某框架结构柱下条形基础设计讲解
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 ~48 的规定。 2、条基端部外伸长度的确定 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0.250.257.2 1.8l m m =?= 为使荷载形心与基底形心重合，右端延伸长度为ef l ，ef l 计算过程如下：
a . 确定荷载合力到E点的距离 o x： 333137.2528927.271526012182 1.52206 1.52 3331252892 o x ??+??-?-?-??-??= ?+? 得 182396 10.58 17240 o x m == b . 右端延伸长度为 ef l： (1.8 2.77.2210.58)2 1.87.23 2.24 ef l m =++?-?--?= 3、地基净反力 j p的计算。 对E点取合力距即：0 E M ∑=， 2 2.24 2.2433317.2352897.23(25.64 2.24)0.5(71526012)(1821.522061.52)0 2 j j p p ??+??+??--?-?+?-??+??= 即271.2712182396672.3751 j j KN p p m =?= 4、确定计算简图 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 A B C D E F 1089.25 1804.25 2868.92 -2020.41 3469.922946.05 -1149.01 3547.05 971.85 -2180.78 1686.85 弯矩图（KN·M）
柱下条形基础计算书
1. 工程概况及设计资料 某柱下条形基础，所受外荷载大小及位置如图1.1所示。柱采用C40混凝土，截面尺寸800800mm mm ?。地基为均质粘性土，地基承载力特征值160ak a f KP =，土的重度3 19/KN m γ=。地基基础等级：乙级。地下防水等级：二级。 图1.1 2. 基础宽度计算 基础埋深定为2m 。总竖向荷载值 1000180014004000ki N KN KN KN KN =++=∑ 180********.5 5.334000N KN m KN m e m KN ?+?= = 假设两端向外延伸总长度为3m ，则 4.56313.5L m m m m =++= 地基底面以上土的加权重度3 19/m KN m γ= 查得《地基规范》中对于粘性土： 1.6d η=，0.3b η=
持力层经深度修正后的地基承载力特征值 3(0.5)160 1.619/(20.5)205.6a ak d m a a f f d m KP KN m m m KP ηγ=+-=+??-=()()3 4000 1.789205.620/ 2.013.5ki a G a N KN b m f d l KP KN m m m γ≥ = =--??∑取 2.0b m = 3. 两端外伸长度验算即地基承载力验算 320/ 2.013.5 2.01044k G KN m m m m KN =???= 400010445044ki k N G KN KN KN +=+=∑ 80ki M KN m =?∑ 800.0155244N G KN m e m KN +?= = 113.5 5.445 1.3052l m m ??=-= ??? 213.5 5.055 1.6952l m m ??=-= ??? 5244194.22205.62.013.5ki k k a a a N G KN p KP f KP bl m m +== =<=?∑ ,max ,min 6195.58 1.2246.7524460.015(1)(1)2.013.513.5192.860 ki k k N G a a a k a N G p e KP f KP KN p bl l m m KP ++>=?= ± =±=?>∑
柱下条形基础设计 课程设计
柱 下条形基础设计 一、设计资料 1、地形 拟建建筑场地平整。 2、工程地质条件 自上而下土层依次如下： ①号土层，耕填土，层厚，黑色，原为农田，含大量有机质。 ②号土层，黏土，层厚，软塑，潮湿，承载力特征值kPa f ak 120=。 ③号土层，粉砂，层厚，稍密，承载力特征值kPa f ak 160=。 ④号土层，中粗砂，层厚，中密，承载力特征值kPa f ak 200=。 ⑤号土层，中风化砂岩，厚度未揭露，承载力特征值kPa f ak 320=。 3、岩土设计技术参数 地基岩土物理力学参数如表所示。 土层编号 土的名称 重度γ 孔 隙 比e 液性指数 L I 粘聚力c )(kPa 内摩擦角?)(? 