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基础工程设计实例

柱下条形基础课程设计计算书

由平面图和荷载可知A 、D 轴的基础受力情况相同,B 、C 轴的基础受力情况相同。所以在计算时,只需对A 、B 轴的条形基础进行计算。

一、A 、D 轴基础尺寸设计

1、确定基础底面尺寸并验算地基承载力

由已知的地基条件,地下水位埋深2.1m ,最大冻结深度0.7m ,假设基础埋深1.6m (基础底面到室外地面的距离),持力层为粘土层。

(1)求修正后的地基承载力特征值

85.086.0>=e ,查得0=b η,0.1=d η,

3

/5625.176.19

.0187.017m kN m =?+?=

γ

kPa

d f f m d ak a 32.181)5.06.1(5625.170.1162)5.0(=-??+=-+=γη

(2)初步确定基础宽度

条形基础轴线方向不产生整体偏心距,设条形基础两端均向外伸出m 975.09.325.0=?

基础总长m l 15.33225.0392.31=??+= 基础平均埋深为m 825.12/45.06.1=+ 则基础底面在单位1m 长度内受平均压力

kN F k 57.13615.332

5.06507650=??+?=

则基础底面在单位1m 长度内受平均弯矩

m kN M k ?=??+=

34.2515

.338

)0.12580(

基础平均埋深为m 825.12/45.06.1=+

m d f F b G a k 94.0825

.12032.18157.136=?-=-≥γ

考虑偏心荷载的作用,将基底面积增大40%,则 m b 57.14.112.1=?=,取b=1.6m 。 (3)计算基底压力并验算 基底处的总竖向荷载为:

kN G F k k 97.194825.16.10.12057.136=???+=+

基底总弯矩为:m kN M k ?=34.25

偏心距为:m l m G F M e k k k 267.06

6

.16129.097.19434.25==<==+=

基底平均压力为:kPa f kPa A G F p a k k k 32.18186.1210

.16.197

.194=<=?=+=

基底最大压力为:

kPa

f kPa l e p p a k k 58.2172.181.1806.1129.06186.12161max =<=???

?

??+?=??? ??+=满足条件。

2、验算软弱下卧层承载力

选承载力较低层④粉质粘土进行验算

3031.170.691.621<==s s E E , 5.025.46.18.6>==b z 取?=23θ

下卧层顶面处的附加应力:

[]kPa z b p p b p c k z 75.234245

.08.626.1)9.0187.017(86.1216.1tan 2)(=??+?+?-?=+-=θ 下卧层顶面处的自重应力值为:

3

.1)103.18(1.3)105.18(9.1)108.18(5.08.189.00.187.017?-+?-+?-+?+?+?=cz p kPa 36.91=

下卧层承载力特征值为:

)5.0(-++=z d f f m d azk az γη

)5.04.8(4

.836

.910.1125-??

+=

kPa 92.210=

kPa f kPa p p az cz z 92.21011.11536.9175.23=<=+=+

软弱下卧层承载力满足要求 3、验算地基沉降量

(1)求基底压力和基底附加应力 基础底面处土的自重应力kPa d cz 1.289.0187.017=?+?==γσ

久荷

k

P

a

p 88.1185

..115.335

.16.115.33208540=????+?=

基底附加应力

kPa p p cz 78.901.2888.1180=-=-=σ

(2)用规范法计算地基沉降

点号

z

b z /

i α i z α

11---i i z i z z αα

i

E p 0

i s ?

(mm )

∑?i

s

(mm )

4?0.25 0

1 2.4 3.2

4?0.168

5 1.617

6 1.6176 0.0131 21.26 2 5.5 7.333

4?0.103

8 2.3826 0.7650 0.0204 15.60 3 6.5 8.667

4?0.096

3 2.5038 0.1212 0.0193 2.34

4 6.8 9.067

4?0.093

6

2.5672

0.0429

0.0193

0.82

40.8

确定沉降计算深度mm s mm s i n

∑=<=?02.1025.078.0

(3)确定沉降经验系数s ψ

①计算

s E

()

MPa

E z z z

z E A A

E si

i i i i i i i

i si i i

s 77.571

.492

.4271.42.12144.476591.66.161792

.422.1217656.1617111

1=++++++=

???

?

??--=

???

