柱下條形基礎(chǔ)工程課設(shè)

1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書姓 名：學(xué) 號(hào)：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(jì) 要 求5四、設(shè) 計(jì) 步 驟5五、工作量5六、內(nèi)力計(jì)算6(一)確定基礎(chǔ)埋深6(二)確定基礎(chǔ)梁的高度、長(zhǎng)度和外伸尺寸6(三)持力層和軟弱下臥層的驗(yàn)算7(四)肋梁的彎矩和剪力計(jì)算8七、配筋計(jì)算9(一)基礎(chǔ)配筋計(jì)算91.基礎(chǔ)梁配筋計(jì)算：92.正截面受彎配筋計(jì)算103.箍筋計(jì)算10(二)基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算111.橫向鋼筋計(jì)算12八、沉降差的計(jì)算121.土層分層情況122.邊基礎(chǔ)自身沉降計(jì)算133.相鄰基礎(chǔ)的影響沉降144.點(diǎn)的最終沉降量165.點(diǎn)和點(diǎn)沉降差1616某框架

2、結(jié)構(gòu)條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)組合準(zhǔn)永久組合基本組合a軸f1400kn1350 kn1750 knm（順時(shí)針）200 kn.m170 kn.m250 kn.mb軸f1600 kn1450 kn2000 knm（順時(shí)針）140 kn.m130 kn.m175 kn.mc軸f1200 kn1100 kn1500 k

3、nm（順時(shí)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(xì)砂層底，標(biāo)準(zhǔn)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(xì)砂、中密、稍濕三、 設(shè) 計(jì) 要 求 1. 設(shè)計(jì)柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)；2. 計(jì)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(jì) 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(jì)算基礎(chǔ)底面尺寸，確定基礎(chǔ)構(gòu)造高度；4

4、. 計(jì)算條形基礎(chǔ)相鄰兩柱的沉降差；5. 按倒梁法計(jì)算梁縱向內(nèi)力，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；6. 計(jì)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(jì)柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)；2. 計(jì)算該條形基礎(chǔ)相鄰兩柱的沉降差；3. 完成課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份；4. 完成鉛筆繪制2號(hào)施工圖一張；5. 配合教師安排進(jìn)行答辯。六、 內(nèi)力計(jì)算(二) 確定基礎(chǔ)埋深根據(jù)地質(zhì)資料進(jìn)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(jìn)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(jì)凍深應(yīng)按下式計(jì)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(jìn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2所示：圖2.計(jì)算簡(jiǎn)圖為使荷載形心與基底形心重合，右端延伸長(zhǎng)度為，計(jì)算過(guò)程如下：1. 確定荷載合力到c點(diǎn)的距離：2. 確定右端延伸長(zhǎng)度：3. 確定基礎(chǔ)梁的總長(zhǎng)度：4. 確定基礎(chǔ)梁基底的寬度

6、：計(jì)算基礎(chǔ)及其上土的重力時(shí)的基礎(chǔ)埋深為：，取作，故無(wú)需作寬度修正。(四) 持力層和軟弱下臥層的驗(yàn)算1. 基底的平均壓力：故持力層滿足要求。2. 對(duì)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(yàn)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(jì)算1. 基底凈反力計(jì)算2. 按照靜定分析方法計(jì)算柱下條形基礎(chǔ)的內(nèi)力：a) 對(duì)于a點(diǎn) （逆時(shí)針方向）（） （逆時(shí)針方向）（）b) 對(duì)于b點(diǎn)（逆時(shí)針方向）（）（逆時(shí)針方向）（）c) 對(duì)于c點(diǎn) （逆時(shí)針方向 ） （）（逆時(shí)針方向）（）d) ab跨中：（順時(shí)針方向）e) bc跨中：（順時(shí)針方向）計(jì)算簡(jiǎn)圖及彎

7、矩圖和剪力圖如圖3所示：圖3.計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖七、 配筋計(jì)算(一) 基礎(chǔ)配筋計(jì)算1. 肋梁配筋計(jì)算：a) 材料選擇 混凝土 ，； ；鋼筋采用一級(jí)鋼筋；墊層，厚。b) 肋梁寬度；，符合的規(guī)定。c) 驗(yàn)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(jì)算計(jì)算配筋如表3所示：表3正截面受彎配筋計(jì)算截面彎矩截面抵抗矩系數(shù)相對(duì)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(zhǎng)貫通，腰筋按構(gòu)造設(shè)置，詳見配筋圖，底部 9,22全長(zhǎng)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?cái)啵瑵M足錨固長(zhǎng)度要求。3. 箍筋計(jì)算a) 截面尺寸符合要求（第1步第項(xiàng)已經(jīng)驗(yàn)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(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a 10, ）。翼緣板的高度如計(jì)算簡(jiǎn)圖所示，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4所示：圖4.計(jì)算簡(jiǎn)圖取寬度翼板作為計(jì)算單元，剪力設(shè)計(jì)值： 斜截面受剪承載力 滿足

10、要求。1. 橫向鋼筋計(jì)算a) 彎矩設(shè)計(jì)值；b) 配筋計(jì)算：截面抵抗矩系數(shù)相對(duì)受壓區(qū)高度 ；內(nèi)力矩的力臂系數(shù)鋼筋面積實(shí)配a 12160， ，分布筋a 8200。八、 沉降差的計(jì)算1. 土層分層情況如下圖5所示：圖5.土層分層圖沉降計(jì)算采用荷載準(zhǔn)永久組合,用角點(diǎn)法將計(jì)算區(qū)域進(jìn)行劃分。2. 邊基礎(chǔ)自身沉降計(jì)算 簡(jiǎn)圖如圖6所示：圖6. 計(jì)算簡(jiǎn)圖地基變形計(jì)算深度 算至黃色細(xì)砂土層，則，按gb50007-2002規(guī)定時(shí)且應(yīng)滿足b1點(diǎn)b1點(diǎn)自身基礎(chǔ)沉降計(jì)算表格如表4所示：表4 b1點(diǎn)沉降計(jì)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(jì)算沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)首先計(jì)算變形計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值根據(jù)gb50007-2002表5.3.5 ，得所以邊基礎(chǔ)點(diǎn)基礎(chǔ)最終沉降量計(jì)算，滿足gb5007-2002公式5.3.6要求。3. 相鄰基礎(chǔ)的影響沉降計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖7所示：圖7. 相鄰基礎(chǔ)的影響沉降計(jì)算簡(jiǎn)圖地基變形計(jì)算深度 算至黃色細(xì)砂土層，則，按gb50007-2002規(guī)定時(shí)且應(yīng)滿足b1點(diǎn)b1點(diǎn)相鄰基礎(chǔ)沉降影響計(jì)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