柱下条基设计(倒梁法)

某框架结构柱下条形基础设计（倒梁法）

一、设计资料

1、某建筑物为7层框架结构，框架为三跨的横向承重框架，每跨跨度为7.2m；边柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为：Fk=2665KN、Mk=572KN•M、Vk=146KN，F=3331KN、M=715KN•M、V=182KN；中柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为：Fk=4231KN、Mk=481KN•M、Vk=165KN，F=5289KN、M=601KN•M、V=206KN。

2、根据现场观察描述，原位测试分析及室内试验结果，整个勘察范围内场地地层主要由粘性土、粉土及粉砂组成，根据土的结构及物理力学性质共分为7层，具体层位及工程特性见附表。勘察钻孔完成后统一测量了各钻孔的地下水位，水位埋深平均值为0.9m，本地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。

3、根据地质资料，确定条基埋深d＝1.9m； 二、内力计算

1、基础梁高度的确定 取h＝1.5m 符合GB50007-2002 8.3.1柱下条形基础梁的高度宜为柱距的

11~的规定。 482、条基端部外伸长度的确定

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基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计

据GB50007-2002 8.3.1第2条规定外伸长度宜为第一跨的0.25倍考虑到柱端存在弯矩及其方向左侧延伸0.25l0.257.2m1.8m

为使荷载形心与基底形心重合，右端延伸长度为lef，lef计算过程如下：

a . 确定荷载合力到E点的距离xo：

xo333137.2528927.2715260121821.522061.52

3331252892182396得xo10.58m

17240b . 右端延伸长度为lef：

lef(1.82.77.2210.58)21.87.232.24m 3、地基净反力pj的计算。

对E点取合力距即：ME0，

2.2433317.2352897.23pj(25.642.24)20.5(71526012)(1821.522061.52)02pj2.24

即271.2712pj182396pj672.3751KNm

4、确定计算简图

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基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计

5、采用结构力学求解器计算在地基净反力Pj作用下基础梁的内力图

-2020.41A1089.25B1804.25-1149.01C3469.922868.92D-2180.78EF971.851686.853547.052946.05

弯矩图（KN·M）

2568.422347.79( 3 )-2778.22( 4 )x1210.28A( 1 )B-2272.68( 2 )-2493.31CD2062.88E( 5 )F-1506.12

剪力图（KN）

6、计算调整荷载pi

由于支座反力与原柱端荷载不等，需进行调整，将差值pi折算成调整荷载qi

pB3331(1210.282272.68)KN151.96KN pC5289(2568.422493.31)KN227.27KN

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x基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计

pD5289(2347.792778.22)KN162.99KN pB3331(2062.881506.12)KN238KN

对于边跨支座q1p1 lo为边跨长度；l1为第一跨长度。 1(lo3l1)p li1为第i1长度；li为第i跨长度。 1(1ll)3i13i对于中间支座q故qB151.96KN227.27KN；qKN47.35KN；36.18 C111mmmm(1.837.2)(37.237.2)qD162.99238KN33.96KN；qKN51.93KN

E111mmmm(37.237.2)(37.22.24)调整荷载作用下的计算简图：

调整荷载作用下基础梁的内力图

-58.61-58.61AB14.62-128.68-128.68-16.34C89.0589.05-39.09-30.87D75.1475.14-8.764.11EF

BC跨中M＝－0.86KN·m；CD跨中M＝－34.98KN·m ； DE跨中M＝－2.325KN·m

x

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基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计

弯矩图（KN·M）

73.93A100.733.423.42-12.90-12.90CB-65.13-110.2184.925.79D-75.70114.90EF-117.31

剪力图（KN）

7、两次计算结果叠加，得基础梁得最终内力

支座 截面 类型 B xC D E 左 右 左 右 左 右 左 右 弯矩 1030.64 1745.64 2957.97 3558.97 3021.19 3622.19 （KN·m） 剪力 1145.15 -2198.75 2669.15 -2603.52 2432.71 -2853.92 1945.57 -1391.22 （KN） 三、基底压力验算

按《勘察报告》2005-054；钻孔18处1.9m～2.7m深度范围内的黄土物理指标如下：20.7%；2.07gcm3843.17 1558.17 ；d1.71gcm3；Qs2.74；eo0.598；

