浅基础十字交叉梁课程设计模板

课程名称：基础工程设计题目：1#桥墩独立基础设计院系：专业：年级：姓名：指导教师：西南交通大学峨眉校区2017年4月20日第一部分：基本资料 (3)1.1设计题目 (3)1.2设计目的 (3)1.3基础资料 (3)§1、设计的任务及建筑物的性质和用途 (3)§2 基本资料 (4)1.4设计依据 (6)1.5设计要求 (6)第二部分柱下独立刚性基础设计 (7)2.1确定合理的基础埋置深度 (7)2.2基础尺寸初步拟定 (7)2.3作用在基础上的荷载 (7)(一) 主力 (7)(二) 纵向附加力（水平力） (12)2.4浅基础的设计计算 (14)附录一：滑动及倾覆稳定性计算表 (16)附录二：刚性基础横断面、平面及立面图 (17)第一部分：基本资料1.1设计题目本课程的题目是“1#桥墩独立基础设计”1.2设计目的柱下独立基础是桥梁工程中的常用基础形式之一，在工程中应用范围较广。

为系统掌握此类基础的设计方法，通过本次课程设计应全面掌握柱下独立基础设计计内容与步骤及主要验算内容与方法，了解现行《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB 10002.5-2005）和《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60——2004）的有关规定，并初步具备独立进行该类基础设计的能力。

1.3基础资料§1、设计的任务及建筑物的性质和用途设计任务：根据已有建筑物的图样，所受上部结构的荷载、地质和水文地质情况，遵照“中华人民共和国铁路桥涵地基和基础设计规范TB10002.5—2005”（公路桥涵设计通用规范JTG D60——2015）设计某铁路（公路）干线上跨越某河流的桥梁之1#号桥墩的地基和基础。

建筑物的性质和用途：该桥梁为等跨度32m，梁全长32.6m，梁端缝0.1m，梁高3.0m，梁宽铁路按单线布置，公路按双线布置m，梁及上部体系自重按870KN 计，简支箱梁支座中心距梁端距离0.75m，同一桥墩相邻梁支座间距1.6m。

十字交叉梁天然基础计算书本计算书主要依据施工图纸及以下规范、参考文献编制：《建筑结构荷载规范》（GB50009-2019）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2019）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2019）、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、本工程用《塔吊使用说明书》、地质勘探报告和施工现场总平面布置图等编制。

