柱下条形基础设计.docx
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柱下条形基础设计
《基础工程》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
fak120kPa。
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
液
压缩
承载力
粘聚
模量
土
重度
性
标准
特征值
孔
力
内摩
层
指
擦角ES
贯入
土的名称
3隙
c
fak
编
数
锤击
（kN/m）比e
（）
号
（kPa）
数N
IL
（MPa）
（kPa）
①
耕填土
17.6
②
黏土
18.4
0.840.8122
17
6.5
4
120
③
粉砂
19.5
26.5
7.1
12
160
④
中粗砂
20
30
8.2
16
200
⑤
中风化砂
22
320
岩
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。
1
《基础工程》课程设计
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400mm400mm。
室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。
柱网布置如图2.1所示。
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=1280kN=1060kN，，上
部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值=1728kN，=1430kN（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）
图2.1柱网平面图
其中纵向尺寸为6A，横向尺寸为18m，A=6300mm
混凝土的强度等级C25~C30，钢筋采用HPB235、HRB335、HRB400级。
2
《基础工程》课程设计
二、柱下条形基础设计
1、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，假设基础埋深d为2.6m，持力层为粉砂层
（1）求修正后的地基承载力特征值
由粉砂，查表
7.10得，
b
2.0,
d
3.0
埋深范围内土的加权平均重度：
m
17.6
0.7
18.4
0.2
（18.4
10）1.6
0.1
（19.5
10）
11.69kN/m3
2.6
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）
1603.011.69
（2.6
0.5）
233.65kPa
（2）初步确定基础宽度
设条形基础两端均向外伸出：
1
6.9
1.9m
3
基础总长：
l
6.96
2.3
2
46m
则基础底面在单位1m长度内受平均压力：
1150
2
1450
5
Fk
46
207.61kN
1（2.6
基础平均埋深为：
d
3.05）
2.825m
b：
2
需基础底板宽度
Fk
207.61
b
d
233.65[20
2.825
1.06m
faG
10（2.8250.9）]
取b1.2m设计
（2）计算基底压力并验算
基底处的总竖向荷载为：
FkGk251.32[202.82510（2.8250.9）]11.3258.73kN
基底的平均压力为：
Pk
FkGk
258.73
A
215.60kPafa233.65kPa
11.2
满足条件
2、基础的结构设计
（1）梁的弯矩计算
在对称荷载作用下，由于基础底面反力为均匀分布，因此单位长度地基的净反力为：
3
《基础工程》课程设计
F5196021550
qn280kN/m
l46
基础梁可看成在均布线荷载qn作用下以柱为支座的六跨等跨度连续梁。
为了计算方
便，可将图（a）分解为图（b）和图（c）两部分。
图（b）用力矩分配法计算，A截面处的固端弯矩为：
MA
G
1qnl
2
1
208.42.32
741.66kNm
2
2
图（a）
图（b）
4
《基础工程》课程设计
在图（c）的荷载作用下，也用力矩分配法计算，其中各杆的固端弯矩为：
MBAF
1
qnl2
1
280.
4
6.92
1668.7kNm
8
8
MBCF
1qnl2
1
280.4
6.92
1112.5kNm
12
12
其余同（略）
图（c）
将图（b）与（c）的弯矩叠加，即为按倒梁法计算求得的弯矩图如下：
5
《基础工程》课程设计
（2）梁的剪力计算
VA左
qn
1
208.4
1
6.9
645kN
l
3
3
VA右
qnl
MB
MA
208
6.9
1218
742
2
l
2
898.4kN
6.9
VB左
qnl
MB
MA
208
6.9
1218
742
2
l
2
1036.4kN
6.9
VB右
967.4
1086-1218
986.5kN
6.9
VC左
967.4
1086-1218
948.3kN
6.9
V右
967.4
1125.7-1086
961.7kN
C
6.9
VD左
967.4
1125.7-1086
973.1kN
6.9
其余同（略），得剪力图如下：
（3）计算调整荷载pi
由于支座反力与原柱端荷载不等，需进行调整，将差值
pi折算成调整荷载qi
pA
1550
（645
898.5）
6.5kN
pB
1960
（1036.3986
.4）
-63kN
pC
1960
（948.4
961.
