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1、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：吕勤目录一、总则11 设计任务12 设计依据13 计算书内容要求14 设计资料1二、箱形基础外形尺寸31 箱基高度32 底、顶板及墙的厚度33 采用材料3三、按地基承载力确定基底尺寸31 荷载计算32 确定地基承载力特征值43 确定基底尺寸4四、基底反力计算4五、地基沉降计算5六、箱基纵向整体弯曲计算51 计算整体弯矩的基底反力52 作出计算简图63 求出任意截面弯矩，画出弯矩图64 计算箱基刚度85 计算上部结构刚度9七、底板局部弯曲计算101 底板局部弯曲的基反力102 整体弯矩最大的中跨间（）113 基反力
2、最大的跨间（）11八、顶板局部弯曲计算12九、底顶板配筋设计121 底板纵向配筋122 底板横向配筋（按基反力最大的边跨间控制配筋）143 顶板配筋（按中跨间计算，由边区格控制，不考虑整体弯曲）14十、底板斜截面抗剪强度及冲切验算161 底板斜截面抗剪强度验算162 底板冲切验算16十一 箱基墙体配筋设计171 内墙配筋设计172 外墙配筋设计173 墙身抗剪强度验算184 墙上开洞设计18一、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
3、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 30
4、60cm2纵梁 3050cm2 楼板厚 15cm4.2 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。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。建筑高度为，要取，则箱基高度为。满足要求。箱基顶面标高，室外标高，则箱基底面标高。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
5、小于15 cm，底板不小于20 cm。对20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，底板，内墙，外墙，取底板外伸宽度为。则顶板下底到底板顶部的距离。3 采用材料箱基材料采用混凝土，垫层厚，采用混凝土。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底面积纵墙水平横截面积：横墙水平横截面积：顶板面积：底板面积：上
6、部框架传来的总荷载楼梯间及电梯井荷载基底板面杂品堆料活载基顶板面活载地下水对箱基浮力顶板自重：底板自重：墙体自重：垫层自重：则箱基自重所以基底总荷载2 确定地基承载力特征值按照规范采用公式其中，故取查规范可得到，故3 确定基底尺寸基底面积，满足要求！四、基底反力计算将箱基分成大小相等的个区格。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 93.43 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
7、107.26 97.30 97.30 107.26 127.09 119.45 108.71 115.77 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，计算公式为其中，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分13层。计算过程如下表：层数000.0032.790.250012.520.1532.790.24913.2425.040.3032.790.24713.0337.550.4432.790.24212.29410.
8、050.5933.180.2349.71512.550.7433.180.2258.74615.050.8933.180.2126.79717.551.0333.180.2016.24820.051.1833.180.1894.85922.551.3333.180.1763.321025.051.4733.180.1673.971127.551.6233.180.1551.611230.051.7733.180.1462.171332.551.9133.180.1371.331435.052.0633.180.1291.151537.552.2133.180.1210.411640.052.3
9、633.180.1140.41最终沉降量计算为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+水压箱基自重水压力故只需要在基本反力上减去即可，结果如下表85.05 90.85 76.15 68.80 68.80 76.15 90.85 85.05 106.13 113.19 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
10、 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纵向每单位长度所受的基反力如下：第一段：第二段：第三段：第四段：而箱基顶板所受的线荷载：于是可得到计算简图如下：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。各个点弯矩值整理如下：（） 弯矩图如下：4 计算箱基刚度 按工字形截面进行折算，截面尺寸如下图：箱基的混凝土等级为，故经软件计算得出故5 计算上部结构刚度按照公式进行计算第i层纵梁的截面惯性矩：第i层上下柱的线刚度：第i层梁的线刚
11、度：上部结构混凝土等级为，故，故可以计算出：所以箱基分得的整体弯矩如下：七、底板局部弯曲计算可按倒置的连续楼盖考虑，将基反力视为荷载计算。为简化，一般把各区格作为四边固定的双向板或单向板。本设计中应计算整体弯矩最大的中跨间（）和基反力最大，产生最大局部反力的边跨间（）。边跨间存在受荷较大的楼梯间区格，为简化此处局部增设附加钢筋，可不必进行计算。1 底板局部弯曲的基反力底板局部弯曲的基反力=基底基本反力-箱基底板自重+水压箱基底板自重：水压力：计算出基反力如下图：2 整体弯矩最大的中跨间（）边区格（AB）的均布荷载为：利用软件计算，结果如下：（）5.5（）6弯矩系数0.02460.0210-0.