基本参数1、塔吊基本参数塔吊型号：QT60；塔吊自重Gt：245kN；标准节长度b：2.5m；最大起重荷载Q：60kN；塔身宽度B：1.6m；主弦杆材料：角钢/方钢；塔吊起升高度H：37m；主弦杆宽度c：200mm；非工作状态时：额定起重力矩Me：600kN·m；基础所受的水平力P：20kN；工作状态时：额定起重力矩Me：600kN·m；基础所受的水平力P：50kN；2、风荷载基本参数所处城市：北京；风荷载高度变化系数μz：1.02；地面粗糙度类别：D类密集建筑群，房屋较高；非工作状态时，基本风压ω0：0.45kN·m；工作状态时，基本风压ω0：0.45kN·m；3、基础基本参数交叉梁宽t：0.5m；基础底面宽度Bc：6m；基础截面高度h1：1m；基础底板厚度h2：0.4m；基础上部中心部分正方形边长a1：3m；混凝土强度等级：C35；承台混凝土保护层厚度：50mm；基础埋置深度d：0.6m；十字交叉梁上部钢筋直径：25mm；十字交叉梁上部钢筋型号：HRB335；十字交叉梁底部钢筋直径：25mm；十字交叉梁底部钢筋型号：HRB335；十字交叉梁箍筋直径：10mm；十字交叉梁箍筋型号：HPB235；十字交叉梁箍筋肢数：6；十字交叉梁腰筋直径：14mm；十字交叉梁腰筋型号：HRB335；基础底板钢筋直径：20mm；基础底板钢筋型号：HRB335；4、地基基本参数地基承载力特征值f ak：325kN/m2；基础宽度的地基承载力修正系数ηb：0.3；基础埋深的地基承载力修正系数ηd：1.3；基础底面以下土的重度γ：20kN/m3；基础底面以上土的加权平均重度γm：22kN/m3；地基承载力设计值f a：345.86kN/m2；非工作状态下荷载计算一、塔吊对交叉梁中心作用力的计算1、塔吊竖向力计算塔吊自重：G=245.000kN；塔吊最大起重荷载：Q=60.000kN；作用于塔吊的竖向力：F=1.2×G+1.2×Q=1.2×245.000+1.2×60.000=366.000kN；2、塔吊风荷载计算依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2019）中风荷载体型系数：地处北京，基本风压为ω0=0.45kN/m2；查表得：荷载高度变化系数μz=1.02；挡风系数计算：φ = [3B+2b+(4B2+b2)1/2]c / Bbφ=[(3×1.60+2×2.50+(4×(1.60)2+(2.50)2)0.5)]×0.20/(1.60×2.50)=0.693因为是角钢/方钢，体型系数μs=1.90；高度z处的风振系数取：βz=1.0；所以风荷载设计值为：ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.90×1.02×0.45=0.61kN/m2；3、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.61×0.693×1.60×37.00×37.00×0.5=463.36kN·m；M=Me+Mω+P×h1=600.00+463.36+20.00×1.00=1083.4kN·m；M max=1.4×1083.4=1516.70kN·m；二、塔吊抗倾覆稳定验算基础抗倾覆稳定性按下式计算：e = M/(F+G)≤Bc/3式中 e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；M──作用在基础上的弯矩；F──作用在基础上的垂直载荷；G──混凝土基础重力，G = 25×1.2×21.963=658.90kN；Bc──为基础的底面宽度；计算得：e=1516.700/(366.000+658.900)=1.480m ≤ 6.000/3=2.000m；基础抗倾覆稳定性满足要求！三、地基承载力验算e = M/(F+G)=1516.700/(366.000+658.900)=1.480≥ Bc/6=6.000/6=1.000地面压应力计算：P = 2(F+G)/3a2式中 M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩；F──作用在基础上的垂直载荷；G──混凝土基础重力；a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算：a = Bc/20.5-M max/(F+G)=6.000/20.5-1516.700/(366.000+658.900)=2.763m；不考虑附着基础设计值：P max=2×(366.000+658.90)/(3×2.762)=89.515kPa；地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2019）第5.2.3条，计算公式如下:f a = f ak+ηbγ(Bc-3)+ηdγm(d-0.5)式中 f a--修正后的地基承载力特征值；f ak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定，取325.000kN/m2；ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取γ=20.000kN/m3；Bc--基础底面宽度，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取Bc=6.000m；γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取γm=22.000kN/m3；d--基础埋置深度(m) ，取d=0.600m；解得修正后的地基承载力特征值：f a=325.000+0.3×20.000×（6.000-3）+1.3×20.000×（0.600-0.5）=345.860kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:f a=345.860kPa；地基承载力特征值f a大于有附着时压力设计值P max= 89.515kPa，满足要求！四、基础受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2019）第8.2.7条。

