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1、基础工程设计原理课程设计 柱下条形基础方案 姓 名: 吴 涛 老 师: 罗 晓 辉 班 级: 土木1103班 学 号: U201115571目 录1设计资料 .32工程地质条件. .43承载力特征值和基地宽度的确定 .54地基沉降验算 .55确定基础底面尺寸 .66弹性地基梁法 .97基础配筋 .13一设计资料 建筑方案为五层框架建筑,框架柱间距为7.07.5m,基础底面设计埋深为2.4m,框架中柱设计荷载为16481848kN,角、边柱设计荷载为10481448kN (见下图)。有关场地岩土工程性质、岩土层分布及其岩土工程评价详见附件岩土工程勘察报告书。材料采用C25,基底设置C15、厚度1
2、00mm的混凝土垫层;配筋采用级普通圆钢筋。承受轴心荷载的基础底板一般采用正方形,若偏心荷载则采用矩形底板, 其长宽比采用1.2。设计计算内容:1.柱下条形基础方案 材料采用C25,基底设置C15、厚度100mm 的混凝土垫层;配筋采用级普通圆钢筋。设计计算内容: (1)在不考虑地基处理时,x方向中轴线柱下条形基础(两端为边柱)按地基承载力确定的基础底宽度是否满足沉降要求? (2)若通过地基处理(地基处理深度从基础底面以下5.5m 内),使得地基承载力设计值达到160kPa,进行如下设计计算: 1)根据地基承载力确定x、y轴线各柱下条形基础的基础底面尺寸; 2)按弹性地基梁法(可按等截面弹性地
3、基梁)计算柱下条形基础的内力分布; 3)基础配筋、冲切验算; 4)完成有关计算部分的计算简图、基础配筋图等; 二工程地质条件 该地区地势平坦,无相邻建筑物,经地质勘察,工程地质资料:自上而下依次为: 杂填土:厚2.0m,; 粘土:厚2.0m,; 淤泥质粉质粘土:厚 4m,; 粉砂与粉质粘土互层:厚7.6m,, 。 选取第二层为持力层,埋深d=2.4m,地下水位位于地表 下1.5m。三、承载力特征值和基底宽度的确定(1) 确定按地基承载力确定的基础底宽度是否满足沉降要求? 查表2-7知:。埋深范围内的加权平均重度为持力层承载力特征值为(先不考虑对基础宽度的修正)(2) 初步确定基础宽度 基础总长
4、为L=7.05=35m 则中柱基础底面在单位长度上所受平均力为, 基础埋深为2.4m,中柱基础底板宽度为 ,取b=3.0m设计四验算地基沉降 中柱基底处的总竖向荷载为: 基底的平均压力为: ,满足条件。 (2)然后计算沉降是否满足规范要求: 1)计算中柱沉降量 基础及其上回填土的总重 基底平均压力 基底处的土的自重应力 平均附加压力, 近似取101kPa 计算深度取为:zz/bz*0000011/33.80.24900.24900.801621.3121.3122/33.80.23940.47880.22986.1127.42312.50.23530.70590.22719.1736.5944
5、/32.50.22440.89760.19177.7443.3355/33.50.21291.06450.16694.8248.156.56.5/33.50.19661.27760.21316.1553.302) 计算边柱沉降量 基础及其上回填土的总重 中轴线上沿长度方向取1m为计算单元的线荷载 基底平均压力 基底处的土的自重应力 平均附加压力, 近似取69kpa,则有边柱沉降量为 69/10153.30mm=36.28mm 计算深度范围内压缩模量的当量值 9 查表得边柱 中柱 最终沉降量为:边柱:36.281.054=38.25mm 中柱:53.301.069=57.00mm框架结构建筑物相
6、邻柱之间沉降差为 57.00-38.25=18.73mm0.0037500=22.5mm,故满足要求 五、确定基础底面尺寸 由于两方向柱距相差不多,布置为柱下十字交叉条形基础,基础宽度计算公式如下:1、 角柱节点,如图所示 得2、 边柱节点,如图所示得3、 中柱节点,如图所示得则 根据题目要求地基经过处理使得地基承载力设计值达到160KPa,而 。计算各柱基底面积计算各节点处基础宽度X方向的基础宽度 Y方向的基础宽度 X方向各轴条形基础平均宽度 轴:取0.9m, 轴: 取1.1m 轴:取1.2mY方向各轴条形基础平均宽度轴:取1.0m轴:,取1.1m六、弹性地基梁法1、节点荷载分配计算 由经验
7、数值法查表得基床系数 1) 边柱节点计算 取 则 2) 中柱节点计算 3) 角柱节点计算 取 则 由经验数值法查表得基床系数 集中基床系数 kpa 对轴基础梁进行分析柔度指数 ,故属于无限长梁。1)、第一跨跨中弯矩与基底净反力的计算其中, 作用点位置xA51803.50.160.5670.180300.47241138.79 0B81503.50.160.5670.180300.47241228.77 0C902010.50.161.701-0.20470-0.02354-235.76 0902017.50.162.835-0.07203-0.05540-83.37 0815024.50.16
