地基基础课程设计(梁板式筏形基础)

梁板式筏形基础课程设计计算书
一、 荷载计算
1. 假定不考虑风载与地震作用。

不考虑地下水对基底的上浮力。

2. 基础承受的荷载根据建筑结构每平方米的重量估算。

（1）建筑每平米重量=10.8 kN/㎡ （2）建筑面积计算：
地上主体结构：(7.8.2×7.8.0+0.8)×(3×7.8.2.0+0.8)+(3×7.8.0+0.8)×2=97.8.20.7.84㎡ 97.8.20.7.84㎡×11=107.87.8.27.8.2.04㎡ 局部突出屋面的电梯机房，层高3.0m>2.2m ， 建筑面积为a×b=7.8.2.0×7.8.0=42.00㎡
总建筑面积=107.87.8.27.8.2.04+42.00=107.8.219.04㎡ （3）基础承受荷载=10.8×107.8.219.04=1137.8.288.80kN
二、 基础尺寸初步估算
1. 基础底板面积确定：
用荷载标准值，全反力（包括筏基底板自重），根据地下一层层高及建筑面积，设筏板厚0.7.8m ，基础埋深d=3.9+1.4-0.45=4.85 m ，基础板(7.8.2×7.8.0+0.8)×(3×7.8.2.0+0.8)+(3×7.8.0+0.8)×2=97.8.20.7.84㎡ 2. 基础梁尺寸确定：
计算梁高:
mm l h 100066
6==≥
计算梁宽:
⎥
⎦⎤⎢⎣⎡∈h h b 21,31，h 为梁高。

梁宽取7.800mm ，梁高取1200mm 。

如图1所示：
图1 梁截面尺寸示意图（尺寸单位：mm ）
3.地基承载力特征值的修正
对于0.80.850.750.85L e =<=<，I 的粘性土，查承载力修正系数表得：
0.3, 1.6b d ηη==，则：
2/48.341)5.085.4(186.1)36(183.0200)
5.0()3(m kN d b f f m d b ak a =-⨯⨯+-⨯⨯+=-+-+=γηγη
4.验算地基承载力 上部荷载总和为：
∑=kN F
k
80.113788
筏基底板自重为：kN G k 00.14310256.000.954=⨯⨯= 基底反力平均值：
=
k p =
+∑A
G F
k
k
970.64
14310.0013788.801+=134.282/kN m 2
/48.341m kN f a =<
所以地基承载力满足要求。

5.基础内力计算：
用荷载设计值（kN 88.15361435.180.113788=⨯），净反力（不包括筏基底板自重）
2
/02.16100
.95488.153614m
kN A
F P j ===∑
三、 底板厚度确定
1. 底板厚度初步估算：根据构造要求，对12m 以上建筑的梁板式筏基，底板厚度与最大双向板格的短边净跨5.2m 之比不应小于1/14，且板厚不应小于400㎜。

故板厚不应小于429㎜，故取上述筏板厚0.7.8m 。

选用C30混凝土。

2. 底板厚度验算： （1）抗冲切验算
mm
f p l l p l l l l h t
hp j n n j n n n n 5504
1043.117.002.1612.52.602.1614)2.52.6()2.52.6(4
7.04)()(322212
212210≈⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-+-+=
+-+-+≥
β
取h 0=57.80mm
l F =17.81.02⨯(7.8.2.0-0.7.8-0.57.8×2)×(7.8.0-0.7.8-0.57.8×2)=37.838.80kN 00.7hp t m f u h β≤=0.7.8.2⨯1.0⨯31.4310⨯⨯20.57.8⨯0.57.8=11525.11kN
图2 底板冲切示意图（尺寸单位：mm ）
（2）斜截面抗剪验算
s V =17.81.02×8.7.84=1391.21kN
==-≤00027.0)2(7.0bh f h h l t hs n hs ββ0.7.8.2×1.0×1.43×103×5.2×0.57.8=2914.91kN
计算可知 ，满足冲切、剪切强度要求。

