浅基础设计计算书.docx
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浅基础设计计算书
基础工程课程设计
柱下条形基础设计成果
成果:
设计计算书、设计图纸
姓名:
学号:
学院:
土木工程学院
专业:
土木工程
年级:
2009级
指导老师:
完成时间:
2012年01月
课设简介
1.课程设计目的
课程设计是高等教育中一直强调和重视的教学实践环节,《基础工程》
课程设计是学生在学习《土力学》、《钢筋混凝土结构》和《基础工程》的基础上,综合应用所学的理论知识,完成浅基础和深基础(桩基础)的设计任务。
其目的是培养学生综合应用基础理论和专业知识的能力,同时培养学生独立分析和解决基础工程设计问题的能力。
2.课程设计基本要求
2.1通过课程设计,要求学生对基础工程设计内容和过程有较全面的了
解和掌握,熟悉基础工程的设计规范、规程、手册和工具书;
2.2在教师指导下,独立完成课程设计任务指导书规定的全部内容。
设计计算书要求计算正确、文理通顺,施工图布置合理、表达清晰,符合设计规范要求;
课设简介I
目录II
第一章绪论
1.1工程概况
1・1・1地形
1.1.2工程地质条件
1.1.3岩土设计技术参数
1.1.4水文地质条件
1.1.5轴线及上部结构作用何在
1.1.6岩土设计技术参数
第二章基础设计
2.1基础梁埋深及高度的确定
2.2确定地基承载力设计值
2.3确定条形基础底面尺寸
2.4软弱下卧层承载力验算
2.5基础结构验算
2.6基础梁配筋验算
2.6.1正截面受弯钢筋计算
2..6.2箍筋计算
第三章翼板配筋计算
3.1截面尺寸验算
3.2翼板横向钢筋计算及分布钢筋确定
第一章绪论
1.1工程概况
1.1.1.地形
拟建建筑场地平整。
1.1.2.工程地质条件
拟建场地位于福州市乌龙江下游山前沟谷处,地貌上属山前冲海积谷地,原始地势高差较大,现经人工填土后,高差约5m拟建场地原为山谷坡地,分布
若干鱼塘,现已人工吹砂堆填。
场地东、南侧为学校及居民区,西侧为山坡。
地层分布有人工吹砂层、第4系全新统冲积层、上更新统冲洪海积层,基岩为燕山晚期花岗岩类。
1.1.3岩土设计技术参数
地基岩土物理力学参数如表1所示。
1.1.4.水文地质条件
场地地下水主要为上部填土中孔隙潜水及基岩风化带中的孔隙-裂隙承压水两种类型,水量贫乏,地下水稳定水位埋深为1.70m,场地地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构不具有腐蚀性。
1.1.5上部结构资料
拟建建筑物为全现浇多层框架结构,框架柱截面尺寸为600mM600mm柱
网布置如图1所示。
其中横向尺寸为36m纵向尺寸为24m
表1有关土层物理力学性质指标表
直剪试验
地层代号
土层名称
厚度
承载力特
征值参考
fak
含水量
重度
孔隙比
塑性
指数
液性
指数
粘聚力
内摩
擦角
压缩
模量
w
Y
e
Ip
1L
C
Es
kPa
%
3
kN/m
kPa
O
MPa
1
杂填土
1.0
6.4
13.7
0.997
2
25
2
粘土~粉质
粘土
2.0
120
69.3
14.9
1.0
24.6
0.95
19
7.3
4.51
3
淤泥质土
3.0
80
41.4
17.3
1.15
19.8
0.62
26
8.5
1.50
4
粘土
3.0
140
67.3
15.1
0.86
20.2
1.12
9
11.4
4.80
5
粉土
4.0
160
24.5
19.0
0.72
4.2
1.10
12
23
5.50
6
残积砾质粘
性十
4.5
200
32.5
16.1
0.66
7.2
0.72
12
25.5
3.30
1
6:
3
'■E
◎
'■C
'A
图1柱网平面图
1.1.6上部结构作用荷载
本人所算为4号轴线处基础,柱底竖向荷载标准组合值为1440kN。
第一章基础设计
2.1基础梁埋深及高度的确定
取基础埋深d=1.5m,高于底下水位0.2m。
11
取基础高度h=1.2m,符合柱下条形基础梁的高度宜为柱距的的规定。
48
2.2确定地基承载力设计值
承载力特征值参考值[fak"20kN,先假设基础宽度b=3m,基础底面以上土
的加权平均容重m=(13.71.014.90.5)/1.5=14.1kN/m,查表得d=1.0。
修正后地基承载力特征值:
fa=fak•b(b-3)dm(d-0.5)=12001.014.1(1.5-0.5)=134.1kPa
2.3.确定条形基础底面尺寸
bFk514402.56m,取基础宽b=2.7m
(fa-d)l(134.1-201.5)27
FkGk51440201.5272.7
p=———==128.kPa兰fa=1BF41
A27汉2.7
取条形基础端部外伸长度I。
=1.5m,符合外伸长度宜为边跨跨度的0.25倍的
规定(l0=0.256.0=1.5m),即条形基础长1=64+21.5=27m。
2.4软弱下卧层承载力验算
软弱下卧层为第3层fak=8*Pa2sa^18.k)N/n查表0,^1.0
3
m二[13.71.014.90.7+(18.9-10)1.3]/3.0=11.99kN/m
fa二fakb(b-3)dm(d-0.5)=8001.011.99(3.0-0.5)=109.75kPa基底压力p=128.76kPa基底自重压力pc0=13.71.014.90.5=21.15kPa:
=Es1=3.0z/b=1.5/2.70.56查表得地基压力扩散角"23
Es2
下卧层顶面自重压力pcz=13.71.014.90.7(18.9-10)=35.7kPa
下卧层顶面附加压力pz竺啦2.7(128.76-21.15)=69.33kPa
