北京交通大学房屋箱型基础课程设计计算书说课材料.pdf
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1、 北京交通大学房屋箱型基础课程设计计算书 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 房屋基础课程设计计算书 姓名:戴治 学号:13274026 班级:土木 1304 指导教师:吕勤 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 目录 一、总则.4 1 设计任务.4 2 设计依据.4 3 计算书内容要求.4 4 设计资料.4 二、箱形基础外形尺寸.6 1 箱基高度.6 2 底、顶板及墙的厚度.7 3 采用材料.7 三、按地基承载力确定基底尺寸.7 1 荷载计算.7 2 确定地基承载力特征值af.8 3 确定基底尺寸.8 四、基底反力计算.8 五、地基沉降计算.9 六、箱基纵向整体弯曲计算
2、.10 1 计算整体弯矩的基底反力.10 2 作出计算简图.10 3 求出任意截面弯矩,画出弯矩图.11 4 计算箱基刚度GGE J.13 5 计算上部结构刚度.14 七、底板局部弯曲计算.15 1 底板局部弯曲的基反力.15 2 整体弯矩最大的中跨间().16 3 基反力最大的跨间().17 八、顶板局部弯曲计算.17 九、底顶板配筋设计.18 1 底板纵向配筋.18 2 底板横向配筋(按基反力最大的边跨间控制配筋).20 3 顶板配筋(按中跨间计算,由边区格控制,不考虑整体弯曲).21 十、底板斜截面抗剪强度及冲切验算.22 1 底板斜截面抗剪强度验算.22 2 底板冲切验算.23 十一
3、箱基墙体配筋设计.24 1 内墙配筋设计.24 2 外墙配筋设计.24 3 墙身抗剪强度验算.25 4 墙上开洞设计.25 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 一、总则 1 设计任务 设计某十层主厂房的基础。根据上部结构及场地地质情况,确定采用箱形基础。2 设计依据 高层建筑箱形与筏形基础技术规程(JGJ6-99)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)3 计算书内容要求 3.1 总则 3.2 确定箱形基础外形尺寸 3.3 按地基承载力确定基底尺寸 3.4 基底反力计算 3.5 基底沉降计算 3.6 箱基纵向整体弯曲计算(考虑上下部结构共同工作)3.7 底、顶板局部弯曲计算
4、 3.8 顶板配筋设计 3.9 底板斜截面抗剪及抗冲切计算 3.10 箱基墙体配筋设计 3.11 箱基墙体开门窗洞加固设计 3.12 绘制施工图:底、顶板配筋平面分布图 箱基横截面配筋大样 墙体、开门窗洞加固大样图 墙体、转角构造大样 施工说明 4 设计资料 4.1 上部结构资料 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 地面以上采用现浇柱、预制梁板的半装配式框架结构,共十层,层高 4.5米,采用 C30 混凝土,各杆件截面尺寸如下:柱 5050cm2 横梁 3060cm2 纵梁 3050cm2 楼板厚 15cm 4.2 平面柱网布局如下图:上部荷载:框架柱传给基础的轴力(作用在0.00
5、 处)标在柱网分布图上,单位为kN。底层地面的活载为14kN/m2 地下室用作杂品堆料仓库,按活载 10kN/m2计。楼梯和电梯间荷载按均布荷载 20kN/m2考虑。6m4m6m5.5m5.5m5.5m5.5m5.5m5.5m5.5m5.5m5.5m75010501300170075010501050105013001300130013001300170017001700170017001700170012345678910DCBA精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 度之和A顶板宽外墙厚1箱基高度底板外伸宽度D 箱基墙体与柱网关系图 4.3 地质资料(如图示)二、箱形基础外形尺寸
6、1 箱基高度 据规程,一般取建筑物高度的 1/81/12,不宜小于基础长度的 1/18。粉质粘土sat=21kN/m3fak=130kPaEs=2790kPa粘土sat=20kN/m3 fak=200kPa Es=3180kPa7.55m1m 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 建筑高度为45m,要取11453.75455.625128mm,则箱基高度为4.85m。满足要求。箱基顶面标高0.000,室外标高0.200,则箱基底面标高4.850。2 底、顶板及墙的厚度 据规程,外墙厚不小于 25 cm,内墙厚不小于 20 cm,顶板不小于 15 cm,底板不小于 20 cm。对 20
