基礎(chǔ)工程課程設(shè)計之條形基礎(chǔ)設(shè)計

1、12基礎(chǔ)工程設(shè)計原理課程設(shè)計一、設(shè)計題目擬建場地位于某市市中心區(qū)，場區(qū)原有建筑現(xiàn)己拆遷。原定設(shè)計方案為四座小高層建筑（詳見：基坑開挖場地及勘探點(diǎn)平面布置圖），現(xiàn)建筑方案修改為五層（第五層為躍式）多層框架建筑，平面布置不變?？蚣苤g距為67.5m，基礎(chǔ)底面設(shè)計埋深為1.4m，框架中柱設(shè)計荷載為9001000kn，角、邊柱設(shè)計荷載為500800kn (見圖1)，框架柱截面尺寸為400mm400mm。基礎(chǔ)混凝土材料采用c25，基底設(shè)置c7.5、厚度100mm 的混凝土墊層；配筋采用級普通圓鋼筋。設(shè)計計算內(nèi)容：（1）在不考慮地基處理時，某中軸線柱下條形基礎(chǔ)（兩端為邊柱）按地基承載力確定的基礎(chǔ)底寬度是否

2、滿足沉降要求？（2）若通過地基處理（地基處理深度從基礎(chǔ)底面以下4.5m 內(nèi)），使得地基承載力設(shè)計值達(dá)到150kpa，進(jìn)行如下設(shè)計計算：1）根據(jù)地基強(qiáng)度確定中軸線柱下條形基礎(chǔ)（兩端為邊柱、角與邊柱需考慮100knm 的力矩荷載）的基礎(chǔ)底面尺寸；2）分別按倒置梁法、彈性地基梁法（可按等截面彈性地基梁）計算柱下條形基礎(chǔ)的內(nèi)力分布；3）基礎(chǔ)配筋、沖切驗算；4）完成有關(guān)計算部分的計算簡圖、基礎(chǔ)配筋圖等。二、地基土的特征及其主要性能指標(biāo)由設(shè)計勘察資料得第一層：雜填土 有上層滯水第二層：粘土 第三層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 第四層： 粉砂與淤泥質(zhì)粘土互層 有孔隙承壓水地基資料如圖2-1所示三、承載力特征值和基底寬度

3、的確定 已知基礎(chǔ)地面設(shè)計埋深為d=2.2m粘土的承載力特征值為粘性土的0.85,故可查表得 1 2中軸線上沿長度方向取1m為計算單元的線荷載基底寬度應(yīng)為，取3.6m 3四、地基沉降驗算 1、計算基礎(chǔ)的基底平均附加應(yīng)力 基礎(chǔ)及其上回填土的總重 基底平均壓力 4基底處的土的自重應(yīng)力 平均附加壓力，近似取90kpa 5x/bzz/bz*01.80.52.50.98841.779121.7791264.0483264.0483203.613.50.94123.388321.609241.37943105.427705.41.53.50.87484.723921.335634.344139.771707

4、.223.50.80725.811841.0879227.97509167.7468092.53.50.74646.71760.9057623.29097191.0378010.8314.50.69327.486560.768964.772855195.81072、確定z=10.8m范圍內(nèi)的計算沉降量，相應(yīng)于z=9m至z=10.8m土層的計算沉降量，滿足要求，故確定計算深度=10.8m。3、確定計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值 9 查表（當(dāng)）得 104、計算最終沉降量建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范gb50007-2002p26頁表5.3.4得體型簡單的高層建筑基礎(chǔ)的平均沉降量為200mm，所以沉降不滿足要

5、求。五、確定基礎(chǔ)底面尺寸根據(jù)題目要求地基經(jīng)過處理使得地基承載力設(shè)計值達(dá)到150kpa，兩端為邊柱、角與邊柱需考慮100knm 的力矩荷載1、按中心荷載的公式試求基底面積中軸線上沿長度方向取1m為計算單元的線荷載基底寬度應(yīng)為,取基礎(chǔ)寬度為3m 所以可以不改變承載力設(shè)計值。2、基礎(chǔ)高度的確定 選用混凝土強(qiáng)度等級為c25， 計算簡圖如圖6-1所示圖6-1 i-i截面距基礎(chǔ)邊緣的距離為驗算截面的剪力設(shè)計值，有基礎(chǔ)的計算有效高度為為了增加剛度基礎(chǔ)高度宜為株距的1/41/8,取基礎(chǔ)的高度為1000mm基礎(chǔ)邊緣高度取300mm，基礎(chǔ)高度取700mm，有效高度，滿足要求基礎(chǔ)尺寸如圖所示六、地基處理后的沉降驗算

