某框架結(jié)構(gòu)柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、.2016某框架結(jié)構(gòu)柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 某框架結(jié)構(gòu)柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（倒梁法） 一、設(shè)計(jì)資料 1、某建筑物為7層框架結(jié)構(gòu)，框架為三跨的橫向承重框架，每跨跨度為7.2m；邊柱傳至基礎(chǔ)頂部的荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值分別為：Fk=2665KN、Mk=572KN?M、Vk=146KN，F(xiàn)=3331KN、M=715KN?M、V=182KN；中柱傳至基礎(chǔ)頂部的荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值分別為：Fk=4231KN、Mk=481KN?M、Vk=165KN，F(xiàn)=5289KN、M=601KN?M、V=206KN。 2、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察描述，原位測(cè)試分析及室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，整個(gè)勘察范圍內(nèi)場(chǎng)地地層主要由粘性土、粉土及粉砂組成，根據(jù)土的結(jié)構(gòu)及物

2、理力學(xué)性質(zhì)共分為7層，具體層位及工程特性見附表。勘察鉆孔完成后統(tǒng)一測(cè)量了各鉆孔的地下水位，水位埋深平均值為0.9m，本地下水對(duì)混凝土無腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋無腐蝕性。 3、根據(jù)地質(zhì)資料，確定條基埋深d1.9m； 二、內(nèi)力計(jì)算 1、基礎(chǔ)梁高度的確定 取h1.5m 符合GB50007-2002 8.3.1柱下條形基礎(chǔ)梁的高度宜為柱距的11的規(guī)定。 48 2、條基端部外伸長(zhǎng)度的確定 據(jù)GB50007-2002 8.3.1第2條規(guī)定外伸長(zhǎng)度宜為第一跨的0.25倍考慮到柱端存在彎矩及其方向左側(cè)延伸0.25l?0.25?7.2m?1.8m 為使荷載形心與基底形心重合，右端延伸長(zhǎng)度為lef，lef計(jì)算

3、過程如下： a . 確定荷載合力到E點(diǎn)的距離xo： 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) xo=3331?3?7.2+5289?2?7.2-715?2-601?2-182?1.5?2-206?1.5?2 3331?2+5289?2 182396得xo=10.58m 17240 b . 右端延伸長(zhǎng)度為lef： lef=(1.8+2.7+7.2?2-10.58)?2-1.8-7.2?3=2.24m 3、地基凈反力pj的計(jì)算。 對(duì)E點(diǎn)取合力距即：ME=0， 2.24+3331?7.2?3+5289?7.2?3-pj(25.64-2.24)2?0.5-(715?2+601?2)-(182?

4、1.5?2+206?1.5?2)=02pj?2.24? 即271.2712pj=182396?pj=672.3751KN 4、確定計(jì)算簡(jiǎn)圖 5、采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算在地基凈反力Pj作用下基礎(chǔ)梁的內(nèi)力圖 -2020.41 A1804.25-1149.01-2180.78F 彎矩圖（KN·M） - 1 - x 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 2568.42 1210.28A2347.79 2062.88F -2778.22 剪力圖（KN） 6、計(jì)算調(diào)整荷載?pi 由于支座反力與原柱端荷載不等，需進(jìn)行調(diào)整，將差值?pi折算成調(diào)整荷載?qi -(1210.28+2272.

5、68)KN=-151.96KN ?pB=3331x ?pC=5289-(2568.42+2493.31)KN=227.27KN ?pD=5289-(2347.79+2778.22)KN=162.99KN ?pB=3331-(2062.88+1506.12)KN=-238KN 對(duì)于邊跨支座?q1= ?p1 lo為邊跨長(zhǎng)度；l1為第一跨長(zhǎng)度。 (lo+l)1?p li-1為第i-1長(zhǎng)度；li為第i跨長(zhǎng)度。 (li-1+ li) 對(duì)于中間支座?q= 故?qB= -151.96KN227.27KN；?q=KN=47.35； =-36.18C(1.8+3?7.2)(3?7.2+3?7.2) ?qD= 1