b+2ztan日2.7+2F.5> 下卧层顶面总压力p=pczp^35.769.33=105.03kPa乞fa=109.75kPa 即下卧层满足承载力要求。 2.5基础结构验算 混凝土弹性模量Ec=2.55107kN/m2 基础梁截面刚度Ecl=2.551070.193=4921500kNm2 采用倒梁法并运用结构力学求解器求解各项数据 每米长度基底反力P—二1.35―51450二360.0kN/m I27 1.355144015% 边跨每米长度增加基底反力p'194.4kN/m 6+1.5 均布分布反力作用下的计算简图: T 36品0 Tt2丁丁(2t丁3)丁 554.40■554.40360.00 求出各支座反力为R=2313.7NR2=3081.kNR3=1844.&N Rt=3081.8NR5=2313.7N 由于支座反力与原柱端荷载相差较大,支座处存在不平衡力.g,分别为 .: p1=1.351450-2329.77二-369.71kN : p2=1.351450-3103.26二-1137.86kN .: p3=1.351450-1857.68=99.13kN =p4-: p2--1137.86kN =p5=p--369.71kN 将各支座不平衡力Ap折算成调整荷载 对于边跨支座: q1pIo为边跨长度;h为第一跨长度。 (i°+3h) 对于中间支座“十U为第i-1长度小为第i跨长度。 Lp 故q1105.6*N/m;q-284.4&N/m; 1.5+6/36/3+6/3 p3 : q3=——=24.7£kN/m;=q4=92=—284.4&N/mq5=q=-105.63kN/m 6/36/3 调整荷载作用下的计算 iffil 24.7824.78 简图 6(6)7 求得各支座反力为 R1383.4kN: R2=1080.幺9! R3^12.02N 调整后的支座反力 R=1080.5NR5=383.4<1N R'=2313.71383.41k1N930.3 R2'=3081.861080.59k2ND01.27 R3'=1844.8712.021k8J56.89 R/=R2'=2001.27kN R5'=R/=1930.3kN 最终截面弯矩图 倒梁法最终截面剪力图: 基础梁最终内力如下表所示: 截面^ 类型 2 3 4 5 左 右 左 右 左 右 左 右 弯矩 504.87 1315.98 1315.98 727.77 732.83 1315.98 1315.98 504.87 (KN•m) 剪力 -1257.14 1289.08 -712.19 928.45 928.45 712.19 -1289.08 1257.14 (KN) 2.6基础梁配筋计算 1材料选择混凝土C20ft=1.lMPa;fc=9.6MPa; 钢筋采用二级钢HRB335fy=fynOO%^ 2基础梁宽度800mm;hb=120080^1.5 3验算截面最小尺寸 考虑到钢筋可能为双排布置,故h。 =1200一90=1110mm Vmax=1289.08KN-0.25: cfcbh0=0.259.68001110=2131.2KN,满足要求 4配筋计算表格 2.6.1正截面受弯配筋计算 肋梁顶部正截面受弯配筋计算: as=60mmh0=120^60=1140mm考虑到肋梁上部应配置通长钢筋,故上部设计时去跨中最大弯矩,即My=M讪=1228.42kNm fcbh。 2 1228・42610=3846mnf 300(1120-150.48/2) 配筋1220=3768mm2(在—5液差允许范围内,可以) 肋形梁下部配筋: 由于该条形基础未设置垫层,故下不保护层厚度应大于70, 取比POmm,由于下部只需1/3通长钢筋,故取弯矩中间值My=727.77kNm在弯矩大于此部分再进行加配钢筋。 My727.77106 fy(h)-x/2)一300(1110-88.8/2) 配622As=2281mm2 求取最大弯矩处所需的钢筋面积: ftbg2 1315.98106 9.880011102 =0.139 =1-、1-2s=0.150 需再配4273-2277=1996mm2,故在第2、4支座处加配622A^2281mm2并在离支座1/3处截断 2.6.2箍筋计算 1截面尺寸符合要求(第1步已经验算); 2根据纵筋布置及根数确定为6肢箍,暂选用10@80 Av=6(102)mm=471.24mm2 4 3 yv—svho(混凝土新规范公式)s 斜截面受剪承载力V;Vu二Vcs=0.7ftbh。 f a、10@180(加密区) 47124 乂=0.71.180011102101110=1294.02kNVmax=1289.08kN 180 加密区间为: 1,4支座向左、2,5支座向右各1.5米区间 b、10@300(非加密区) 47124 Vu=0.71.180011102101110=958.38kN 400 加密区Vu=1294.02kN1289.08kN卡 ”丄宀L卜承载力满足要求。 非加密区V=958.38kNA928.45kN 第三章翼板配筋计算 3.1截面尺寸验算 _300Nmm2)* 翼板按斜截面抗剪强度验算设计高度;翼板端部按固定端计算弯矩,根据弯矩配置横向钢筋(横向钢筋采用二级钢筋翼板的高度如计算简图所示, 取1.0m宽度翼板作为计算单元, 剪力设计值 V卫1.0OtG5^9440.9&126.67N 2.72.727 斜截面受剪承载力 VU=乂=0・7ftbho二0・71.1950310=238."kN V=126.67N,满足要求。 3.2横向钢筋计算 弯矩设计值M巴)0.952=60.17kNm;同 22.7 2=0.964 : 一 2 fysho3000.964310""亦 实配12@160As=707mm2672mm2,分布筋8@200。
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