基础工程课程设计计算书

基础工程课程设计

说明书

二零一三年六月

土木工程

某框架结构条形基础设计计算书

一、工程概况

威海近郊五层两跨钢筋混凝土框架结构（相当于七层以上民用建筑），车间有三排柱，柱截面尺寸为400×600mm2，平面图如图1。作用在基础顶面的荷载特征值如表1，弯矩作用于跨度方向。室内外高差。

图1混凝土框架结构平面图

表1 荷载效应特征值

荷载效应

柱位荷载类

标准组合准永久组合基本组合

F1400kN1350 kN1750 kN A轴

M（顺时针）200 kN-m170 kN-m250 kN-m

F1600 kN1450 kN2000 kN B轴

M（顺时针）140 kN-m130 kN-m175 kN-m

C 轴

F

1200 kN 1100 kN 1500 kN M （顺时针）

170 kN-m

150 kN-m

212 kN-m

二、地 质 资 料

1. 综合地质柱状图如表2，地下水位在细砂层底，标准冻深为2m ；

2. 冻胀类别为冻胀。

表2 综合地质柱状图

图 例 土层厚度

土 层 描 述

人工填土、含煤灰

317kN/m γ=

黄褐色粘性土，低压缩性

147kPa ,0.7

ak f e ==，

8500kPa,s E =326%,18%,34%,19kN/m p L w w w γ====

淤泥质粘土

110kPa ak f =

1.10e =，318kN/m γ=， 1.0L I =，7500kPa s E =

黄色细砂、中密、稍湿

12000kPa s E =

三、设 计 要 求

1. 设计柱下钢筋混凝土条形基础；

2. 计算该条形基础相邻两柱的沉降差；

3.绘制基础平面图（局部），基础剖面图，配筋图。

四、设计步骤

1.考虑冻胀因素影响确定基础埋深；

2.持力层承载力特征值修正；

3.计算基础底面尺寸，确定基础构造高度；

4.计算条形基础相邻两柱的沉降差；

5.按倒梁法计算梁纵向内力，并进行结构设计；

6.计算基础的横向配筋及翼缘高度；

7.绘制施工图。

五、工作量

1.设计柱下钢筋混凝土条形基础；

2.计算该条形基础相邻两柱的沉降差；

3.完成课程设计计算说明书一份；

4.完成铅笔绘制2号施工图一张；

5.配合教师安排进行答辩。

六、内力计算

(一) 确定基础埋深

根据地质资料进入土层1.2m 为粘土层，其基本承载力特征值为147kPa ak f =,可知其为最优持力层，基础进入持力层大于30cm 。又有考虑冻胀因素的影响，根据规范可知，其设计冻深d z 应按下式计算：0 2.0 1.00.90.95 1.71m ...zs zw ze d

z z ψψψ=⨯⨯⨯==，基

础埋深应在设计冻深以下，据此可初步确定基础埋深为2.3m 。根据基础埋深

2.3m>0.5m d =需进行持力层承载力特征值的深度修正，持力层为黄褐色粘性土层。液性

指数2618

0.50.853418

p L L p

w w I w w --=

=

=<--，又0.70.85e =<，查表可得，承载力修正系数

0.3, 1.6b d ηη==，基础底面以上土的加权平均重度m γ=

317 1.2190.8

17.8kN/m 2.0

⨯+⨯=，

条形基础的基础埋深一般自室内底面算起，室内外高差为0.3m ，取 2.30.3 2.6m d =+=，则可得修正值为：(0.5)147 1.617.8(2.60.5)206.81kPa a ak d m f f d ηγ=+-=+⨯⨯-=。

(二) 确定基础梁的高度、长度和外伸尺寸

根据规范要求，柱下条形基础梁的高度应该取为柱距的1/81/4倍 ，又有此处柱距取为6500mm ，故可得到基础梁的高度(1/81/4)6200(7751550)mm h =⨯=，取

1500mm h =，即为 1.5m h =。根据构造要求，条形基础端部外伸长度应为边跨跨距的

1/41/3倍，故考虑到柱端存在弯矩及其方向，可以得到基础端部左侧延伸

1(1/41/3)(1/41/3)6200(1550

2067)mm l l ==⨯=，取1 2.0m l =。计算简图如图

2所示：

图2.计算简图

为使荷载形心与基底形心重合，右端延伸长度为2l ，2l 计算过程如下： a.确定荷载合力到C 点的距离o x ：

014002 6.21600 6.2200140170

6.37m 140016001200

x ⨯⨯+⨯---=

=++

b.确定右端延伸长度2l ：

2 2.00.

3 6.22 6.3720.3 1.66m l =++⨯-⨯-=

c..确定基础梁的总长度l ：

(2.00.3 6.22 6.37)216.66m l =++⨯-⨯=

d..确定基础梁基底的宽度b ：

计算基础及其上土的重力k G 时的基础埋深为：(2.3 2.6)/2 2.45m d =+=

140016001200

1.60m (20)

16.66(206.8120 2.45)

k

F

b l f d ++=

=

=-⨯-⨯∑，取作 1.8m 3m b =<，

故无需作宽度修正。

(三) 持力层和软弱下卧层的验算

基底的平均压力：

140016001200

20 2.45189.06kPa<206.81kPa 16.66 1.8

k

k

k a F

G p f A

+++=

=

+⨯==⨯∑

故持力层满足要求。