条形基础设计计算书
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一、设计资料：1、本设计的任务是设计一多层办公楼的钢筋混凝土柱下条形基础，框架柱的截面尺寸均为b×h=500mm×600mm，柱的平面布置如下图所示：2、办公楼上部结构传至框架柱底面的荷载值标准值如下表所示：注：表中轴力的单位为KN，弯矩的单位为；所有1、2、3轴号上的弯矩方向为逆时针、4、5、6轴号上的弯矩为顺时针，弯矩均作用在h方向上。
3、该建筑场地地表为一厚度为1.5m的杂填土层（容重为17kN/m3），其下为粘土层，粘土层承载力特征值为F ak=110kPa，地下水位很深，钢筋和混凝土的强度等级自定请设计此柱下条形基础并绘制施工图。
二、确定基础地面尺寸：1、确定合理的基础长度：设荷载合力到支座A的距离为x，如图1：则：x=∑∑∑+i iiiF Mx F=300700700700700350)5.17300147005.1070077005.37000(++++++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+=8.62mG图1因为x=〈21=⨯， 所以,由《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）8.3.1第2条规定条形基础端部应沿纵向从两端边柱外伸，外伸长度宜为边跨跨距的倍取a 2=(与41l=⨯相近)。
为使荷载形心与基底形心重合，使基底压力分布较为均匀，并使各柱下弯矩与跨中弯矩趋于均衡以利配筋，得条形基础总长为：L=2(a+a 2-x)=2⨯+19.36m ≈19.4m 121.1m 、确定基础底板宽度b ： 竖向力合力标准值:∑KiF=350+700+700+700+700+300=3450kN选择基础埋深为，则m γ=（⨯+⨯）÷=m 3深度修正后的地基承载力特征值为：()5.0-+=d f f m d ak a γη=110+⨯⨯由地基承载力得到条形基础b 为： b ≥)20(d f L Fa Ki-∑=)8.120529.132(4.193450⨯-⨯=1.842m取b=2m ，由于b 〈3m ，不需要修正承载力和基础宽度。
三、基础底板设计：基础底板采用混凝土强度等级为C30，t f =mm 2，钢筋用HPB235级，y f =210 N/mm 2。
a2aa1竖向力设计值分别为：F 1=1.35F 1K =⨯= F 2=F 3=F 4=F 5=⨯=945kN F 6=⨯=405kN 竖向力合力设计值为：∑F =+945⨯4+405=地基净反力： P j =bLF ∑=4.1925.4657⨯=基础边缘至柱边计算截面的距离：b 1=21（b-b 柱）=⨯（）=0.75m沿条形基础纵向取1m 长度计算则底板有效高度为： h 0≥j 1tp b 0.7f =120.0390.750.71430⨯⨯=0.089m=89mm结合《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）取底板高度h=250mm ，作10mm 的C10混凝土垫层则：h 0=250-40-5=205mm 〉89mmM=21P j b 12=⨯⨯2sy 00.9h M f 2052109.010761.336⨯⨯⨯871.364mm 2配钢筋φ14@170，A s =906mm 2，可以。
以上受力筋沿条形基础横向配置，纵向分部筋取φ8@250。
四、基础内力计算(弯矩图以上部受拉为负，下部受拉为正)：1、计算基底单位净反力：P i=L∑F 4.195.4657=m计算简图如图2：Pi=m图2 计算简图求固端弯矩：MAH =-MAB=-21Pia12=⨯⨯2MBA=-MEF=-81Pil2=81⨯⨯2MBC =MCD=MDE=121Pil2=121⨯⨯2MCB=MDC=MED=-121Pil2=121⨯⨯2MFG =-MFE=21Pia22=⨯⨯22、求弯矩分配系数：设i=lEI，则：BAμ=EFμ=i4i3i3+=BCμ=EDμ=i4i3i4+=CBμ=CDμ=DCμ=DEμ=i4i4i4+=3、用力矩分配法计算弯矩：首先计算个支座处的不平衡力矩：∑f B M=-∑f E M=+=·m∑f C M=∑f D M=0先进行第一轮的力矩分配法及传递（从B和E开始），然后进行C和D的力矩分配及传递，再回到B和E，如此循环直到误差允许为止，详细过程如表1：表1 弯矩分配法计算过程由上可得：M 1A =·m, M 1B =·m, M 1C =·m, M 1D =·m M 1E =·m M 1F =·m4、肋梁剪力计算：根据支座弯矩及外荷载，以每跨梁为隔离体求支座剪力： A 截面左边的剪力为：V lA 1=P i a 1=⨯取HB 段作脱离体，计算A R 1A =l 1[21P i (a 1+l)2-M B ]=5.31⨯[⨯⨯2 = 图3 HB 段A 截面右边的剪力：V r A 1=P i a 1-R A =⨯ 'B R =P i (a 1+l)- R A =⨯+=B 截面左边的剪力为：V l B 1='B R =取BC 段为脱离体（如图4）：''B R =l 1(21P i l 2+M B -M C )=5.31⨯⨯⨯21B 'B R ''B R 截面右边的剪力为:BC 段V r B 1=-''B R ='C R =P i l-''B R =⨯截面左边的剪力为： V l C 1='C R =取CD 段为脱离体（如图5）：'D