1、 本科课程设计说明书 题 目： 柱下条形基础课程设计 院 （部）： 土木工程学院 专 业： 土木工程 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 第 I 页 目 录 一设计资料 . 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 上部结构资料 2 1.6 上部结构作用 . 2 1.7 材料 . 3 二条形基础设计 3 2.1 和轴基础尺寸设计 3 2.1.1 确定基础底面尺寸并验算地基承载力 3 2.1.2 初步确 定基础宽度 3 2.1.3 计算基底压力并验算 . 4 2.1.4 软弱下卧层计算 4 2.1.5
2、沉降量计算 4 2.2 轴基础尺寸设计 4 2.2.1 初步确定基础宽度 4 2.2.2 计算基底压力并验算 5 2.2.3 软弱下卧层计算 5 2.2.4 沉降量计算 . 5 三 基础梁截面及配筋设计 5 3.1 和轴 5 3.1.1 倒梁法计算内力 5 3.1.2 截面设计 7 3.1.3 正截面受弯承载力计算 . 7 第 II 页 3.1.4 斜截面抗剪 . 8 3.1.5 基础底板设计 9 3.2 到轴 10 3.2.1 用倒梁法计算内力 . 10 3.2.2 正截面受弯承载力计算 11 3.2.3 斜截面抗剪 12 3.2.4 基础底板设计 13 四连系梁计算 14 五垫层做法 .
3、14 参考资料 . 14 第 1 页 一 设计资料 1.1 .地形 拟建建筑场地平整。 1.2 工程地质条件 自上而下土层依次如下： 号土层：耕植土，层厚约 0.7，黑色，原为农田，含大量有机质。 号土层：粘土，厚度 1.8m，软塑，潮湿，承载力特征值 =120kPa。 号土层：粉砂，厚度 2.6m，稍密，承载力特征值 =160kPa。 号土层：中粗砂，层厚 4.1m，中密，承载力特征值 =200kPa。 号土层：中风化砂岩，厚度未揭露，承载力特征值 =320kPa。 1.3 岩土设计技术参数 地基岩土物理学参数如表 2.1 所示 表 1.1 地基岩土物理力学参数 土 层 土的名称 （ KN/
4、m3） e IL C(KPa) ( ) （ MPa） N （ kPa） 杂填土 17.6 黏土 18.4 0.84 0.81 22 17 6.5 4 120 粉砂 19.5 26.5 7.1 12 160 中粗砂 20 30 8.2 16 200 中风化砂岩 22 320 1.4 水文地质条件 （ 1） 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 （ 2）地下水位深度：位于地表下 0.9m。 第 2 页 1.5 上部结构资料 拟建建筑物为多层全现浇多层框架结构，框架柱截面尺寸为 400mm 400mm。室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm。 柱网 纵向 尺寸 6A,横向尺寸 18m， A=
5、6600mm。1.6 上部结构作用 表 1.2 柱底竖向荷载效应标准组合值 (kN) 荷载编号 第二组数据 A/D 轴 B/C 轴 N1k 2183 2413 N2k 1953 2223 注： 为轴线 柱底竖向荷载效应标准组合值； 为轴线和柱底竖向荷载效应标准组合值。 表 1.3 柱底竖向荷载效应标准组合值 (kN) 荷载编号 第二组数据 A/D 轴 B/C 轴 N1 2945.55 3255.55 N2 2636.55 2995.55 注： 为轴线 柱底竖向荷载效应标准组合值； 为轴线和柱底竖向荷载效应标准组合值。 第 3 页 1.7 材料 混凝土强度等级 C30，钢筋采用 HRB335，
6、HRB400 级。 二条形基础设计 由平面图和荷载可知 轴的基础受力情况相同，和轴的基础受力情况相同。所以在计算时，只需对和轴的条形基础进行计算。 2.1 和轴基础尺寸设计 2.1.1 确定基础底面尺寸并验算地基承载力 由已知的地基条件，地下水位埋深 0.9m，假设基础埋深 2.5m（基础底面到室外地面的距离），持力层为粉砂层。 求修正后的地基承载力特征值 先进行地基承载力深度修正 持力层为粉砂层，查得 0.2b ， 0.3d ， 3/78.115.2 6.14.82.04.187.06.17 mkNm kPadff mdaka 68.230)5.05.2(78.110.3160)5.0( 2
7、.1.2 初步确定基础宽度 条形基础轴线方向不产生整体偏心距，设条形基础两端均向外伸出 m5.10.625.0 基础总长 ml 0.21225.00.60.63 基础平均埋深为 m725.22/45.05.2 则基础底面在单位 1m 长度内受平均压力 kNF k 71.39721 2222321953 基础平均埋深为 m725.22/45.05.2 第 4 页 mhdf Fb wwGa k 07.26.110725.22068.230 71.397 取 b=2.1m。 2.1.3 计算基底压力并验算 基底处的总竖向荷载为： kNGF kk 56.4781.26.1101.2725.22071.