压缩 模量 S E 标准贯入锤击数N 承载力 特征值 ak f )(kPa ① 耕填土 ② 黏土 22 17 4 120 ③ 粉砂 12 160 ④ 中粗砂 20 30 16 200 ⑤ 中风化砂岩 22 320 4、水文地质条件 （1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 （2）地下水位深度：位于地表下。 5、上部结构资料 拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为mm mm 400400?。室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm 450。柱网布置如图所示。 6、上部结构作用 上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值=1280kN =1060kN ，，上部结 构作用在柱底的荷载效应基本组合值 =1728kN ， =1430kN （其中 k N 1为轴线②~⑥柱
底竖向荷载标准组合值；k N 2为轴线①、⑦柱底竖向荷载标准组合值；1N 为轴线②~⑥柱底竖向荷载基本组合值；2N 为轴线①、⑦柱底竖向荷载基本组合值） 图 柱网平面图 其中纵向尺寸为6A ，横向尺寸为18m ，A=6300mm 混凝土的强度等级C25~C30，钢筋采用HPB235、HRB335、HRB400级。 二、柱下条形基础设计 1、确定条形基础底面尺寸并验算地基承载力 由已知的地基条件，假设基础埋深d 为m 6.2，持力层为粉砂层 (1) 求修正后的地基承载力特征值 由粉砂，查表10.7得，0.3,0.2==d b ηη 埋深范围内土的加权平均重度： 持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度的修正）： (2) 初步确定基础宽度 设条形基础两端均向外伸出： m 9.19.63 1 =? 基础总长：m l 4623.269.6=?+?= 则基础底面在单位m 1长度内受平均压力： 基础平均埋深为：m d 825.2)05.36.2(2 1 =+= 需基础底板宽度b ： 取m b 2.1=设计 (3) 计算基底压力并验算 基底处的总竖向荷载为： 基底的平均压力为： 满足条件 2、基础的结构设计 (1) 梁的弯矩计算 在对称荷载作用下，由于基础底面反力为均匀分布，因此单位长度地基的净反力为： m kN l F q n /28046 1550219605=?+?= =∑ 基础梁可看成在均布线荷载n q 作用下以柱为支座的六跨等跨度连续梁。为了计算方便，可将图 )(a 分解为图)(b 和图)(c 两部分。 图)(b 用力矩分配法计算，A 截面处的固端弯矩为： 图)(a
柱下条形基础简化计算及其设计步骤
柱下条形基础简化计算及其设计步骤 提要:本文对常用的静力平衡法和倒梁法的近似计算及其各自的适用范围和相互关系作了一些叙述,提出了自己的一些看法和具体步骤，并附有柱下条基构造表,目的是使基础设计工作条理清楚,方法得当,既简化好用,又比较经济合理. 一 适用范围: 柱下条形基础通常在下列情况下采用： 1.多层与高层房屋无地下室或有地下室但无防水要求，当上部结构传下的荷载较大,地基的承载力较低,采用各种形式的单独基础不能满足设计要求时. ２.当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构筑物基础的限制而无法扩展时. 3.地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基,需作地基处理时. 4.各柱荷载差异过大，采用单独基础会引起基础之间较大的相对沉降差异时. 5．需要增加基础的刚度以减少地基变形,防止过大的不均匀沉降量时. 其简化计算有静力平衡法和倒梁法两种,它们是一种不考虑地基与上部结构变形协调条件的实用简化法,也即当柱荷载比较均匀，柱距相差不大，基础与地基相对刚度较大,以致可忽略柱下不均匀沉降时,假定基底反力按线性分布,仅进行满足静力平衡条件下梁的计算. 二 计算图式 1.上部结构荷载和基础剖面图
2.静力平衡法计算图式 3.倒梁法计算图式 三.设计前的准备工作 在采用上述两种方法计算基础梁之前，需要做好如下工作: 1.确定合理的基础长度 为使计算方便，并使各柱下弯矩和跨中弯矩趋于平衡,以利于节约配筋,一般将偏心地基净反力(即梯形分布净反力)化成均布，需要求得一个合理的基础长度．当然也可直接根据梯形分布的净反力和任意定的基础长度计算基础.基础的纵向地基净反力为： 式中 P jmax,P jmin —基础纵向边缘处最大和最小净反力设计值. ∑F i —作用于基础上各竖向荷载合力设计值(不包括基础自重和其上覆土重,但包括其它局部均布q i). ∑M —作用于基础上各竖向荷载(F ｉ ，q i ）,纵向弯矩(M i)对基础底板纵向中点产生的总弯矩设计值． L —基础长度,如上述. B —基础底板宽度.先假定,后按第２条文验算. j j i p F bL M bL min max =±∑∑6 2
