北京交通大學房屋箱型基礎課程設計計算書

1、房屋基礎課程設計計算書姓名：戴治學號：班級：土木1304指導教師：呂勤目錄一、總則11 設計任務12 設計依據(jù)13 計算書內(nèi)容要求14 設計資料1二、箱形基礎外形尺寸31 箱基高度32 底、頂板及墻的厚度33 采用材料3三、按地基承載力確定基底尺寸31 荷載計算32 確定地基承載力特征值43 確定基底尺寸4四、基底反力計算4五、地基沉降計算5六、箱基縱向整體彎曲計算51 計算整體彎矩的基底反力52 作出計算簡圖63 求出任意截面彎矩，畫出彎矩圖64 計算箱基剛度85 計算上部結(jié)構(gòu)剛度9七、底板局部彎曲計算101 底板局部彎曲的基反力102 整體彎矩最大的中跨間（）113 基反力最大的跨間（）1

2、1八、頂板局部彎曲計算12九、底頂板配筋設計121 底板縱向配筋122 底板橫向配筋（按基反力最大的邊跨間控制配筋）143 頂板配筋（按中跨間計算，由邊區(qū)格控制，不考慮整體彎曲）14十、底板斜截面抗剪強度及沖切驗算161 底板斜截面抗剪強度驗算162 底板沖切驗算16十一 箱基墻體配筋設計171 內(nèi)墻配筋設計172 外墻配筋設計173 墻身抗剪強度驗算184 墻上開洞設計18一、總則1 設計任務設計某十層主廠房的基礎。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)及場地地質(zhì)情況，確定采用箱形基礎。2 設計依據(jù)高層建筑箱形與筏形基礎技術(shù)規(guī)程(JGJ6-99)建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002)3 計算書內(nèi)容要求3.1

3、 總則3.2 確定箱形基礎外形尺寸3.3 按地基承載力確定基底尺寸3.4 基底反力計算3.5 基底沉降計算3.6 箱基縱向整體彎曲計算（考慮上下部結(jié)構(gòu)共同工作）3.7 底、頂板局部彎曲計算3.8 頂板配筋設計3.9 底板斜截面抗剪及抗沖切計算3.10 箱基墻體配筋設計3.11 箱基墻體開門窗洞加固設計3.12 繪制施工圖：底、頂板配筋平面分布圖箱基橫截面配筋大樣墻體、開門窗洞加固大樣圖墻體、轉(zhuǎn)角構(gòu)造大樣施工說明4 設計資料4.1 上部結(jié)構(gòu)資料地面以上采用現(xiàn)澆柱、預制梁板的半裝配式框架結(jié)構(gòu)，共十層，層高4.5米，采用C30混凝土，各桿件截面尺寸如下：柱 5050cm2 橫梁 3060cm2縱梁

4、3050cm2 樓板厚 15cm4.2 平面柱網(wǎng)布局如下圖：上部荷載：框架柱傳給基礎的軸力（作用在0.00處）標在柱網(wǎng)分布圖上，單位為kN。 底層地面的活載為14kN/m2 地下室用作雜品堆料倉庫，按活載10kN/m2計。 樓梯和電梯間荷載按均布荷載20kN/m2考慮。箱基墻體與柱網(wǎng)關系圖4.3 地質(zhì)資料（如圖示）二、箱形基礎外形尺寸1 箱基高度據(jù)規(guī)程，一般取建筑物高度的1/81/12，不宜小于基礎長度的1/18。建筑高度為，要取，則箱基高度為。滿足要求。箱基頂面標高，室外標高，則箱基底面標高。2 底、頂板及墻的厚度據(jù)規(guī)程，外墻厚不小于25 cm，內(nèi)墻厚不小于20 cm，頂板不小于15 cm，

