柱下条形基础设计说明.docx

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柱下条形基础设计说明

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=\^kPaQ

4号土层，中粗砂，层厚4.1m,中密，承载力特征值九&=200心么。

5号土层，中风化砂岩，厚度未揭露，承载力特征值/^=320RPa。

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

土的名称

重度/

（kN/m5

孔隙

）比w

液性指数人

粘聚

力

C

（kPa）

摩擦角

0（。

）

压缩模量

Es

（MPa）

准入击N标贯锤数

承载力特征值

fak

（kPa）

①

耕填土

17.6

②

黏土

18.4

0.8

4

0.8

1

22

17

6.5

4

120

③

粉砂

19.5

26.5

7.1

12

160

④

中粗砂

20

30

&2

16

200

⑤

中风化砂

11/石

22

320

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。

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400/77/hx400//?

mo室外地坪标高同自然地面，室外高差450〃〃?

。

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“氏=1280kN=1060kN,,上

部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值洌=1728kN,-V2=i430kN（其中“以为轴线②〜⑥柱底竖向荷载标准组合值；“次为轴线①、⑦柱底竖向荷载标准组合值;M为轴线②〜⑥柱底竖向荷载基本组合值；弘为轴线①、⑦柱底竖向荷载基本

图2・1柱网平面图

其中纵向尺寸为6A,横向尺寸为18in,A=6300mm

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、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，％=2.0,〃d=3.0

埋深围土的加权平均重度：

2.6

持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度的修正）:

=17.6x0.7+18.4x0.2+（1&4—10）x1.6+0.1x（19.5—10）=】】69kN/m^

fa=fak+%•（d-0.5）=160+3.0x11.69x（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：

ix6.9=1.9w?

3

基础总长：

/=6.9x6+2.3x2=46m

则基础底面在单位1加长度受平均压力：

基础平均埋深为：

d=*（2.6+3.05）=2.825加

需基础底板宽度b:

=1.06m

207.61

233.65-[20x2.825-10x（2.825-0.9）]

取b=1.2加设计

（3）计算基底压力并验算

基底处的总竖向荷载为:

的+G&=251.32+[20x2.825-10x（2.825-0.9）]x1x1.3=258.73RN

基底的平均压力为:

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:

=2S0kN/m

工F_5x1960+2x1550

~146

基础梁可看成在均布线荷载％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:

=扣”厂=

1x208.4x23^741.66^..

图⑷

Hft280KN/m

280KN/mUU

图（b）

04：

＜（

|0.50|05C|

050

0.50

0.5/

U.43

-742

+371

+159.5-211.5

-105.8

+52.9

+52.9

+26.5

-742+2H.5-211.5

-52.9

+52.9

+26.5

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:

mJ=--qnl2=一丄x280.4x6.92=-1663.7kNm

88

II

=—ql2=—x280.4x6.92=11\2.5kNm

氏12In12

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:

（2）梁的剪力计算

%=<7zix|/=208.4x*x6.9=645RN

qlMr-Ma208x6.91218-742“c““

匕右=上_——«±二一二898.4GV

a右2126.9

17qHlMb-Ma208x6.9（1218-742“和

Var.二也-+—色虫二+二1036.4GV

滋2/26.9

%=967.4-1086-1218=986.53

*右6.9

匕=967.4+1086-1218=94&3RN

°左6.9

17c/1125.7-1086.

Vrr=967.4=961.7RW

°右6.9

17c/1125.7-1086.