柱下条形基础计算方法与步骤 (1)
柱下条形基础简化计算及其设计步骤 一 适用范围: 柱下条形基础通常在下列情况下采用: 1.多层与高层房屋无地下室或有地下室但无防水要求,当上部结构传下的荷载较大,地基的承载力较低,采用各种形式的单独基础不能满足设计要求时. 2.当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构筑物基础的限制而无法扩展时. 3.地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基,需作地基处理时. 4.各柱荷载差异过大,采用单独基础会引起基础之间较大的相对沉降差异时. 5.需要增加基础的刚度以减少地基变形,防止过大的不均匀沉降量时. 其简化计算有静力平衡法和倒梁法两种,它们是一种不考虑地基与上部结构变形协调条件的实用简化法,也即当柱荷载比较均匀,柱距相差不大,基础与地基相对刚度较大,以致可忽略柱下不均匀沉降时,假定基底反力按线性分布,仅进行满足静力平衡条件下梁的计算. 二 计算图式 1.上部结构荷载和基础剖面图 2.静力平衡法计算图式
3.倒梁法计算图式 三.设计前的准备工作 在采用上述两种方法计算基础梁之前,需要做好如下工作: 1.确定合理的基础长度 为使计算方便,并使各柱下弯矩和跨中弯矩趋于平衡,以利于节约配筋,一般将偏心地基净反力(即梯形分布净反力)化成均布,需要求得一个合理的基础长度.当然也可直接根据梯形分布的净反力和任意定的基础长度计算基础.基础的纵向地基净反力为: 式中 P jmax,P jmin —基础纵向边缘处最大和最小净反力设计值. ∑F i —作用于基础上各竖向荷载合力设计值(不包括基础自重和其上覆土重,但包括其它局部均布q i). ∑M —作用于基础上各竖向荷载(F i ,q i),纵向弯矩(M i)对基础底板纵向中点产生的总弯矩设计值. L —基础长度,如上述. B —基础底板宽度.先假定,后按第2条文验算. 当P jmax 与P jmin 相差不大于10％,可近似地取其平均值作为均布地基反力,直接定出基础悬臂长度a 1=a 2(按构造要求为第一跨距的1/4~1/3),很方便就确定了合理的基础长度L ；如果P jmax 与P jmin 相差较大时，常通过调整一端悬臂长度a 1或a 2，使合力∑F i 的重心恰为基础的形心(工程中允许两者误差不大于基础长度的3%),从而使∑M 为零,反力从梯形分布变为均布,求a 1和a 2的过程如下: j j i p F bL M bL min max =±∑∑6 2
柱下条形基础内力计算(zhang)
一、柱下条形基础的计算 1. 倒梁法 倒梁法假定上部结构是刚性的，柱子之间不存在差异沉降，柱脚可以作为基础的不动铰支座，因而可以用倒连续梁的方法分析基础内力。这种假定在地基和荷载都比较均匀、上部结构刚度较大时才能成立。此外，要求梁截面高度大于1/6柱距，以符合地基反力呈直线分布的刚度要求。 倒梁法的内力计算步骤如下： (1).按柱的平面布置和构造要求确定条形基础长度L ，根据地基承载力特征值确定基础 底面积A ，以及基础宽度B=A/L 和截面抵抗矩6/2 BL W =。 (2).按直线分布假设计算基底净反力n p ： min max n n p p W M A F i i ∑±∑= （4-12） 式中 ∑i F 、∑i M ?相应于荷载效应标准组合时，上部结构作用在条形基础上的竖向力（不 包括基础和回填土的重力）总和，以及对条形基础形心的力矩值总和。当为轴心荷载时， n n n p p p ==min max 。 (3).确定柱下条形基础的计算简图如图4-13，系为将柱脚作为不动铰支座的倒连续梁。 基底净线反力 B p n 和除掉柱轴力以外的其它外荷载（柱传下的力矩、柱间分布荷载等）是 作用在梁上的荷载。 (4).进行连续梁分析，可用弯矩分配法、连续梁系数表等方法。 (5).按求得的内力进行梁截面设计。 (6).翼板的内力和截面设计与扩展式基础相同。 倒连续梁分析得到的支座反力与柱轴力一般并不相等，这可以理解为上部结构的刚度对基础整体挠曲的抑制和调整作用使柱荷载的分布均匀化，也反映了倒梁法计算得到的支座反力与基底压力不平衡的缺点。为此提出了“基底反力局部调整法”，即将不平衡力（柱轴力与支座反力的差值）均匀分布在支座附近的局部范围（一般取1/3的柱跨）上再进行连续梁分析，将结果叠加到原先的分析结果上，如此逐次调整直到不平衡力基本消除，从而得到梁的最终内力分布。