Sr0.95；l36.5%；p19.0%；Ip17.5；Il0.1；a120.18；E127.8Mpa；

c62Kpa；27.3o；

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基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计

查 GB50007-2002表5.2.4承载力修正系数

e及Il均小于0.85的粘性土

b＝0.3；d＝1.6；

1、不考虑宽度修正，只考虑深度修正的地基承载力特征值fa：

fafakdm(d0.5m)

1501.618.5(1.90.5)191.44Kpa

2、确定基础宽度

bFkGk

l(famd)26652423122025.6425.64(191.44201.9)3.6363m取b3.8m

3、经宽度和宽度修正的地基承载力特征值fafakb(b3.0)dm(d0.5m)

fa1500.320(3.83.0)1.618.5(1.90.5)Kpa196.24Kpa。

4、验算基底压力pkfa

①采用荷载标准值组合计算基底净反力pjk（与荷载基本组合时地基净反力

pj计算方法相同）：271.2712pjk145914.6pjk537.892KNm

②pk537.89220Kpa161.5505183Kpafa196.24Kpa，满足要求。 3.8四、基础配筋计算

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基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计

1、基础梁配筋计算

①材料选择 混凝土C40 ft1.71Mpa； fc19.1Mpa；

钢筋采用二级钢HRB335；fyfy'300N垫层C10 100mm厚。

mm2；

3.0符合2.0～3.5的规定 ②基础梁宽度 b500mm；h1500b500③验算截面最小尺寸

考虑到钢筋可能为双排布置，故ho1500801420mm

Vmax2853.92KN0.25cfcbho0.2519.15001420N3390.25KN，

满足要求 ④配筋计算表格 2、正截面受弯配筋计算

项目 截面 弯矩 截面抵抗矩系数相对受压区高度内力矩的力臂系数截面配筋 s1030.64 1745.64 2957.97 3558.97 3021.19 3622.19 843.17 1558.17 M 1fcbh02112s 0.055035804 0.095181148 0.167663474 0.206045341 0.171617215 0.210191196 0.044789008 0.08448492 0.111135273 0.063501019 0.120646902 s112s2 AsMfysh0 B左 B右 C左 C右 D左 D右 E左 E右 0.053521334 0.090651422 0.153607954 0.184818000 0.156890980 0.188101027 0.043785981 0.08916069 0.104959748 0.061484829 0.113369064 0.972482097 0.952409425 0.916168262 0.896977329 0.914191392 0.894904409 0.977605495 0.957757539 0.944432363 0.968249490 0.939676548 2487.80 4302.50 7578.95 9313.94 7757.67 9501.34 2024.61 3819.00 5023.93 2870.46 5453.64 BC跨中 2021.27 CD跨中 DE跨中 1183.99 2183.11 - 6 -

基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计

注：等效矩形应力图形系数11.0；ho1420mm；min取

0.45fth及0.2%大值 fyho基础梁选配钢筋：顶部 1225全长贯通，腰筋按构造设置，详见简图

底部 632全长贯通，大于底部总面积的1/3. C、D支座底部附加钢筋632 在1/3截断

3、箍筋计算

①截面尺寸符合要求（第1步第③项已经验算）； ②根据纵筋布置及根数确定为6肢箍，选用10@80

1 Asv6(102)mm2471.24mm2

4③斜截面受剪承载力Vu；VuVcs0.7ftbho1.25fyv a、10@80（加密区）

Asvho sVu0.71.7150014201.25210471.241420N3045.55KN 80 b、10@200（非加密区）

Vu0.71.7150014201.25210471.241420N1728.14KN 200加密区 Vu3045.55KN2853.92KN承载力满足要求。

非加密区Vu1728.14KN1158.73KN五、基础底板配筋计算

翼板按斜截面抗剪强度验算设计高度；翼板端部按固定端计算弯矩，根据弯矩配置横向钢筋（横向钢筋采用

fy300Nmm216,

）.

