柱下条开基础课程设计任务书和指导书.doc

1、柱下条形基础课程设计任务书 一、设计任务 某多层钢筋混凝土框架结构房屋的基础。根据上部结构及现场地基情况采用柱下条形基础。 二、设计依据 建筑地基基础设计规范（GB500072002） 混凝土结构设计规范（GB500102002） 三、设计要求 计算书要求: 完成一榀框架柱下条形基础的计算，计算书中应包括必要的设计资料、计算简图、详细完整的计算过程和结果以及构造草图。 具体计算内容有： 工程概况 选择地基持力层，确定基础的埋置深度 计算修正后的地基承载力特征值 确定柱下条基底面尺寸，并验算软弱下卧层的承载力 地基梁的内力计算（按调整倒梁法） 地基梁正截面抗弯强度设计 地基梁斜截面抗剪强度设计

2、地基梁翼板配筋设计 地基梁最终配筋简图 施工图要求: 完成一张图纸，要求给出地基梁施工所需的全部图样、尺寸、数据及说明，达到能交付施工的程度。 具体图样有： 地基梁配筋立面详图 地基梁钢筋大样图 地基梁配筋剖面详图 施工说明 四、设计资料 上部结构资料: 上部为四层框架，框架梁、柱及基础为现浇，屋面及楼面为预制预应力钢筋混凝土多孔板。柱截面为400400mm，柱网平面布置如图所示（题号详见表）。荷载组合情况参见图。 场地工程地质条件： 建筑场区地势平坦，地层组成参见图6。建筑物所在区域为非震区，不考虑地震影响。 材料： 基础混凝土采用20，垫层10。钢筋公称直径在12mm以上者，采用HRB33

3、5级钢筋；12mm及以下者，采用HPB235级钢筋。 注：1）采用1-1剖面方向进行条形基础设计计算； 2）图2中所示方向为荷载正方向； 3.）表1中的Nk，Mk，Vk为荷载效应标准组合。柱下条形基础课程设计指导书 一、设计计算步骤:（一）确定柱下条形基础底面尺寸，并验算持力力层和软弱下卧层的承载力绘出条形基础梁的计算简图，包括荷载、尺寸等，如图。 FA FB F FC FD XC MA MB MC MD A B C D 求荷载合力重心位置。设合力作用点与边柱的距离为c，据合力矩定理，以点为参考点，则有： iki ikc ik确定基础梁的长度和外伸尺寸。设基础梁两端外伸的长度为1、2，两边柱之

4、间的轴线距离为。为使其合力作用点与基底形心相重合或接近，基础梁两端可有适当的长度伸出边柱外。但伸出长度也不宜太大，一般宜取第一跨距的0.25倍。当c 确定后，可按合力作用点与基底形心相重合的原则，定出基础梁的长度。若巳选定1，则有： 2（c 1 ）, 2 a1按地基持力层的承载力确定基础梁的宽度。初定基础的埋置深度，若0.5m，应对持力层承载力进行深度修正，即： fa fak dm（ 0.5 ）。则有： ik （fa 20） 若时，还应进行地基承载力的宽度修正后，再代入上式确定基础宽度。若时，则持力层的地基承载力设计值fa= fa。当地基有软弱下卧层时，还应进行软弱下卧层的强度验算。作用于软弱

5、下卧层顶部的附加应力与自重应力之和不超过软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值，即： cz z faz其中：cz ii (k-c) z b 2tan faz fak dm（+ z - 0.5 ）考虑max时的荷载组合，验算持力层的地基承载力（梁长方向）。初设基础高度0，验算：kmax （ ik k ） 6k2 1.2fakmin （ ik k ） 6k2 0 式中：ik 相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基顶的竖向力值之和（kN）；k 基础及其台阶上土的重量（kN）；k ik k0 +Fik； ik 相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的力矩（kNm）； ik 相应于荷载