由图4-14，连续梁共有n 个支座，第i 支座的柱轴力为i F ，支座反力为i R ，左右柱跨分别为1-i l 和i l ，则调整分析的连续梁局部分布荷载强度i q 为： 边支座)1(n i i ==或 3 /)(1)1(0) (1)(1)(1n n n n n l l R F q +-= + （4-13a ） 中间支座)1(n i << i i i i i l l R F q +-= -1)(3 （4-13b ） 当i q 为负值时，表明该局部分布荷载应是拉荷载,例如图4-14中的2q 和3q 。 倒梁法只进行了基础的局部弯曲计算，而未考虑基础的整体弯曲。实际上在荷载分布和地基都比较均匀的情况下，地基往往发生正向挠曲，在上部结构和基础刚度的作用下，边柱和角柱的荷载会增加，内柱则相应卸荷，于是条形基础端部的基底反力要大于按直线分布假设计算得到的基底反力值。为此，较简单的做法是将边跨的跨中和第一内支座的弯矩值按计算值再增加20%。
柱下条形基础计算简化及步骤
柱下条形基础简化计算及其设计步骤 摘要：本文对常用的静力平衡法和倒梁法的近似计算及其各自的适用范围和相互关系作了一些叙述,提出了自己的一些看法和具体步骤，并附有柱下条基构造表,目的是使基础设计工作条理清楚,方法得当,既简化好用,又比较经济合理. 关键字：柱下条形基础简化计算设计步骤 一.适用范围: 柱下条形基础通常在下列情况下采用: 1.多层与高层房屋无地下室或有地下室但无防水要求,当上部结构传下的荷载较大,地基的承载力较低,采用各种形式的单独基础不能满足 设计要求时. 2.当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构筑物基础的限制而无法扩展时. 3.地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基,需作地基处理时. 4.各柱荷载差异过大,采用单独基础会引起基础之间较大的相对沉降差异时. 5.需要增加基础的刚度以减少地基变形,防止过大的不均匀沉降量时. 其简化计算有静力平衡法和倒梁法两种,它们是一种不考虑地基与上部结构变形协调条件的实用简化法,也即当柱荷载比较均匀,柱距相差不大,基础与地基相对刚度较大,以致可忽略柱下不均匀沉降时,假定基底反力按线性分布,仅进行满足静力平衡条件下梁的计算. 二.计算图式 1.上部结构荷载和基础剖面图 2.静力平衡法计算图式 3.倒梁法计算图式
三.设计前的准备工作 在采用上述两种方法计算基础梁之前,需要做好如下工作: 1.确定合理的基础长度 为使计算方便,并使各柱下弯矩和跨中弯矩趋于平衡,以利于节约配筋,一般将偏心地基净反力(即梯形分布净反力)化成均布,需要求得一个合理的基础长度.当然也可直接根据梯形分布的净反力和任意定的基础长度计算基础.基础的纵向地基净反力为: 式中Pjmax,Pjmin—基础纵向边缘处最大和最小净反力设计值. ∑Fi—作用于基础上各竖向荷载合力设计值(不包括基础自重和其上覆土重,但包括其它局部均布qi). ∑M—作用于基础上各竖向荷载(Fi,qi),纵向弯矩(Mi)对基础底板纵向中点产生的总弯矩设计值. L—基础长度,如上述. B—基础底板宽度.先假定,后按第2条文验算. 当Pjmax与Pjmin相差不大于10％,可近似地取其平均值作为均布地基反力,直接定出基础悬臂长度a1=a2(按构造要求为第一跨距的1/4~1/3),很方便就确定了合理的基础长度L；如果Pjmax与Pjmin相差较大时，常通过调整一端悬臂长度a1或a2，使合力∑Fi的重心恰为基础的形心(工程中允许两者误差不大于基础长度的3%),从而使∑M为零,反力从梯形分布变为均布,求a1和a2的过程如下: 先求合力的作用点距左起第一柱的距离: 式中,∑Mi—作用于基础上各纵向弯矩设计值之和. xi—各竖向荷载Fi距F1的距离. 当x≥a/2时,基础长度L=2(X+a1),a2=L-a-a1.
柱下条形基础简化计算及其设计步骤
柱下条形基础简化计算及其设计步骤 一、适用范围: 柱下条形基础通常在下列情况下采用: 1、多层与高层房屋无地下室或有地下室但无防水要求，当上部结构传下的荷载较大,地基的承载力较低，采用各种形式的单独基础不能满足设计要求时。 2、当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构筑物基础的限制而无法扩展时。 3、地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基,需作地基处理时。 4、各柱荷载差异过大,采用单独基础会引起基础之间较大的相对沉降差异时。 5、需要增加基础的刚度以减少地基变形,防止过大的不均匀沉降量时。 其简化计算有静力平衡法和倒梁法两种,它们是一种不考虑地基与上部结构变形协调条件的实用简化法,也即当柱荷载比较均匀,柱距相差不大,基础与地基相对刚度较大,以致可忽略柱下不均匀沉降时,假定基底反力按线性分布,仅进行满足静力平衡条件下梁的计算。 二、计算图式 1、上部结构荷载和基础剖面图 2、静力平衡法计算图式 3、倒梁法计算图式 三、设计前的准备工作 在采用上述两种方法计算基础梁之前,需要做好如下工作:
