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11~48的规定。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0.250.257.21.8lmm为使荷载形心与基底形心重合，右端延伸长度为efl，efl计算过程如下：基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计-1-a.确定荷载合力到E点的距离ox：333137.2528927.2715260121821.522061.523331252892ox得18239610.5817240oxmb.右端延伸长度为efl：(1.82.77.2210.58)21.87.232.24eflm3、地基净反力jp的计算。对E点取合力距即：0EM，22.242.2433317.2352897.23(25.642.24)0.5(71526012)(1821.522061.52)02jjpp即271.2712182396672.3751jjKNppm4、确定计算简图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yxABCDEF1089.251804.252868.92-2020.413469.922946.05-1149.013547.05971.85-2180.781686.85弯矩图（KN·M）基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计-2-yxABCDEF(1)(2)(3)(4)(5)1210.28-2272.682568.42-2493.312347.79-2778.222062.88-1506.12剪力图（KN）6、计算调整荷载ip由于支座反力与原柱端荷载不等，需进行调整，将差值ip折算成调整荷载iq3331(1210.282272.68)151.96BpKNKN5289(2568.422493.31)227.27CpKNKN5289(2347.792778.22)162.99DpKNKN3331(2062.881506.12)238BpKNKN对于边跨支座11113()opqllol为边跨长度；1l为第一跨长度。对于中间支座11133()iipqll1il为第1i长度；il为第i跨长度。故13151.9636.18(1.87.2)BKNKNqmm；1133227.2747.35(7.27.2)CKNKNqmm；1133162.9933.96(7.27.2)DKNKNqmm；1323851.93(7.22.24)EKNKNqmm调整荷载作用下的计算简图：基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计-3-调整荷载作用下基础梁的内力图yxABCDEF-58.61-58.6114.62-16.3489.0589.05-39.09-30.8775.1475.14-8.76-8.76-8.76-128.684.11-128.68BC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）yxABCDEF-65.1373.93-12.90-12.90100.73-110.213.423.4284.92-75.705.795.795.79-117.31114.90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BCDE左右左右左右左右弯矩（KN·m）1030.641745.642957.973558.973021.193622.19843.171558.17剪力（KN）1145.15-2198.752669.15-2603.522432.71-2853.921945.57-1391.22三、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%；32.07gcm；31.71dgcm；2.74sQ；0.598oe；0.95rS；36.5%l；19.0%p；17.5pI；0.1lI；120.18a；127.8EMpa；62cKpa；27.3o；基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计-4-查GB50007-2002表5.2.4承载力修正系数e及lI均小于0.85的粘性土bd0.31.6＝；＝；1、不考虑宽度修正，只考虑深度修正的地基承载力特征值af：(0.5)aakdmffdm1501.618.5(1.90.5)191.44Kpa2、确定基础宽度()kkamFGblfd26652423122025.6425.64(191.44201.9)3.6363m取3.8bm3、经宽度和宽度修正的地基承载力特征值(3.0)(0.5)aakbdmffbdm1500.320(3.83.0)1.618.5(1.90.5)196.24afKpaKpa。4、验算基底压力kapf①采用荷载标准值组合计算基底净反力jkp（与荷载基本组合时地基净反力jp计算方法相同）：271.2712145914.6537.892jkjkKNppm②537.89220161.5505183196.243.8kapKpaKpafKpa，满足要求。四、基础配筋计算1、基础梁配筋计算①材料选择混凝土40C1.71tfMpa；19.1cfMpa；基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计-5-钢筋采用二级钢HRB335；'2300yyNffmm；垫层10C100mm厚。②基础梁宽度500bmm；15003.0500hb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1500801420ohmmmax2853.920.250.2519.150014203390.25ccoVKNfbhNKN，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201bhfMcs相对受压区高度s211内力矩的力臂系数2211ss截面配筋0hfMAsysB左1030.640.0535213340.0550358040.9724820972487.80B右1745.640.0906514220.0951811480.9524094254302.50C左2957.970.1536079540.1676634740.9161682627578.95C右3558.970.1848180000.2060453410.8969773299313.94D左3021.190.1568909800.1716172150.9141913927757.67D右3622.190.1881010270.2101911960.8949044099501.34E左843.170.0437859810.0447890080.9776054952024.61E右1558.170.089160690.084484920.9577575393819.00BC跨中2021.270.1049597480.1111352730.9444323635023.93CD跨中1183.990.0614848290.0635010190.9682494902870.46DE跨中2183.110.1133690640.1206469020.9396765485453.64注：等效矩形应力图形系数11.0；1420ohmm；min取0.45tyofhfh及0.2%大值基础梁选配钢筋：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）；基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计-6-②根据纵筋布置及根数确定为6肢箍，选用10@8022216(10)471.244svAmmmm③斜截面受剪承载力uV；0.71.25svucstoyvoAVVfbhfhsa、10@80（加密区）471.240.71.7150014201.2521014203045.5580uVNKNb、10@200（非加密区）471.240.71.7150014201.2521014201728.14200uVNKN3045.552853.921728.141158.73KNKNKNKNuu加密区V承载力满足要求非加密区V。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（横向钢筋采用16,2300yNfmm）.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1.01.653.8jpVKN672.37511.65291.953.8KNKN斜截面受剪承载力0.70.71.711.0(0.50.04)uctoVVfbh550.62291.95KNVKN，满足要求。2、横向钢筋计算弯矩设计值21()1.650.5176.9412.7225240.86m23.8jpMKN＝；配筋计算：①截面抵抗矩系数6221240.86100.05959691.019.11000460scoMfbh基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计-7-②相对受压区高度1121120.05959690.0615s；③内力矩的力臂系数11210.93850.969322ss④钢筋面积62240.861018003000.9693460sysoMAmmfh实配16@110221827.841800sAmmmm，分布筋8@200。六、沉降计算1、土层分层情况如下图：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11221122,,,,,()()()()zEzEefFEzEefFEzEaeEAzEaeEA基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计-8-2、地基变形计算深度nZ算至强化闪长岩则8.5nZm，按GB50007-2002规定24bm时0.6zm且应满足''0.025niss3、沉降计算①E点：对11221122,,,,,()()()()zEzEefFEzEefFEzEaeEAzEaeEA；121.9;2.2423.4BmLmLm；161.5518.51.9126.4opKpaKpa()iZmiZB1LB2LBi1