柱下條開基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書和指導(dǎo)書

1、柱下條形基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)任務(wù) 某多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的基礎(chǔ)。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場(chǎng)地基情況采用柱下條形基礎(chǔ)。 二、設(shè)計(jì)依據(jù) 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500072002） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002） 三、設(shè)計(jì)要求 計(jì)算書要求: 完成一榀框架柱下條形基礎(chǔ)的計(jì)算，計(jì)算書中應(yīng)包括必要的設(shè)計(jì)資料、計(jì)算簡(jiǎn)圖、詳細(xì)完整的計(jì)算過程和結(jié)果以及構(gòu)造草圖。 具體計(jì)算內(nèi)容有： 工程概況 選擇地基持力層，確定基礎(chǔ)的埋置深度計(jì)算修正后的地基承載力特征值 確定柱下條基底面尺寸，并驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力 地基梁的內(nèi)力計(jì)算（按調(diào)整倒梁法） 地基梁正截面抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì) 地基梁斜截面抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì) 地

2、基梁翼板配筋設(shè)計(jì) 地基梁最終配筋簡(jiǎn)圖 施工圖要求: 完成一張圖紙，要求給出地基梁施工所需的全部圖樣、尺寸、數(shù)據(jù)及說明，達(dá)到能交付施工的程度。 具體圖樣有： 地基梁配筋立面詳圖 地基梁鋼筋大樣圖 地基梁配筋剖面詳圖 施工說明 四、設(shè)計(jì)資料 上部結(jié)構(gòu)資料:上部為四層框架，框架梁、柱及基礎(chǔ)為現(xiàn)澆，屋面及樓面為預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土多孔板。柱截面為400400mm，柱網(wǎng)平面布置如圖所示（題號(hào)詳見表）。荷載組合情況參見圖。 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件：建筑場(chǎng)區(qū)地勢(shì)平坦，地層組成參見圖6。建筑物所在區(qū)域?yàn)榉钦饏^(qū)，不考慮地震影響。 材料：基礎(chǔ)混凝土采用20，墊層10。鋼筋公稱直徑在12mm以上者，采用HRB335級(jí)鋼筋

3、；12mm及以下者，采用HPB235級(jí)鋼筋。 注：1）采用1-1剖面方向進(jìn)行條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算； 2）圖2中所示方向?yàn)楹奢d正方向； 3.）表1中的Nk，Mk，Vk為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。柱下條形基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 一、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟:（一）確定柱下條形基礎(chǔ)底面尺寸，并驗(yàn)算持力力層和軟弱下臥層的承載力繪出條形基礎(chǔ)梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖，包括荷載、尺寸等，如圖。 FA FB F FC FDXCMA MB MC MD A B C D 求荷載合力重心位置。設(shè)合力作用點(diǎn)與邊柱的距離為c，據(jù)合力矩定理，以點(diǎn)為參考點(diǎn)，則有：iki ikc ik確定基礎(chǔ)梁的長(zhǎng)度和外伸尺寸。設(shè)基礎(chǔ)梁兩端外伸的長(zhǎng)度為1、2，兩邊柱之間的軸線距離為

4、。為使其合力作用點(diǎn)與基底形心相重合或接近，基礎(chǔ)梁兩端可有適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度伸出邊柱外。但伸出長(zhǎng)度也不宜太大，一般宜取第一跨距的0.25倍。當(dāng)c 確定后，可按合力作用點(diǎn)與基底形心相重合的原則，定出基礎(chǔ)梁的長(zhǎng)度。若巳選定1，則有： 2（c 1 ）, 2 a1按地基持力層的承載力確定基礎(chǔ)梁的寬度。初定基礎(chǔ)的埋置深度，若0.5m，應(yīng)對(duì)持力層承載力進(jìn)行深度修正，即： fa fak dm（ 0.5 ）。則有：ik （fa 20）若時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行地基承載力的寬度修正后，再代入上式確定基礎(chǔ)寬度。若時(shí)，則持力層的地基承載力設(shè)計(jì)值fa=fa。當(dāng)?shù)鼗熊浫跸屡P層時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行軟弱下臥層的強(qiáng)度驗(yàn)算。作用于軟弱下臥層頂部的附加應(yīng)力

5、與自重應(yīng)力之和不超過軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值，即：cz zfaz其中：cz ii(k-c)z b 2tanfaz fak dm（+z-0.5 ）考慮max時(shí)的荷載組合，驗(yàn)算持力層的地基承載力（梁長(zhǎng)方向）。初設(shè)基礎(chǔ)高度0，驗(yàn)算：kmax（ ik k ） 6k2 1.2fakmin （ ik k ） 6k2 0 式中：ik相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基頂?shù)呢Q向力值之和（kN）；k 基礎(chǔ)及其臺(tái)階上土的重量（kN）；k ik k0+Fik；ik相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的力矩（kNm）；ik相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的剪力（kN）