1、确定合理的基础长度 为使计算方便,并使各柱下弯矩和跨中弯矩趋于平衡,以利于节约配筋,一般将偏心地基净反力(即梯形分布净反力)化成均布,需要求得一个合理的基础长度。当然也可直接根据梯形分布的净反力和任意定的基础长度计算基础。基础的纵向地基净反力为: 式中Pjmax,Pjmin—基础纵向边缘处最大和最小净反力设计值。 ∑Fi—作用于基础上各竖向荷载合力设计值(不包括基础自重和其上覆土重,但包括其它局部均布qi)。 ∑M—作用于基础上各竖向荷载(Fi ,qi),纵向弯矩(Mi)对基础底板纵向中点产生的总弯矩设计值。 L—基础长度,如上述。 B—基础底板宽度。先假定,后按第2条文验算。 当Pjmax与Pjmin相差不大于10％,可近似地取其平均值作为均布地基反力,直接定出基础悬臂长度a1=a2(按构造要求为第一跨距的1/4~1/3),很方便就确定了合理的基础长度L；如果Pjmax与Pjmin相差较大时，常通过调整一端悬臂长度a1或a2，使合力∑Fi的重心恰为基础的形心(工程中允许两者误差不大于基础长度的3%),从而使∑M为零,反力从梯形分布变为均布,求a1和a2的过程如下: 先求合力的作用点距左起第一柱的距离: 式中,∑Mi—作用于基础上各纵向弯矩设计值之和。 xi—各竖向荷载Fi距F1的距离。 当x≥a/2时,基础长度L=2(X+a1), a2=L-a-a1。 当x柱下条形基础设计计算书
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12m ，假设基础埋深1.55m （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 查得0=b η，0.1=d η， 3180.518 1.05 18/1.55 m kN m γ?+?= = (0.5)160 1.018(1.550.5)178.9a ak d m f f d kPa ηγ=+-=+??-= （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0.25 5.4 1.35m ?= 基础总长57 5.40.25259.7l m =+??= 则基础底面在单位1m 长度内受平均压力 1864.73 282.536.6k F kN = = 则基础底面在单位1m 长度内受平均弯矩 83.50 12.656.6 k M kN m = =? 282.53 1.87178.918 1.55 k a G F b m f d γ≥ ==--? 考虑偏心荷载的作用，取b=2.5m 。 （3）计算基底压力并验算 基底处的总竖向荷载为： 282.5318 1.0 1.55 2.5352.28k k F G kN +=+???= 基底总弯矩为：83.50k M kN m =? 偏心距为：83.50 2.5 0.2370.417352.2866 k k k M l e m m F G = ==<==+ 基底平均压力为：352.28 140.9178.92.5 1.0 k k k a F G p kPa f kPa A +===<=? 基底最大压力为： max 660.2371140.91201.04 1.2214.682.5k k a e p p kPa f kPa l ????? =+=?+=<= ? ???? ?满 足条件。
第3章_柱下条形基础
第3章柱下条形基础、筏形和箱形基础 §3-1概述 柱下条形基础、筏形基础和箱形基础与柱下独立基础相比，具有优良的结构特征、较大的承载能力等优点，适合作为各种地质条件复杂、建设规模大、层数多、结构复杂的建筑物基础。 柱下条形基础、筏形基础和箱形基础将建筑物底部连成整体加强了建筑物整体刚度，调整和均衡传递给地基的上部结构荷载，减小荷载差异和地基不均匀造成的建筑物不均匀沉降，减小上部结构的次应力。该类基础一般埋深较大，可提高地基的承载力，增大基础抗水平滑动的稳定性，并可利用地基补偿作用减小基底附加应力，减小建筑物的沉降量。此外，筏形和箱形基础还可在建筑物下部构成较大的地下空间，提供安置设备 和公共设施的合适场所。 但是，这类基础尤其箱形基础，技术要求及造价较高，施工中需处理大基坑、深开挖所遇到的许多问题，箱形基础的地下空间利用 不灵活，因此，选用时需根据具体条件通过技术经济及应用比较确 定。 如前所述的刚性及扩展基础，因建筑物较小，结构较简单，计算分析中将上部结构、基础和地基简单地分割成彼此独立的三个组成 部分，分别进行设计和验算，三者之间仅满足静力平衡条件。这种 设计方法称为常规设计，由此引起的误差一般不致于影响结构安全 或增加工程造价，但计算分析简单，工程界易于接受。