8、3.969-0.00189-0.01197-2.37 0518031.50.165.1030.008370.001916.54 042.62)第二跨跨中弯矩与基底净反力的计算作用点位置xA518010.50.161.701-0.20470-0.02354-157.84 0B81503.50.160.5670.180300.47241221.77 0C90203.50.160.5670.180300.47241210.18 0902010.50.161.701-0.20470-0.02354-240.76 0815017.50.162.835-0.07203-0.05540-91.59 0518
9、024.50.163.969-0.00189-0.01197-1.48 0-49.722)第三跨跨中弯矩作用点位置xA518017.50.162.835-0.07203-0.05540-58.25 0B815010.50.161.701-0.20470-0.02354-259.45 0C90203.50.160.5670.180300.47241219.18090203.50.160.5670.180300.47241209.18 0815010.50.161.701-0.20470-0.02354-259.45 0518017.50.162.835-0.07203-0.05540-58.25
10、 0-235.04 2)A处弯矩作用点位置xA518000.16011760.86 0B815070.161.176-0.159670.12934-220.82 0C9020140.162.268-0.14821-0.06621-193.60 09020210.163.402-0.02374-0.03227-47.8 08150280.164.5360.00823-0.002423.35 05180350.165.670.005780.002901.51 0353.50 2)B弯矩作用点位置xA518070.161.176-0.159670.12934-134.68 0B815000.1601
11、11197.72 0C902070.161.176-0.159670.12934-22.02 09020140.162.268-0.14821-0.06621-158.60 08150210.163.402-0.02374-0.03227-22.86 05180280.164.5360.00823-0.002423.42 0648.98 2)C弯矩作用点位置xA5180140.162.268-0.14821-0.06621-125.73 0B815070.161.176-0.159670.12934-210.82 0C902000.160111191.30 0902070.161.176-0.
12、159670.12934-182.02 08150140.162.268-0.14821-0.06621-181.4105180210.163.402-0.02374-0.03227-18.54 0412.78 7)其他跨及支座处的弯矩可由对称性得。九、基础配筋 1)材料选择:混凝土,;钢筋采用二级钢HRB335,垫层:100mm厚 2)基础梁宽度;基础梁高度;符合 2 .03.0的规定 3)验算截面最小尺寸钢筋先按一排布置,故 满 足要求.翼板厚度不应小于200mm,取。 4)正截面抗弯承载力计算 正截面受弯承载力计算时,跨内按T形截面进行计算,。 环境类别一级,C30混凝土,梁的最小保护层
13、厚度c=20mm。假定箍筋 直径10mm,纵向钢筋直径20mm,则一排纵向钢筋 =500-20-10-20/2=460mm。 C30混凝土,; 纵向钢筋采用HRB400级钢筋,,。正截 面承载力计算过程列于下表中。经判别跨内截面均属于第一类T型截面 ; ,可以。 选用422+412,同样的方法算出其他各点所需要的钢筋,详细见表10-1其中, 次梁正截面受弯承载力计算截 面A第一跨 跨中 B第二跨 跨中C 第三跨 跨中弯矩设计值()353.542.6648.98-49.72412.78235.040.09770.01180.17930.01380.11410.06490.10300.01190.19910.01390.12150.06720.94850.99400.90050.99310.93930.966410661222062 1431257695计算结果表明,支座截面的均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则;, 此值大于,同时大于0.2%,满足最小配筋率的要求。5)板底横向钢筋计算根据前面算出的剪力设计值 求弯矩设计值 基础每延米的受力钢筋截面面积为: 选配受力钢筋1270,
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