1、 翼板的高度如计算简图所示， 取1.0m宽度翼板作为计算单元， 剪力设计值

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Vpj3.81.01.65KN

672.37511.65KN291.95KN 3.8 斜截面受剪承载力

VuVc0.7ftbho0.71.711.0(0.50.04) 550.62KNV291.95KN，满足要求。 2、 横向钢筋计算

1pj弯矩设计值M()1.6520.5176.9412.7225＝240.86KN•m；

23.8M240.86106配筋计算：①截面抵抗矩系数s0.0595969 221fcbho1.019.11000460②相对受压区高度 112s1120.05959690.0615； ③内力矩的力臂系数s112s10.93850.9693 22240.86106④钢筋面积As1800mm2

fysho3000.9693460M实配16@110 As1827.84mm21800mm2，分布筋8@200。

六、沉降计算

1、 土层分层情况如下图：

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沉降计算采用荷载准永久组合,用角点法计算区域划分如下： 例如：对于E点有z,E(z,E)e1f1FE(z,E)e2f2FE(z,E)a1e1EA(z,E)a2e2EA

2、 地基变形计算深度Zn 算至强化闪长岩则Zn8.5m，按GB50007-2002规定

'0.025si' 2b4m时z0.6m且应满足sn3、 沉降计算

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① E点：对z,E(z,E)e1f1FE(z,E)e2f2FE(z,E)a1e1EA(z,E)a2e2EA；

B1.9m;L12.24mL223.4m；po161.5518.51.9Kpa126.4Kpa

Esi Zi(m) Zi BL1 BL2ZiiZi1i1Bsi' i Mpapo(ZiiZi1i1)Esi 0 0 1.1789 12.3158 1.0000 0.7930 0.8 0.4211 1.1789 12.3158 0.9912 0.8908 1.8 0.9474 1.1789 12.3158 0.9354 2.2076 6.7 3.5263 1.1789 12.3158 0.5808 0.2719 7.9 4.1579 1.1789 12.3158 0.5270 0.1156 8.5 4.4737 1.1789 12.3158 0.5034 30 10 15.5 10 7.8 (mm) 12.8507 11.2597 18.0026 3.4368 0.4871 s'12.850711.259718.00263.43680.487146.0369mm

计算沉降经验系数

首先计算变形计算深度范围内压缩模量的当量值Es

EsAi0.99120.80.93541.00.58084.90.52701.20.50340.6Ai0.99120.80.93541.00.58084.90.52701.20.50340.67.81015.51030EsiEs5.508727.4033Mpa

0.74408928- 10 -

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据GB50007-2002表5.3.5 ，得s0.7905

所以边柱E点桩基础最终沉降量计算sss'0.790543.0369mm34.0194mm

'0.4871mm0.025si'0.02543.0369mm1.0759mm， z0.6msn满足GB5007-2002公式5.3.6要求。

②D点：对z,H2(z,H)a1d1DA2(z,H)d1f1FD；B1.9m;L19.44mL2216.2m；

po161.5518.51.9Kpa126.4Kpa

Esi Zi(m) Zi BL1 BL2ZiiZi1i1Bsi' i Mpapo(ZiiZi1i1)Esi 0 0 4.9684 8.5263 1.0000 0.7942 0.8 0.4211 4.9684 8.5263 0.9928 0.9107 1.8 0.9474 4.9684 8.5263 0.9472 2.5938 6.7 3.5263 4.9684 8.5263 0.6416 0.3654 7.9 4.1579 4.9684 8.5263 0.5904 0.1570 8.5

s'12.870111.511221.15204.61870.661550.8153mm

(mm) 7.8 12.8701 10 11.5112 15.5 21.1520 10 4.6187 30 0.6615 4.4737 4.9684 8.5263 0.5674 - 11 -

基础工程（含地基基础与上部结构共同作用）课程设计

计算沉降经验系数s

首先计算变形计算深度范围内压缩模量的当量值Es

EsAi0.99280.80.94721.00.64164.90.59041.20.56740.6Ai0.99280.80.94721.00.64164.90.59041.20.56740.67.81015.51030EsiEs5.593511.6151Mpa

0.481570028据GB50007-2002表5.3.5 ，得s0.5740

所以中柱D点桩基础最终沉降量计算sss'0.574050.8153mm29.1672mm

'0.6615mm0.025si'0.02550.8153mm1.2704mm， z0.6msn满足GB5007-2002公式5.3.6要求。 4) D点和E点沉降差

中柱D点最终总沉降量SD与边柱E点最终总沉降量SE之差

SE-SD＝34.0194mm－29.1672mm＝4.8522mm

0.002l0.0027200mm14.4mm满足GB5007-2002表5.3.4要求 附图1

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附图2

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附图3

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