2016某框架結(jié)構(gòu)柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計說明書

1、某框架結(jié)構(gòu)柱下條形基礎(chǔ)設(shè)計（倒梁法）一、設(shè)計資料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)計值分別為：Fk=2665KN、Mk=572KNM、Vk=146KN，F(xiàn)=3331KN、 M=715KN、V=182KN中柱傳至基礎(chǔ)頂部的荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值分別為Fk=4231KN、k=481KN M、Vk=165KN，F(xiàn)=5289KN、M=601KN M、V=206KN。2、根據(jù)現(xiàn)場觀察描述，原位測試分析及室內(nèi)試驗結(jié)果，整個勘察范圍內(nèi)場地地層主要由 粘性土、粉土及粉砂組成，根據(jù)土的結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性質(zhì)共分為7層，具體層位及工程特性 見附表

2、。勘察鉆孔完成后統(tǒng)一測量了各鉆孔的地下水位，水位埋深平均值為0.9m，本地下 水對混凝土無腐蝕性，對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d=1.9m ；二、內(nèi)力計算1、基礎(chǔ)梁高度的確定 取h = 1.5m符合GB50007-2002 & 3.1柱下條形基礎(chǔ)梁的高度宜1 1為柱距的丁 的規(guī)定。482、條基端部外伸長度的確定I:-.M=715KN TrpM=715KNI:-.M=715KN TrpM=715KNiIrJ:D.720DE11O據(jù)GB50007-2002 & 3.1第2條規(guī)定外伸長度宜為第一跨的0.25倍考慮到柱端存在彎矩及其方向左側(cè)延伸0.251 = 0.25

3、x 7.2m = 1.8m為使荷載形心與基底形心重合，右端延伸長度為1，1計算過程如下：ef efa .確定荷載合力到E點的距離x :o3331x 3 x 7.2 + 5289 x 2 x 7.2 - 715 x 2 - 601x 2 -182 xl.5 x 2 - 206 xl.5 x 23331x 2 + 5289 x 2得x =竺型=10.58mo 17240b -右端延伸長度為lef :l = (1.8+ 2.7 + 7.2 x 2-10.58)x 2 -1.8 - 7.2 x 3 = 2.24mef3、地基凈反力p .的計算。j對E點取合力距即：YM二0，E2 24p x2.24+3

4、33x7.33+528欣7.33p (25.642.24x0.5-(7152+6012)-(18xi.52+2061.5 kk 一l (f d) am=ng64 = 3.6363m 取 b = 3.8m3、經(jīng)寬度和寬度修正的地基承載力特征值f = f +nr(b 3.0)+n Y (d 0.5m) a ak bd mf 二 150+0.3x20(3.8 3.0)+1.6xl8.5(l9-0.5)Kpa二 196.24Kpa。 a4、驗算基底壓力 p fk a采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合計算基底凈反力pjk (與荷載基本組合時地基凈反力p 計算方法相同)：271.2712p = 145914.6 n p

5、= 537.892 KN/jjkjkm537.892p =+ 20Kpa = 161.5505183Kpa f = 196.24Kpa，滿足要求。k 3.8a四、基礎(chǔ)配筋計算1、基礎(chǔ)梁配筋計算材料選擇 混凝土 C f = 1.71Mpa ； f = 19.1Mpa ；40 t2；鋼筋采用二級鋼HRB335； f = f廣3002；墊層C 100mm厚。10基礎(chǔ)梁寬度 b = 500mm ； hb = 1500500 = 3-0符合2.03.5的規(guī)定驗算截面最小尺寸考慮到鋼筋可能為雙排布置，故h = 1500 - 80 = 1420mmoV = 2853.92KN 2853.92KNu非加密區(qū)V

6、 = 1728.14KN 1158.73KNu承載力滿足要求。五、基礎(chǔ)底板配筋計算翼板按斜截面抗剪強(qiáng)度驗算設(shè)計高度；翼板端部按固定端計算彎矩，根據(jù)彎矩配置橫向鋼筋（橫向鋼筋采用-16,1、翼板的高度如計算簡圖所示，取1.0m寬度翼板作為計算單元， 剪力設(shè)計值p二 x1.0 x1.65CN3.8=.x 1.65KN = 291.95KN3.8斜截面受剪承載力二V 二0.7fbh = 0.71.711.0（0t5）.04）u cto=550.6KNV=291.9KN，滿足要求。5002、橫向鋼筋計算彎矩設(shè)計值m = 2（3j）2 3.8x 1.652 =0.5 x 176.94 x 12.7225