V,...=967.4+=973.1RN

必6.9

其余同（略），得剪力图如下:

（3）计算调整荷载切‘

由于支座反力与原柱端荷载不等，需进行调整，将差值Vp折算成调整荷载Ag

\pA=1550-（645+898.5）=6.5kN

\pB=1960-（1036.3+986.4）=©kN

\pc=1960-（948.4+961.7）=50.1RN

\pD=1960-（973.1+973.1）=13.SkN

对于边跨支座△务=

/。

为边跨长度；厶对第一跨长度。

对于中间支座=

△p

L为第，一1长度;

为第i跨长度。

故乂入=kN/in=1.4IkN/m；

（2.3+1x6.9）

-63

\qB——jkN//n=-13.7kN/m

（-x6.9+-x6.9）

kN/m=10.89RN/in

（-x6.9+-x6.9）

=——kN/m=3kN/m其余同（略）

（_x6.9+-x6.9）

调整荷载作用下的计算简图如下:

1.4113.710.89310.89

qfkN/m）

13.7

—>

HThD

1.41

调整荷载作用下基础梁的力图如下：

两次计算结果叠加，得基础梁的最终力图如下:

两次计算结果叠加，得基础梁得最终力:

4⑷

B（BJ

C（C）

D（D）

截面类型

左

右

左

右

左

右

左

右

弯矩（KN・m）

745.39

745.39

1195.6

11956

1102

1102

1136

1136

剪力（KN）

648.2

899.7

1006.9

5

958.88

969.53

984.47

982.28

6

982.28

三、配筋计算

（1）基础梁配筋计算

1材料选择：

混凝土C?

5，ft=L27N/mm2；fe=ll.9N/mm2；

钢筋采用二级钢HRB335,fY=f=3QQN/mm2

*y

垫层C10:

100mm厚

2基础梁宽度b=500mm:

基础梁高度h=i3OOmm；〃/b=1300/500=2.6符合2.0〜3.0的规定

3验算截面最小尺寸

钢筋先按一排布置，故Ao==1000-35=1265mm

VmM=1061.19kN

足要求

①配筋计算表格

项目截面

弯矩

截面抵抗矩系数

相对受压高度驚1-Jl-2q

力矩的力臂系数

1+J1—2as

截面配筋

/yZA

“2

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跨中

691.17

0.072592

0.075437

0.962281

1898.75

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4T36全长贯通

底部9©22全长贯通

（2）箍筋计算

1截面尺寸符合要求（第1步第③项已经验算）

◎根据纵筋布置及根数确定为4肢箍，选用08@80

An.=4x（i

◎斜截面受剪承载力匕：

A

匕=吆=0.7〃九+1.25几寸九

a）08@80（加密区）

V=0.7x1.27x500x965+1.25x210x^^x965=1065.58^u80

b）^8@200（非加密区）

V=0.7x1.27x500x965+1.25x210x20106x965=6S3.6QkNu200

加密区：

Vu=1065.53kN>1006.95kN

非加密区：

匕=683.60RN>648.2RN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0=1200/ww，主肋宽500mm（400+2x50）；

翼板外挑长度：

⑷=*（1200—500）=350加也

翼板外缘厚度200mm,梁肋处翼板厚度300mm,翼板采用混凝土，HPB335钢筋。

（取

1.0m宽度翼板作为计算单元）

基底净反力设计值：

P,严节筈"3.37加

①斜截面抗剪强度验算（按每米长计）

V=*•务=233.37x0.35=S1.68kN/m

81.68

0.7x（摆）・.27

二103.24曲"

实际入=300-40-10=250）run>103.24mm,可以

2翼板受力筋计算

配筋计算：

^=1x81.68x1.0=40.84

②相对受压区高度$=1——2务=1—J1—2x0.04576=0.047

3

力矩的力臂系数人='十小；2虫=0977

实配也8@70（人=561加沪>557.35加沪），分布筋^8@200

三、基础配筋大详图

O'_o

ID

3E

tirrr111111r111r111r11—m

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，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，2009。

3.《土力学与基础工程》明华主编.工业大学，2003。

4.《建筑结构荷载规》（GB50009—2001）,中国建筑工业，2002«

5.《建筑地基基础设计规》（GB50007—2008）,中国建筑工业，200&

6.《建筑桩基技术规》（JGJ94—2008）,中国建筑工业，2008。

7.《混凝土结构设计规》（GB50010—2002）,中国建筑工业，2002