6、1、計算基礎(chǔ)的基底平均附加應(yīng)力 基礎(chǔ)及其上回填土的總重 基底平均壓力 基底處的土的自重應(yīng)力 平均附加壓力 x/bzz/bz*02.113.50.94121.976521.9765246.8152946.81528804.223.50.80723.390241.4137233.4849780.30025606.333.50.69324.367160.9769223.13905103.43930408.443.50.60645.093760.726617.21004120.649344010.5514.50.53925.66160.567843.246478123.895822012.6614.5

7、0.48646.128640.467042.67018126.566003查表（當(dāng)）得 滿足沉降要求。七、用倒梁法計算內(nèi)力分布條形基礎(chǔ)的端部宜向外伸出，其長度宜為第一跨距的0.25倍。即1、基地單位凈反力即2、求固端彎矩計算簡圖如圖7-1所示圖7-13、求彎矩分配系數(shù)設(shè)則4、力矩分配見表7-1表7-1結(jié)點(diǎn)abccba分配系數(shù)0.430.570.50.50.50.50.570.43固端彎矩413.6-1254.6836.4-836.4836.4-836.4836.4-836.41254.6-413.6179.812.80.90.09238.4-29.817.0-2.11.2-0.20.11119

8、.2-59.68.5-4.20.6-0.3-59.6-4.3-0.359.64.30.3-119.259.6-8.54.2-0.60.3-238.429.8-17.02.1-1.20.2-0.11-179.8-12.8-0.9-0.09最后彎矩413.6-1061.01161.0-772.2772.2-772.2772.2-1061.01161.0-413.6邊跨跨中及第一支座的彎矩值乘以1.2的系數(shù)5、彎矩圖和剪力圖八、彈性地基梁法1、確定地基的基床系數(shù)和梁的柔度指數(shù)由經(jīng)驗數(shù)值法查表得基床系數(shù) 11集中基床系數(shù) 柔度指數(shù) 12故屬于無限長梁。1)、第一跨跨中彎矩與基底凈反力的計算其中， 13

9、作用點(diǎn)位置bkxa15000120010030.1650.82597 0.28957 0.24684 0.53640 448.80 26.82 b150001600030.1650.82597 0.28957 0.24684 0.53640 598.39 0.00 c150001800090.1650.24508 0.22567 -0.20626 0.01941 -562.53 0.00 1500018000150.165-0.01411 0.05204 -0.11819 -0.06615 -322.32 0.00 1500016000210.165-0.03959 -0.00994 -0.0

10、1971 -0.02965 -47.79 0.00 150001200100270.165-0.01420 -0.01124 0.00828 -0.00296 15.05 -0.15 156.28 2)第二跨跨中彎矩與基底凈反力的計算作用點(diǎn)位置bkxa15000120010090.1650.24508 0.22567 -0.20626 0.01941 -375.02 0.97 b150001600030.1650.82597 0.28957 0.24684 0.53640 598.39 0.00 c150001800030.1650.82597 0.28957 0.24684 0.53640

11、673.19 0.00 150001800090.1650.24508 0.22567 -0.20626 0.01941 -562.53 0.00 1500016000150.165-0.01411 0.05204 -0.11819 -0.06615 -286.51 0.00 150001200100210.165-0.03959 -0.00994 -0.01971 -0.02965 -35.84 -1.48 11.18 彎矩疊加得2)第三跨跨中彎矩作用點(diǎn)位置bkxa150001200100150.165-0.01411 0.05204 -0.11819 -0.06615 -214.88 -3