6、效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的剪力（kN）； 0 基础梁高度，一般为基底反力符合直线分布的假定，基础梁的高度宜大于平均柱距的16；fa 持力层经深宽修正后的地基承载力特征值； 各柱轴力至基底形心的距离。（二）、基础梁的内力计算（按倒梁法计算） 计算基底净反力，绘计算简图（按max计算） ik基底净反力j 1.35（kNm） A A B C D D qj a1 L1 L2 L3 a2 按力矩分配法计算连续梁内力 计算固端弯矩(弯矩、剪力的符号，以杆端顺时针转动为正）由于柱下条形基础一般两端都有向外延伸的部分，因此应对悬臂端进行处理。即将悬臂端AA和DD单独分开，这部分的内力按静力平衡条件

7、便可求得： 1 A A AA - j12 ； qj 2 a1 D D 1 qj DD j22 a2 2 A B 1 1 BA - jL12 + AA qj 8 2 L1 B C 1 BC -CB jL22 qj 12 L2 C D 1 1 CD jL32 - DD qj 8 2 L3 分配系数 各杆线刚度 AB ; BC ; CD 1 23 3BA 4BC 分配系数 BA ; BC 3BA 4BC 3AB 4BC 4BC 3CD CB ; CD 4BC 3CD 3CD 4BC 弯矩分配 可列表进行。 计算各截面剪力、弯矩和支座反力，并绘出与图取各杆件为脱离体按静力平衡条件求各截面的剪力和弯矩，

8、取各支座节点为脱离体求出支座反力。调整计算各支座反力i与各柱传来的轴力Fi不相等时，可采用局部调整法进行调整。 计算简图 F F F F （1.35F）（ a1 L1）（1.35F）（ L1 L2）（1.35F）（ L2 L3）（1.35F）（ L3 a2 ） L1/3 L1/3 L2/3 L2/3 L3/3 L3/3 a1 L1 L2 L3 a2 计算固端弯矩 L/3 L/3 L/3 17L2 21 648 L/3 L/3 L/3 25L2 21 1 2 648 11L2 L/3 L/3 L/3 12 324 3L2 21 324 3L2 L/3 L/3 L/3 12 324 1 2 11L

9、2 21 324注：上述图示固端弯矩图，是以顺时针方向为正，是以向上为正。当向下时，以代入式中即可。 弯矩分配可列表进行。 计算各截面剪力、弯矩及支座反力。并绘出M与V图 将两次计算的剪力、弯矩以及地基反力叠加，求剪力为零处的跨中最大弯矩值。绘出总的弯矩图和剪力图。将支座反力与柱荷载进行比较，若两者差别不大，可认为满足要求；若差别较大，则应进行第二次调整，调整方法完全相同（课程设计一般只做一次调整）。（三）、地基梁正截面抗弯强度设计 地基梁的配筋要求基本上与楼面梁相同。一些构造要求如下： （1）梁高大于300mm，纵向受力筋d10mm，一般取d = 1232mm。 （2）净距2.53.5cm，

10、且大于受力筋直径d；钢筋保护层厚度4.0cm（有垫层）。 （3）伸入梁支座范围内纵向受力钢筋数量：当梁宽100mm时，不宜少于2根，应当满足锚固长度。 （4）箍筋应采用封闭式，其直径一般为612mm，对梁高800mm时，其直径应8mm。 （5）当梁的腹板高度hw450mm时，在梁的两侧应沿高度配置纵向构造钢筋，每侧构造钢筋面积不小于腹板截面面积的0.1%，且间距不宜大于200mm ，并宜用拉筋连接。拉筋直径与箍筋相同，间距500700mm，一般为两倍的箍筋间距。（6）条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计算要求外，顶部钢筋宜全部通长配置，底面通长钢筋的面积不应少于底面受力钢筋总面积的1/3