6、62.99-238KN=33.96KN；?q=KN=-51.93KN E111(?7.2+?7.2)(?7.2+2.24) 調(diào)整荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖： 調(diào)整荷載作用下基礎(chǔ)梁的內(nèi)力圖 - 2 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) -58.61-58.61A B 14.62 -128.68-128.68 -16.3489.05 -39.09-30.87 75.14 -8.76 4.11E F BC跨中M0.86KN·m；CD跨中M34.98KN·m ； DE跨中M2.325KN·m 彎矩圖（KN·M） 100.73 3.42-12.90B-6

7、5.13 114.905.79 E F 73.93 84.92 x -117.31 剪力圖（KN） 7、兩次計(jì)算結(jié)果疊加，得基礎(chǔ)梁得最終內(nèi)力 三、基底壓力驗(yàn)算 按勘察報(bào)告2005-054；鉆孔18處1.9m2.7m深度范圍內(nèi)的黃土物理指標(biāo)如下：?20.7%；?2.07g 3 ；?d?1.71g cm3 eo?0.598；Sr?0.95；Qs?2.74； ?l?36.5%；?p?19.0%；Ip?17.5；Il?0.1；a1?2?0.18；E1?2?7.8Mpa；c?62Kpa； ?27.3o； - 3 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 查 GB50007-2002表5.2.

8、4承 載力修正系數(shù) e及Il均小于0.85的粘性土 b0.3；d1.6； 1、不考慮寬度修正，只考慮 深度修正的地基承載力特征 值fa： fa=fak+dm(d-0.5m) =150+1.6?18.5(1.9-0.5) =191.44Kpa 2、確定基礎(chǔ)寬度 bFk+Gk l(fa-md) =2665?2+4231?2+20?25.64 25.64?(191.44-20?1.9) =3.6363m取b=3.8m 3、經(jīng)寬度和寬度修正的地基承載力特征值fa=fak+b(b-3.0)+dm(d-0.5m) fa=150+0.3?20(3.8-3.0)+1.6?18.5(1.9-0.5)Kpa=19

9、6.24Kpa。 4、驗(yàn)算基底壓力pkfa 采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合計(jì)算基底凈反力pjk（與荷載基本組合時(shí)地基凈反力pj計(jì)算方法相同）：271.2712pjk=145914.6?pjk=537.892KN pk=537.892+20Kpa=161.5505183Kpafa=196.24Kpa，滿足要求。 3.8 四、基礎(chǔ)配筋計(jì)算 1、基礎(chǔ)梁配筋計(jì)算 材料選擇 混凝土C40 ft=1.71Mpa； fc=19.1Mpa； - 4 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 鋼筋采用二級(jí)鋼HRB335；fy?fy'?300N墊層C10 100mm厚。 mm2 ； 基礎(chǔ)梁寬度 b

10、?500mm；?3.0符合2.03.5的規(guī)定 驗(yàn)算截面最小尺寸 考慮到鋼筋可能為雙排布置，故ho?1500?80?1420mm Vmax?2853.92KN?0.25?cfcbho?0.25?19.1?500?1420N?3390.25KN， 滿足要求 配筋計(jì)算表格 2、正截面受彎配筋計(jì)算 注：等效矩形應(yīng)力圖形系數(shù)?1?1.0；ho?1420mm；?min取 0.45fth 及0.2%大值 fyho 基礎(chǔ)梁選配鋼筋：頂部 1225全長(zhǎng)貫通，腰筋按構(gòu)造設(shè)置，詳見簡(jiǎn)圖 底部 632全長(zhǎng)貫通，大于底部總面積的1/3. C、D支座底部附加鋼筋632 在1/3截?cái)?3、箍筋計(jì)算 截面尺寸符合要求（第1步

11、第項(xiàng)已經(jīng)驗(yàn)算）； - 5 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 根據(jù)縱筋布置及根數(shù)確定為6肢箍，選用1080 1 Asv=6(?102)mm2=471.24mm2 4 斜截面受剪承載力Vu；Vu=Vcs=0.7ftbho+1.25fyv a、1080（加密區(qū)） Vu=0.7?1.71?500?1420+1.25?210?Asvho s471.24?1420N=3045.55KN 80 b、10200（非加密區(qū)） Vu=0.7?1.71?500?1420+1.25?210?471.24?1420N=1728.14KN 200加密區(qū) Vu=3045.55KN>2853