图3 Vs的计算方法示意图四、基础底板内力及配筋计算
图4 基础平面图
按单向板配区格1
跨中弯矩：
m kN l p x j ⋅=⨯⨯==
01.46202.16114
1141M 22
'跨中 端支座弯矩：
m kN l p x j ⋅-=⨯⨯-=-=26.40202.161161161M 22
'支座
底板配筋按简化公式计算0y s 0.9f M
A h =
设基础有100mm 垫层，取保护层厚度为50mm ，则
mm
550h 0=
选HRB335钢筋，
2
/300mm N f y = 则，跨中计算配筋为
26
309550
3009.01001.46mm =⨯⨯⨯ 端支座计算配筋为
26
2715503009.01026.40mm =⨯⨯⨯ 故长边方向按构造配筋，取φ8@250。

短边方向配φ******.20钢筋，支座处配φ8@200钢筋。

17.167
==
=
x
y l l λ
N
l p N l p y
j x j 3
2
3
2
32321098.788971002.1611072.579661002.161⨯=⨯⨯=⨯=⨯⨯=
按三列双向连续板的区格3、区格4、区格4‘、区格5的计算简图，查表5-3~表5-5求得弯矩系数。

651
.0,
0126.0,
0235.0790.0,0130.0,0275.0647
.0,0190.0,0355.0555444333=========x y x x y x x y x x x x ϕϕϕϕϕϕ 计算板的各部位弯矩值如下： 区格3：
kN N l p M kN
N l p M y
j y y x j x x 909.1491499091098.78890190.0783.2052057831072.57960355.03
2
332
3==⨯⨯-=-===⨯⨯-=-=ϕϕ
区格4：
kN N l p M kN
N l p M y j y y x j x x 569.1021025691098.78890130.0409.1591594091072.57960275.032
4324==⨯⨯-=-===⨯⨯-=-=ϕϕ
区格5：
kN N l p M kN N l p M y j y y x j x x 414.99994141098.78890126.0223.1361362231072.57960235.0325325==⨯⨯-=-===⨯⨯-=-=ϕϕ
区格4’
5248.022
,4752.024
'44
4'4=+=
=+=λλ
λy x
x x
kN N l p M kN
N l p M y j x y x j y x 974.2162169741098.78890275.0357.75753571072.57960130.032
432
4==⨯⨯-=-===⨯⨯-=-=ϕϕ
23
340.6470.7905796.7210425.21416241624x x a j x x x M p l kN m ⎛⎫⎛⎫=+=+⨯⨯=⋅
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
支座弯矩
23
351110.64710.6515796.7210212.18416
241624x x b j x x x M p l kN m ----⎛⎫⎛⎫=+=+⨯⨯=⋅
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 23511
0.6515796.7210314.4721212c x j x M x p l kN m =
=⨯⨯⨯=⋅
'23
450.4750.6515796.7210329.32616241624x x d j x x x M p l kN m ⎛⎫⎛⎫=+=+⨯⨯=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
23
341110.64710.4757889.9810346.66616241624x x e j y x x M p l kN m '----⎛⎫⎛⎫=+=+⨯⨯=⋅
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 23
451110.79010.6517889.9810218.28916
241624x x
f j y x x M p l kN m ----⎛⎫⎛⎫=+
=+⨯⨯=⋅
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
2
35110.6517889.9810428.0311212
g x j y M x p l kN m =
=⨯⨯⨯=⋅ 计算基础底板支座初的实际计算弯矩时，考虑横向和纵向基础梁宽度b=0.6m 的影响，需对弯矩进行调整。

