基础工程课程设计柱下条形基础设计
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绍兴文理学院 基础工程课程设计
(1) 柱下条形基础设计
一、总则
1.本设计依据《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)和《混凝土结构设计规范》(GB5010-2002)。
2.上部结构资料
上部为四层框架,层高为4.5m,框架柱、主梁、次梁、板都为现浇整体式,主梁截面23080cm,次梁截面22560cm,楼板厚10cm,柱子截面24050cm,楼屋面活荷载28/kNm。
①轴线荷载(基本组合)
3、结构平面图和剖面图
柱网平面图 绍兴文理学院 基础工程课程设计
(2)
结构剖面图
4.地基资料
地基持力层承载力特征值155akfkPa,地基下卧层承载力特征值70akfkPa。根据地质情况,基础室外埋深定为1.5dm。建筑物位于非地震区,不考虑地震影响。本地基基础设计的等级属可不作地基变形计算的丙级的建筑物范围。
二、决定柱下条形基础底面尺寸,并验算持力层和软弱下卧层承载力
(一)确定基础梁的外挑长度0l与基础梁总长。
原则:基础底面的形心应尽可能与上部荷载的合力作用线重合。
()()3.5(13891463)9.2(18111814)3.595.46.710.9681.11ADBCABCDpxppppMMMM
681.11681.110.11(1389181118141463)xmF
假设左边伸出0.5m,则为保证合力在基底形心,右边伸出0.72m,为了简便计算,暂取左边及右边均伸出0.5m。
(二)确定基底尺寸,并验算持力层和软弱下卧层得承载力。(按荷载标准组合计算)
1.按持力层的承载力决定宽度b。(先填土再施工上部结构)
()kaFbLfd 绍兴文理学院
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(3) 因为1.50.5dmm,akf应当进行深度修正,根据持力层粘土性质查规范承载力修正系数表得:0.3b 1.6d
00.717.00.818.8(0.5)1551.6(1.50.5)183.74()1.5aakdffdkPa (1389181118141463)/1.351.67()19.4(183.74201.8)bm
取2.0bm(考虑地基基础共同工作时边跨处基底反力有所增大)。
2.软弱下卧层验算
zczdzf 02tanzpbbz
00047982.019.41.8200.717.00.818.81.52.019.41.5132.72()kFbldppddbLkPa
根据/3.4/2.01.7Zb以及12/3.0ssEE查规范地基压力扩散角023
0132.722.054.32()2.023.4tan23zkPa
下卧层顶面出自重应力cz
'11223317.00.718.81.058.83.1559.36()czhhhkPa
承载力的设计值azf计算:
根据下卧层淤泥性质指标查规范承载力系数表得0b 1.0d 绍兴文理学院 基础工程课程设计
(4) (0.5)59.36701.0(4.90.5)4.9123.30()azakdffdkPa
54.3259.36113.68()123.30zczazkPafkPa 满足要求
3.考虑maxM时荷载组合,验算持力层承载力(梁长方向)。条形基础的截面示意图如下,设基础高度为01.2Hm
(1260.712821332.2729.9)/1.353411.04()kFkN
0()/1.35416.4457458.3405.9(105.4125.9126.9100.3)1.2/1.3577(12821332.3)(1260.7729.9)(5.7)225181.56()kiiiiMMVHFLkNm
2019.42.01.81396.8()KGLbdkN
2232.019.4125.45()66bLWm
maxmin3411.041396.85181.562.019.4125.45165.23()1.2220.49()82.61()0kkkaFGMPPbLWkPafkPakPa
满足要求,经验算得知2.0,19.4bmLm是合适的。
三、计算地基梁内力(按调整倒梁法)
先按均匀荷载对称计算。(实际上分力分布并不均匀,这里为简化计算)。调整时按整体计算。
根据结构的对称性,按弯矩分配法求解为调整的一半地基梁的内力。
1. 计算简图(按maxN组合计算) 绍兴文理学院
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(5)
基底净反力6477333.9(/)19.4jFqkNmL
2. 按弯矩分配法求解连续梁
(1) 分配系数
5.7ABABEIEIil ''3.5BCBCEIEIil
分配系数'335.70.684333.55.7ABABABBCEIiEIEIii
'110.6840.352ABBC
(2) 计算固端弯矩(对弯矩、剪力的符号,以杆端顺时针转动为正)
将悬挑端'AA单独分开,把0M用于AB杆A端节点,令A为铰支点,则按顺时针
求出固端弯矩如下:(对杆端而言,弯矩以顺时针为正)
220011333.90.541.74()22jMqLkNm(对AB杆而言)
2201111333.95.741.741335.18()8282qBAjABMqLMkNm
''2211333.93.51363.43()33qjBCBCMqLkNm
''2211333.93.5681.71()66qjCBCBMqLkNm
(3) 进行弯矩分配
按如图所示进行 绍兴文理学院
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(6)
=41.74()AMkNm右
=-1353.49()BMkNm左
=1353.49()BMkNm右 '=691.45()CMkNm
(4)计算各截面剪力,弯矩及支反力值(去脱离体)
a、依次求各所需截面的剪力值:
'AA杆:0y
0==333.90.5166.95(/)()jAqLQkNm左
AB杆:0BM
21+-=02ABjABAABQLqLMM右右左
2211=-(-)211=-(333.95.741.74-1353.49)-721.48()()5.72jABAABABQqLMMLkN右右左
0y +=jABABQqLQ右左
=-721.48+333.95.7=1181.75(kN)()BQ左 绍兴文理学院 基础工程课程设计
(7) +=jAaaAQqLQ右
721.48333.95.71181.75()()aQkN
同理: '721.48333.92.85230.14()()aQkN
721.48333.93.8547.34()()bQkN
BC杆:'0cM 2'''1+M+M=02BCcjBCBQLqLB右右
211=-(1353.49691.65333.93.5)1168.65()()3.52QkNB右
0y ''+=jBCCQqLQB右
'=-1168.65+333.93.5=0CQ
''''+=jBCCQqLQB右
''=-1168.65+333.9=-389.5()()3BCCLQkN
b、依次求各所需截面的剪力值:
Aa段: 221()21(41.74721.481.9333.91.9)726.38()2aAajAaAAMMQLqLkNm右右
'Aa段: 2'''21()21(41.74721.482.85333.92.85)658.43()2aAajAaAAMMQLqLkNm右右
Ab段: 221()21=(41.74721.483.8333.93.8)289.13()2bAbjAbAAMMQLqLkNm右右
''BC段: ''221()3237171353.491168.65333.9=464.41()323BCBCjBcLLMMQqkNmB右右
c、支座反力计算: 绍兴文理学院 基础工程课程设计
(8) 166.95721.48888.43()1181.751168.652350.40()AAABRQQkNRQQkN右左B右B左
d、绘出弯矩图,剪力图,支反力图。
四、地基梁正截面抗弯强度设计
具体过程按一下程序进行:
1、材料
在本设计中所用的材料为20C 21.1/tfNmm
29.6/cfNmm 422.5510/cENmm
受力钢筋采用热轧钢筋HRB335 2300/yfNmm '2300/yfNmm
箍筋、纵向构造钢筋采用热轧钢筋HPB235
2210/yfNmm '2210/yfNmm