柱下条形基础课程设计

柱下条形基础课程设计

一．设计资料

1.柱网尺寸𝐴2=5000mm , ②号土层地基承载力特征值𝑓𝑎𝑘=120kPa 。 2.柱底的竖向荷载效应标准组合值：𝑁1k=1450KN ,𝑁2k=1150KN 。 3.柱底的竖向荷载效应基本组合值：𝑁1=1960KN , 𝑁2=1550KN 。

4.框架柱截面尺寸为400mm×400mm ,室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。

二．条形基础设计

1.选择基础材料

基础采用C30混凝土，HPB300，RRB400级钢筋。 2.选择基础埋置深度

①号土层：耕植土，厚度约0.7m ，黑色，原为农田，含大量有机质。 ②号土层：黏土，厚度约1.8m ,软塑，潮湿，承载力特征值𝑓𝑎𝑘=120kPa 。 地下水位与地表下0.9m 。

预估基础高度为：h=𝐴2=×5000=833.33mm

6

6

1

1

取h=1200mm [ 即（~）L之间 ] 。

4

8

11

持力层为②号土层，则基础埋置深度为: d=0.5+1.2=1.70m 由此得基础刨面示意图，如下图所示：

1

基础工程课程设计

3.求地基承载力特征值𝒇𝒂

根据②号土层黏土，e=0.84 , 𝐼𝐿=0.78 , 查表得ŋ𝑏=0.3 , ŋ𝑑=1.6 。 基地以上土的加权平均重度为： 𝑟𝑚=

17.6×0.7+18.4×0.2+ 18.4−10 ×0.8

1.7

=13.36KN/𝑚3

持力层承载力特征值fa（先不考虑对基础宽度修正）为： 𝑓𝑎=𝑓𝑎𝑘+ŋ𝑑𝑟𝑚(d-0.5)=120+1.6×13.36× 1.7−0.5 =145.65kPa 4.初步选择基地尺寸

柱底荷载标准值为𝑁1k=1450KN , 𝑁2𝑘=1150KN ,计算基础和回填土重𝐺𝑘时的基础埋置平均深度为：

d=× 1.75+2.15 =1.925 m

21

基础底面尺寸为： A=

𝑁𝑖𝑘𝑓𝑎−𝑟𝐺 𝑑145.65−1.125×20−0.8×10115.15

=5×1450+2×1150

=

9550

=82.94 𝑚2

由于是对称荷载，无偏心，故基础底面积不用增大。 条形基础的端部向外伸出： 𝑙0=3=1.67 m 则基础长度为:

L=6×5.0+2×1.67=33.34 m 基础宽度为：

B≥取B=2.5 m 。 5.基础梁内力计算

柱底荷载效应基本组合值𝑁1=1960KN ,𝑁2=1550KN 。在对称荷载作用下，由于基础底面反力为均匀分布，因此单位长度地基净反力为： 𝑃𝑗=

𝑁 𝑖 𝐿

𝐴0𝐿

5.0

=82.9433.34

=2.49 m

=

5×1960+2×1550

33.34

=387 KN/m

2

基础工程课程设计

基础梁可按在均布线荷载𝑃j作用下以柱为支座的五跨等跨连续梁（超过五跨可以按五跨）计算，计算简图如图（a）所示。为便于计算，把图（a）分解为图（b）和图（c）两部分。

（1）悬臂梁在地基净反力作用下的弯矩，剪力计算 [ 见图（b）] 。利用弯矩分配法计算，支座A的固端弯矩为：

𝑀𝐴=2𝑃𝑗𝑙2=2×387×1.672=540 kN.m

各支座的弯矩分配系数及计算过程如图（b）所示。 支座剪力计算如下： 𝑉𝐴左=𝑃jL=387×1.67=6 KN 𝑉𝐴右=𝑉𝐵左=𝑉𝐵右=𝑉𝐶左=

𝑀𝐴+𝑀𝐵

𝑙

1

1

==6+116

5

=152 KN

𝑀𝐵+𝑀𝐶116+38

𝑙

5

=31 KN

可得弯矩图𝑀1及剪力图𝑉1 [见图（b）] 。

（2）五跨连续梁在均布线荷载𝑃𝑗作用下的弯矩，剪力计算。查的各跨中，支座的弯矩，剪力系数，则： 弯矩=弯矩系数×𝑃𝑗𝑙2 剪力=建立系数×𝑃𝑗L

计算结果如图（c）所示，可得弯矩图𝑀2及剪力图𝑉2。

(3) 基础梁总弯矩，总剪力。将上述（1）,(2) 两步所得的结果叠加，即得最终内力计算结果，如图（d）,（e）所示。

3

基础工程课程设计

4

基础工程课程设计

6．基础底板

基底宽2600 mm ,梁肋宽取400+2×50=500 mm ,梁高取1200 mm ；底板外边缘厚度250 mm ，梁肋处厚度400 mm ，底板外挑长度2× 2600−500=1050 mm 。