7、层以内的民用房屋或高度 50米以内的多层厂房,底板一般取 4060 cm 厚,顶板 2540 cm 厚,外墙 3050 cm 厚,内墙 2540 cm厚。故取顶板350mm,底板500mm,内墙250mm,外墙300mm,取底板外伸宽度为500mm。则顶板下底到底板顶部的距离4.0m。3 采用材料 箱基材料采用20C混凝土,垫层10cm厚,采用10C混凝土。三、按地基承载力确定基底尺寸 1 荷载计算 根据荷载规范,活载应乘 1.4 的系数,恒载应乘 1.2 的系数,对验算有利的可不乘系数。据提供的资料,荷载沿纵向对称,但由于楼梯间横向不对称,存在偏心,经计算偏心很小,所以可按中心荷载计算基础的
8、底面积 纵墙水平横截面积:22 0.3 49.52 0.25 49.554.45m 横墙水平横截面积:22 0.3 168 0.25 1641.6m 顶板面积:2(49.50.6)(160.6)831.66m 底板面积:2(49.51)(161)858.5m 上部框架传来的总荷载1(7502 10504 13006 1700 8)254200NkN 楼梯间及电梯井荷载220 1.2 5.5 6 43168NkN 基底板面杂品堆料活载310 1.4 1649.511088NkN 基顶板面活载414 1.4 1649.515523.2NkN 地下水对箱基浮力9.8 3.65(49.5 1)(16
9、1)30708.54WkN 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 顶板自重:(49.50.6)(160.6)0.35 257277.025kN 底板自重:(49.5 1)(16 1)0.5 2510731.25kN 墙体自重:(54.4541.6)4 259605kN 垫层自重:858.50.1 252146.25 kN 则箱基自重7277.02510731.2596052146.2529759.525GkN 所以基底总荷载123483030.18NNNNNGWkN 2 确定地基承载力特征值af 按照规范采用公式(3)(0.5)aakbdmffbd 其中,130akfkPa 176B
10、mm,故取6m 4.45dm 查规范可得到0.5b,1.6d 321 9.811.2/kN m 318 1 11.2 3.6512.7/4.65mkN m 故1300.5 11.2(63)1.6 12.7(4.650.5)231.128afkPa 3 确定基底尺寸 基底面积2283030.1829759.525858.5385.66231.128204.65aGNGmmfd,满足要求!四、基底反力计算 将箱基分成大小相等的5 840 个区格。83030.1896.7250.5 17kPaLB总荷载 然后乘以每个区格的地基反力系数,就可以算出每个区格的基底基本反力,结果如下表:87.63 93.
11、43 78.73 71.38 71.38 78.73 93.43 87.63 108.71 115.77 97.59 88.40 88.40 97.59 115.77 108.71 119.45 127.09 107.26 97.30 97.30 107.26 127.09 119.45 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 108.71 115.77 97.59 88.40 88.40 97.59 115.77 108.71 87.63 93.43 78.73 71.38 71.38 78.73 93.43 87.63 五、地基沉降计算 按照规范法,计算公式为0111()nsiii
12、iisipszzE 其中,053270.66(18 1 11.2 3.65)50.5 1758.8850.5 17FpkPaA s按规范推荐的取 1.1 将粉质粘土层分为三层,将粘土层以下按每层2.5m分 13 层。计算过程如下表:层数 iz izb lb i siE is 0 0 0.00 3 2.79 0.250 0 1 2.52 0.15 3 2.79 0.249 13.24 2 5.04 0.30 3 2.79 0.247 13.03 3 7.55 0.44 3 2.79 0.242 12.29 4 10.05 0.59 3 3.18 0.234 9.71 5 12.55 0.74 3
13、 3.18 0.225 8.74 6 15.05 0.89 3 3.18 0.212 6.79 7 17.55 1.03 3 3.18 0.201 6.24 8 20.05 1.18 3 3.18 0.189 4.85 9 22.55 1.33 3 3.18 0.176 3.32 10 25.05 1.47 3 3.18 0.167 3.97 11 27.55 1.62 3 3.18 0.155 1.61 12 30.05 1.77 3 3.18 0.146 2.17 13 32.55 1.91 3 3.18 0.137 1.33 14 35.05 2.06 3 3.18 0.129 1.15