12、.92KN?承載力滿足要求。 非加密區(qū)Vu=1728.14KN>1158.73KN? 五、基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算 翼板按斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算設(shè)計(jì)高度；翼板端部按固定端計(jì)算彎矩，根據(jù)彎矩配置橫向鋼筋（橫向鋼筋采用16, fy=300N 1、翼板的高度如計(jì)算簡(jiǎn)圖所示， 取1.0m寬度翼板作為計(jì)算單元， 剪力設(shè)計(jì)值 V=pj 3.8?1.0?1.65KN mm2）. =672.3751?1.65KN=291.95KN 3.8 斜截面受剪承載力 Vu=Vc=0.7ftbho=0.71.711.0(0.5-0.04) =550.62KN>V=291.95KN，滿足要求。 2、橫向鋼筋

13、計(jì)算 1pj彎矩設(shè)計(jì)值M=()?1.652=0.5?176.94?12.7225240.86KN?m； 23.8 M240.86?106 =0.0595969 配筋計(jì)算：截面抵抗矩系數(shù)s=221fcbho1.0?19.1?1000?460 - 6 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 相對(duì)受壓區(qū)高度 =1=1=0.0615； 內(nèi)力矩的力臂系數(shù)s= M=1+0.9385=0.9693 2240.86?106 =1800mm2 鋼筋面積As=fysho300?0.9693?460 實(shí)配16110 As=1827.84mm2>1800mm2，分布筋8200。 六、沉降計(jì)

14、算 1、土層分層情況如下圖： 沉降計(jì)算采用荷載準(zhǔn)永久組合,用角點(diǎn)法計(jì)算區(qū)域劃分如下： 例如：對(duì)于E點(diǎn)有z,E=(z,E)e1f1FE+(z,E)e2f2FE+(z,E)a1e1EA+(z,E)a2e2EA - 7 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 2、地基變形計(jì)算深度Zn 算至強(qiáng)化閃長(zhǎng)巖則Zn=8.5m，按GB50007-2002規(guī)定 ' 0.025?si' 2<b<4m時(shí)?z=0.6m且應(yīng)滿足?sn 3、沉降計(jì)算 E點(diǎn)：對(duì)z,E=(z,E)e1f1FE+(z,E)e2f2FE+(z,E)a1e1EA+(z,E)a

15、2e2EA； B=1.9m;L1=2.24mL2=23.4m；po=161.55-18.5?1.9Kpa=126.4Kpa s'=12.8507+11.2597+18.0026+3.4368+0.4871=46.0369mm 計(jì)算沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù) - 8 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 首先計(jì)算變形計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值Es Es? ?Ai0.9912?0.8?0.9354?1.0?0.5808?4.9?0.5270?1.2?0.5034?0.6 ?i? 7.81015.51030Esi Es? 5.50872 ?7.4033Mpa 0.7440892

16、8 據(jù)GB50007-2002表5.3.5 ，得?s?0.7905 所以邊柱E點(diǎn)樁基礎(chǔ)最終沉降量計(jì)算s?ss'?0.7905?43.0369mm?34.0194mm ' ?0.4871mm?0.025?si'?0.025?43.0369mm?1.0759mm， ?z?0.6m?sn 滿足GB5007-2002公式5.3.6要求。 D點(diǎn)：對(duì)?z,H?2(?z,H)a1d1DA?2(?z,H)d1f1FD；B?1.9m;L1?9.44mL2?216.2m； po?161.55?18.5?1.9Kpa?126.4Kpa - 9 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)

17、與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) s'?12.8701?11.5112?21.1520?4.6187?0.6615?50.8153mm 計(jì)算沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)?s 首先計(jì)算變形計(jì)算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值Es Es?Ai0.9928?0.8?0.9472?1.0?0.6416?4.9?0.5904?1.2?0.5674?0.6?Ai0.9928?0.80.9472?1.00.6416?4.90.5904?1.20.5674?0.6?7.81015.51030Esi Es?5.5935?11.6151Mpa 0.481570028 據(jù)GB50007-2002表5.3.5 ，得?s?0.5

18、740 所以中柱D點(diǎn)樁基礎(chǔ)最終沉降量計(jì)算s?ss'?0.5740?50.8153mm?29.1672mm '?0.6615mm?0.025?si'?0.025?50.8153mm?1.2704mm， ?z?0.6m?sn 滿足GB5007-2002公式5.3.6要求。 4) D點(diǎn)和E點(diǎn)沉降差 中柱D點(diǎn)最終總沉降量SD與邊柱E點(diǎn)最終總沉降量SE之差 SE-SD34.0194mm29.1672mm4.8522mm ?0.002l?0.002?7200mm?14.4mm滿足GB5007-2002表5.3.4要求 附圖1 - 10 - 基礎(chǔ)工程（含地基基