11
44ix ix x ix j x M p l b x p l b ∆=
= ()11
144
iy iy y ix j y M p l b x p l b ∆==-
M ∆从上述支座弯矩中减去可得弯矩调整值，即：
311
425.2140.647161.0260.6331.45244ax a X j X M M x p l b kN m
=-=-⨯⨯⨯⨯=⋅411
212.1840.790161.0260.697.69944bx b X j X M M x p l b kN m
=-=-⨯⨯⨯⨯=⋅511
314.4720.651161.0260.6220.13044cx c X j X M M x p l b kN m
=-=-⨯⨯⨯⨯=⋅511
329.3260.651161.0260.6234.98444
dx d X j X M M x p l b kN m
=-=-⨯⨯⨯⨯=⋅311
1346.66610.647161.0270.6286.98444
ey e X j Y M M x p l b kN m
=--=-⨯-⨯⨯⨯=⋅（）（）411
1218.28910.790161.0270.6182.78444fy f X j Y M M x p l b kN m
=--=-⨯-⨯⨯⨯=⋅（）（） 511
1428.03110.651161.0270.6369.02544
gy g X j Y M M x p l b kN m =--=-⨯-⨯⨯⨯=⋅（）（）
截面
M(kN·m) h 0/m
m A s /（mm 2）
选配 实配/（mm 2）
跨
中
角格1
x 方
向 47.8 550 310 φ17.8@200
1005 y 方向 0 550 0 φ17.8@200 1005 区格3 x 方向 205.7.8.283 550 1387.8 φ20@200 157.8.20 y 方向 149.909 550 1009 φ17.8@200 1005 区格4
x 方向 159.409 550 107.8.23 φ17.8@200 1005 y 方向 102.57.89 550 7.891 φ17.8@200 1005 区格5
x 方向 137.8.223 550 917.8.2 φ17.8@200
1005 y 方向
99.414
550
7.87.89
φ17.8@200
1005
区格4′x方
向
7.8.25.357.8.
2
550 507.8.2 φ17.8@200 1005 y方
向
217.8.97.8.2
4
550 147.81 φ20@200 157.8.20
支座a x331.452 550 2232
φ17.8/20@1
00
257.8.25
b x97.8.2.7.899 550 7.858 φ17.8@200 1005
c x220.13 550 1482 φ20@200 157.8.20
d x234.984 550 1505 φ20@200 157.8.20
e y287.8.984 550 157.89 φ20@200 157.8.20
f y182.7.8.284 550 1231 φ20@200 157.8.20
g y37.89.025 550 2485
φ17.8/20@1
00
257.8.25
2
min
0.15%1000600900mm ρ
ρ=⨯⨯=
验算：
经验算，上述配筋均满足要求。

五、基础梁设计
1.基础梁截面初步估算：基础梁的高跨比不小于1/7.8，截面宽高比1/2～1/3。

故取梁宽7.800㎜，梁高1200㎜，保护层厚度取50㎜。

选用C30混凝土，HRB400级钢筋。

2.基础梁内力计算：基底反力按直线分布计算，内力按连续梁系数法计算。

（1）作用于纵梁JL1上的荷载，主要是三角形荷载，考虑结构突出部位荷载，在相应支座处及跨中叠加了突出部位荷载，如图5所示。

图5 基础梁JL1荷载计算简图
1161.02 1.0161.02//2161.026/2483.06/j j j X p kN m P p l kN m
=⨯===⨯=突出结构的荷载：
按三角形荷载的均布等量荷载为：
0.625301.913/j j P P kN m
-
==
因此，按上述均布荷载计算五跨连续梁的支座弯矩为：
2
20.1050.105301.91361141.231B j x M p l kN m =⨯=⨯⨯=⋅
2210.079()0.079(301.913161.02)61316.581C j j x M p p l kN m =⨯+=⨯+⨯=⋅
跨中最大弯矩如下： 边跨： 2
2
1max 301.91360.40.41141.231449.247/1212
j x B P l M M kN m ⨯=-+=-+⨯=-
中间跨：
2
22max
301.91361141.2311316.581
326.167/122122j x B C P l M M M kN m
+⨯+=-+=-+=22
3max
C 301.9136M 1316.581410.842/1212
j x P l M kN m ⨯=-+=-+=
剪力可近似的按以下公式计算：
301.91361141.231262.6644
46
j x B A x P l M Q kN l ⨯=-
+
=-+=-301.91361141.231
643.0754
46j x B B
x P l M Q kN l ⨯=
+
=+=左
301.91361141.2311316.581
423.645446
j x B C B x P l M M Q kN l -⨯-=-
-
=--=-右
301.91361141.2311316.581
482.0954
46
j x B C C
x P l M M Q kN l -⨯-=
-
=-=左301.913161.026694.40044
j x
C
P l Q kN +⨯=-
=-=-右
（）
（2） 作用于纵梁JL2上的是三角形荷载，如图7.8所示。

