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
由
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
基
底
平
均
压
力
按
准
永
久荷
载
计
算
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
由
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