14、 15 37.55 2.21 3 3.18 0.121 0.41 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 最终沉降量计算为89.27mm小于规范要求的地基沉降量的容许值,满足要求!六、箱基纵向整体弯曲计算 1 计算整体弯矩的基底反力 箱基整体弯矩的基底反力=基本反力-箱基自重+水压 箱基自重229759.525316838.3550.5 17GNkPaLB 水压力30708.54535.7750.5 17WkPaLB 故只需要在基本反力上减去38.3535.772.58kPa即可,结果如下表 85.05 90.85 76.15 68.80 68.80 76.15 90.85 85.05
15、 106.13 113.19 95.01 85.82 85.82 95.01 113.19 106.13 116.87 124.51 104.68 94.72 94.72 104.68 124.51 116.87 106.13 113.19 95.01 85.82 85.82 95.01 113.19 106.13 85.05 90.85 76.15 68.80 68.80 76.15 90.85 85.05 2 作出计算简图 横向区格长17=3.455Bm 纵向每单位长度所受的基反力如下:第一段:106.13 116.87106.1385.05)3.4(81697.39/5.05kN m 第
16、二段:(90.85 113.19124.51 113.1990.85)3.41810.84/kN m 第三段:(76.1595.01 104.6895.0176.15)3.41519.81/kN m 第四段:(68.8085.8294.7285.8268.80)3.41373.47/kN m 而箱基顶板所受的线荷载:1.4 14 16313.6/kN m 于是可得到计算简图如下:16 40.05 2.36 3 3.18 0.114 0.41 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 3 求出任意截面弯矩,画出弯矩图 有了计算简图,可以直接用截面法求出各个截面的弯矩。210.51697.3
17、9212.172MkN m 22265.51697.393600 5.5313.66009.8222MkN m 2235.19111697.39 6.3125 8.34 1810.843600 11 5500 5.5313.622 24926.90MMkN m边 2424.381697.396.3125 13.841810.846.31257.53 1519.81216.5 3600 16.55500 11 6000 5.5313.62 53356.88MkN m 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 5221697.396.3125 19.341810.846.3125 13.03
18、 1519.81 6.3125 6.723.5622 +1373.473600225500 16.56000 11 6000 5.5313.622 84501.27MkN m 22222=1697.39 6.31253.5 1810.84 6.31252.5 1519.81 6.31251.56.3125 +1373.473600 24.755500 19.256000 13.756000 8.25224.75 6000 2.75313.695805.152MkN m中 各个点弯矩值整理如下:1M 2M 3M(M边)4M 5M M中 212.17 kN m 6009.82 kN m 24926
19、.90 kN m 53356.88 kN m 84501.27 kN m 95805.15 kN m 弯矩图如下:精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 4 计算箱基刚度GGE J 按工字形截面进行折算,截面尺寸如下图:精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 箱基的混凝土等级为20C,故42.55 10GEMPa 经软件计算得出474369247649430GJmm 故41822.55 10743692476494301.896 10GGE JN mm 5 计算上部结构刚度 按照公式进行计算)21(21mKKKKKJEJEliuibiliuibibniBB 第 i 层纵梁的截面
20、惯性矩:31041300 50041.25 1012biJmm 第 i 层上下柱的线刚度:331500 50041246296294500uiliKKmm 第 i 层梁的线刚度:1031.25 1022727275500biKmm 上部结构混凝土等级为30C,故43 10BEMPa 9m,9n 故可以计算出:41021724629629293 101.25 10(192 227272746296292 =4.567 10BBE JN mm 精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 所以箱基分得的整体弯矩如下:1818171.896 1095805.151.896 104.567 10 7
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