箱形基礎(chǔ)課程設(shè)計

箱形基礎(chǔ)設(shè)計摘要基礎(chǔ)的設(shè)計不僅要考慮上部結(jié)構(gòu)的具體情況和要求，還要注意地層的具體條件。通過完成基礎(chǔ)的設(shè)計，進(jìn)一步了解基礎(chǔ)設(shè)計的原理和計算方法，更多的認(rèn)識相關(guān)的設(shè)計規(guī)范，有助于我們對基礎(chǔ)設(shè)計的初步掌握。一、箱形基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書1、工程概況某12層建筑上部采用鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，000以上高度390M，標(biāo)準(zhǔn)層高32M，頂層高38M（000相當(dāng)于箱形基礎(chǔ)頂面標(biāo)高，室內(nèi)外高差05M）,框架結(jié)構(gòu)，縱向梁截面為035M045M，柱截面為07M07M。地下一層，采用箱形基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)及箱形基礎(chǔ)條件如圖所示。2、設(shè)計資料（1）抗震設(shè)防8度近震。（2）工程地質(zhì)條件如圖所示。（3）上部結(jié)構(gòu)荷載見表所示。（4）土壓力計算指標(biāo)填土的黏聚力C0，內(nèi)摩擦角20，天然重度，地表均布活荷載Q10KN/M2。3/019MKN5材料混凝土000以上C30，以下C20，抗?jié)B強度等級S。6表一000處豎向集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值（KN）軸線號ABCD恒載活載恒載活載恒載活載恒載活載1116631901141882581141892581167661901220096381224245570226922570222881381232002638122393457022692857022340938124202383812237925702311735702254213812518923381224309570226886570225303381262013738122430357022430357022013838127206063812220915702250915702206033812823019381224705570225327570222691381292003838122390157022680757022241838121020103381224355570226505570222801381211117421901142512581142012581165961901表二各層水平地震力（橫向）（KN）層號123456789101112水平地震力FI1002190529534002495255016502680375038002810386023、設(shè)計任務(wù)（1）驗算箱形基礎(chǔ)的尺寸及構(gòu)造（2）驗算地基的強度及變形（3）箱形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計1）確定基底反力分布，計算上部結(jié)構(gòu)物的折算剛度，箱形基礎(chǔ)的剛度。2）箱形基礎(chǔ)的頂板、底板計算（內(nèi)力、配筋及抗剪強度驗算），頂板和底板橫向只考慮局部彎曲作用，底板縱向考慮整體彎曲和局部彎曲的共同作用。3箱形基礎(chǔ)的內(nèi)、外墻體計算（內(nèi)力、配筋及抗剪強度驗算）。4）繪制箱形基礎(chǔ)的底板配筋圖。二、箱形基礎(chǔ)地基計算1、驗算箱形基礎(chǔ)的尺寸及構(gòu)造1箱形基礎(chǔ)的尺寸及構(gòu)造如下墻體厚度外墻300MM內(nèi)墻250MM板厚頂板350MM底板500MM2箱形基礎(chǔ)水平截面積驗算縱墻水平截面積（0310600251060）266M2橫墻水平截面積03（482448）20254818288M2墻體總面積66288948M2基礎(chǔ)面積（1060052）（482448052）793M201191/10滿足要求基礎(chǔ)面積墻體總水平截面積793840703/5（滿足要求）墻體總水平截面積縱墻水平截面積6（3）基礎(chǔ)高度驗算箱形基礎(chǔ)高度（總高）H0535035435M3M且1/20L1/20603M435/391/897,在1/81/12之間，滿足要求。建筑物高度箱基高度1/13791/18,滿足要求。箱基長度箱基高度106354（4）基礎(chǔ)埋深及驗算D43505385M6M時，按6M計；D基礎(chǔ)埋置深度，對于箱形基礎(chǔ)，從室外底面標(biāo)高算起，當(dāng)D08WA含水比0800151214大面積壓實填土壓實系數(shù)大于095、粘粒含量的粉土10C最大密度大于21T/M3的級配砂石001520粉土粘粒含量的粉土C粘粒含量的粉土1003051520E或I大于等于085的黏性土L粉砂、細(xì)砂（不包含很濕與飽和時的稍密狀態(tài)）中砂、粗砂、礫砂和碎石土032030163044注強風(fēng)化和全風(fēng)化的巖石，可參照風(fēng)化成的相應(yīng)土類取值，其他狀態(tài)下的巖石不修正；地基承載力特征值按深層平板載荷試驗確定，取0。