基础底板计算如下图所示。

1

底板净反力设计值为： 𝑞𝑗=𝑗 =

𝐵𝑃

3872.6

= 148.85 KN/𝑚2

取1m长度底板，则底板根部弯矩和剪力分别为： M = 2× V =

𝐵−𝑏21

𝐵−𝑏22

×𝑞𝑗 =2×

2.6−0.52

1

2.6−0.522

×148.85=82.05 kN.m

×𝑞𝑗 =

×148.85=156.29 KN

（1）抗剪验算：混凝土采用C30，𝑓𝑡=1.43 N/𝑚𝑚2,ℎ0=400-50=350 mm ,则有

V=0.7𝑓𝑡bℎ0=1.7×1.43×1000×350=350.35×103 N =350.35 kN>156.29 kN ,满足要求。

（2）底板配筋：钢筋采用HRB335，𝑓𝑦=300 N/𝑚𝑚2,则有 𝐴𝑠=

𝑀0.9ℎ0𝑓𝑦

= 82.05×1060.9×350×300

= 868.25 𝑚𝑚2

选用 14@170，𝐴𝑠=905 𝑚𝑚2。

5

基础工程课程设计

7.基础梁配筋计算

混凝土采用C30，𝑓𝑐=14.3 N/𝑚𝑚2;纵向钢筋采用HRB400，𝑓𝑦=360 N/𝑚𝑚2 。 （1） 正截面承载力计算。对各支座，跨中分别按矩形，T形截面进行正截面承

载力计算（见下表）。

基础梁支座正截面承载力计算

截面位置 弯矩M（kNmA ） 540 B 862 C 802 截面尺寸 b = 500 b = 500 b = 500 ℎ0=1200-50=1150 ℎ0=1200-50=1150 ℎ0=1200-50=1150 𝑀ξ=1− 1−0.5𝑎1𝑓𝑐 𝑏𝑓ℎ0′ 0.0588 0.518＞ 0.0957 0.518＞ 0.0888 0.518＞ b 计算配筋（mm2） As1fcbh0fy(mm)21434 2185.8 2028.2 选 配 钢 筋 实际配筋（mm） 1520

2 418+420 2273 418+420 2273 422 （2） 斜截面承载力计算。混凝土采用C30，𝑓𝑡=1.43 N/𝑚𝑚2,𝑓𝑐=14.3 N/𝑚𝑚2;

箍筋采用HPB300，𝑓𝑦𝑣=270 N/𝑚𝑚2。从图（e）中取各支座截面计算如下表所示。

6

基础工程课程设计

基础梁跨中正截面承载力计算

截面位置 弯矩M（kNm1 ） 562 b=𝑏𝑓=2600 ℎ0=1150 𝑀′′2 377 b=𝑏𝑓=2600 ℎ0=1150 ′3 407 b=𝑏𝑓=2600 ℎ0=1150 ′ 截面尺寸ξ=1− 1−0.5𝑎1𝑓𝑐 𝑏𝑓ℎ0 0.0115 0.518＞ 0.0077 0.518＞ 0.0083 0.518＞ b 计算配筋（mm2） 选 配 钢 筋 As1fcbh0fy(mm) 21821 1219.36 420 1256 1314.38 实际配筋（mm） 2620 1884 422 1520

注 1.𝑎1𝑓𝑐𝑏𝑓ℎ𝑓(ℎ0-′′ℎ𝑓2

′)=1×1.43×2600×250×(1150−

′2502

)=9527×106

N.mm =9527 KN.m>M,故跨中均为一类T形截面，取b=𝑏𝑓=2600 mm 。

2.𝑃𝑚𝑖𝑛=max{0.45

𝑓𝑡𝑓𝑦

,0.002}=max{0.45×

1.43360

，0.002}=0.002 ，

𝐴𝑚in=𝑃𝑚𝑖𝑛bh=0.2%×500×1200=1200𝑚𝑚2。

7

基础工程课程设计

基础梁斜截面承载力计算

截面位置 剪力V(KN) 截面尺寸（mm） 0.25cfcbh0 支座A右侧 6 b=500 , ℎ0=1150 2056＞V 575.575＜V 0.227 8 / 201 支座B右 987 b=500 , ℎ0=1150 2056＞V 575.575＜V 1.325 412 / 452 支坐B左 1021 b=500 , ℎ0=1150 2056＞V 575.575＜V 1.435 12 / 452 Vc0.7ftbh0 𝐴𝑠𝑣𝑠=V−0.7ftbh0fyh0 箍筋肢数，直径/𝐴𝑠𝑣 sv0s=V−y0.7f(mm) bht044fAh885.46 200 341.13 180 341.98 180 实配箍筋间距(mm)

根据以上计算，得JL-1梁的配筋，如附图所示。

注意：为增强基础整体性，在①，④，⑦三条轴线上各布置一根基础梁JL-2，如附图所示。

8.设计图纸

根据以上各步骤计算，绘制出基础平面图和基础梁放大样图，施工图见附图。

8