19、礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 附圖2 - 11 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 附圖3 - 12 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 柱下條形基礎(chǔ)簡(jiǎn)化計(jì)算及其設(shè)計(jì)步驟 在pkpm中,沒有專門的柱下條基計(jì)算,但是框架結(jié)構(gòu)，柱下如果采用條形基礎(chǔ)，那么可以用地基梁來計(jì)算，即它可以承擔(dān)地基反力，計(jì)算是采用彈性地基梁計(jì)算。 我在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)遇到了這個(gè)問題,但用下面方法解決了:注意每一步 1。讀入地質(zhì)資料輸入 2。參數(shù)輸入包括基本參數(shù)（主要是地基承載力特征值）和地梁筏板參數(shù)（主要是基床反力系數(shù)、地梁相關(guān)材料參數(shù)、鋼筋調(diào)整參數(shù)、梁肋朝向） 3。網(wǎng)格輸入（軸線延伸命

20、令修改形成懸挑地基梁軸線） 4。修改荷載參數(shù)、讀取荷載 5。定義地基梁（必須定義梁肋高和梁肋寬，地梁翼緣寬度可隨意給出但應(yīng)大于梁肋寬因?yàn)橥顺鼋换ゲ襟E時(shí)程序會(huì)給出調(diào)整翼緣寬度的機(jī)會(huì)）并布置地基梁 6。退出交互步驟：注意第一修改地梁翼緣寬度第二檢查是否生成彈性地基梁計(jì)算用數(shù)據(jù)文件（即出現(xiàn)相關(guān)荷載值、相應(yīng)坐標(biāo)、地基反力、修正后地基承載力等信息） 7。彈性地基梁/基礎(chǔ)沉降計(jì)算： 7-01：檢查地質(zhì)資料是否正確 7-02：設(shè)置計(jì)算參數(shù)（注意：應(yīng)采用完全柔性假定、地下水高度需要修改） 7-03：進(jìn)入附加反力圖示，選擇沉降計(jì)算菜單進(jìn)行沉降計(jì)算，之后可查看相關(guān)需要數(shù)據(jù) 8。彈性地基梁/結(jié)構(gòu)計(jì)算 8-01：選擇

21、是否進(jìn)行交叉底面積重復(fù)利用計(jì)算、修改地基梁參數(shù)（注意：地梁計(jì)算時(shí)采用的內(nèi)力）、選擇計(jì)算采用的模型（可采用satwe、tat生成的上部基礎(chǔ)剛度）進(jìn)行計(jì)算 8-02查看相關(guān)荷載工況下的內(nèi)力圖 9。彈性地基梁/參看結(jié)果（正常操作） 10。彈性地基梁施工圖（正常操作 提要:本文對(duì)常用的靜力平衡法和倒梁法的近似計(jì)算及其各自的適用范圍和相互關(guān)系作了一 - 13 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 些敘述,提出了自己的一些看法和具體步驟，并附有柱下條基構(gòu)造表,目的是使基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作條理清楚,方法得當(dāng),既簡(jiǎn)化好用,又比較經(jīng)濟(jì)合理. 適用范圍:.一 柱下條形基礎(chǔ)通常在下列情況下采用: 1.多層與

22、高層房屋無地下室或有地下室但無防水要求,當(dāng)上部結(jié)構(gòu)傳下的荷載較大,地基的承載力較低,采用各種形式的單獨(dú)基礎(chǔ)不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí). 2.當(dāng)采用單獨(dú)基礎(chǔ)所需底面積由于鄰近建筑物或構(gòu)筑物基礎(chǔ)的限制而無法擴(kuò)展時(shí). 3.地基土質(zhì)變化較大或局部有不均勻的軟弱地基,需作地基處理時(shí). 4.各柱荷載差異過大,采用單獨(dú)基礎(chǔ)會(huì)引起基礎(chǔ)之間較大的相對(duì)沉降差異時(shí). 5.需要增加基礎(chǔ)的剛度以減少地基變形,防止過大的不均勻沉降量時(shí). 其簡(jiǎn)化計(jì)算有靜力平衡法和倒梁法兩種,它們是一種不考慮地基與上部結(jié)構(gòu)變形協(xié)調(diào)條件的實(shí)用簡(jiǎn)化法,也即當(dāng)柱荷載比較均勻,柱距相差不大,基礎(chǔ)與地基相對(duì)剛度較大,以致可忽略柱下不均勻沉降時(shí),假定基底反力按

