Sr=0.95；Qs=2.74；l=36.5%；p=19.0%；Ip=17.5；Il=0.1；a1-2=0.18；E1-2=7.8Mpa；c=62Kpa；=27.3o；- 3 -基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì)查 GB50007-2002表5.2.4承載力修正系數(shù)e及Il均小于0.85的粘性土b0.3；d1.6；1、不考慮寬度修正，只考慮深度修正的地基承載力特征值fa：fa=fak+dm(d-0.5m)=150+1.618.5(1.9-0.5)=191.44Kpa2、確定基礎(chǔ)寬度bFk+Gk l(fa-md)=26652+42312+2025.6425.64(191.44

8、-201.9)=3.6363m取b=3.8m3、經(jīng)寬度和寬度修正的地基承載力特征值fa=fak+b(b-3.0)+dm(d-0.5m) fa=150+0.320(3.8-3.0)+1.618.5(1.9-0.5)Kpa=196.24Kpa。4、驗(yàn)算基底壓力pkfa采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合計(jì)算基底凈反力pjk（與荷載基本組合時(shí)地基凈反力pj計(jì)算方法相同）：271.2712pjk=145914.6pjk=537.892KN pk=537.892+20Kpa=161.5505183Kpafa=196.24Kpa，滿足要求。 3.8四、基礎(chǔ)配筋計(jì)算1、基礎(chǔ)梁配筋計(jì)算材料選擇 混凝土C40 ft=1.71Mp

9、a； fc=19.1Mpa；- 4 -基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì)鋼筋采用二級(jí)鋼HRB335；fy=fy'=300N墊層C10 100mm厚。mm2；基礎(chǔ)梁寬度 b=500mm；=3.0符合2.03.5的規(guī)定 驗(yàn)算截面最小尺寸考慮到鋼筋可能為雙排布置，故ho=1500-80=1420mmVmax=2853.92KN0.25cfcbho=0.2519.15001420N=3390.25KN，滿足要求 配筋計(jì)算表格 2、正截面受彎配筋計(jì)算注：等效矩形應(yīng)力圖形系數(shù)1=1.0；ho=1420mm；min取0.45fth及0.2%大值 fyho基礎(chǔ)梁選配鋼筋：頂部 1225全

10、長(zhǎng)貫通，腰筋按構(gòu)造設(shè)置，詳見(jiàn)簡(jiǎn)圖 底部 632全長(zhǎng)貫通，大于底部總面積的1/3. C、D支座底部附加鋼筋632 在1/3截?cái)?3、箍筋計(jì)算截面尺寸符合要求（第1步第項(xiàng)已經(jīng)驗(yàn)算）；- 5 -基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì)根據(jù)縱筋布置及根數(shù)確定為6肢箍，選用1080 1 Asv=6(102)mm2=471.24mm2 4斜截面受剪承載力Vu；Vu=Vcs=0.7ftbho+1.25fyva、1080（加密區(qū)）Vu=0.71.715001420+1.25210Asvho s471.241420N=3045.55KN 80b、10200（非加密區(qū)）Vu=0.71.715001420+

11、1.25210471.241420N=1728.14KN 200加密區(qū) Vu=3045.55KN>2853.92KN承載力滿足要求。 非加密區(qū)Vu=1728.14KN>1158.73KN五、基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算翼板按斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算設(shè)計(jì)高度；翼板端部按固定端計(jì)算彎矩，根據(jù)彎矩配置橫向鋼筋（橫向鋼筋采用16, fy=300N1、翼板的高度如計(jì)算簡(jiǎn)圖所示，取1.0m寬度翼板作為計(jì)算單元，剪力設(shè)計(jì)值V=pj3.81.01.65KN mm2）.=672.37511.65KN=291.95KN 3.8斜截面受剪承載力Vu=Vc=0.7ftbho=0.71.711.0(0.5-0.04)=550

12、.62KN>V=291.95KN，滿足要求。2、橫向鋼筋計(jì)算 1pj彎矩設(shè)計(jì)值M=()1.652=0.5176.9412.7225240.86KNm； 23.8M240.86106=0.0595969 配筋計(jì)算：截面抵抗矩系數(shù)s=221fcbho1.019.11000460- 6 -基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì)相對(duì)受壓區(qū)高度=1=1=0.0615；內(nèi)力矩的力臂系數(shù)s=M=1+0.9385=0.9693 2240.86106=1800mm2 鋼筋面積As=fysho3000.9693460實(shí)配16110 As=1827.84mm2>1800mm2，分布筋8200。

13、六、沉降計(jì)算1、土層分層情況如下圖：沉降計(jì)算采用荷載準(zhǔn)永久組合,用角點(diǎn)法計(jì)算區(qū)域劃分如下： 例如：對(duì)于E點(diǎn)有z,E=(z,E)e1f1FE+(z,E)e2f2FE+(z,E)a1e1EA+(z,E)a2e2EA - 7 -基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì)2、地基變形計(jì)算深度Zn 算至強(qiáng)化閃長(zhǎng)巖則Zn=8.5m，按GB50007-2002規(guī)定'0.025si' 2<b<4m時(shí)z=0.6m且應(yīng)滿足sn3、沉降計(jì)算 E點(diǎn)：對(duì)z,E=(z,E)e1f1FE+(z,E)e2f2FE+(z,E)a1e1EA+(z,E)a2e2EA；B=1.9m;L1=2.24m

14、L2=23.4m；po=161.55-18.51.9Kpa=126.4Kpas'=12.8507+11.2597+18.0026+3.4368+0.4871=46.0369mm計(jì)算沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)- 8 -基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì)首先計(jì)算變形計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值EsEs=Ai0.99120.8+0.93541.0+0.58084.9+0.52701.2+0.50340.6=i+7.81015.51030EsiEs=5.50872=7.4033Mpa0.74408928據(jù)GB50007-2002表5.3.5 ，得s=0.7905所以邊柱E點(diǎn)樁基礎(chǔ)最終沉降量計(jì)

15、算s=ss'=0.790543.0369mm=34.0194mm'=0.4871mm0.025si'=0.02543.0369mm=1.0759mm， z=0.6msn滿足GB5007-2002公式5.3.6要求。D點(diǎn)：對(duì)z,H=2(z,H)a1d1DA+2(z,H)d1f1FD；B=1.9m;L1=9.44mL2=216.2m；po=161.55-18.51.9Kpa=126.4Kpa- 9 -基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì)s'=12.8701+11.5112+21.1520+4.6187+0.6615=50.8153mm 計(jì)算沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)s 首先計(jì)算變形計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值Es Es=Ai0.99280.8+0.94721.0+0.64164.9+0.59041.2+0.56740.6=Ai0.99280.80.94721.00.64164.90.59041.20.56740.6+7.81015.51030EsiEs=5.5935=11.6151Mpa 0.481570028據(jù)GB50007-2002表5.3.5 ，得s=0.5740所以中柱D點(diǎn)樁基礎(chǔ)最終沉降量計(jì)算s=ss'=0.574050.8153mm=