然而对于条 形、筏形和箱形等规模较大、承受荷载多和上部结构较复杂的基础，上述简化分析，仅满足静力平衡条件而不考虑三者之间的相互作用，则常常引起较大误差。由于基础在地基平面上一个或两个方向的尺 度与其竖向截面相比较大，一般可看成是地基上的受弯构件—梁或 板。其挠曲特征、基底反力和截面内力分布都与地基、基础以及上 部结构的相对刚度特征有关，故应从三者相互作用的角度出发，采 用适当的方法进行设计。 应该指出，上部结构、基础和地基共同作用是一个复杂的研究课题，尽管已取得较丰硕的成果，但是由于涉及到的因素很多，尤其 地基土是一种很复杂的材料，目前尚缺少一种理想的地基模型去确 切模拟，因此考虑共同工作的分析结果与实测资料对比往往存在着 不同程度的差异，有时误差还较大，说明理论分析方法尚有待进一 步完善，许多设计人员提出，设计这些基础宜以“构造为主，计算 为辅”的原则，本章在介绍柱下条形基础、筏形基础、箱形基础设 计计算的同时，也介绍其结构和构造要求，供设计时采用。 §3-2弹性地基上梁的分析
柱下条形基础设计课程设计
柱下条形基础设计 一、设计资料 1、地形 拟建建筑场地平整。 2、工程地质条件 自上而下土层依次如下： ①号土层，耕填土，层厚0.7m ，黑色，原为农田，含大量有机质。 ②号土层，黏土，层厚1.8m ，软塑，潮湿，承载力特征值kPa f ak 120=。 ③号土层，粉砂，层厚2.6m ，稍密，承载力特征值kPa f ak 160=。 ④号土层，中粗砂，层厚4.1m ，中密，承载力特征值kPa f ak 200=。 ⑤号土层，中风化砂岩，厚度未揭露，承载力特征值kPa f ak 320=。 3、岩土设计技术参数 地基岩土物理力学参数如表2.1所示。 4、水文地质条件 （1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 （2）地下水位深度：位于地表下0.9m 。
5、上部结构资料 拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为mm mm 400400 。室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm 450。柱网布置如图2.1所示。 6、上部结构作用 上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值=1280kN =1060kN ，，上 部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值 =1728kN ，=1430kN （其中 k N 1为轴 线②~⑥柱底竖向荷载标准组合值；k N 2为轴线①、⑦柱底竖向荷载标准组合值； 1N 为轴线②~⑥柱底竖向荷载基本组合值；2N 为轴线①、⑦柱底竖向荷载基本 组合值） 图2.1 柱网平面图 其中纵向尺寸为6A ，横向尺寸为18m ，A=6300mm 混凝土的强度等级C25~C30，钢筋采用HPB235、HRB335、HRB400级。
二、柱下条形基础设计 1、确定条形基础底面尺寸并验算地基承载力 由已知的地基条件，假设基础埋深d 为m 6.2，持力层为粉砂层 (1) 求修正后的地基承载力特征值 由粉砂，查表10.7得，0.3,0.2==d b ηη 埋深范围内土的加权平均重度： 3/69.116 .2) 105.19(1.06.1)104.18(2.04.187.06.17m kN m =-?+?-+?+?= γ 持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度的修正）： kPa d f f m d ak a 65.233)5.06.2(69.110.3160)5.0(=-??+=-?+=γη (2) 初步确定基础宽度 设条形基础两端均向外伸出：m 9.19.63 1 =? 基础总长：m l 4623.269.6=?+?= 则基础底面在单位m 1长度内受平均压力： kN F k 61.20746 5145021150=?+?= 基础平均埋深为：m d 825.2)05.36.2(2 1 =+= 需基础底板宽度b ： m d f F b G a k 06.1)] 9.0825.2(10825.220[65.23361 .207=-?-?-=?-≥ γ 取m b 2.1=设计 (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 73.2583.11)]9.0825.2(10825.220[32.251=??-?-?+=+ 基底的平均压力为： kPa f kPa G F P a k k k 65.23360.2152 .1173 .258A =<=?=+= 满足条件 2、基础的结构设计 (1) 梁的弯矩计算 在对称荷载作用下，由于基础底面反力为均匀分布，因此单位长度地基的净反力为：