5、底板不小于20 cm。對20層以內(nèi)的民用房屋或高度50米以內(nèi)的多層廠房，底板一般取4060 cm厚，頂板2540 cm厚，外墻3050 cm厚，內(nèi)墻2540 cm厚。故取頂板，底板，內(nèi)墻，外墻，取底板外伸寬度為。則頂板下底到底板頂部的距離。3 采用材料箱基材料采用混凝土，墊層厚，采用混凝土。三、按地基承載力確定基底尺寸1 荷載計算根據(jù)荷載規(guī)范，活載應乘1.4的系數(shù)，恒載應乘1.2的系數(shù)，對驗算有利的可不乘系數(shù)。據(jù)提供的資料，荷載沿縱向?qū)ΨQ，但由于樓梯間橫向不對稱，存在偏心，經(jīng)計算偏心很小，所以可按中心荷載計算基礎的底面積縱墻水平橫截面積：橫墻水平橫截面積：頂板面積：底板面積：上部框架傳來的總荷

6、載樓梯間及電梯井荷載基底板面雜品堆料活載基頂板面活載地下水對箱基浮力頂板自重：底板自重：墻體自重：墊層自重：則箱基自重所以基底總荷載2 確定地基承載力特征值按照規(guī)范采用公式其中，故取查規(guī)范可得到，故3 確定基底尺寸基底面積，滿足要求！四、基底反力計算將箱基分成大小相等的個區(qū)格。然后乘以每個區(qū)格的地基反力系數(shù)，就可以算出每個區(qū)格的基底基本反力，結(jié)果如下表：87.63 93.43 78.73 71.38 71.38 78.73 93.43 87.63 108.71 115.77 97.59 88.40 88.40 97.59 115.77 108.71 119.45 127.09 107.26 9

7、7.30 97.30 107.26 127.09 119.45 108.71 115.77 97.59 88.40 88.40 97.59 115.77 108.71 87.63 93.43 78.73 71.38 71.38 78.73 93.43 87.63 五、地基沉降計算按照規(guī)范法，計算公式為其中，按規(guī)范推薦的取1.1將粉質(zhì)粘土層分為三層，將粘土層以下按每層分13層。計算過程如下表：層數(shù)000.0032.790.250012.520.1532.790.24913.2425.040.3032.790.24713.0337.550.4432.790.24212.29410.050.5933

8、.180.2349.71512.550.7433.180.2258.74615.050.8933.180.2126.79717.551.0333.180.2016.24820.051.1833.180.1894.85922.551.3333.180.1763.321025.051.4733.180.1673.971127.551.6233.180.1551.611230.051.7733.180.1462.171332.551.9133.180.1371.331435.052.0633.180.1291.151537.552.2133.180.1210.411640.052.3633.180.

9、1140.41最終沉降量計算為小于規(guī)范要求的地基沉降量的容許值，滿足要求！六、箱基縱向整體彎曲計算1 計算整體彎矩的基底反力箱基整體彎矩的基底反力=基本反力-箱基自重+水壓箱基自重水壓力故只需要在基本反力上減去即可，結(jié)果如下表85.05 90.85 76.15 68.80 68.80 76.15 90.85 85.05 106.13 113.19 95.01 85.82 85.82 95.01 113.19 106.13 116.87 124.51 104.68 94.72 94.72 104.68 124.51 116.87 106.13 113.19 95.01 85.82 85.82 9

10、5.01 113.19 106.13 85.05 90.85 76.15 68.80 68.80 76.15 90.85 85.05 2 作出計算簡圖橫向區(qū)格長縱向每單位長度所受的基反力如下：第一段：第二段：第三段：第四段：而箱基頂板所受的線荷載：于是可得到計算簡圖如下：3 求出任意截面彎矩，畫出彎矩圖有了計算簡圖，可以直接用截面法求出各個截面的彎矩。各個點彎矩值整理如下：（） 彎矩圖如下：4 計算箱基剛度 按工字形截面進行折算，截面尺寸如下圖：箱基的混凝土等級為，故經(jīng)軟件計算得出故5 計算上部結(jié)構(gòu)剛度按照公式進行計算第i層縱梁的截面慣性矩：第i層上下柱的線剛度：第i層梁的線剛度：上部結(jié)構(gòu)混凝