图7.8 横梁JL2荷载计算简图（尺寸单位：m ）
梁的两边都有荷载，故得：
161.026966.12/j j X P p l kN m ==⨯=
按三角形荷载的均布等量荷载为：
0.625603.825/j j P P kN m
-
==
因此，按上述均布荷载计算五跨连续梁的支座弯矩为：
2
20.1050.105603.82562282.459B j x M p l kN m =⨯=⨯⨯=⋅ 22C 0.0790.079603.82561717.278j x M p l kN m =⨯=⨯⨯=⋅
跨中最大弯矩如下： 边跨： 2
2
1max 603.82560.40.42282.459898.491/1212
j x B P l M M kN m ⨯=-+=-+⨯=-
中间跨：
2
22max
603.82562282.4591717.278
188.394/122122j x B C P l M M M kN m
+⨯+=-+=-+=22
3max
C 603.8256M 1717.278-94.197/1212
j x P l M kN m ⨯=-+=-+=
剪力可近似的按以下公式计算：
603.82562282.459525.3284
46
j x B A x P l M Q kN l ⨯=-
+
=-+=-603.82562282.459
1286.1474
46j x B B
x P l M Q kN l ⨯=
+
=+=左
603.82562282.459-1717.278
-999.9344
46
j x B C B x P l M M Q kN l -⨯=-
-
=--=右
C
603.82562282.459-1717.278
811.5414
46
j x B C x P l M M Q kN l -⨯=
-
=-=左603.8256
905.7384
4
j x C
P l Q kN ⨯=-
=-
=-右 （3）作用于横梁JL3上的是梯形荷载，如图7.8.2所示。

图7.8.2 横梁JL3荷载计算简图（尺寸单位：m ）
/2161.026/2483.06/j j X P p l kN m
==⨯=
3.03.0,0.4297.0
y a a m l α==
== 梯形荷载的均布等量荷载为：
2323(12)(120.4290.429)483.06343.394/j j P P kN m αα=-+=-⨯+⨯=
因此，按均布荷载计算三跨连续梁的弯矩和剪力为： 支座弯矩：
m kN l P M y j B ⋅=⨯⨯==6306.16827394.3431.01.022
跨中最大弯矩：
边跨： B j x y M P l l M 4.024/)3(2
2max 1+--=
m kN ⋅-=⨯+⨯
-⨯-=10.15616306.16824.024
06
.483)673(22 中间跨：B j x y M P l l M +--=24/)3(2
2max 2
m kN ⋅-=+⨯-⨯-=52.5516306.168224
06
.483)673(22 剪力近似的按以下公式计算：
kN l M P a l Q kN l M P a l Q x B j x B x B j x A 03.100566306
.168206.4832)36(2)(444.156
6306
.168206.4832)36(2)(=+⨯-=+-=
-=+⨯--=+--
=左kN P a l Q j x 59.72406.4832
)
36(2)(B =⨯-=-=
右
（4）作用于横梁JL4上的是梯形荷载，如图8所示。

图8 横梁JL3荷载计算简图（尺寸单位：m ）
m
kN l p P x j j /12.966602.161=⨯==
3.0
3.0,0.4297.0
y a a m l α==
== 梯形荷载的均布等量荷载为：
m
kN P P j j /788.68612.966)429.0429.021()21(3232=⨯+⨯-=+-=αα
因此，按均布荷载计算三跨连续梁的弯矩和剪力为： 支座弯矩：
m kN l P M y j B ⋅=⨯⨯==26.33657788.6861.01.022
跨中最大弯矩：
边跨： B j x y M P l l M 4.024/)3(2
2max 1+--=
m kN ⋅-=⨯+⨯
-⨯-=2.312226.33654.024
12
.966)673(22 中间跨：B j x y M P l l M +--=24/)3(2
2max 2
m kN ⋅-=+⨯-⨯-=04.110326.336524
12
.966)673(22 剪力近似的按以下公式计算：
kN l M P a l Q kN l M P a l Q x B j x B x B j x A 06.2010626
.336512.9662)36(2)(30.8886
26
.336512.9662)36(2)(=+⨯-=+-=
-=+⨯--=+--
=左kN P a l Q j x 18.144912.9662
)
36(2)(B =⨯-=-=
右
（5）作用于横梁JL5上的荷载，主要是梯形荷载，结构突出部位均有荷载，偏于安全考虑，近似按5跨等跨连续梁考虑。