柱下条形基础简化计算及设计步骤
柱下条形基础简化计算及其设计步骤 柱下条形基础简化计算及其设计步骤 提要:本文对常用的静力平衡法和倒梁法的近似计算及其各自的适用范围和相互关系作了一些叙述,提出了自己的一些看法和具体步骤，并附有柱下条基构造表,目的是使基础设计工作条理清楚,方法得当,既简化好用,又比较经济合理. 一.适用范围: 柱下条形基础通常在下列情况下采用: 1.多层与高层房屋无地下室或有地下室但无防水要求,当上部结构传下的荷载较大,地基的承载力较低,采用各种形式的单独基础不能满足设计要求时. 2.当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构筑物基础的限制而无法扩展时. 3.地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基,需作地基处理时. 4.各柱荷载差异过大,采用单独基础会引起基础之间较大的相对沉降差异时. 5.需要增加基础的刚度以减少地基变形,防止过大的不均匀沉降量时. 其简化计算有静力平衡法和倒梁法两种,它们是一种不考虑地基与上部结构变形协调条件的实用简化法,也即当柱荷载比较均匀,柱距相差不大,基础与地基相对刚度较大,以致可忽略柱下不均匀沉降时,假定基底反力按线性分布,仅进行满足静力平衡条件下梁的计算. 二.计算图式 1.上部结构荷载和基础剖面图 2.静力平衡法计算图式 3.倒梁法计算图式 三.设计前的准备工作 在采用上述两种方法计算基础梁之前,需要做好如下工作: 1.确定合理的基础长度 为使计算方便,并使各柱下弯矩和跨中弯矩趋于平衡,以利于节约配筋,一般将偏心地基净反力(即梯形分布净反力)化成均布,需要求得一个合理的基础长度.当然也可直接根据梯形分布的净反力和任意定的基础长度计算基础.基础的纵向地基净反力为: 式中Pjmax,Pjmin—基础纵向边缘处最大和最小净反力设计值. ∑Fi—作用于基础上各竖向荷载合力设计值(不包括基础自重和其上覆土重,但包括其它局部均布qi). ∑M—作用于基础上各竖向荷载(Fi ,qi),纵向弯矩(Mi)对基础底板纵向中点产生的总弯矩设计值. L—基础长度,如上述. B—基础底板宽度.先假定,后按第2条文验算. 当Pjmax与Pjmin相差不大于10％,可近似地取其平均值作为均布地基反力,直接定出基础悬臂长度a1=a2(按构造要求为第一跨距的1/4~1/3),很方便就确定了合理的基础长度L；如果Pjmax与Pjmin相差较大时，常通过调整一端悬臂长度a1或a2，使合力∑Fi的重心恰为基础的形心(工程中允许两者误差不大于基础长度的3%),从而使∑M为零,反力从梯形分布变为均布,求a1和a2的过程如下: 先求合力的作用点距左起第一柱的距离: 式中,∑Mi—作用于基础上各纵向弯矩设计值之和. Xi—各竖向荷载Fi距F1的距离. 当x≥a/2时,基础长度L=2(X+a1), a2=L-a-a1. 当x按上述确定a1和a2后,使偏心地基净反力变为均布地基净反力,其值为: 式中, pj—均布地基净反力设计值. 由此也可得到一个合理的基础长度L. 2.确定基础底板宽度b. 由确定的基础长度L和假定的底板宽度b,根据地基承载力设计值f,一般可按两个方向分别进行如下验算,从而确定基础底板宽度b.
条形基础计算书
A轴柱下条形基础设计 9.1基础布置及尺寸确定 本设计采用天然地基，地质资料如下表所示，本人计算A轴条形基础 表9-1地基土层物理力学指标综合表 表9-2 A轴柱内力(恒载+活载标准值)统计 M k9.58 5 6.71 2 61.32kN m N k521.21 5 364.85 2 3335.75kN V k (6.11 5 4.28 2) 39.11kN 底层墙重： g k l 7.812 4.5 6 7.5 2.1 2.4 0.285 6 0.45 2.1 2.4 6 159.89KN (1) 条形基础沿三条纵向柱列分别设置。 (2) 条形基础两端各伸出柱边外： 1 1 — Io — 4.5 1.125m,取1.150m，基础总长:6X 4.5+2X 1.15=29.3m 4 4 (3) 基础高度