6、；0 基礎(chǔ)梁高度，一般為基底反力符合直線分布的假定，基礎(chǔ)梁的高度宜大于平均柱距的16；fa 持力層經(jīng)深寬修正后的地基承載力特征值； 各柱軸力至基底形心的距離。（二）、基礎(chǔ)梁的內(nèi)力計(jì)算（按倒梁法計(jì)算）計(jì)算基底凈反力，繪計(jì)算簡(jiǎn)圖（按max計(jì)算）ik基底凈反力j 1.35（kNm） A A B C D D qja1 L1L2 L3 a2按力矩分配法計(jì)算連續(xù)梁內(nèi)力 計(jì)算固端彎矩(彎矩、剪力的符號(hào)，以桿端順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正）由于柱下條形基礎(chǔ)一般兩端都有向外延伸的部分，因此應(yīng)對(duì)懸臂端進(jìn)行處理。即將懸臂端AA和DD單獨(dú)分開，這部分的內(nèi)力按靜力平衡條件便可求得：1 A AAA - j12 ；qj2 a1 D D

7、1qjDD j22 a2 2 A B 1 1BA - jL12 + AAqj 8 2 L1 B C 1BC -CBjL22 qj12 L2 C D 1 1 CD jL32 - DDqj 8 2 L3 分配系數(shù) 各桿線剛度 AB ; BC ; CD 123 3BA 4BC 分配系數(shù) BA ; BC 3BA 4BC 3AB 4BC 4BC 3CDCB ; CD 4BC 3CD 3CD 4BC 彎矩分配 可列表進(jìn)行。 計(jì)算各截面剪力、彎矩和支座反力，并繪出與圖取各桿件為脫離體按靜力平衡條件求各截面的剪力和彎矩，取各支座節(jié)點(diǎn)為脫離體求出支座反力。調(diào)整計(jì)算各支座反力i與各柱傳來的軸力Fi不相等時(shí)，可采用

8、局部調(diào)整法進(jìn)行調(diào)整。 計(jì)算簡(jiǎn)圖 F F F F （1.35F）（a1L1）（1.35F）（L1L2）（1.35F）（L2L3）（1.35F）（L3a2） L1/3L1/3L2/3L2/3L3/3L3/3 a1 L1 L2 L3 a2 計(jì)算固端彎矩 L/3 L/3 L/317L2 21 648L/3L/3L/325L22112 648 11L2 L/3 L/3 L/3 12 324 3L221 324 3L2L/3 L/3L/312 324 1 2 11L221324注：上述圖示固端彎矩圖，是以順時(shí)針方向?yàn)檎且韵蛏蠟檎?。?dāng)向下時(shí)，以代入式中即可。 彎矩分配可列表進(jìn)行。計(jì)算各截面剪力、彎矩及支

9、座反力。并繪出M與V圖將兩次計(jì)算的剪力、彎矩以及地基反力疊加，求剪力為零處的跨中最大彎矩值。繪出總的彎矩圖和剪力圖。將支座反力與柱荷載進(jìn)行比較，若兩者差別不大，可認(rèn)為滿足要求；若差別較大，則應(yīng)進(jìn)行第二次調(diào)整，調(diào)整方法完全相同（課程設(shè)計(jì)一般只做一次調(diào)整）。（三）、地基梁正截面抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)地基梁的配筋要求基本上與樓面梁相同。一些構(gòu)造要求如下： （1）梁高大于300mm，縱向受力筋d10mm，一般取d= 1232mm。 （2）凈距2.53.5cm，且大于受力筋直徑d；鋼筋保護(hù)層厚度4.0cm（有墊層）。 （3）伸入梁支座范圍內(nèi)縱向受力鋼筋數(shù)量：當(dāng)梁寬100mm時(shí)，不宜少于2根，應(yīng)當(dāng)滿足錨固長(zhǎng)度。 （

10、4）箍筋應(yīng)采用封閉式，其直徑一般為612mm，對(duì)梁高800mm時(shí)，其直徑應(yīng)8mm。 （5）當(dāng)梁的腹板高度hw450mm時(shí)，在梁的兩側(cè)應(yīng)沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)構(gòu)造鋼筋面積不小于腹板截面面積的0.1%，且間距不宜大于200mm，并宜用拉筋連接。拉筋直徑與箍筋相同，間距500700mm，一般為兩倍的箍筋間距。（6）條形基礎(chǔ)梁頂部和底部的縱向受力鋼筋除滿足計(jì)算要求外，頂部鋼筋宜全部通長(zhǎng)配置，底面通長(zhǎng)鋼筋的面積不應(yīng)少于底面受力鋼筋總面積的1/3。（7）當(dāng)條形基礎(chǔ)的相對(duì)剛度較大時(shí)，考慮基礎(chǔ)的架越作用，基礎(chǔ)梁兩邊跨的跨中彎矩及第一內(nèi)支座的彎矩值宜乘以1.2的增大系數(shù)。1 材料 設(shè)計(jì)所用混凝土為C20:

