柱下条基设计倒梁法.docx

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柱下条基设计倒梁法

某框架结构柱下条形基础设计（倒梁法）

一、设计资料

1、某建筑物为7层框架结构，框架为三跨的横向承重框架，每跨跨度为7.2m；

边柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为：

Fk=2665KN、Mk=572KN?

M、

Vk=146KN，F=3331KN、M=715KN?

M、V=182KN;中柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为：

Fk=4231KN、Mk=481KN?

M、Vk=165KN，F=5289KN、M=601KN?

M、V=206KN。

2、根据现场观察描述，原位测试分析及室内试验结果，整个勘察范围内场地地

层主要由粘性土、粉土及粉砂组成，根据土的结构及物理力学性质共分为7层，

具体层位及工程特性见附表。

勘察钻孔完成后统一测量了各钻孔的地下水位，水位埋深平均值为0.9m，本地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。

3、根据地质资料，确定条基埋深d=1.9m；

二、内力计算

1、基础梁高度的确定取h=1.5m符合GB50007-20028.3.1柱下条形基础梁

的高度宜为柱距的-~-的规定。

48

2、条基端部外伸长度的确定

据GB50007-20028.3.1第2条规定外伸长度宜为第一跨的0.25倍考虑到柱端存

在弯矩及其方向左侧延伸0.251=0.257.2m=1.8m

为使荷载形心与基底形心重合，右端延伸长度为lef，lef计算过程如下：

确定荷载合力到E点的距离Xo:

X。

333137.2528927.2-7152-6012-1821.52-2061.52

3331252892

得X,咤=10.58m

17240

右端延伸长度为lef

|ef=（1.82.77.22—10.58）2_1.8_7.23=2.24m

3、地基净反力Pj的计算。

对E点取合力距即：

ZMe=0,

Pj2^42243331了2352897^小西碍測归71526012）-（1821.522061.52戶0

即271.2712pj=182396孑Pj=672.3751«%

4、确定计算简图

BIDE

H

」ii

1,1niLr

n

T，

L1

II

1h

ii

1L

II

阻加酬恤

iaoo

7200

7200

7200

5、采用结构力学求解器计算在地基净反力Pj作用下基础梁的内力图

弯矩图（KN•M）

dill

1210.28

A（1

B>

厂

（2）

c

尸3）

d

严4）

-1506.1

2

2568.42

2347.79

-2272.68

-2493.31

-2778.22

F

剪力图（KN）

6、计算调整荷载pi

•巾折算成调整荷载q

由于支座反力与原柱端荷载不等，需进行调整，将差值

Pb=3331-（1210.282272.68）KN=「151.96KN

Pc=5289-（2568.422493.31）KN=227.27KN

Pd=5289-（2347.792778.22）KN-162.99KN

pB=3331-（2062.881506.12）KN二-238KN

对于边跨支座=q1I。

为边跨长度；l1为第一跨长度。

（lo—h）

对于中间支座-q=-1匸为第i-1长度；li为第i跨长度。

（訝口七li）

.1800

2400

.2400

20

7200

l2400

2400

7200

l2400

2240

1800

7200

2240

调整荷载作用下基础梁的内力图

BC跨中M=—0.86KN•m；CD跨中M=—34.98KN•m;DE跨中M=—2.325KN•m

弯矩图（KN•M）

剪力图（KN）

7、两次计算结果叠加，得基础梁得最终内力

支座

\截面\

类型\

B

C

D

E

左

V

右

左

右

左

右

左

右

弯矩

（KN•m）

A

1030.64

1745.64

2957.97

3558.97

3021.19

3622.19

843.17

1558.17

剪力

（KN）

1145.15

-2198.75

2669.15

-2603.52

2432.71

-2853.92

1945.57

-1391.22

三、基底压力验算

按《勘察报告》2005-054;钻孔18处1.9m〜2.7m深度范围内的黄土物理指

标如下：

，20.7%；'=2.07g3；：

d=1.71g3；Q=2.74;e。

=0.598;0=0.95;

/cm/cm

i=36.5%;p=19.0%；Ip=17.5；Ii=0.1；=0.18；=7.8Mpa；c=62Kpa；

■=27.3）;

查GB50007-2002表524承

载力修正系数

e及Ii均小于0.85的粘性土

b=0.3;d=1・6;