7）
50.1kN
pD
1960
（973.1
973.1）
13.8kN
6
《基础工程》课程设计
对于边跨支座
q1
p1
l0为边跨长度；l1对第一跨长度。
1l1）
（l0
3
对于中间支座
q
p
li1为第i1
长度；li为第i跨长度。
（1li1
1li
）
3
3
故qA
6.5
kN/m
1.41kN/m；
1
（2.3
6.9）
3
63
qB
kN/m
13.7kN/m
（
1
6.9
1
6.9）
3
3
qC
50.1
kN/m
10.89kN/m
（
1
6.9
1
6.9）
3
3
qD
13.8
kN/m
3kN/m
其余同（略）
1
1
（
6.9
6.9）
3
3
调整荷载作用下的计算简图如下：
调整荷载作用下基础梁的内力图如下：
7
《基础工程》课程设计
两次计算结果叠加，得基础梁的最终内力图如下：
两次计算结果叠加，得基础梁得最终内力：
支座A（A'）B（B'）C（C'）D（D'）
8
《基础工程》课程设计
截面
类型
弯矩（KN·m）
剪力（KN）
左
右
左
右
左
右
左
右
745.39
745.39
1195.6
11956
1102
1102
1136
1136
648.2
899.7
1006.95
958.88
969.53
984.47
982.286
982.28
三、配筋计算
（1）基础梁配筋计算
1
2
2
○材料选择：
混凝土
C25，ft1.27N/mm；fc11.9N/mm；
钢筋采用二级钢
HRB335,
fy
f
y
'
300N/mm2
垫层C10：
100mm厚
2
500mm；基础梁高度
h
1300mm；h/b
1300/500
2.6符合
○基础梁宽度b
2.0～3.0的规定
○验算截面最小尺寸
3
钢筋先按一排布置，故
h0
has
1000
35
1265mm
Vmax
1061.19kN
0.25
cfcbh0
0.25
1.0
11.9500
1265
1881.87kN满
足要求
○配筋计算表格
4
内力矩的力臂系
截面配筋
截面抵抗矩系数
数
项目
相对受压高度
弯矩
M
1
12s
M
截面
1
1
2s
s
2
s
2
AS
1fcbh0
fysh0
A
745.39
0.078286
0.081617
0.959192
2047.701
B
1189.92
0.124974
0.133945
0.933028
3268.893
C
1100.16
0.115547
0.123127
0.938437
3022.308
D
1137.77
0.119497
0.127643
0.936178
3125.629
C'
1100.16
0.115547
0.123127
0.938437
3022.308
B'
1189.92
0.124974
0.133945
0.933028
3268.893
A'
745.39
0.078286
0.081617
0.959192
2047.701
AB跨
691.17
0.072592
0.075437
0.962281
1898.75
中
BC跨中
508.02
0.053356
0.054861
0.97257
1395.609
CD跨中
550.79
0.057848
0.059626
0.970187
1513.105
DC'跨中
550.79
0.057848
0.059626
0.970187
1513.105
C'B跨中
508.02
0.053356
0.054861
0.97257
1395.609
B'A跨中
691.17
0.072592
0.075437
0.962281
1898.75
基础梁选配钢筋：
顶部4
36全长贯通
9
《基础工程》课程设计
底部922全长贯通
（2）箍筋计算
1
3
○截面尺寸符合要求（第
1步第○项已经验算）
○根据纵筋布置及根数确定为
4肢箍，选用8@80
2
Asv
4
（
1
82）
201.06mm2
4
○斜截面受剪承载力V
：
3
u
Vu
Vcs
0.7ftbh0
1.25fyv
Asvh0
s
a）8@80（加密区）
Vu
0.7
1.27500965
1.25
210
201.06
965
1065.58kN
80
b）
8@200（非加密区）
Vu
0.7
1.27500965
1.25
210
201.06
965
683.60kN
200
加密区：
Vu1065.58kN
1006.95kN
非加密区：
Vu683.60kN648.2kN可知承载力满足要求
（3）基础底板配筋计算
翼板按斜截面抗剪强度验算设计高度；翼板端部按固定端计算弯矩，根据弯矩配置横
向钢筋（fy
300N/mm2
）
基础底板宽
b
1200mm
4002
50
）；
，主肋宽500mm（
翼板外挑长度：
a
1
（1200
500）
350mm
1
2
翼板外缘厚度
200mm,梁肋处翼板厚度
300mm,翼板采用C25混凝土，HPB335钢筋。
（取
1.0m宽度翼板作为计算单元）
基底净反力设计值：
Pn
qn
280.4
b
233.37kPa
1.2
1
○斜截面抗剪强度验算（按每米长计）
VPn
a1
233.37
0.35
81.68kN/m
h0
V
81.68
103.24mm
0.7hft
800
1
0.7
（
）41.27
1265
10
《基础工程》课程设计
实际h0300
40
10250mm
103.24mm，可以
2
○翼板受力筋计算
配筋计算：
M
1
81.681.0
40.84
2
○1截面抵抗矩系数
○2相对受压区高度
M
40.84106
0.04576
s
2
1.0
11.9
12002502
1fcbh0
112s
1
12
0.045760.047
3
1
1
2
s
0.977
○内力矩的力臂系数
s
2
4
M
40.84
106
2
○钢筋面积As
sh0
300
557.35mm
fy
0.977250
实配
8@70（As
561mm2
557.35mm2），分布筋
8@200
三、基础配筋大详图
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《基础工程》课程设计
四、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
12
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