7、=240.86KN m240.86 x1061.0 x19.1x240.86 x1061.0 x19.1x1000 x 4602=0.0595969內(nèi)力矩的力臂系數(shù)丫 =*s 21 + 0.93852=0.9693鋼筋面積A =s240.86 x106300 x 0.9693 x 460=1800mm2配筋計算：截面抵抗矩系數(shù)a = s a f bh21 c o相對受壓區(qū)高度 = 1 - J1_2= = 1.1 -2x0.0595969 = 0.0615 ；實配-16110 A = 1827.84mm2 1800mm2，分布筋Q8200 。s六、沉降計算1、土層分層情況如下圖：雜填土素填丄仁推

8、5KIV祁Y=ieSKN/黃土箕土混姜石XX： inE5i-i=7.3NpQy=2il.ilKN；m5/G 一白M即d雜填土素填丄仁推5KIV祁Y=ieSKN/黃土箕土混姜石XX： inE5i-i=7.3NpQy=2il.ilKN；m5/G 一白M即d1I-2W.W1/三S.K閃長巖殘積土F 珈=1flNpo.附加應(yīng)力曲線T沉降計算土層劃分示意圖沉降計算采用荷載準(zhǔn)永久組合，用角點法計算區(qū)域劃分如下：例如：對于E點有o = Q )+ Q )+ Q )+ Q )z,Ez,E eJFEz,E egFEz,E 竹勺4z,E agegEA1t:-lifl:EI?：2：1：1D2、地基變形計算深度Z 算至

9、強(qiáng)化閃長巖則Z二8.5m，按GB50007-2002規(guī)定nn邑2 b 4m 時 Az 二 0.6m 且應(yīng)滿足 As 0.025EAsni3、沉降計算 E 點：對-z,E 二 Qz,E)eE + 巴,人屮 + (C z, E ) aEA + ( z, E ) a2e2 EAB - 1.9m; L = 2.24mL = 23.4m ； p = 161.55 一 18.5 x 1.9Kpa -126.4Kpa12oZ (m)iZ/b%a . iZ a Z ai ii-1 i1EsiMpas = Po (Z a Z a ) iEi ii 1i1si(mm)001.178912.31581.00000.

10、79307.812.85070.80.42111.178912.31580.99120.89081011.25971.80.94741.178912.31580.93542.207615.18.00266.73.52631.178912.31580.580850.2719103.43687.94.15791.178912.31580.52700.1156300.4871&54.47371.178912.31580.5034s = 12.8507 +11.2597 +18.0026 + 3.4368 + 0.4871 = 46.0369mm計算沉降經(jīng)驗系數(shù) 首先計算變形計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)

11、量值E sEA0.9912 x 0.8 + 0.9354 x 1.0 + 0.5808 x 4.9 + 0.5270 x 1.2 + 0.5034 x EA0.9912 x 0.80.9354 x1.0 0.5808 x 4.90.5270 x1.20.5034 x 0.6+ + + + 7.81015.51030siEs5.50872Es5.508720.74408928=7.4033Mpa據(jù) GB50007-2002 表 5.3.5，得屮=0.7905s所以邊柱E點樁基礎(chǔ)最終沉降量計算s =屮s = 0.7905 x43.0369mm = 34.0194mm sAz = 0.6m As =

12、 0.4871mm 0.025YAs = 0.025 x 43.0369mm = 1.0759mm ， ni滿足GB5007-2002公式5.3.6要求。D 點：對 c= 2Q)+ 2Q)； B = 1.9m; L = 9.44mL = 216.2m ；z,Hz,H a1d1DAz,H d1 f1FD12p = 161.55 一 18.5 x 1.9 Kpa = 126.4 KpaoZ (m)iZ/BL/ZBL/Ba . iZ a Z ai ii1 i1EsiMpas =o (Z a Z a ) i E i ii1 i1si(mm)004.9684& 52631.00000.79427.812

13、.87010.80.42114.9684& 52630.99280.91071011.51121.80.94744.9684& 52630.94722.593815.21.15206.73.52634.9684& 52630.641650.3654104.61877.94.15794.9684& 52630.59040.1570300.6615&54.47374.9684& 52630.5674s = 12.8701 +11.5112 + 21.1520 + 4.6187 + 0.6615 = 50.8153mm計算沉降經(jīng)驗系數(shù)屮首先計算變形計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當(dāng)量值E sEAEsi_ 0

14、.9928 x EAEsi_ 0.9928 x 0.8 + 0.9472 x1.0 + 0.6416 x 4.9 + 0.5904 x1.2 + 0.5674 x 0.6 _=0.9928 x 0.80.9472 x 1.0 0.6416 x 4.90.5904 x1.20.5674 x 0.6 _+ + + +7.81015.51030E =彳5935= 11.6151Mpas 0.481570028據(jù) GB50007-2002 表 5.3.5，得屮二 0.5740所以中柱D點樁基礎(chǔ)最終沉降量計算s =屮s二0.5740 x50.8153mm = 29.1672mmsAz 二 0.6m As