? ??=

∑∑∑∑----ααα

α

②s ψ值的确定 据

ak f p 75.00<,MPa E s 77.5=

查得823.0=s

ψ

(4)基础最终沉降量计算

mm s s i s 58.338.40823.0=?==∑ψ

二、B 、C 轴基础尺寸设计

1、确定基础底面尺寸并验算地基承载力 (1)初步确定基础宽度

基础底面在单位1m 长度内受平均压力:

kN F k 49.1258.015

.3325.06507650=???+?=

基础底面在单位1m 长度内受平均弯矩m kN M k ?=??+=

27.208.015

.338

)2580(

基础平均埋深为m 825.1

m d f F b G a k 91.0825

.12032.18149.125=?-=-≥γ

考虑偏心荷载的作用,将基底面积增大40%,则 m b 25.14.189.0=?=,取b=1.3m 。 (3)计算基底压力并验算 基底处的总竖向荷载为:

kN G F k k 94.1723.10.1825.12049.125=???+=+

基底总弯矩为:m kN M k ?=27.20

偏心距为:m l m G F M e k k k 217.06

3

.16117.094.17227.20==<==+=

基底平均压力为:kPa f kPa A G F p a k k k 32.18103.1330

.13.194

.172=<=?=+=

基底最大压力为:

kPa

f kPa l e p p a k k 58.2172.187.2043.1117.06103.13361max =<=???

?

??+?=??? ??+=

取b=1.3m ,满足条件。

2、验算软弱下卧层承载力

选承载力较低层④粉质粘土进行验算

3031.170.691.621<==s s E E , 5.025.46.18.6>==b z 取?=23θ

下卧层顶面处的附加应力:

[]kPa z b p p b p c k z 30.19424

.08.623.1)9.0187.017(03.1333.1tan 2)(=??+?+?-?=+-=θ 下卧层顶面处的自重应力值为:

1.3)105.18(9.1)108.18(5.08.189.00.187.017?-+?-+?+?+?=cz p

kPa 57.80=

下卧层承载力特征值为:

)5.0(-++=z d f f m d azk az γη

)5.01.7(4

.857

.1300.1130-??

+=

kPa 37.251=

kPa f kPa p p az cz z 37.25187.9957.8057.19=<=+=+

软弱下卧层承载力满足要求

3、验算地基沉降量

(1)求基底压力和基底附加应力 基础底面处土的自重应力kPa d cz

1.289.0187.017=?+?==γσ

kPa p 18.1043

.115.336

.13.115.33208.08540=????+??=

基底附加应力

kPa p p cz 08.761.2818.1040=-=-=σ

(2)用规范法计算地基沉降 点号

z

b z /

i α i z α

11---i i z i z z αα

i

E p 0

i

s ?(mm )

∑?i

s

(mm)

4?0.25 0

1 2.4 3.692

4?0.157

3 1.5101 1.5101 0.0110 16.61 2 5.5 8.461

4?0.098

3 2.1626 0.6525 0.0171 11.16 3 6.5 10

4?0.088

0 2.2880 0.1254 0.0161 2.02

4 6.8 10.46

4?0.085

2.3283

0.0403

0.0161

0.65

30.44

确定沉降计算深度mm s mm s i n

∑=<=?76.0025.044.0

(3)确定沉降经验系数s ψ

①计算s E

()

MPa

E z z z

z E A A

E si

i i i i i i i

i si i i

s 81.571.43.4071.44.12544.45.65291.61.15103

.404.1255.6521.1510111

1=++++++=???

? ??--=???? ??=∑∑∑∑----ααα

α

②s ψ值的确定 据

ak f p 75.00<,MPa E s 81.5=

查得821.0=s

ψ

(3)基础最终沉降量计算

mm s s i s 99.2444.30821.0=?==∑ψ

三、基础梁截面及配筋设计

1、A 、D 轴

①用反梁法计算内力

由结构力学计算器计算出内力图:

弯矩图

剪力图

由于支座反力与柱荷载不相等,在支座处存在不平衡力。把支座不平衡力均匀分布于支

7

F=395kN F=395kN

F=790kN F=790kN F=790kN F=790kN F=790kN F=790kN F=790kN q=190.65kN/m

66.87

172.57 66.87 275.53 -172.57 245.72 -108.04

255.98 -125.03 251.78 -119.06 255.98 -119.06 254.72 -125.03

275.53 -1108.04 137.18

-262.86

407.75 -377.97

389.03

-398.83 396.90 -394.15 394.39 -394.39 394.15 -396.90 398.83 -389.03 377.97 -407.75

326.74 -137.18

座两侧各1/3跨度范围。对两端挑出部分则布满均布力,调整后的内力图如下:

弯矩图

67.74 -157.87 -99.92 -174.80

-79.43

-109.44 248.92 -92.34 -86.51 -126.65 -82.89 -85.10 -120.62 -85.10 -82.89 -120.62 -86.51 -92.34 -126.65

248.92 -79.43 -60.70

-109.44 -99.92 -174.80 67.74

-60.70

138.96

170.07 413.05 111.08 394.08 129.97 402.05 123.79 399.52 127.19 399.27 121.01

404.01

139.90 382.88 80.91

66.87 172.57

66.87

275.53 -172.57 245.72 -108.04 255.98 -125.03 251.78 -119.06 255.98 -119.06 254.72 -125.03

275.53 -1108.04

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