基础工程课程设计-柱下钢筋混凝土条形基础设计.doc

课程设计课程名称：基础工程设计题目：柱下钢筋混凝土条形基础设计 院 系：土木工程 专 业： 年 级： 姓 名： 指导教师：一、基本资料图1为某框架结构柱网布置图。已知B轴线上边柱荷载设计值F1，中柱荷载设计值F2，初选基础埋深为d，地基土承载力特征值fa，设计参数的值见表1，试设计B轴线上条形基础JL2。图1 柱网平面布置图表1 设计参数项目学号尾数（0，5）学号尾数（1，6）学号尾数（2，7）学号尾数（3，8）学号尾数（4）学号尾数（9）柱荷载F (kN)F11080kN1000kN1200kN1200kN1200kN1000kNF21310kN1200kN1400kN1400kN1400kN1200kN柱间距L (m)L16m5.4m7.2m7.2m5.4m5.2mL29m7.2m9m9m7.2m6m基础埋深d1.5m1.5m2m2m1.5m1.5m承载力特征值fa120kPa120kPa150kPa120 kPa150kPa120kPa二、设计要求1. 进行基础平面布置；2. 确定基础底宽、长度、肋梁高度、翼板厚度；3. 取结构计算简图；4. 结构计算，按倒梁法计算基础内力。5、根据内力进行配筋。（不要求，建工卓班的可用PKPM计算后输出配筋图）3、 柱下条形基础计算书1、 基础平面布置根据学号整理相应设计参数数据如下表1：表1 题目各类设计数据参数表学号尾数F1F2L1L2基础埋深d承载力特征值fa（2，7）1200kN1400kN7.2m9m2m150kPa由题目可知，根据以上设计参数，画出基础平面布置图如图1所示： 图3.2.1 基础平面布置图2、 确定基础底宽、长度、肋梁高度、翼板厚度1) 求荷载合力重心位置设合力作用点与边柱A的距离为，据合力矩定理，以A点为参考点，则有：2)确定基础梁的长度和外伸尺寸基础梁两端外伸长度为、，取边跨的0.25倍。可先选定，再按照合力作用点与基底形心相重合的原则，确定和：取3） 按地基持力层的承载力确定基础梁的宽度4）地基承载力验算，（满足）2.4 肋梁高度及翼板高度确定采用C25混凝土，基底沿宽度b方向的净反力为悬臂根部剪力设计值翼缘板有效高度，取（等厚翼板）。肋梁高取3、 基础梁的内力计算（倒梁法）1）根据倒梁法原理，实质为将基础倒置作为多跨连续梁，将外力荷载视为支座，将地基净反力与柱脚的弯矩视作基础梁上的荷载，作出题目的倒梁法计算简化图如图2：图3.2.2 倒梁法计算简图2） 计算基础沿纵向的地基净反力3） 用弯矩分配法计算梁的初始内力和支座反力为方便计算，将倒梁法计算简图图分解为以下两部分：（a） 五跨连续外伸部分受局部荷载（b）五跨等跨连续梁受均布荷载图3.2.3 计算分解图1 针对图3.2.3（a）情况，使用弯矩分配法0.4280.572 0.50.5 0.50.5 0.5720.428弯矩分配327.27 163.64-70.03-93.61 -46.811.7 23.423.4 11.7-46.8 -93.61163.64-70.03-5.01-6.69 3.3458.775 17.5517.55 8.775-1.358 -2.715-2.715 -1.358-2.51 -5.019-3.7560.5810.777 0.3880.967 1.9341.934 0.967-0.338 -0.677-0.678 0.339-0.276 -0.553-0.4140.1450.193 0.01-0.03-0.03-0.005-0.005最终弯矩327.27 89.33-89.33 -29.7829.74 29.135-30.132 -89.4489.44 327.27处理327.27 89.3889.38 -29.7029.70 29.7029.70 -89.3889.38 327.27根据弯矩分配法结果，绘出弯矩图：图3.2.4 （a）情况弯矩图2 针对图3.2.3（a）情况，使用弯矩系数法对与等跨连续梁受均布荷载，这里直接采用弯矩系数法公式：查阅相关弯矩系数法参考文献得：所以跨中弯矩绘制弯矩图如下:图3.25 （b）情况弯矩图3 将图3.2.4、图3.2.5两部分弯矩叠加，即为按倒梁法计算所得的条形基础梁弯矩图（画出叠加后的弯矩图如下所示）。图3.2.6 基础梁弯矩图4 肋梁的剪力计算（利用反对称性可计算D、E、F截面） ；通过计算得各支座剪力如下表：表2 各支座剪力计算结果（kN）363.6632.4822.3748.6706.0727.3727.3706.0748.6822.3632.4363.65 校核支座反力与对应柱的轴向力经计算，支座反力值如下：,A轴柱：B轴柱：C轴柱：验证得剪力计算误差小于，所以不必对基础梁弯矩进行调整，弯矩图以图3.2.6为最终结果。根据计算结果做出基础梁剪力图如图：图3.2.7 基础梁剪力图四、基础梁配筋计算根据前面步骤得出的基础梁的弯距图和剪力图，对各支座、跨中进行正截面和斜截面强度计算以及配筋计算。主筋可用HRB335级钢筋，箍筋用HPB235级钢筋。混凝土取C20。1. 正截面强度计算基于基础梁断面较大，配筋率不很高的特点，往往可采用简化公式计算：计算跨中配筋面积时，按T形截面进行配筋计算。先判断属于第一类或第二类T形截面，然后进行配筋计算。一般基础梁截面尺寸较大，多属于第一类T形截面，钢筋面积为：梁高；最小保护层厚度 。则有效截面高度；则进行基础梁正截面配筋计算如下表：表3 正截面抗剪计算截面ABCA-BB-CC-D327.27640.331010.26375.44857.04452.05127024843919145633251754选配钢筋2、 斜截面抗剪计算表4 斜截面抗剪计算截面ABC左右左右左右363.63-632.41822.13-748.55705.99-727.27760.01选用箍筋1608300