D查表得230KPA,03,15,18KN/M3AKFBDB13M6M按6M計D43503405MMIH3/81705432187MKN代入得23003186315178840505AF3411KPA（3）驗算16708KPA0滿足要求IN3256KPA0PAKF14131004021110070402注為變形計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值，為SESE/SIIIAI第I層土附加應(yīng)力系數(shù)沿土層厚度的積分值?；A(chǔ)底面下第I層土的壓縮模量，MPA；SI、基礎(chǔ)底面至第I層土、第I1層底面的距離，MIZ1I、基礎(chǔ)底面計算點至第I層土，第I1層土底面范圍內(nèi)的IAI平均附加應(yīng)力系數(shù)，可按地基基礎(chǔ)規(guī)范附錄K采用。N地基沉降計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)。對于本題，有KPAP81677932046187DM4950由于954KPA000007滿足要HB100391551求三、箱形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)高層建筑箱形基礎(chǔ)與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（JGJ699），當(dāng)箱形基礎(chǔ)符合構(gòu)造要求時，結(jié)構(gòu)設(shè)計可不考慮風(fēng)荷載及地震作用的影響。1、頂板計算（1）地下室房間頂板局部彎曲產(chǎn)生的彎矩采用根據(jù)彈性薄板理論公式編制的實用表格進(jìn)行計算，地下室底板可視為支承在箱形基礎(chǔ)墻體上的連續(xù)板，其內(nèi)區(qū)格板邊界可視為固定，邊角區(qū)格的外邊界根據(jù)墻對板的實際約束情況確定，本題近似按固定邊考慮，如圖所示。荷載板自重0352588KN/M2活荷載15KN/M2荷載設(shè)計值12881415127KN/M208050684YXI按四周邊固定的雙向板計算。有雙向板計算系數(shù)表得0027112748279KNMXM006664127482188KNM00014412748242KNMY00559127482164KNM0地下室頂板配筋見表五，表中板寬B1000MM，板的有效高度3500H35315MM，混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，鋼筋抗拉強度設(shè)計值2/69MNFC。2/30MNFY表五地下室房間頂板配筋位置M（N）CFBHA201（N）CSFBHM205S21SAYSFHMA0（MM2）配筋實配面積X79106095310900083099588395122005650XM1881060953109001970992009512200565Y42106095310900044099784454122005650YM164106095310900172099131750712200565注實際配筋按構(gòu)造要求配置。（2）走道頂板按兩端固定的單向板計算，取B1000MM，、及荷載取值與房間0HCFY頂板相同，計算簡圖如圖所示。31KNM220471Q4LM跨中62KNM支座配筋跨中、支座均選12200，A565MM2,按構(gòu)造配筋。S（3）頂板斜截面抗剪承載力驗算對鋼筋混凝土板，一般不配置抗剪鋼筋，由混凝土抵抗剪力，因此頂板厚度要滿足下式要求。07BHFVT式中V板所受的剪力減去剛性角范圍內(nèi)的荷載；混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值；TFB計算所需的板寬度；H板的有效高度。0其中11N/MM2,B4800,H35035315MMTF0圖中陰影面積S2176429512MV1276177836KN07071148003151164240N0BHFT116424NV7836KN滿足要求2、底板計算（1）底板斜截面抗剪承載力驗算及抗沖切承載力驗算1）斜截面抗剪承載力驗算按下式驗算2700HIFVNTHSS800/1/4,800MM,取800MMHS0H荷載設(shè)計值P1678KPA圖中的陰影面積為S1/21247952405954M2V16785490612KN,800/1/410SHS0071114550246546512961412700HIFNTHSN129614KNV90612KN滿足要求S2）抗沖切承載力驗算底板抗沖切承載力應(yīng)滿足一下要求07HUFFMTPT式中墻體對底板45剛性角以外陰影部分面積S上的地基土T平均凈反力設(shè)計值，其中為扣除箱底板自重SSESP后的基底凈反力，S為圖中陰影部分圖形面積；混凝土抗拉強度設(shè)計值；TF距墻邊/2處的周長；MU0H沖切破壞錐體的有效高度。0受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)H800時，HP取10；H200時，09；HPHP其中，P底板自重及活載設(shè)計值SP16781507KPA79351421S4795362174M224802504652600125015MU04651871M11N/MM2,96N/MM2，50035465MMTFCF0H代入得1507174262218KNSPFS10710111871046567106N07HUFMT6700KN262218KN滿足要求（2）局部彎曲計算計算簡圖如圖所示，扣除底板自重及其上活載，荷載設(shè)計值為1507KPA。0805,按四周邊固定的雙向板計算。