柱下条形基础课程设计

柱下条形基础设计

一、设计资料 1、地形

拟建建筑场地平整。

2、工程地质条件

自上而下土层依次如下：

①号土层，耕填土，层厚0.7m，黑色，原为农田，含大量有机质。 ②号土层，黏土，层厚1.8m，软塑，潮湿，承载力特征值fak120kPa。 ③号土层，粉砂，层厚2.6m，稍密，承载力特征值fak160kPa。 ④号土层，中粗砂，层厚4.1m，中密，承载力特征值fak200kPa。 ⑤号土层，中风化砂岩，厚度未揭露，承载力特征值fak320kPa。

3、岩土设计技术参数

地基岩土物理力学参数如表2.1所示。

表2.1 地基岩土物理力学参数 土层编号 ① ② ③ ④ ⑤ 重度 液性指数IL 土的名称 孔隙(kN/m3)比e 17.6 18.4 19.5 20 22 粘聚力c(kPa) 内摩擦角压缩 模量ES (MPa)() 标准贯入锤击数N 4 12 16 承载力 特征值fak(kPa) 耕填土 黏土 粉砂 中粗砂 中风化砂岩 22 17 26.5 30 6.5 7.1 8.2 120 160 200 320 0.84 0.81 4、水文地质条件

（1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 （2）地下水位深度：位于地表下0.9m。

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5、上部结构资料

拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为400mm400mm。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

6、上部结构作用

上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值

=1450kN

=1150kN，，上

=1960kN，=1550kN（其中

N1k为

轴线②~⑥柱底竖向荷载标准组合值；N2k为轴线①、⑦柱底竖向荷载标准组合值；N1为轴线②~⑥柱底竖向荷载基本组合值；N2为轴线①、⑦柱底竖向荷载基本组合值）

其中纵向尺寸为6A，A=5400mm

混凝土的强度等级C25~C30，钢筋采用HPB235、HRB335、HRB400级。

二、柱下条形基础设计

1选择基础材料

基础采用C30混凝土，HPB235、HRB400级钢筋

2确定条形基础底面尺寸并验算地基承载力

由已知的地基条件，地下水位于地表以下0.9m

预估基础高度为h=15400=900mm

6取h=1200mm【即（1/4～1/6）l之间】

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本设计取②号土层为持力层，则基础埋深

d=0.5+1.2=1.70m

3求修正后的地基承载力特征值

由粉砂，查表7.10得，e=0.84 IL=0.81 b0.3d1.6 基底以上土的加权平均重度：

m17.60.718.40.2(18.410)0.813.36kN/m3

1.7持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度的修正）：

fafakdm(d0.5)1201.613.36(1.70.5)145.65kPa

4初步确定基底尺寸

取柱底荷载标准值为N1k=1730KN N2k=1520KN，计算基础和回填土重Gk时的基础埋置深度为 d1(1.72.15)1.925m 2Nik51450211502==82.94m

farGd145.65(1.9250.8)200.810基础底面积Ao=

由于是对称荷载，无偏心，故基地面积不用增大。

15.41.8m 3基础总长：l5.461.8236m

条形基础两端均向外伸出：基础宽度为BAo82.842.3m 取B=2.6m L365基础梁内力计算

取柱底竖向荷载效应基本组合值N1=1960KN N2=1550KN

在对称荷载作用下，由于基础底面反力为均布分布，因此单位长度地基的净反力为 Pj=

Ni5196021550358KN/m L36基础梁可按在均布荷载Pj作用下以柱为支座的五跨等跨连续梁（超过五跨可以按五跨）计算，计算简图如图3.7（a）所示，为了便于计算，把图3.7（a）分解为图3.7（b）

和图3.7（c）两部分

⑴悬臂梁在地基净反力作用下的弯矩，剪力计算【见图3.7（b）】用弯矩分配法计算，

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支座A的固端弯矩为 MA=

121Pjl3954790KN.m 22各支座的弯矩分配系数及计算过程如图3.7（b）所示 支座剪力计算如下：

VA左=Pjl=3581.8=644.4KN.m

VA右=VB左=

MAMB580165=138KN l5.4 VB右=VV左MBMC16541.538KN l5.4可得弯矩图M1及剪力图V1【见图3.7（b）】

⑵五跨连续梁在均布线荷载Pj作用下的弯矩、剪力计算。由表3.4可查的各跨中、支座的弯矩。剪力系数，则 弯矩=弯矩系数Pjl 剪力=剪力系数Pjl

计算结果如图3.7（c）所示，可得弯矩图M2及剪力图V2

⑶基础梁总弯矩。总剪力。将上述⑴⑵两步所得结果叠加，即得到最终内力计算结果，

如图3.7（d）（e）所示

（a）

2 （b）

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Md图（KN.M）

V1图（KN）

（c）

M2图（KN.M）

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(d)(KN.M)

