2022年柱下条形基础课程设计 .pdf
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：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页一、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) F11080kN 1000kN 1200kN 1200kN 1200kN 1000kN F21310kN 1200kN 1400kN 1400kN 1400kN 1200kN 柱间距 L(m) L16m 5.4m 7.2m 7.2m 5.4m 5.2m L29m 7.2m 9m 9m 7.2m 6m 基础埋深 d 1.5m1.5m2m2m 1.5m 1.5m 承载力特征值fa120kPa 120kPa 150kPa 120 kPa 150kPa 120kPa 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）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页三、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）1200kN 1400kN 7.2m 9m 2m 150kPa 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cx ，据合力矩定理，以A点为参考点，则有：1400 7.21400 7.2 21400 7.2 3 1400 7.24 1200 7.2 5181200 2 14004ikicikF xxmF2) 确定基础梁的长度和外伸尺寸基础梁两端外伸长度为1a 、2a ，取边跨的 0.25 倍。可先选定1a ，再按照合力作用点与基底形心相重合的原则，确定2a 和 L ：取17.20.251.8am12()2(181.8)39.6cLxam精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页239.67.251.81.8am3）按地基持力层的承载力确定基础梁的宽度b120021400 41.8(20 )39.6(150 20 2)kaFbmL fd4）地基承载力验算20239.6 1.82851.2kGkN，kNFk800080002851.2152.21.21801.8 39.6kkkaFGpkPafkPabL总（满足）2.4 肋梁高度及翼板高度确定采用 C25混凝土，2/27.1mmNft基底沿宽度 b 方向的净反力为28000112.2/1.839.6knFpkNmbL悬臂根部剪力设计值0.3()112.2 (0.90.15)84.15/22nbVpkN m翼缘板有效高度30684.15 1094.70.70.7 1 1.27 101htVhmmf l，取mmh2000（等厚翼板） 。肋梁高取mmLh9007200818113、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：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页图 3.2.2 倒梁法计算简图2）计算基础沿纵向的地基净反力1200214004202.02.39.6knjFqbpkN mL3）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 计算分解图针对图 3.2.3 （a）情况，使用弯矩分配法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页0.428 0.572 0.5 0.5 0.5 0.5 0.572 0.428 弯矩分配327.27 163.64 -70.03 -93.61 -46.8 11.7 23.4 23.4 11.7 -46.8 -93.61 163.64 -70.03 -5.01 -6.69 3.345 8.775 17.55 17.55 8.775 -1.358 -2.715 -2.715 -1.358 -2.51 -5.019 -3.756 0.581 0.777 0.388 0.967 1.934 1.934 0.967 -0.338 -0.677 -0.678 0.339 -0.276 -0.553 -0.414 0.145 0.193 0.01 -0.03 -0.03 -0.005 -0.005 最终弯矩327.27 89.33 -89.33 -29.78 29.74 29.135 -30.132 -89.44 89.44 327.27 处理327.27 89.38 89.38 -29.70 29.70 29.70 29.70 -89.38 89.38 327.27 根据弯矩分配法结果，绘出弯矩图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 10 页图 3.2.4 （a）情况弯矩图针对图 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：2lqmMnii查阅相关弯矩系数法参考文献得：0.105,0.079BECDmmmm所以20.105202.027.21099.64BEMMkN m20.015202.027.2827.34CDMMkN m跨中弯矩22111099.64 0202.02 7.2759.278282BAA BA BMMMqLkN m22111099.64 827.34202.02 7.2345.608282CBB CB CMMMqLkN m2211827.34827.34202.02 7.2481.758282DCDCDCMMMqLkN m345.60DEB CMMkN m759.27EFA BMMkN m绘制弯矩图如下 : 图 3.25 （b）情况弯矩图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页将图 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 基础梁弯矩图肋梁的剪力计算（利用反对称性可计算D 、E、F截面）0,lqVnA左；,12BAnAMMVq ll右,12BAnBMMVq ll左；12CBnBMMVq ll、右12CBnCMMVq ll、左；lqVnC21、右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）,AV左,AV右B,V左,BV右,CV左,CV右,DV左,DV右,EV左,EV右,FV左,FV右363.6 632.4 822.3 748.6 706.0 727.3 727.3 706.0 748.6 822.3 632.4 363.6 校核支座反力与对应柱的轴向力经计算，支座反力值如下：996.05AFRRkN,1570.68BERRkN,1433.26CDRRkNA轴柱：(363.6632.4)120017.%1200AB轴柱：(748.6822.3)140012.2%1400BC轴柱：(727.3706.0)14002.4%1400C验证得剪力计算误差小于20%， 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：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页图 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：00.9syMAf h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：00.9ABsyMAf h梁高900hmm；最小保护层厚度45cmm 。则有效截面高度090045855hmmmmmm；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A B C A-B B-C C-D /()MkNm327.27 640.33 1010.26 375.44 857.04 452.05 00.9syMAhf2/ mm1270 2484 3919 1456 3325 1754 选配钢筋2 284 286 282 285 283 28精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页2、斜截面抗剪计算表 4 斜截面抗剪计算截面A B C 左右左右左右/V kN363.63 -632.41 822.13 -748.55 705.99 -727.27 00.7/tf bhkN760.01 选用箍筋5 168 167 1621/svsvAnAmm1608 001.250.7yvsvtfA hSVf bh300 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页