R =''C R =21P i l=⨯⨯ R 1C ='C R +''C R =+=C 截面右边的剪力为：V r C 1=-''C R = 图5 CD 段D 截面左边的剪力为：V l D 1='D R =取DE 段为脱离体（如图6）：''D R =l 1(21P i l 2+M D -M E )=5.31⨯⨯⨯2 =R 1D ='D R +''D R =+='E R =P i l-''D R =⨯ 图6 DE 段D 截面右边的剪力为：V r D 1=-''D R =E 截面左边的剪力为：V l E 1='E R =取EG 段为脱离体（如图7）：R 1F =l 1[21P i (a 2+l)2-M E ]=5.31⨯[⨯⨯2截面左边的剪力： V l F 1=R F -P i a 2=⨯ 图7 EG 段 E 截面右边的剪力为：V r E 1=-''E R = R 1E ='E R +''E R =+=F 截面右边的剪力：V r F 1=-P i a 2=⨯、肋梁跨内最大弯矩计算： 按跨内剪力为零的条件求跨内最大弯矩：以H 点为原点，设连续梁上各点到原点的距离为x i 则： HB 段:P i x 1-R 1A =1 ⇒ x 1=077.240859.636=2.653m所以 M 11=21P i x 12-R 1A (x 1-a 1)=21⨯⨯2⨯段: P i x 2-R 1A -R 1B =2 ⇒x 2=077.240849.911859.636+=6.451m所以 M 21=21P i x 22-R 1A (x 2-a 1)-R 1B [x 2-(a 1+l)] =21⨯⨯2⨯⨯段：由于荷载是对称的，所以其弯矩最大值必在中点位置。
则： x 3=21L=21⨯=9.7m所以M 31=21P i x 32-R 1A (x 3-a 1)-R 1B [x 3-(a 1+l)]- R 1C [x 3-(a 1+2l)]=21⨯⨯2⨯ ⨯[+]⨯[+⨯]=·m以G 点为原点，设连续梁上各点到原点的距离为x i 则： DE 段:P i x 4-R 1E -R 1F = 4 ⇒x 4=077.240287.545398.931+=6.151m所以 M 41=21P i x 42-R 1F (x 4-a 2)-R 1E [x 4-(a 2+l)]=21⨯⨯2⨯ ⨯[+] =·mEG 段:P i x 5-R 1F =1 ⇒ x 5=077.240287.545=2.271m所以 M 51=21P i x 52-R 1F (x 5-a 2)=21⨯⨯2⨯、考虑不平衡力的调整： 由以上计算得到支座反力为R A =，R B =，R C =，R D =，R E =，R F =，与相应的柱荷载有较大的不平衡力，其差值部分超过了20%，可以采用实践中提出的“基底反力局部调整法”加以调整。
即按计算简图(如下图)再进行连续梁分析，在支座附近的局部范围内加上均布线荷载。
由对于边跨支座11113()o p q l l ∆∆=+ o l 为边跨长度；1l 为第一跨长度。
对于中间支座11133()i ipq l l -∆∆=+ 1i l -为第1i -长度；i l 为第i 跨长度得调整荷载值为：q 1=3111l a R F A +-=35.31.1859.6365.472+-=mq 2=3312l l R F B +-=35.335.3849.911945+-=mq 3=3313l l R F C +-=35.335.3051.816945+-=mq 4=334l l R F D +-=35.335.3051.816945+-=mq 5=3315l l R F E +-=35.335.3398.931945+-=mq 6=2163a l R F F +-=8.035.3287.545405+-=m其计算简图如下图所示：图8 调整值计算简图(kN)通过结构力学求解器分析得到的剪力图和弯矩图如下：72.5114.2155.2655.265.8371.33A BC DEFGH图10调整值剪力图ABCD EFG H图9调整值剪力图（kN ）由调整值剪力图得：V lA2= V rA2= V lB2= V rB2= V lC2= V rC2= V lD2= V rD2=V lE2= V rE2= V lF2= V rF2=两次计算结果叠加，得基础梁最终剪力和反力为：V lA =V lA1+V lA2=rArA1rA2AlArAlBlB1lB2rBrB1rB2BlBrBlClC1lC2rCrC1rC2ClCrClDlD1lD2rDrD1rD2DlDrDlEl E1lE2rErE1rE2ElErElFlF1lF2rFrF1rF2FlFrF由调整值弯矩图得：M2A=·m，M2B=·m M2C=·m M2D=·m M2E=·mM2F=·mM12=·m M22=·m M32=·mM42=·m M52=·m两次计算结果叠加，得基础梁最终弯矩为：MA=M1A+M2A= MB=M1B+M2B=+=·mMC= M1C+M2C=+=·mMD=M1D+M2D=+=·mME=M1E+M2E=MF =M1F+M2F=1111222122331324414255152叠加后的最终剪力图和弯矩图如下：A B C D E FG H图11 最终剪力图（kN）四、基础配筋计算1、基础梁配筋准备工作:①材料选择: 混凝土C30，t f =mm 2，f c =mm 2， 纵向受力钢筋采用二级钢HRB335，y f ='y f =300N/mm 2,垫层采用C10混凝土垫层，厚100mm 。
