柱下条形基础课程设计.docx
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柱下条形基础课程设计
课程设计
课程名称：
基础工程设计题目：
柱下钢筋混凝土条形基础设计
院系：
土木工程
专业：
年级：
姓名：
指导教师:
、基本资料
图1为某框架结构柱网布置图。
已知B轴线上边柱荷载设计值Fi,中柱荷
载设计值F2,初选基础埋深为d，地基土承载力特征值fa,设计参数的值见表1，
试设计B轴线上条形基础JL—2。
L-
图1柱网平面布置图
表1设计参数
项目
学号尾
数（0,5）
学号尾数
（1，6）
学号尾数
（2，7）
学号尾
数（3，
8）
学号尾数
（4）
学号尾数
（9）
柱荷载F
F1
1080kN
1000kN
1200kN
1200k
N
1200kN
1000kN
（kN）
F2
1310kN
1200kN
1400kN
1400k
N
1400kN
1200kN
柱间距L
L1
6m
5.4m
7.2m
7.2m
5.4m
5.2m
（m）
L2
9m
7.2m
9m
9m
7.2m
6m
基础埋深d
1.5m
1.5m
2m
2m
1.5m
1.5m
承载力特征值
fa
120kPa
120kPa
150kPa
120kPa
150kPa
120kPa
二、设计要求
1.进行基础平面布置；
2.确定基础底宽、长度、肋梁高度、翼板厚度；
3.取结构计算简图；
4.结构计算，按倒梁法计算基础内力。
5.根据内力进行配筋。
（不要求，建工卓班的可用PKPM计算后输出配筋
图）
三、柱下条形基础计算书
1、基础平面布置
根据学号整理相应设计参数数据如下表1:
表1题目各类设计数据参数表
学号尾数
F1
F2
L1
L2
基础埋深
d
承载力特征值
fa
（2,7）
1200kN
1400kN
7.2m
9m
2m
150kPa
由题目可知，根据以上设计参数，画出基础平面布置图如图1所示:
Fl=1200kXF2=1400kXF2=L400kXF2=1400k>F2=1400kNF2=1400k\Fl=120t>k\
4
T
J
r4-
亠
V
V
1
D
*A*C*D*FI尋础底面
al
I1=7加
T.1=72m
Ll=7.2m
丄1—7b2m
I1=79m
11=72hi
L
图3.2.1基础平面布置图
2、确定基础底宽、长度、肋梁高度、翼板厚度
1）求荷载合力重心位置
设合力作用点与边柱A的距离为Xc，据合力矩定理，以A点为参考点，则有：
FkK14007.214007.2214007.2314007.2412007.25XcFik1200214004
2）确定基础梁的长度和外伸尺寸
基础梁两端外伸长度为耳、a2，取边跨的0.25倍。
可先选定31，再按照合力作
用点与基底形心相重合的原则，确定a2和L:
取a17.20.251.8m
L2帆a1）2（181.8）39.6ma239.67.251.81.8m
3）按地基持力层的承载力确定基础梁的宽度b
1.8m
Fk1200214004
L（fa20d）39.6（150202）4）地基承载力验算
Gk20239.61.82851.2kN，Fk8000kN
Pk
FkGkbL总
80002851.2
1.839.6
152.2kPa1.2fa
180kPa（满足）
2.4肋梁高度及翼板高度确定
采用C25混凝土，ft1.27N/mm2
基底沿宽度b方向的净反力为
悬臂根部剪力设计值
厚翼板）。
11
肋梁高取h-L17200900mm
88
3、基础梁的内力计算（倒梁法）
1）根据倒梁法原理，实质为将基础倒置作为多跨连续梁，将外力荷载视为支座,将地基净反力与柱脚的弯矩视作基础梁上的荷载，作出题目的倒梁法计算简化图如图2:
Rb
Re
图3.2.2倒梁法计算简图
•A•日"»E»F
iJ
L」
1J
1J
2）计算基础沿纵向的地基净反力
3）用弯矩分配法计算梁的初始内力和支座反力
为方便计算，将倒梁法计算简图图分解为以下两部分:
（a）五跨连续外伸部分受局部荷载
（b）五跨等跨连续梁受均布荷载
图3.2.3计算分解图
1针对图3.2.3（a）情况，使用弯矩分配法
W'
202.02kN/m
Hil
202.02kNm
0.428
0.572
0.5
0.5
0.5
0.5
0.572
0.428
327.27
—
163.64
163.64
-93.61
—
-46.8
-70.03
-70.03
-46.8
23.4
—
-93.61
11.7
11.7
23.4
-5.01
-6.69
—
8.775
17.55
—
弯矩分配
3.345
17.55
8.775
-1.358
-2.715
—
-2.51
-3.756
-2.715
-1.358
-5.019
0.581
0.777
—
0.967
1.934
—
0.388
1.934
0.967
-0.338
-0.678
—
-0.276
-0.414
-0.677
0.339
-0.553
0.145
0.193
—
-0.03
-0.03
0.01
-0.005
-0.005
最
327.27
-89.33
29.74
-30.132
89.44
终
弯
矩
89.33
-29.78
29.135
-89.44
327.27
处
327.27
89.38
29.70
29.70
89.38
理
89.38
-29.70
29.70
-89.38
327.27
根据弯矩分配法结果，绘出弯矩图:
B1
-8938
^Trr-r-.