图3.7 基础梁弯矩、剪力计算图

（a）计算简图 （b）悬臂端基地净反力和内力计算 （c）A-A范围内地基净反力和内力计算 （d）M1+M2图 （e）V1+V2图

6基础底板设计

1材料选择：混凝土C，f1.27N/mm2；f11.9N/mm2； ○25tc钢筋采用二级钢HRB335,fyfy'300N/mm 垫层C10：100mm厚

2基底宽B2600mm；基础梁高度h1200mm 粱肋宽取400+250500mm ○

底板外边缘厚度250mm，粱肋处厚度400mm，底板外挑长度

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1(2600500)1050mm 2基础底板计算如图3.8所示 底板净反力设计值为 qiPi358138KN/m2 B2.6取1m长度底板，则底板根部弯矩和剪力分别为

1(2.60.5)21Bb213876KN.m M=()qi=2422 V=

Bb2.60.5qi138145KN 222⑴抗剪验算，混凝土采用C30，ft1.43N/mm,h040050350mm,则有

V=0.7ftbh00.71.431000350350.35KN＞145KN求

⑵底板配筋：钢筋采用HRB335，fy300N/mm则有

2满足要

M76106 As804mm2

0.9hofy0.9350300 选用14@180

MV图3.8基础底板计算简图

7基础梁配筋计算

22混凝土采用C30，fc14.3N/mm 纵向钢筋采用HRB400.fy=360N/mm

⑴正截面承载力计算。对各支座、跨中分别按矩形、T形截面进行正截面承载力计算

（见表3.5,3.6） ⑵斜截面受剪承载力

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ft1.43N/mm2,fc14.3N/mm2,箍筋采用HPB235，fyv210N/mm2.（见表3.7）

表3.5 基础梁支座正截面承载力计算

截面 弯矩M（kNm） A 380 B 931 C 867 截面尺寸（mm） b500ho1200501150 b500ho1200501150 b500ho1200501150 11M0.51fcbh02 0.0634 0.1038 0.0963 计算配筋（mm） 2As1fcbh0(mm2) fy1448 2371 2200 选 配 钢 筋 选用钢筋 422 422+420 422+420 实际配筋As（mm） 21520 2776 2776

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表3.6

基础梁跨中正截面承载力计算

截面 弯矩M（kNm） ,A 606 B 406 C 439 bbf500,截面尺寸（mm） bbf500, bbf500ho1200501150ho1200501150ho1200501150 0.0090 11M0.51fcbfh02,2 0.1024 0.0083 计算配筋（mm） Asfcbfh0fy,1473 620 1884 986 420 1256 1069 420 1256 选用钢筋 实用钢筋面积 注1

fcbf,hf,(h0hf250)114.3260025011509527KN.mM故跨22,,中为第一类截面取b=bf=2600mm

2 2 Asminminbh0.2%50012001200mm

表3.7

基础梁斜截面承载力计算

截面 V(kN) 截面尺寸 0.25bfch0(N) 支座A左 644 b500ho1200501150支座A右 902 b500ho1200501150支座B左 1034 b500ho1200501150 2056>V 0.015 2056>V 1.081 2056>V 1.519 AsvV0.7ftbhos1.25fyvh0 箍筋肢数，间距 计算值s 实配箍筋间距s(mm2) n=4 8 13400 200 n=4 10 290 180 n=4 10 207 180 9

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以上计算，得JL—1梁的配筋，如图3.9所示

注意：为增强基础稳定性，在①④⑦三条轴线上各布置一根基础梁JL-2，如图33.9所示

参考资料 1．《土力学》（第2版）东南大学等四校合编.中国建筑工业出版社，2009。

2．《基础工程》（第2版）华南理工大学等三校合编.中国建筑工业出版社，2009。 3.《土力学与基础工程》赵明华 主编.武汉工业大学出版社，2003。 4.《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001），中国建筑工业出版社，2002。 5.《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2008），中国建筑工业出版社，2008。 6.《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008），中国建筑工业出版社，2008。 7．《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）中国建筑工业出版社，2002

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题目：基础工程课程设计 班级：09级土木工程五班 指导老师：孙静 姓名： 武翠翠

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