0684YXI由表得0027115074829409KNMXM00666415074822236KNM000144150748250KNMY00559150748219409KNM0底板局部彎曲配筋計算見表，表中板寬B1000MM，板的有效高度50035465MM，。0H20/69,1350MNFFHCSYS表六底板局部彎曲配筋計算位置M（N）MCFBA201（N）CSFBHM20S21SAYSFHMA0（MM2）配筋實配面積XM94091062076109004530977690361815017000X223610620761090107094320095221502533YM401062076109001909944540Y155271062076109007509617507與整體彎曲一起考慮注當(dāng)考慮局部彎曲與整體彎曲疊加時，局部彎曲產(chǎn)生的彎矩，YM乘系數(shù)08（當(dāng)僅考慮局部彎曲時，不乘折減系數(shù)）0YM（3）整體彎曲計算1）基底反力箱形基礎(chǔ)底面的長寬比為69413BL表七基底反力系數(shù)BL1P23P45P67P84611460972094609350935094609721146各區(qū)段的基底反力（沿縱向分布的線荷載），其中PPNSI/BL1704567/79321495N/MM2PB2149513279435SIPIIP各區(qū)段基底反力區(qū)段12345678基底反力（KNSIP/M）3202327161264352612726127264352716132023箱基自重的設(shè)計值328596/615387SIIPSIPSIP扣除箱形基礎(chǔ)自重后的基底反力見下表扣除箱形基礎(chǔ)自重后的基底反力區(qū)段12345678（KN/SIPM）26636217742104820742074210482177426636根據(jù)上述計算，得到整體彎曲內(nèi)力計算簡圖如下圖所示，圖中各軸線荷載為橫向荷載設(shè)計值的疊加。2）整體彎曲產(chǎn)生的彎矩及剪力根據(jù)上圖，用靜力平衡法求彎矩和剪力。各軸線處的彎矩為軸線01M軸線114062軸線419843由此類推可得到各軸線處的M值。各軸線處的剪力為軸線號1234567891011左側(cè)07800775132626023984243367568368801653376243881898右側(cè)81806280658688981001487551026312754977918095460475993、箱形基礎(chǔ)外墻計算（1）外縱墻計算1）內(nèi)力計算土壓力計算由于箱形基礎(chǔ)頂、底板對外墻約束較強，因此土壓力按靜止土壓力計算。靜止土壓力系數(shù)用下式計算0K1SIN1SIN20066A墻頂以上覆土產(chǎn)生的土壓力01QB地面均布活荷載產(chǎn)生的土壓力1006666KPA2K設(shè)計值146692KPAKQ412C墻體高度范圍內(nèi)填土的土壓力墻頂0，墻底上KS下KS0H，3/019MKN,0666524H0K19360665417KPA下KSQ內(nèi)力計算內(nèi)力按彈性理論雙向板計算，將何在分為均勻荷載及三角形分布荷載。對于均布荷載506/YXL00342923952491KNM1M00759239521077KNM0X00099923952142KNM1Y00570923952818KNM0對于三角形542KPAZQ06605YXL/MKNMKYX0924534028669581172202疊加得MKNMKYYXX27305691021002102）正截面承載力計算正截面計算見下表11，表中30025265MM，考慮墻體的構(gòu)造要求，0H將支座、跨中鋼筋全部拉通，形成雙面筋。側(cè)墻混凝土等級為C25，11TF，96，10，受力筋為HRB335級，3002/MNCF2/MN1YF。表外縱墻正截面配筋計算位置MNMMCFBH201NMMCSFBHM205SS21YSFHMA0（）2M配筋實際面積（2M）X951674910002960985225476147696102000XM756167491000743096106553714200769Y46067491000090099487674142007690YM273616749100047909753416321420076934箱型基礎(chǔ)內(nèi)墻計算（1）內(nèi)縱墻計算1）墻體剪力計算分給內(nèi)縱墻的剪力為（取縱墻橫墻計算）SCV2IJINB式中，內(nèi)縱墻厚度；IB第縱墻第橫墻處柱子的豎向荷載；IJN其余符號同前。對于本題025MIB268861257021440246KNIJNSCVKN972564139025840修正后剪力值為（）SC2ZPA2577971964328807218699KN2）墻體斜截面承載力驗算墻體截面驗算03039625043153107N18699KN0BHFC610CSV滿足要求豎向抗剪鋼筋計算試選12200豎筋，雙面配置。07125CSV0BHFC01HSNAFVY071125043151253001134315SC26591KN18699KN（滿足要求）SC因此選用12200豎筋，雙面配置。（2）內(nèi)橫墻計算1）墻體剪力計算墻體剪力按下式計算橫VAPS式中橫墻截面剪力值；橫A圖陰影部分面積；對于本題19643KPA，A24242576SP212M代入得1964357611314KN橫V2）墻體斜截面承載力驗算030396250431531068KN11314（滿足要0BHFC橫V求）3）豎向抗剪鋼筋計算計算方法同內(nèi)縱墻。最后內(nèi)橫墻豎、橫筋均選12200，雙向配置。四、箱形基礎(chǔ)的主要構(gòu)造