11、土等級為，故，故可以計算出：所以箱基分得的整體彎矩如下：七、底板局部彎曲計算可按倒置的連續(xù)樓蓋考慮，將基反力視為荷載計算。為簡化，一般把各區(qū)格作為四邊固定的雙向板或單向板。本設計中應計算整體彎矩最大的中跨間（）和基反力最大，產(chǎn)生最大局部反力的邊跨間（）。邊跨間存在受荷較大的樓梯間區(qū)格，為簡化此處局部增設附加鋼筋，可不必進行計算。1 底板局部彎曲的基反力底板局部彎曲的基反力=基底基本反力-箱基底板自重+水壓箱基底板自重：水壓力：計算出基反力如下圖：2 整體彎矩最大的中跨間（）邊區(qū)格（AB）的均布荷載為：利用軟件計算，結(jié)果如下：（）5.5（）6彎矩系數(shù)0.02460.0210-0.0575-0.0

12、537彎矩值（）中區(qū)格：利用軟件計算，結(jié)果如下：（）4（）5.5彎矩系數(shù)0.03310.0183-0.0716-0.0567彎矩值（）3 基反力最大的跨間（）邊區(qū)格（AB）的均布荷載為：利用軟件計算，結(jié)果如下：（）5.5（）6彎矩系數(shù)0.02460.0210-0.0575-0.0537彎矩值（）中區(qū)格（BC）的均布荷載為：利用軟件計算，結(jié)果如下：（）4（）5.5彎矩系數(shù)0.03310.0183-0.0716-0.0567彎矩值（）八、頂板局部彎曲計算樓面各區(qū)格的荷載相同，所以只需計算的中跨間，各區(qū)格作為四邊固定的雙向板，對于樓梯間樓板及樓梯計算略。頂板上的荷載有活載10kPa和板自重。故荷載為

13、：同上面一樣，通過軟件計算，結(jié)果如下：邊區(qū)格（AB）：（）5.5（）6彎矩系數(shù)0.02460.0210-0.0575-0.0537彎矩值（）中區(qū)格（BC）（）4（）5.5彎矩系數(shù)0.03310.0183-0.0716-0.0567彎矩值（）九、底頂板配筋設計 箱基整體彎矩可簡化為作用在底板上的軸向拉力和頂板上的軸向壓力，所以理論上應按偏拉構(gòu)件設計，計算甚繁。一般把整體彎曲和局部彎曲大作用分開考慮，分別配筋。對于底板，由整體彎矩產(chǎn)生的拉力及配筋按下式計算：分為兩半，分別作為底板的上下排通長鋼筋。底板局部彎曲所需鋼筋，同時考慮了整體與局部彎曲的影響，按規(guī)程，可適當折減，此時局部彎曲的彎矩應乘折減系

14、數(shù)0.8，而底板的橫向配筋，只按局部彎曲確定，不需折減。對于頂板縱向，當承受整體彎曲時，受軸心壓力，一般按構(gòu)造配筋即能滿足要求，抗彎只按局部彎曲配筋。橫向也只按局部彎曲配筋。底、頂板通長鋼筋上下排不易小于。1 底板縱向配筋1.1 底板整體彎曲的配筋（縱向）1.1.1 中跨間（） ，故鋼筋先取二級鋼筋，。則然后分為兩半，再除以底板的寬度，就能得到單位寬度的配筋面積：1.1.2 邊跨間（），故鋼筋先取二級鋼筋，。則然后分為兩半，再除以底板的寬度，就能得到單位寬度的配筋面積：1.2 底板局部彎曲的配筋1.2.1 中跨間（由邊區(qū)格控制）由于是兩排鋼筋，取，則。對于跨中配筋（上部受拉），按以下步驟進行計