1 1 h ---------- l 750 ~ 1125mm ，取 h=800 mm 6 4 (4) 基础梁宽 b 柱宽 100 400 100 500mm (5) 基础埋深 d 0.4 0.5 0.8 1.7m (6) 基础底宽 18 (0.4/2 0.5) 19 0.25 19 10 0.45 2 r m 12.59kN/m 1.7 查规范，因为 e ＞0.85,得b 0, d 1.0 f a f ak b r(b 3) d r m (d 0.5) 130 1.0 12.59 (1.7 0.5) 145.11kN /m 2 厂 N k 底层墙重 3335.75 159.89 d B - 1.03m l f a r G d 29.3 145.11 20 1.25 10 0.45 取 B=2m 9.2基础承载力验算 9.2.1 A 轴持力层承载力验算 基底平均压力: 2 2 89.80kN/m f a 145.11kN/m M k F k G k 6 M k V k h 2 w A I B 2 “ "6 61.32 39.11 0.8 89.80 29.3 2 2 2 100.481kN /m 1.2 f a 174.13kN /m 综上，持力层地基承载力满足。 9.3 A 轴基础梁设计 9.3.1基础梁荷载计算 表9-3 A 轴内力（恒+活设计值）统计 P k F k G k A 3335.75 159.89 29.3 2 20 1.25 10 0.45 P kMax F k G k A
柱下条形基础内力计算
1. 倒梁法 倒梁法假定上部结构是刚性的，柱子之间不存在差异沉降，柱脚可以作为基础的不动铰支座，因而可以用倒连续梁的方法分析基础内力。这种假定在地基和荷载都比较均匀、上部结构刚度较大时才能成立。此外，要求梁截面高度大于1/6柱距，以符合地基反力呈直线分布的刚度要求。 倒梁法的内力计算步骤如下： (1).按柱的平面布置和构造要求确定条形基础长度L，根据地基承载力特征值确定基础底面积A，以及基础宽度B=A/L和截面抵抗矩。 (2).按直线分布假设计算基底净反力： （4-12） 式中、?相应于荷载效应标准组合时，上部结构作用在条形基础上的竖向力（不包括基础和回填土的重力）总和，以及对条形基础形心的力矩值总和。当为轴心 荷载时，。 (3).确定柱下条形基础的计算简图如图4-13，系为将柱脚作为不动铰支座的倒连续梁。基底净线反力和除掉柱轴力以外的其它外荷载（柱传下的力矩、柱间分布荷载等）是作用在梁上的荷载。 (4).进行连续梁分析，可用弯矩分配法、连续梁系数表等方法。 (5).按求得的内力进行梁截面设计。 (6).翼板的内力和截面设计与扩展式基础相同。 倒连续梁分析得到的支座反力与柱轴力一般并不相等，这可以理解为上部结构的刚度对基础整体挠曲的抑制和调整作用使柱荷载的分布均匀化，也反映了倒梁法计算得到的支座反力与基底压力不平衡的缺点。为此提出了“基底反力局部调整法”，即将不平衡力（柱轴力与支座反力的差值）均匀分布在支座附近的局部范围（一般取1/3的柱跨）上再进行连续梁分析，将结果叠加到原先的分析结果上，如此逐次调整直到不平衡力基本消除，从而得到梁的最终内力分布。由图4-14，连续梁共有n个支座，第支座的柱轴力为，支座反力为，左右柱跨分别为和，则调整分析的连续梁局部分布荷载强度为： 边支座（4-13a） 中间支座（4-13b） 当为负值时，表明该局部分布荷载应是拉荷载,例如图4-14中的和。 倒梁法只进行了基础的局部弯曲计算，而未考虑基础的整体弯曲。实际上在荷载分布和地基都比较均匀的情况下，地基往往发生正向挠曲，在上部结构和基础刚度的作用下，边柱和角柱的荷载会增加，内柱则相应卸荷，于是条形基础端部的基底反力要大于按直线分布假设计算得到的基底反力值。为此，较简单的做法是将边跨的跨中和第一内支座的弯矩值按计算值再增加20%。 图4-13 柱下条形基础简化计算计算简图图4-14 基底反力局部调整法
柱下条形基础
柱下条形基础 1）构造要求 1、 基础梁高 l h )8 1~41(=，使梁具有较大的抗弯刚度以调整不均匀沉降； 2、 翼板厚度通过计算确定，但一般不小于200ｍｍ，当介于200到250之间时，取等 厚翼板；当大于250ｍｍ时，取变厚度翼板，3:1≤i 。 3、 端部宜挑出一定长度，以增大面积并调整形心位置，长度为边跨的 3 1~41； 4、 现浇柱与条形基础梁交接处，梁二侧比柱至少宽出50ｍｍ； 5、 砼强度等级不低于20C ; 6、 基础梁纵向受力钢筋、弯起筋应按M 、V 图配置，考虑整体弯曲，顶部纵向受力 钢筋宜全部通长布置，底部通长钢筋不应小于底部受力钢筋总面积的１/3。 7、 梁内箍筋： ? 当梁腹板高度大于450ｍｍ应沿高度配置纵向构造钢筋（腰筋），每侧不少于 0.1％A ，间距不宜大于200ｍｍ； ? 梁两侧纵向构造钢筋宜用拉筋连接（拉筋），直径同箍筋，间距500～700； ? 梁内箍筋形式应采用封闭式，直径6～１２，一般大于8ｍｍ ? 当梁宽mm b 350≤ 采用双肢箍； ? 当梁宽]800,350(∈b ，采用四肢箍； ? 当梁宽mm b 800>，采用六肢箍。 8、 底板配筋要求 ? 横向受力钢筋，由计算确定，但直径不能小于10ｍｍ，间距为100～200； ? 纵向受力钢筋，直径为8～10，间距不超过300ｍｍ。 ? 纵横向交接处连接见规范。 2）内力计算：基础梁和底板 1、计算方法：简化计算法和弹性地基梁法 简化法：一般假定基底反力按直线分布。实践中采用二种计算方法，静定梁法 和倒梁法。为满足基底反力按直线分布，一般要求基础梁有足够的相 对刚度。 ? 静定梁法