11、。（7）当条形基础的相对刚度较大时，考虑基础的架越作用，基础梁两边跨的跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的增大系数。1 材料 设计所用混凝土为C20: fc=9.6N/mm2, ft=1.1N/mm2 Ec=2.55104N/mm2 受力钢筋用热轧HRB335级钢筋: fy=300N/mm2, fy=300N/mm2 Es=2.0105N/mm2 架立钢筋用热轧HPB235级钢筋: d10mm, fy=210N/mm2, fy=210N/mm2 Es=2.1105N/mm2 垫层：100mm厚C10素混凝土 2 地基梁截面尺寸： a （1）梁高H01/6柱距， 悬臂刚度要求：H0a1/4

12、，H0a2/4 梁的整体刚度要求：H02%L （2）梁的宽度和翼板尺寸 a) a柱宽+10cm H0 b) 梁翼板外边缘高度hi200mm hihi hi按抗剪强度确定 hi pj(kN/m2) bi b 式中取l为单位长度（l =1000mm）。 c) T形截面梁正截面受弯承载力计算时，翼板的有效计算宽度bi，按楼面独立梁考虑，据 （）按计算跨度l0i考虑 bi=L0i/3 （）按翼板厚度考虑 若hf/h00.1, 取bf=a+12hf 若hf/h00.05, 取bf=a 若0.05hf/h080cm时，梁中箍筋的最大间距要求如下： 当V0.7ftah0时，Smax=300mm V0.7ft

13、ah0时，Smax=400mm1.截面的最小尺寸受剪面应当满足: hw/a4时，V0.25cfcah0 hw/a6时，V0.2cfcah0 4 hw /a 2.5m时，可以交错放置，长度减少10%； 受力筋至少应有4根通长布置，以满足4肢箍的架立作用且规范规定至少应有钢筋总面 积的13通长布置。) 二、绘制施工图 施工图要求: 完成一张图纸，要求给出地基梁施工所需的全部图样、尺寸、数据及说明，达到能交付施工的程度。本图中内容包括：地基梁配筋立面详图、地基梁钢筋大样图(或梁钢筋表)、地基梁配筋剖面详图、施工说明。施工说明：1 本设计与施工应符合有关的设计与施工验收规范的要求。施工中如地基情况与原

14、设计不同时，应及时联系现场解决。2 基础采用C20混凝土，受力筋采用HRB335级热轧钢筋，记为，架立筋、箍筋采用HPB235级热轧钢筋，记为。垫层采用C10混凝土，100厚。3 基坑开挖时应充分注意保持坑底的原状结构。基坑开挖并经验槽后应立即浇混凝土垫层，不得长期暴露。施工图可参照下页例图。- 16 -附表1计 算截 面M(Nmm)配 筋 (钢筋种类，直径，根数)实配面积(mm2)配筋率=minA支 座MAB支 座1.2MBC支 座1.2MCD支 座MD 注： B支座、C支座的弯矩乘以1.2的系数，a基础梁的宽度； min 不应小于0.2%和45（ft/fy）中的较大值； 砼强度等级小于C5

15、0，等于C50时，t=1.0附表2计算截面M(Nmm)bfT型截面类型配筋实配面积(mm2)配筋率=minAB跨中1.2MABBC跨中MBCCD跨中1.2MCD注：先考虑是属于第一类T形梁还是属于第二类T形梁。 若M1fcbf hf(h0-hf/2),属于第二类T形梁，计算中应考虑截面中腹板受压的作用，其正截面受弯承载力按下列公式计算： M1fcax (h0-x/2)+1fc(bf-a) hf(h0-hf/2) x按下式确定：1fcax + (bf-a) hf=fyAS 附表3 抗剪箍筋及弯起筋配筋表计算截面设计剪力V（kN）截面最小尺寸验算是否按计算配箍筋只配箍筋而不用弯起钢筋实际配箍率 sv最小配筋率hw/a40.25cah00.7ftah0nd支座AA左A右支座BB左B右支座CC左C右支座DD左D右注：若hw/a4,V0.25cah0截面尺寸满足要求，若V0.7ftah0，则按构造要求配箍筋箍筋直径应最小箍筋直径，间距应小于或等于最大间距要求；砼强度不超过C50，取c=1.0