15、算：對于支座配筋（下部受拉），按以下步驟進行計算：1.2.2 邊跨間（由邊區(qū)格和中區(qū)格中的最大值控制）對于跨中配筋（上部受拉），按以下步驟進行計算：對于支座配筋（下部受拉），按以下步驟進行計算：至此，底板的縱向配筋設計全部完成，配筋表如下：跨間中跨間邊跨間跨中配筋支座配筋跨中配筋支座配筋選用鋼筋20140201101818016120實際配筋量1691+476=21671691+1136=2827565+770=1335565+1436=20012 底板橫向配筋（按基反力最大的邊跨間控制配筋）底板的橫向配筋，只按局部彎曲確定，不需要折減。 對于跨中配筋（中區(qū)格控制），按以下步驟計算：由于已經(jīng)小

16、于12200的鋼筋量，故應該按構(gòu)造配筋，就取12200，實際配筋量為。對于支座配筋（邊區(qū)格控制），按以下步驟進行計算：故選用18150，實際配筋量為3 頂板配筋（按中跨間計算，由邊區(qū)格控制，不考慮整體彎曲）3.1 縱向配筋對于跨中配筋（邊區(qū)格控制），按以下步驟計算： 由于已經(jīng)小于12200的鋼筋量，故應該按構(gòu)造配筋，就取12200，實際配筋量為。對于支座配筋（邊區(qū)格控制），按以下步驟計算：取12100，實際配筋量為。3.2 橫向配筋對于跨中配筋（中區(qū)格控制），按以下步驟計算： 由于已經(jīng)小于12200的鋼筋量，故應該按構(gòu)造配筋，就取12200，實際配筋量為。對于支座配筋（邊區(qū)格控制），按以下步驟

17、計算：取12100，實際配筋量為。十、底板斜截面抗剪強度及沖切驗算1 底板斜截面抗剪強度驗算根據(jù)高層建筑箱形與筏形基礎技術(shù)規(guī)范（JGJ 6-99）第5.2.4條的規(guī)定，箱形基礎的底板應滿足斜截面受剪承載力的要求。當?shù)装灏甯駷榫匦坞p向板時，其斜截面受剪承載力可按下式計算：式中：距墻邊緣處，作用在圖中陰影部分面積上的扣除底板及其上填土自重后，相應荷載效應基本組合的基底平均凈反力產(chǎn)生的剪力設計值（）受剪承載力截面高度影響系數(shù)計算板格的長邊的凈長度（）計算示意圖如下：這里取的區(qū)格。 計算得出故故底板斜截面抗剪強度滿足要求！2 底板沖切驗算根據(jù)高層建筑箱形與筏形基礎技術(shù)規(guī)范（JGJ 6-2011）第6.

18、3.4條的規(guī)定，箱基底板除應滿足正截面受彎承載力的要求外，還應滿足受沖切承載力的要求，當?shù)装鍏^(qū)格為矩形雙向板的時候，底板的有效截面高度應符合下式規(guī)定：所以：故底板沖切承載力滿足要求！十一、箱基墻體配筋設計1 內(nèi)墻配筋設計 一般內(nèi)墻按構(gòu)造配筋，采用于10200（雙面雙向），在上、下部各設置220鋼筋2 外墻配筋設計2.1 土壓力計算按靜止土壓力計算，取靜止土壓力系數(shù)然后將靜止土壓力換算為均布在墻體上的壓力：2.2 配筋設計將外墻視為固定于頂板，底板和橫墻（或縱墻）上的雙向板。對于外縱墻的彎矩值：（）3.4（）5.5彎矩系數(shù)0.03760.0155-0.0783-0.0571彎矩值（）外橫墻的彎矩值：（）3.4（）6彎矩系數(shù)0.03920.0139-0.0807-0.0571彎矩值（）因其彎矩值均較小，所以按照構(gòu)造配筋，10200，實際配筋量。并在上下部