柱下条形基础设计 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，黑色，原为农田，含大量有机质。 ②号土层，黏土，层厚，软塑，潮湿，承载力特征值kPa f ak 120=。 ③号土层，粉砂，层厚，稍密，承载力特征值kPa f ak 160=。 ④号土层，中粗砂，层厚，中密，承载力特征值kPa f ak 200=。 ⑤号土层，中风化砂岩，厚度未揭露，承载力特征值kPa f ak 320=。

3、岩土设计技术参数

地基岩土物理力学参数如表所示。

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。

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mm mm 400400 。室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm 450。柱网布置如图所示。

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

k N 1为

轴线②~⑥柱底竖向荷载标准组合值；k N 2为轴线①、⑦柱底竖向荷载标准组合值；1N 为轴线②~⑥柱底竖向荷载基本组合值；2N 为轴线①、⑦柱底竖向荷载基本组合值）

图 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。

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m 6.2，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10.7得，0.3,0.2==d b ηη 埋深范围内土的加权平均重度：

3/69.116

.2)

105.19(1.06.1)104.18(2.04.187.06.17m kN m =-⨯+⨯-+⨯+⨯=

γ

持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度的修正）：

kPa d f f m d ak a 65.233)5.06.2(69.110.3160)5.0(=-⨯⨯+=-⋅+=γη

(2) 初步确定基础宽度

设条形基础两端均向外伸出：m 9.19.63

1

=⨯

基础总长：m l 4623.269.6=⨯+⨯= 则基础底面在单位m 1长度内受平均压力：

kN F k 61.20746

5145021150=⨯+⨯=

基础平均埋深为：m d 825.2)05.36.2(2

1

=+=

需基础底板宽度b ：

m d f F b G a k 06.1)]

9.0825.2(10825.220[65.23361

.207=-⨯-⨯-=⋅-≥

γ

取m b 2.1=设计

(3) 计算基底压力并验算

基底处的总竖向荷载为：

kN G F k k 73.2583.11)]9.0825.2(10825.220[32.251=⨯⨯-⨯-⨯+=+

基底的平均压力为：

kPa f kPa G F P a k k k 65.23360.2152

.1173

.258A =<=⨯=+=

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：

m kN l

F q n /28046

1550

219605=⨯+⨯==

∑

基础梁可看成在均布线荷载n q 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：

m kN l q M n G

A ⋅=⨯⨯==

66.7413.24.2082

1

2122

图)(a

图)(b

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：

m kN l q n F

⋅-=⨯⨯-=-=7.16689.64.2808181M 22BA

m kN l q n F

⋅=⨯⨯==5.11129.64.28012

1121M 22BC

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

kN l q V n 6459.63

1

4.20831A =⨯⨯=⨯=左

kN

l M M l q V A B n A 4.8989.6742121829.62082=--⨯=--=右

kN

l M M l q V A B n B 4.10369

.6742121829.62082=-+⨯=-+=左

kN V B 5.9869.6218

1-08614.967=-=右

kN V C 3.9489

.68

121-08614.967=+=左

kN V C 7.9619

.61086

-7.25114.967=-=右

kN V D 1.9739

.61086

-7.25114.967=+=左

其余同（略），得剪力图如下：

(3) 计算调整荷载i p ∆

由于支座反力与原柱端荷载不等，需进行调整，将差值i p ∇折算成调整荷载i q ∆

kN p A 5.6)5.898645(1550=+-=∆

kN p B 63-)4.9863.1036(1960=+-=∆ kN p C 1.50)7.9614.948(1960=+-=∆

kN p D 8.13)1.9731.973(1960=+-=∆