十字梁式基础计算书一、塔机属性二、塔机荷载三、承台验算十字梁板式基础布置图承台底面积：A=2bl-l2+2a2=2×6.20×0.90-0.902+2×1.002=12.35m2承台中一条形基础底面积：A0=bl+2(a+l)a=6.20×0.90+2×(1.00+0.90)×1.00=9.38m2 承台及其上土的自重荷载标准值：G k=AhγC=12.35×1.00×25.00=308.75kN承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35G k=1.35×308.75=416.81kN1、偏心距验算条形基础的竖向荷载标准值：F k''=(F k+G k)A0/A=(230.00+308.75)×9.38/12.35=409.19kNF''=(F+G)A0/A=(310.50+416.81)×9.38/12.35=552.40kNe=(M k+F Vk·h)/ F k''=(400.00+16.76×1.00)/409.19=1.02m≤b/4=6.20/4=1.55m满足要求！2、承台偏心荷载作用应力(1)、荷载效应标准组合时，承台底面边缘压力值e=1.02m≤b/6=6.20/6=1.03mI=lb3/12+2×al3/12+4×[a4/36+a2/2(a/3+l/2)2]=0.90×6.203/12+2×1.00×0.903/12+4×[1.004/36+1.002/2×(1.00/3+0.90/2)2]=19.33承台底面抵抗矩：W=I/(b/2)=19.33/(6.20/2)=6.24m3P kmin= F k''/A0-(M k+F Vk·h)/W=409.19/9.38-(400.00+16.76×1.00)/6.24=-23.20kPaP kmax= F k''/A0+(M k+F Vk·h)/W=409.19/9.38+(400.00+16.76×1.00)/6.24=110.44kPa(2)、荷载效应基本组合时，承台底面边缘压力值P min= F''/A0-(M+F V·h)/W=552.40/9.38-(540.00+9.64×1.00)/6.24=-29.24kPaP max= F''/A0+(M+F V·h)/W=552.40/9.38+(540.00+9.64×1.00)/6.24=147.02kPa3、承台轴心荷载作用应力P k=(F k+G k)/A=(230.00+308.75)/12.35=43.62kN/m24、承台底面压应力验算(1)、修正后地基承载力特征值f a=120.00kPa(2)、轴心作用时地基承载力验算P k=43.62kPa≤f a=120.00kPa满足要求！(3)、偏心作用时地基承载力验算P kmax=110.44kPa≤1.2f a=1.2×120.00=144.00kPa满足要求！5、承台抗剪验算承台有效高度：h0=H-δ=1000-70=930mm塔身边缘至承台底边缘最大反力处距离：a1=(b-20.5B)/2=(6.20-20.5×1.50)/2=2.04m 塔身边缘处承台底面地基反力设计值：P1=P max-a1(P max-P min)/b=147.02-2.04×(147.02-(-29.24))/6.20=89.04kPa承台底平均压力设计值：p=(P max+P1)/2=(147.02+89.04)/2=118.03kPa承台所受剪力：V=pa1l=118.03×2.04×0.90=216.64kNh0/l=930/900=1.03≤40.25βc f c lh0=0.25×1.00×16.70×900×930/1000=3494.48kN≥V=216.64kN满足要求！四、承台配筋验算承台自重在承台底面产生的压力设计值：P G=G/A=416.81/12.35=33.75kPa承台底均布荷载设计值：q1=(p-P G)l=(118.03-33.75)×0.90=75.85kN/m塔吊边缘弯矩：M=q1a12/2=75.85×2.042/2=157.73kN·m2、基础配筋计算(1)、承台梁底部配筋αS1= M/(α1f c lh02)=157.73×106/(1.00×16.70×900×9302)=0.012δ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.012)0.5=0.012γS1=1-δ1/2=1-0.012/2=0.994A s1=M/(γS1h0f y1)=157.73×106/(0.994×930×300)=569mm2最小配筋率：ρ=max(0.2,45f t/f y1)=max(0.2,45×1.57/300)=max(0.2,0.24)=0.24%承台底需要配筋：A1=max(569，ρlh)=max(569，0.002×900×1000)=2120mm2承台梁底实际配筋：A s1'=2211mm2≥A1=2120mm2满足要求！(2)、承台梁上部配筋承台梁上部实际配筋：A s2'=1206mm2≥0.5A1=1060mm2满足要求！(3)、承台梁腰筋配筋梁腰筋按照构造配筋HPB235 2Φ8(4)、承台梁箍筋配筋箍筋抗剪截面高度影响系数：βh=(800/h0)0.25=(800/930)0.25=0.960.7βh f t lh0=0.7×0.96×1.57×103×0.90×0.93=885.88kN≥V=216.64kN按构造规定选配钢筋！配箍率验算ρsv=nA sv1/(ls)=4×50.24/(900×120)=0.19%≥ρsv,min=0.24f t/f yv=0.24×1.57/210=0.18%满足要求！(5)、承台加腋处配筋承台加腋处，顶部与底部配置水平构造筋Φ12@200mm、竖向构造箍筋Φ8@200mm，外侧纵向筋Φ10@200mm。