1、不考虑宽度修正，只考虑深度修正的地基承载力特征

值fa:

fa二fakdm（d-0.5m）

=1501.618.5（1.9-0.5）

=191.44Kpa

2、确定基础宽度

Fk+Gk

b_kk

丨（famd）

26652423122025.64

-25.64（191.44-201.9）

xdB.5KN/m3素填

f胪5咖加齢加pu黄土

o

亠

o

、

——

o

OT

——

Q

f诃咖r=2lfKN/m3昭饭Mp噴土混姜石耳f°k创曲忙20亦加洛股

地质剖面图

=3.6363m取b=3.8m

3、经宽度和宽度修正的地基承载力特征值fa=fa「b（b-3.0），dm（d-0.5m）

fa=1500.320（3.8-3.0）1.618.5（1.90.5）Kpa=196.24Kpa。

4、验算基底压力pk^fa

1采用荷载标准值组合计算基底净反力皿（与荷载基本组合时地基净反力

Pj计算方法相同）:

271.2712pjk=145914.6=pjk=537.892K%

537892

2pk20Kpa=161.5505183Kpa乞fa=196.24Kpa，满足要求。

3.8

四、基础配筋计算

1、基础梁配筋计算

1材料选择混凝土C40ft=1.71Mpa;fc=19.1Mpa;

钢筋采用二级钢HRB335f

y

fy二300

Nmm2；

垫层C10100mm厚o

2基础梁宽度b=500mm；h©==3.0符合2.0〜3.5的规定

3验算截面最小尺寸

考虑到钢筋可能为双排布置，故h。

=1500—80=1420mm

Vmax=2853.92KN乞0.25：

cfcbl%=0.2519.15001420N=3390.25KN,满足要求

4配筋计算表格

2、正截面受弯配筋计算

\项目

截面\

弯矩

截面抵抗矩系数

M

%_2

相对受压区高度

—1-屮-理

内力矩的力臂系数

理1+J1—

截面配筋

AM

s一fy»h°

s2

B左

1030.64

0.053521334

0.055035804

0.972482097

2487.80

B右

1745.64

0.090651422

0.095181148

0.952409425

4302.50

C左

2957.97

0.153607954

0.167663474

0.916168262

7578.95

C右

3558.97

0.184818000

0.206045341

0.896977329

9313.94

D左

3021.19

0.156890980

0.171617215

0.914191392

7757.67

D右

3622.19

0.188101027

0.210191196

0.894904409

9501.34

E左

843.17

0.043785981

0.044789008

0.977605495

2024.61

E右

1558.17

0.08916069

0.08448492

0.957757539

3819.00

BC跨中

2021.27

0.104959748

0.111135273

0.944432363

5023.93

CD跨中

1183.99

0.061484829

0.063501019

0.968249490

2870.46

DE跨中

2183.11

0.113369064

0.120646902

0.939676548

5453.64

注：

等效矩形应力图形系数-=1.0；ho=1420mm；?

min取0.45fth及0.2%大值

fyho

基础梁选配钢筋：

顶部1225全长贯通，腰筋按构造设置，详见简图

底部632全长贯通，大于底部总面积的1/3.

C、D支座底部附加钢筋632在1/3截断

3、箍筋计算

①截面尺寸符合要求（第1步第③项已经验算）；

②根据纵筋布置及根数确定为6肢箍，选用10@80

1222

代v=6（10）mm=471.24mm

4

3斜截面受剪承载力Vu;V^Vc^0.7ftbho1.25fyv^Asvho

s

a、10@80（加密区）

Vu=0.71.7150014201.25210471.241420N=3045.55KN

80

b、10@200（非加密区）

47124

Vu=0.71.7150014201.252101420N=1728.14KN

200

加密区Vu=3045.55KN>2853.92KN〕十卜「、卄口亦+

”「宀u'承载力满足要求。

非加密区乂“728.14KN1158.73KN

五、基础底板配筋计算

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（横向钢筋米用--'16,f

1、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』1.01.65KN

3.8

672.3751

1.65KN=291.95KN

3.8

斜截面受剪承载力

V=乂=0.7ftbh=0.71.711.0（00.04）

-550.6KNV=291.9KN，满足要求。

1650

2、横向钢筋计算

1p.

弯矩设计值M（—41.652=0.5176.9412.7225=240.86KN*m;

23.8

2相对受压区高度上=1一、订瓦=1一0.0595969=0.0615；

3内力矩的力臂系数sJs二10.9385=0.9693

s22

6

M240.86102

4钢筋面积As1800mm

fjsh。

300x0.9693汇460

实配■工16@110=1827.84mm1800mm2，分布筋8@200。

六、沉降计算

1、土层分层情况如下图：

沉降计算土层划分示意图

沉降计算采用荷载准永久组合,用角点法计算区域划分如下：

例如：

对于E点有crz,E=（乌丘人侔+（°z,E）e2f2FE*（°z,E）a1eEA*（°Z,E）a2e?