8、397 基底平均压力为： kPafkPaA GFpakkk 68.23089.2270.11.2 56.478 满足条件。 2.1.4 软弱下卧层计算 地基土层为良好土层，无需进行软弱下卧层承载力计算。 2.1.5 沉降量计算 因任务书未提供相关数据，故不计算沉降量。 2.2 轴基础尺寸设计 确定基础底面尺寸并验算地基承载力 2.2.1 初步确定基础宽度 基础底面在单位 1m 长度内受平均压力： kNF k 71.43721 2)24132183( 基础平均埋深为 m725.2 mhdf Fb wwGa k 33.26.110725.22068.230 71.437 取 b=2.4m。 第 5
9、 页 2.2.2 计算基底压力并验算 基底处的总竖向荷载为： kNGF kk 11.5304.26.110725.24.22071.437 基底平均压力为： kPafkPaA GFpakkk 68.23088.2200.14.2 11.530 满足条件。 2.2.3 软弱下卧层计算 地基土层为良好土层，无需进行软弱下卧层承载力计算。 2.2.4 沉降量计算 因任务书未提供相关数据，故不计算沉降量。 三 基础梁截面及配筋设计 3.1 和轴 3.1.1 倒梁法计算内力 由结构力学计算器计算出内力图： 图 3.1 荷载图 第 6 页 图 3.2 弯矩图 图 3.3 剪力图 由于支座反力与柱荷载不相等
10、，在支座处存在不平衡力。把支座不平衡力均匀分布于支座两侧各 1/3 跨度范围。对两 端挑出部分则布满均布力，调整后的内力图如下： 图 3.4 弯矩图 图 3.5 剪力图 第 7 页 3.1.2 截面设计 设基础梁高 mmh 1500 ， 宽 mmb 600 3.1.3 正截面受弯承载力计算 选用 C30 混凝土 ， HRB400 级钢筋 ， 2/3.14 mmNfc ， 2/360 mmNfy ， 0.11 ，8.01 ， mmas 40 ， 验算最小配筋率 %184.014601500360 43.145.045.00min hhffyt 但 %205.014601500%2.0%2.0 0
11、 hh要满足最小配筋率的要求 ， = min =0.205% 600 1795.80m 因此，最小应配 5C22 的钢筋，此时 =1900m 。 表 3.1 和轴 的 截面内力计算及配筋表 截面位 置 边支座 边跨中 中间支座 中间跨跨中 M（ ） 739.71 或 0.012 0.100 0.027 0.033 0.994 0.947 0.986 0.983 1415.86 3063.53 3869.26 969.6 第 8 页 由于梁高 h 450mm，需要设置腰筋， ,又腰筋间距不大于 200mm，腰筋选用 6B12。 3.1.4 斜截面抗剪 截面 最大剪力设计值 kNV 11.1628
12、max 验算截面尺寸： 矩形截面 mmahh sw 1460401500 443.26001460 bhw T 形截面 wh =1460-750=710mm 418.1600710 bhw2/3.14 mmNfc ， 0.1c kNVkNbhf cc 11.162870.313114606003.140.125.025.0 max0 截面尺寸满足要求。 验算截面是否需要配箍筋 ： kNkNbhf t 11.1628876.876146060043.17.07.0 0 ， 需要配置箍筋。 只配置箍筋而不配弯起钢筋： mmmmhf bhfVsnAyvtsv /37.1146030025.1 146
13、060043.17.0100011.162825.1 7.0 2001 采用 B10150 四肢箍 ， 实际 mmmmmmmmsnA sv /37.1/09.2150 5.784 221 配箍率 : %114.0300 43.124.024.0%349.0150600 5.784 min1 yvtsvsvsv ffbsnA 选配钢筋（ mm2） 6C 22 9C 22 11C 22 9C 22 第 9 页 满足最小配箍率的要求，可以。 3.1.5 基础底板设计 确定基础底板高度： 计算基底净反力设计值： mkN /42.2551.221 2)55.199555.2636( =（ b 600）