15、 = 0.6615mm 0.025EAs = 0.025 x 50.8153mm = 1.2704mm ， ni滿足GB5007-2002公式5.3.6要求。4) D點和E點沉降差中柱D點最終總沉降量S與邊柱E點最終總沉降量S之差DES -S =34.0194mm29.1672mm=4.8522mmED2240L L附圖2附圖3柱下條形基礎(chǔ)簡化計算及其設(shè)計步驟在 pkpm 中,沒有專門的柱下條基計算,但是框架結(jié)構(gòu)，柱下如果采用條形基礎(chǔ)，那么可以用 地基梁來計算，即它可以承擔(dān)地基反力，計算是采用彈性地基梁計算。 我在指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計時遇到了這個問題,但用下面方法解決了:注意每一步1。讀入地質(zhì)資料輸入

16、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)大于梁肋寬因為 退出交互步驟時程序會給出調(diào)整翼緣寬度的機(jī)會）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)沉降計算：7-01：檢查地質(zhì)資料是否正確7-02：設(shè)置計算參數(shù)（注意：應(yīng)采用完全柔性假定

17、、地下水高度需要修改）7-03：進(jìn)入附加反力圖示，選擇沉降計算菜單進(jìn)行沉降計算，之后可查看相關(guān)需要數(shù)據(jù)8。彈性地基梁/結(jié)構(gòu)計算8-01：選擇是否進(jìn)行交叉底面積重復(fù)利用計算、修改地基梁參數(shù)（注意：地梁計算時采用的 內(nèi)力）、選擇計算采用的模型（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:本文對常用的靜力平衡法和倒梁法的近似計算及其各自的適用范圍和相互關(guān)系作了一 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)計工作 條理清楚,方法得當(dāng),既簡化好用,

18、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:多層與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基礎(chǔ)不能滿足設(shè)計要求時.當(dāng)采用單獨基礎(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.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.各柱荷載差異過大,采用單獨基礎(chǔ)會引起基礎(chǔ)之間較大的相對沉降差異時.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. 其簡化計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 實用簡化法,也即當(dāng)柱荷載比較均勻,柱距相差不大,基礎(chǔ)與地基相對剛

19、度較大 ,以致可忽略 柱下不均勻沉降時,假定基底反力按線性分布,僅進(jìn)行滿足靜力平衡條件下梁的計算.計算圖式二上部結(jié)構(gòu)荷載和基礎(chǔ)剖面圖靜力平衡法計算圖式倒梁法計算圖式三.設(shè)計前的準(zhǔn)備工作在采用上述兩種方法計算基礎(chǔ)梁之前,需要做好如下工作:1.確定合理的基礎(chǔ)長度為使計算方便,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,需要求得一個合理的基礎(chǔ)長度.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)長度計算基礎(chǔ).基礎(chǔ)的縱向地基凈反力為:式中Pjm ax,P jmin基礎(chǔ)縱向邊緣處最大和最小凈反力設(shè)計值.工Fi作用于基礎(chǔ)上各豎向荷載合力設(shè)計值（不包

20、括基礎(chǔ)自重和其上覆土重，但包括其它局部均布qi）.工M作用于基礎(chǔ)上各豎向荷載（Fi ,qi）,縱向彎矩（Mi）對基礎(chǔ)底板縱向中點產(chǎn)生的總彎矩設(shè)計值.L基礎(chǔ)長度，如上述.B基礎(chǔ)底板寬度.先假定,后按第2條文驗算.當(dāng)Pjmax與P価in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)長度 L ；如果P価ax與Pjmin相差較大時，常通過調(diào)整一端懸臂長度a1或a2，使合力工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)長度的3%）,從而使工M為零，反力從梯 形分布變?yōu)榫?，求a1和a2的過

21、程如下：先求合力的作用點距左起第一柱的距離:式中，工Mi作用于基礎(chǔ)上各縱向彎矩設(shè)計值之和.xi各豎向荷載Fi距F1的距離.當(dāng) xa/2 時，基礎(chǔ)長度 L=2（X+a1）, a2=L-a-a1.當(dāng) xa/2 時，基礎(chǔ)長度 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)計值.由此也可得到一個合理的基礎(chǔ)長度L.2.確定基礎(chǔ)底板寬度b.由確定的基礎(chǔ)長度L和假定的底板寬度b,根據(jù)地基承載力設(shè)計值f, 一般可按兩個方向分別 進(jìn)行如下驗算，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