EA

（

D

E

F

&

LO

7200

7MD

.2240|

aibi（iditi

2、地基变形计算深度Zn算至强化闪长岩则乙-8.5m，按GB50007-2002规定

2b4m时：

z=0.6m且应满足."■：

sn_0.025匚§

3、沉降计算

①E点：

对CTz,E=（DzJeftFE+（Oz,E）e2f2FE+（Dz,E）a,qEA+（Dz,E）a2e2EA；

B=1.9m;Li=2.24mL=23.4m；p。

=161.55「18.51.9Kpa=126.4Kpa

Zi（m）

%

%

%

ZjOti_Z/i_1

Esi

Mpa

s=_p°（Zi&i—

Esi

（mm）

0

0

1.1789

12.3158

1.0000

0.7930

7.8

12.8507

0.8

0.4211

1.1789

12.3158

0.9912

0.8908

10

11.2597

1.8

0.9474

1.1789

12.3158

0.9354

2.2076

15.5

18.0026

6.7

3.5263

1.1789

12.3158

0.5808

0.2719

10

3.4368

7.9

4.1579

1.1789

12.3158

0.5270

0.1156

30

0.4871

8.5

4.4737

1.1789

12.3158

0.5034

s'=12.850711.259718.00263.43680.4871=46.0369mm

计算沉降经验系数

首先计算变形计算深度范围内压缩模量的当量值Es

Ai0.99120.80.93541.00.58084.90.52701.20.50340.6

Es

A0.9912x0.80.9354x1.00.5808x4.90.5270x1.20.5034x0.6

-

_Esi7.81015.51030

-5.50872

Es7.4033Mpa

0.74408928

据GB50007-2002表5.3.5，得0.7905

所以边柱E点桩基础最终沉降量计算s-「sS=0.790543.0369mm=34.0194mm：

z=0.6m=sn=0.4871mm_0.025二$=0.02543.0369mm=1.0759mm，

满足GB5007-2002公式5.3.6要求。

②D点：

对二z,h=2^z,h）a1d1DA'2^z,h）d1f1FD；B=1.9m;L^9.44mL2=216.2m；

p。

=161.55-18.51.9Kpa=126.4Kpa

乙㈣

%

%

%

&

乙Ui-Zi/Qi」

Esi

Mpa

Esi

（mm）

0

0

4.9684

8.5263

1.0000

0.7942

7.8

12.8701

0.8

0.4211

4.9684

8.5263

0.9928

0.9107

10

11.5112

1.8

0.9474

4.9684

8.5263

0.9472

2.5938

15.5

21.1520

6.7

3.5263

4.9684

8.5263

0.6416

0.3654

10

4.6187

7.9

4.1579

4.9684

8.5263

0.5904

0.1570

30

0.6615

8.5

4.4737

4.9684

8.5263

0.5674

s'=12.870111.511221.15204.61870.6615=50.8153mm

计算沉降经验系数'■s

首先计算变形计算深度范围内压缩模量的当量值Es

0.99280.80.94721.00.64164.90.59041.20.56740.6

0.99280.80.94721.00.64164.90.59041.20.56740.6

据GB50007-2002表5.3.5，得=0.5740

所以中柱D点桩基础最终沉降量计算s「ss=0.574050.8153mm=29.1672mm

：

z=0.6mg=0.6615mm空0.025「s=0.02550.8153mm=1.2704mm，

满足GB5007-2002公式5.3.6要求。

4）D点和E点沉降差

中柱D点最终总沉降量SD与边柱E点最终总沉降量SE之差

SE-SD=34.0194mm—29.1672mm=4.8522mm

-0.0021=0.0027200mm=14.4mm满足GB5007-2002表5.3.4要求

附图1

厂1厂2

11

■■飞

1■

1

11

1担

1—11—2

7200|7200

7200

1240”

附图2

6*25

6425

呂

*16^100

*100200

■I8&2OD

14城

1900

阴2

—1900

_-Q4O0

▽

附图3

250

2M

6*25

6425

Una

tWIOO

枷個0

沁00

§

0

丄300

3UU7

tWLO

1900

g

§

-0,400

SZ■