14、/2=750mm V= =191.565kN mmh 700220407500 满足要求。 底板配筋计算： 底板最大弯矩 mkNbM 84.7175.042.25521p 21 221j选用 HRB335 级钢筋， 2/300 mmNfy 2601.3803007009.0 1084.719.0 mmfhMAys 选用 B10150， 23.523 mmAs 。 第 10 页 3.2 到轴 3.2.1 用倒梁法计算内力 图 3.6 荷载图 图 3.7 弯矩图 图 3.8 剪力图 由于支座反力与柱荷载不相等，在支座处存在不平衡力。把支座不平衡力均匀分布于支座两侧各 1/3 跨度范围。对两端挑出部
15、分则布满均布力，调整后的内力图如下： 第 11 页 图 3.9 弯矩图 图 3.10 剪力图 面设计 设基础梁高 mmh 1500 ，宽 mmb 600 3.2.2 正截面受弯承载力计算 选用 C30 混凝土， HRB400 级钢筋， 2/3.14 mmNfc ， 2/360 mmNfy ， 0.11 ，8.01 ， mmas 40 ， 验算最小配筋率： %184.014601500360 43.145.045.00min hhffyt 但 %205.014601500%2.0%2.0 0 hh要满足最小配筋率的要求， = min =0,205% 600 1796m 第 12 页 因此，最小应
16、配 5C22 的钢筋，此时 =1900 m 。 表 3.2 到轴的 截面内力计算及配筋表 截面位置 边支座 边跨中 中间支座 中跨跨中 M（ ） 828.15 544.27 或 0.011 0.092 0.0299 0.036 0.994 0.952 0.985 0.982 1585.1 3351.73 4121.04 1054.5 选配钢筋（ mm2） 6 C 22 9 C 22 11 C 22 9 C 22 由于梁高 h 450mm，需要设置腰筋， ,又腰筋间距不大于 200mm，腰筋选用6B12， 3.2.3 斜截面抗剪 截面最大剪力设计值 kNV 59.1805max 验算截面尺寸 矩
17、形截面 mmahh sw 1460401500 443.26001460 bhw T 形截面 wh =1460 750=710mm 418.1600710 bhw 2/3.14 mmNfc ， 0.1c kNVkNbhf cc 59.18057.313114606003.140.125.025.0 max0 第 13 页 截面满足要求 验算截面是否需要配箍筋： kNkNbhf t 59.180588.876146060043.17.07.0 0 ，需要配置箍筋。 只配置箍筋而不配弯起钢筋 mmmmhf bhfVsnAyvtsv /70.1146030025.1 1000)88.87659.18
18、05(25.1 7.0 2001 采用 B10150 四肢箍 ，实际 mmmmmmmmsnA sv /70.1/09.2150 5.784 221 配箍率 : %114.0300 43.124.024.0%349.0150600 5.784 min1 yvtsvsvsv ffbsnA 满足最小配箍率的要求，可以。 3.2.4 基础底板设计 确定基础底板高度： 计算基底净反力设计值： mkN /08.2464.221 2)55.325555.2945( =（ b 600） /2=900mm V= =221.472kN mmh 700220407500 满足要求。 底板配筋计算： 第 14 页 底
19、板最大弯矩 mkNbM 66.999.008.24621p 21 221j选用 HRB335 级钢筋， 2/300 mmNf y 26030.5273007009.0 1066.999.0 mmfhMAys 选用 B10150， 23.523 mmAs ，分布钢筋选用。 四连系梁计算 按构造设计截面尺寸及配筋 五 垫层做法 100 厚 C20 素土混凝土垫层，垫层每边伸出构件边 100mm。 参考资料 1、建筑地基基础设计规范（ GB50007-2011） 2、混凝土结构设计规范（ GB50010-2010） 3、建筑结构制图标准（ GB/T 50105 2010） 4、国家建筑标准设计图集 混凝土结构施工图平面整体表示法制图规则和构造详图（独 立基础、条形基础、筏形基础及桩基承台）（ 11G101-3） 5、国家建筑标准设计图集 混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图（ 12G901-3） 6、国家建筑标准设计图集 施工图结构设计总说明（混凝土结构）（ 12SG121-1） 7、基础工程教材