十字交叉梁基础计算书2楼工程；工程建设地点：；属于结构；地上0层；地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。

本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等编制。

一、塔吊的基本参数信息塔吊型号: QTZ40；塔吊起升高度H: 58.000m；塔吊倾覆力矩M: 465kN.m；塔身宽度B: 2.500m；塔吊自重G: 275.92kN；最大起重荷载Q: 40.000kN；桩间距l: 3m；桩边长d: 0.400m；桩钢筋级别: II级钢；混凝土强度等级: C35；交叉梁截面宽度: 1.4m；交叉梁截面高度: 1.200m；交叉梁长度: 6.6m；桩入土深度: 13.200m；保护层厚度: 80mm；空心桩的空心直径: 0.250m；标准节长度a：2.2m；额定起重力矩：400kN·m；基础所受的水平力：30kN；主弦杆材料：角钢/方钢；宽度/直径c：120mm；所处城市：江苏盐城；基本风压W0：0.45 kN/m2；地面粗糙度类别为 D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数μz＝0.93 。

二、塔吊对交叉梁中心作用力的计算1. 塔吊自重G=275.92kN2. 塔吊最大起重荷载Q=40kN作用于塔吊的竖向力 F=1.2×275.92+1.2×40=379.1kN塔吊倾覆力矩M= 1.4 ×465.00 = 651.00kN·m三、交叉梁最大弯矩和桩顶竖向力的计算计算简图：十字交叉梁计算模型(最大弯矩M方向与十字交叉梁平行)。

《土力学与地基基础》课程设计第一部分墙下条形基础课程设计一、墙下条形基础课程设计任务书（一）设计题目某教学楼采用毛石条形基础，教学楼建筑平面如图1所示，试设计该基础。

图1 建筑平面图（二）设计资料⑴工程地质条件如图2所示。

图2工程地质剖面图⑵室外设计地面-0.6m，室外设计地面标高同天然地面标高。

⑶由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙∑F1K=558.57kN，山墙∑F2K=168.61kN，横墙∑F3K=162.68kN，纵墙∑F4K=1533.15kN。

⑷基础采用M5水泥砂浆砌毛石，标准冻深为1.2m。

（三）设计容⑴荷载计算（包括选计算单元、确定其宽度）。

⑵确定基础埋置深度。

⑶确定地基承载力特征值。

⑷确定基础的宽度和剖面尺寸。

⑸软弱下卧层强度验算。

⑹绘制施工图（平面图、详图）。

（四）设计要求⑴计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。

⑵制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。

二、墙下条形基础课程设计指导书（一）荷载计算1.选定计算单元对有门窗洞口的墙体，取洞口间墙体为计算单元；对无门窗洞口的墙体，则可取1m 为计算单元（在计算书上应表示出来）。

2.荷载计算计算每个计算单元上的竖向力值（已知竖向力值除以计算单元宽度）。

（二）确定基础埋置深度dGB50007-2002规定d min=Z d-h max或经验确定d min=Z0+（100~200）mm。

式中Z d——设计冻深，Z d= Z0·ψzs·ψzw·ψze；Z0——标准冻深；ψzs——土的类别对冻深的影响系数，按规中表5.1.7-1；ψzw——土的冻胀性对冻深的影响系数，按规中表5.1.7-2；ψze——环境对冻深的影响系数，按规中表5.1.7-3；（三）确定地基承载力特征值fa式中f a——修正后的地基承载力特征值（kPa）；f ak——地基承载力特征值（已知）（kPa）；ηb、ηb——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（已知）；γ——基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度（kN/m3）；γm——基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度（kN/m3）；b——基础底面宽度（m），当小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；d——基础埋置深度（m）。