12、.31 b150001600090.1650.24508 0.22567 -0.20626 0.01941 -500.02 0.00 c150001800030.1650.82597 0.28957 0.24684 0.53640 673.19 0.00 150001800030.1650.82597 0.28957 0.24684 0.53640 673.19 0.00 150001600090.1650.24508 0.22567 -0.20626 0.01941 -500.02 0.00 150001200100150.165-0.01411 0.05204 -0.11819 -0.06

13、615 -214.88 -3.31 -90.04 彎矩疊加得2)a處彎矩作用點(diǎn)位置bkxa15000120010000.1651.00000 0.00000 1.00000 1.00000 1818.18 50.00 b150001600060.1650.51453 0.31065 -0.10677 0.20388 -258.83 0.00 c1500018000180.165-0.04179 0.00876 -0.05931 -0.05055 -161.75 0.00 1500018000240.165-0.02694 -0.01392 0.00089 -0.01303 2.43 0.00

14、1500016000300.165-0.00522 -0.00688 0.00855 0.00167 20.73 0.00 150001200100360.1650.00159 -0.00089 0.00336 0.00248 6.12 0.12 1477.00 彎矩疊加得2)b彎矩作用點(diǎn)位置bkxa15000120010060.1650.51453 0.31065 -0.10677 0.20388 -194.12 10.19 b150001600000.1651.00000 0.00000 1.00000 1.00000 2424.24 0.00 c150001800060.1650.514

15、53 0.31065 -0.10677 0.20388 -291.18 0.00 1500018000120.1650.07174 0.12667 -0.18160 -0.05493 -495.29 0.00 1500016000180.165-0.04179 0.00876 -0.05931 -0.05055 -143.78 0.00 150001200100240.165-0.02694 -0.01392 0.00089 -0.01303 1.62 -0.65 1311.03 2)c彎矩作用點(diǎn)位置bkxa150001200100120.1650.07174 0.12667 -0.18160

16、 -0.05493 -330.19 -2.75 b150001600060.1650.51453 0.31065 -0.10677 0.20388 -258.83 0.00 c150001800000.1651.00000 0.00000 1.00000 1.00000 2727.27 0.00 150001800060.1650.51453 0.31065 -0.10677 0.20388 -291.18 0.00 1500016000120.1650.07174 0.12667 -0.18160 -0.05493 -440.25 0.00 150001200100180.165-0.041

17、79 0.00876 -0.05931 -0.05055 -107.84 -2.53 1293.70 彎矩疊加得7)其他跨及支座處的彎矩可由對稱性得。彎矩圖如圖所示九、基礎(chǔ)配筋1) 縱筋計算：根據(jù)倒梁法求得的內(nèi)力配筋混凝土強(qiáng)度等級為c25，鋼筋采用二級鋼筋 ，可以。 選用17b20,同樣的方法算出其他各點(diǎn)所需要的鋼筋，詳細(xì)見表10-1其中， 表10-1位置選用鋼筋a413.60.0120.0125194370.9937402821940一跨跨中517.30.0160.0156833430.9921583282431b10610.0320.0324410410.983779485028二跨跨中3

18、380.0100.0102192410.994890381584c772.20.0230.0235039580.9882480213643三跨跨中482.40.0150.0146174040.9926912982266 注：支座處底部受拉，應(yīng)將鋼筋布置在底部。構(gòu)造要求頂部鋼筋應(yīng)按計算配筋全部貫通，底部通長鋼筋不小于底部受力鋼筋截面總面積的1/3。 將 的鋼筋通長布置，其他鋼筋根據(jù)構(gòu)造截斷。驗算通長鋼筋率： ，滿足要求。2) 板底橫向鋼筋計算根據(jù)前面算出的剪力設(shè)計值 求彎矩設(shè)計值 14基礎(chǔ)每延米的受力鋼筋截面面積為： 15選配受力鋼筋b16100,十、參考資料：1、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范gb50007-20022、羅曉輝主編基礎(chǔ)工程設(shè)計原理華中科技大學(xué)出版社2006年3、東南大學(xué)、浙江大學(xué)、湖南大學(xué)、蘇州城建環(huán)保學(xué)院編土力學(xué)中國建筑工業(yè)出版社2001年第一版 1基礎(chǔ)工程設(shè)計原理p17 表2-7承載力修正系數(shù) 2基