B3
B4
1
-89.3S
B6
/WB2
29.7
£57丄
厂
Kf
、
V
327.27
327.^7
图324（a）情况弯矩图
2针对图3.2.3（a）情况，使用弯矩系数法
对与等跨连续梁受均布荷载，这里直接采用弯矩系数法公式:
Mirnijq」
查阅相关弯矩系数法参考文献得：
mBmE0.105,mCmD0.079
所以
MbMe
2
0.105202.027.2
1099.64kNm
0.015202.027.22
827.34kNm
12
-202.027.2
8
12
-202.027.22
8
12202.027.22
8
1099.640
2
1099.64827.34
2
827.34827.34
MefMab759.27kNm绘制弯矩图如下:
4W，
-345.®
zfTTx®
3zTTTk=
7xnx或/Wk
B1\
yh
1/
7X
/恥
VSJ7.34er?
34v
1099.&41055.64
图3.25（b）情况弯矩图
3将图3.2.4、图3.2.5两部分弯矩叠加，即为按倒梁法计算所得的条形基础梁弯矩图（画出
叠加后的弯矩图如下所示）
图326基础梁弯矩图
4肋梁的剪力计算（利用反对称性可计算D、E、F截面）
Va,左円.1。
；Va,右二1qnlMB|MA
vb,£=2q„i―如IMe占
VC、左=二qnl；▼。
、右=二qnl
2I2
通过计算得各支座剪力如下表:
表2各支座剪力计算结果（kN）
Va,左
Va,右
Vb,左
Vb,右
Vc,左
Vc,右
Vd,左
Vd,右
Ve,左
Ve,右
Vf,左
Vf,右
363.6
632.4
822.3
748.6
706.0
727.3
727.3
706.0
748.6
822.3
632.4
363.6
5校核支座反力与对应柱的轴向力
经计算，支座反力值如下：
RaRf996.05kN,RBRe1570.68kN,ReRd1433.26kN
（363.6
632.4）
1200
17.%
A
1200
（748.6
822.3）
1400
12.2%
B
1400
（727.3
706.0）
1400
2.4%
C
1400
A轴柱:
B轴柱:
C轴柱:
验证得剪力计算误差小于20%,所以不必对基础梁弯矩进行调整，弯矩图以图3.2.6为最终结果
根据计算结果做出基础梁剪力图如图:
£22.13
36364
705.^72727
74S.55
X
63241
/Z
J
X
图3.2.7基础梁剪力图
四、基础梁配筋计算
根据前面步骤得出的基础梁的弯距图和剪力图，对各支座、跨中进行正截面和斜截面强度计算
以及配筋计算。
主筋可用HRB335级钢筋，箍筋用HPB235级钢筋。
混凝土取C20。
1.正截面强度计算
基于基础梁断面较大，配筋率不很高的特点，往往可采用简化公式计算：
A-
0.9fyg
计算跨中配筋面积时，按T形截面进行配筋计算。
先判断属于第一类或第二类T形截面，然后进
行配筋计算。
一般基础梁截面尺寸较大，多属于第一类T形截面，钢筋面积为:
Ma
O.9fyho
梁高h900mm;最小保护层厚度c45mm。
则有效截面高度h0900mm45mm855mm；
则进行基础梁正截面配筋计算如下表：
表3正截面抗剪计算
截面
A
B
C
A-B
B-C
C-D
M/（kNm）
327.27
640.33
1010.2
6
375.4
4
857.0
4
452.05
AsM
0.9h°fy
!
2
/mm
1270
2484
3919
1456
3325
1754
选配钢筋
228
428
628
228
528
328
2、斜截面抗剪计算
表4斜截面抗剪计算
截面
A
B
C
左
右
左
右
左
右
V/kN
363.6
3
-632.41
822.1
3
-748.55
705.99
-727.27
0.7ftbh°/kN
760.01
选用箍筋
516
816
716
2
AsvnAsvi/mm
1608
1.25fyvAsvho
S
V0.7ftbh0
300
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