11、fc=9.6N/mm2, ft=1.1N/mm2Ec=2.55104N/mm2 受力鋼筋用熱軋HRB335級(jí)鋼筋: fy=300N/mm2, fy=300N/mm2Es=2.0105N/mm2 架立鋼筋用熱軋HPB235級(jí)鋼筋: d10mm, fy=210N/mm2, fy=210N/mm2Es=2.1105N/mm2 墊層：100mm厚C10素混凝土 2 地基梁截面尺寸： a （1）梁高H01/6柱距， 懸臂剛度要求：H0a1/4，H0a2/4 梁的整體剛度要求：H02%L （2）梁的寬度和翼板尺寸a) a柱寬+10cmH0 b) 梁翼板外邊緣高度hi200mmhihi hi按抗剪強(qiáng)度確定h

12、ipj(kN/m2)bib 式中取l為單位長(zhǎng)度（l=1000mm）。 c)T形截面梁正截面受彎承載力計(jì)算時(shí)，翼板的有效計(jì)算寬度bi，按樓面獨(dú)立梁考慮，據(jù) （）按計(jì)算跨度l0i考慮 bi=L0i/3（）按翼板厚度考慮若hf/h00.1, 取bf=a+12hf若hf/h00.05, 取bf=a若0.05hf/h080cm時(shí)，梁中箍筋的最大間距要求如下：當(dāng)V0.7ftah0時(shí)，Smax=300mm V0.7ftah0時(shí)，Smax=400mm1.截面的最小尺寸受剪面應(yīng)當(dāng)滿足:hw/a4時(shí)，V0.25cfcah0 hw/a6時(shí)，V0.2cfcah0 4hw /a2.5m時(shí)，可以交錯(cuò)放置，長(zhǎng)度減少10%；

13、 受力筋至少應(yīng)有4根通長(zhǎng)布置，以滿足4肢箍的架立作用且規(guī)范規(guī)定至少應(yīng)有鋼筋總面 積的13通長(zhǎng)布置。) 二、繪制施工圖 施工圖要求: 完成一張圖紙，要求給出地基梁施工所需的全部圖樣、尺寸、數(shù)據(jù)及說明，達(dá)到能交付施工的程度。本圖中內(nèi)容包括：地基梁配筋立面詳圖、地基梁鋼筋大樣圖(或梁鋼筋表)、地基梁配筋剖面詳圖、施工說明。施工說明：1 本設(shè)計(jì)與施工應(yīng)符合有關(guān)的設(shè)計(jì)與施工驗(yàn)收規(guī)范的要求。施工中如地基情況與原設(shè)計(jì)不同時(shí)，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)解決。2 基礎(chǔ)采用C20混凝土，受力筋采用HRB335級(jí)熱軋鋼筋，記為，架立筋、箍筋采用HPB235級(jí)熱軋鋼筋，記為。墊層采用C10混凝土，100厚。3 基坑開挖時(shí)應(yīng)充分注

14、意保持坑底的原狀結(jié)構(gòu)?；娱_挖并經(jīng)驗(yàn)槽后應(yīng)立即澆混凝土墊層，不得長(zhǎng)期暴露。施工圖可參照下頁(yè)例圖。附表1計(jì) 算截 面M(Nmm)配 筋 (鋼筋種類，直徑，根數(shù))實(shí)配面積(mm2)配筋率=minA支 座MAB支 座1.2MBC支 座1.2MCD支 座MD 注： B支座、C支座的彎矩乘以1.2的系數(shù)，a基礎(chǔ)梁的寬度；min不應(yīng)小于0.2%和45（ft/fy）中的較大值； 砼強(qiáng)度等級(jí)小于C50，等于C50時(shí)，t=1.0附表2計(jì)算截面M(Nmm)bfT型截面類型配筋實(shí)配面積(mm2)配筋率=minAB跨中1.2MABBC跨中MBCCD跨中1.2MCD注：先考慮是屬于第一類T形梁還是屬于第二類T形梁。若M1fcbf hf(h0-hf/2),屬于第二類T形梁，計(jì)算中應(yīng)考慮截面中腹板受壓的作用，其正截面受彎承載力按下列公式計(jì)算： M1fcax (h0-x/2)+1fc(bf-a) hf(h0-hf/2)x按下式確定：1fca