如图9所示。

图9 横梁JL5荷载计算简图（尺寸单位：m ）
161.026966.12/j j X P p l kN m
==⨯=
3.03.0,0.4297.0
y a a m l α==
== 梯形荷载的均布等量荷载为：
m kN P P j j /788.68612.966)429.0429.021()21(3232=⨯+⨯-=+-=αα
因此，按上述均布荷载计算五跨连续梁的支座弯矩为：
m kN l P M x j B ⋅=⨯⨯==06.25966788.686105.0105.022
m kN l P M x j C ⋅=⨯⨯==23.19536788.686079.0079.022
跨中最大弯矩：
边跨： B j x y M P l l M 4.024/)3(22max 1+--=
m kN ⋅-=⨯+⨯
-⨯-=88.342906.25964.024
12
.966)673(22 中间跨：2
24/)3(22max 2C
B j x y
M M P l l M ++--= m kN ⋅-=++⨯
-⨯-=66.21932
23
.195306.25962412.966)673(22
C j x y M P l l M +--=24/)3(2
2max 3
m kN ⋅-=+⨯-⨯-=08.251523.195324
12
.966)673(22 剪力近似的按以下公式计算：
kN l M P a l Q kN l M P a l Q x B j x B x B j x A 86.18816
06
.259612.9662)36(2)(50.10166
06
.259612.9662)36(2)(=+⨯-=+-=
-=+⨯--=+--
=左
kN l M M P a l Q x C B j x 32.15566
23
.195306.259612.9662)36(2)(B -=--⨯--=----
=右
kN l M M P a l Q x C B j x 1342.04623
.195306.259612.9662)36(2)(C =--⨯-=---=
左kN P a l Q j x 1449.1812.9662
)
36(2)(C -=⨯--=--
=右
（7.8）作用于纵梁JL7.8上的荷载， 为均布荷载。

其内力计算按连续梁和连续单向板考虑塑性内力重分布的情况选取相应弯矩及剪力计算系数。

如图10所示。

图10 横梁JL7.8荷载计算简图（尺寸单位：m ）
m kN c p P j j /02.161102.1612/=⨯==
支座弯矩：
m kN l P M x j A ⋅=⨯⨯==
30.362602.16116
116122
m kN l P M x j B ⋅=⨯⨯==97.526602.1611111112
2
跨中最大弯矩：
边跨： m kN l P M x
j ⋅-=⨯⨯-=-=05.414602.16114114122
max 1
中间跨： m kN l P M x j ⋅-=⨯⨯-=-=30.362602.16116
116122
max 2 剪力计算：
kN
l P Q kN
l P Q x j B x j A 37.531602.161550.0550.006.483602.161500.0500.0-=⨯⨯-=-=-=⨯⨯-=-=左kN l P Q x j B 37.531602.161550.0550.0-=⨯⨯-=-=右
3．基础梁抗剪及配筋计算（全长设置箍筋，采用四肢箍筋）
30000.250.25 1.014.36001150102247.10.70.7 1.436001150690.690.70.7 1.436001150690.69c c c t c t f bh kN Q V f bh kN Q V f bh kN Q β=⨯⨯⨯⨯÷=>==⨯⨯⨯=>==⨯⨯⨯=<，满足截面最小尺寸要求；当，需按构造要求配筋，详情见表；当，需按计算要求配筋，详情见表。

表2 基础梁JL1斜截面承载力计算及配筋表
表3 基础梁JL2斜截面承载力计算及配筋表
表4 基础梁JL3斜截面承载力计算及配筋表
表5 基础梁JL4斜截面承载力计算及配筋表
表7.8 基础梁JL5斜截面承载力计算及配筋表
表7.8.2 基础梁JL7.8斜截面承载力计算及配筋表
3、基础梁抗弯及配筋计算
0240,360/y mm h f N mm =取保护层厚度则=1200-40=1160mm
选HRB400筋,，截面配筋计算结果及实际配筋见表。

表8 基础梁JL1正截面承载力计算表
表9 基础梁JL2正截面承载力计算表
表10 基础梁JL3正截面承载力计算表
表11 基础梁JL4正截面承载力计算表
2
10s c f bh α
表12 基础梁JL5正截面承载力计算表
表13 基础梁JL7.8正截面承载力计算表
验算梁配筋率：
min 00t min
0y 01526h h 12000.219%0.2%0.2%0.207%
6001160h h 1160
f h h 1.431200
0.450.450.185%h f h 3601160
ρρρ==>==⨯=⨯=⨯=⨯=或满足最小配筋率要求。