23、線性分布,僅進(jìn)行滿足靜力平衡條件下梁的計(jì)算. 計(jì)算圖式.二 1.上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)剖面圖 2.靜力平衡法計(jì)算圖式 - 14 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 3.倒梁法計(jì)算圖式 三.設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 在采用上述兩種方法計(jì)算基礎(chǔ)梁之前,需要做好如下工作: 1.確定合理的基礎(chǔ)長(zhǎng)度 為使計(jì)算方便,并使各柱下彎矩和跨中彎矩趨于平衡,以利于節(jié)約配筋,一般將偏心地基凈反力(即梯形分布凈反力)化成均布,需要求得一個(gè)合理的基礎(chǔ)長(zhǎng)度.當(dāng)然也可直接根據(jù)梯形分布的凈反力和任意定的基礎(chǔ)長(zhǎng)度計(jì)算基礎(chǔ).基礎(chǔ)的縱向地基凈反力為: 式中 Pjmax,Pjmin基礎(chǔ)縱向邊緣處最大和最小凈反力設(shè)計(jì)值. Fi作

24、用于基礎(chǔ)上各豎向荷載合力設(shè)計(jì)值(不包括基礎(chǔ)自重和其上覆土重,但包括其它局部均布qi). M作用于基礎(chǔ)上各豎向荷載(Fi ,qi),縱向彎矩(Mi)對(duì)基礎(chǔ)底板縱向中點(diǎn)產(chǎn)生的總彎矩設(shè)計(jì)值. L基礎(chǔ)長(zhǎng)度,如上述. B基礎(chǔ)底板寬度.先假定,后按第2條文驗(yàn)算. 當(dāng)Pjmax與Pjmin相差不大于10,可近似地取其平均值作為均布地基反力,直接定出基礎(chǔ)懸臂長(zhǎng)度a1=a2(按構(gòu)造要求為第一跨距的1/41/3),很方便就確定了合理的基礎(chǔ)長(zhǎng)度L；如果Pjmax與Pjmin相差較大時(shí)，常通過調(diào)整一端懸臂長(zhǎng)度a1或a2，使合力Fi的重心恰為基礎(chǔ)的形心(工程中允許兩者誤差不大于基礎(chǔ)長(zhǎng)度的3%),從而使M為零,反力從梯形

25、分布變?yōu)榫?求a1和a2的過程如下: 先求合力的作用點(diǎn)距左起第一柱的距離: 式中,Mi作用于基礎(chǔ)上各縱向彎矩設(shè)計(jì)值之和. xi各豎向荷載Fi距F1的距離. 當(dāng)xa/2時(shí),基礎(chǔ)長(zhǎng)度L=2(X+a1), a2=L-a-a1. - 15 - 基礎(chǔ)工程（含地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用）課程設(shè)計(jì) 當(dāng)x<a/2時(shí),基礎(chǔ)長(zhǎng)度L=2(a-X+a2), a1=L-a-a2. 按上述確定a1和a2后,使偏心地基凈反力變?yōu)榫嫉鼗鶅舴戳?其值為: 式中, pj均布地基凈反力設(shè)計(jì)值. 由此也可得到一個(gè)合理的基礎(chǔ)長(zhǎng)度L. 2.確定基礎(chǔ)底板寬度b. 由確定的基礎(chǔ)長(zhǎng)度L和假定的底板寬度b,根據(jù)地基承載力設(shè)計(jì)值f,一般可按兩個(gè)方向分別進(jìn)行如下驗(yàn)算,從而確定基礎(chǔ)底板寬度b. 基礎(chǔ)底板縱向邊緣地基反力: 應(yīng)滿足 基礎(chǔ)底板橫向邊緣地基反力: 應(yīng)滿足 式中, pmax, pmin基礎(chǔ)底板縱向邊緣處最大和最小地基反力設(shè)計(jì)值 p'max, p