12、0575-0.0537弯矩值（）中区格：利用软件计算，结果如下：（）4（）5.5弯矩系数0.03310.0183-0.0716-0.0567弯矩值（）3 基反力最大的跨间（）边区格（AB）的均布荷载为：利用软件计算，结果如下：（）5.5（）6弯矩系数0.02460.0210-0.0575-0.0537弯矩值（）中区格（BC）的均布荷载为：利用软件计算，结果如下：（）4（）5.5弯矩系数0.03310.0183-0.0716-0.0567弯矩值（）八、顶板局部弯曲计算楼面各区格的荷载相同，所以只需计算的中跨间，各区格作为四边固定的双向板，对于楼梯间楼板及楼梯计算略。顶板上的荷载有活载10kPa和
13、板自重。故荷载为：同上面一样，通过软件计算，结果如下：边区格（AB）：（）5.5（）6弯矩系数0.02460.0210-0.0575-0.0537弯矩值（）中区格（BC）（）4（）5.5弯矩系数0.03310.0183-0.0716-0.0567弯矩值（）九、底顶板配筋设计 箱基整体弯矩可简化为作用在底板上的轴向拉力和顶板上的轴向压力，所以理论上应按偏拉构件设计，计算甚繁。一般把整体弯曲和局部弯曲大作用分开考虑，分别配筋。对于底板，由整体弯矩产生的拉力及配筋按下式计算：分为两半，分别作为底板的上下排通长钢筋。底板局部弯曲所需钢筋，同时考虑了整体与局部弯曲的影响，按规程，可适当折减，此时局部弯曲
14、的弯矩应乘折减系数0.8，而底板的横向配筋，只按局部弯曲确定，不需折减。对于顶板纵向，当承受整体弯曲时，受轴心压力，一般按构造配筋即能满足要求，抗弯只按局部弯曲配筋。横向也只按局部弯曲配筋。底、顶板通长钢筋上下排不易小于。1 底板纵向配筋1.1 底板整体弯曲的配筋（纵向）1.1.1 中跨间（） ，故钢筋先取二级钢筋，。则然后分为两半，再除以底板的宽度，就能得到单位宽度的配筋面积：1.1.2 边跨间（），故钢筋先取二级钢筋，。则然后分为两半，再除以底板的宽度，就能得到单位宽度的配筋面积：1.2 底板局部弯曲的配筋1.2.1 中跨间（由边区格控制）由于是两排钢筋，取，则。对于跨中配筋（上部受拉），
15、按以下步骤进行计算：对于支座配筋（下部受拉），按以下步骤进行计算：1.2.2 边跨间（由边区格和中区格中的最大值控制）对于跨中配筋（上部受拉），按以下步骤进行计算：对于支座配筋（下部受拉），按以下步骤进行计算：至此，底板的纵向配筋设计全部完成，配筋表如下：跨间中跨间边跨间跨中配筋支座配筋跨中配筋支座配筋选用钢筋20140201101818016120实际配筋量1691+476=21671691+1136=2827565+770=1335565+1436=20012 底板横向配筋（按基反力最大的边跨间控制配筋）底板的横向配筋，只按局部弯曲确定，不需要折减。 对于跨中配筋（中区格控制），按以下步骤
16、计算：由于已经小于12200的钢筋量，故应该按构造配筋，就取12200，实际配筋量为。对于支座配筋（边区格控制），按以下步骤进行计算：故选用18150，实际配筋量为3 顶板配筋（按中跨间计算，由边区格控制，不考虑整体弯曲）3.1 纵向配筋对于跨中配筋（边区格控制），按以下步骤计算： 由于已经小于12200的钢筋量，故应该按构造配筋，就取12200，实际配筋量为。对于支座配筋（边区格控制），按以下步骤计算：取12100，实际配筋量为。3.2 横向配筋对于跨中配筋（中区格控制），按以下步骤计算： 由于已经小于12200的钢筋量，故应该按构造配筋，就取12200，实际配筋量为。对于支座配筋（边区格控
17、制），按以下步骤计算：取12100，实际配筋量为。十、底板斜截面抗剪强度及冲切验算1 底板斜截面抗剪强度验算根据高层建筑箱形与筏形基础技术规范（JGJ 6-99）第5.2.4条的规定，箱形基础的底板应满足斜截面受剪承载力的要求。当底板板格为矩形双向板时，其斜截面受剪承载力可按下式计算：式中：距墙边缘处，作用在图中阴影部分面积上的扣除底板及其上填土自重后，相应荷载效应基本组合的基底平均净反力产生的剪力设计值（）受剪承载力截面高度影响系数计算板格的长边的净长度（）计算示意图如下：这里取的区格。 计算得出故故底板斜截面抗剪强度满足要求！2 底板冲切验算根据高层建筑箱形与筏形基础技术规范（JGJ 6-
18、2011）第6.3.4条的规定，箱基底板除应满足正截面受弯承载力的要求外，还应满足受冲切承载力的要求，当底板区格为矩形双向板的时候，底板的有效截面高度应符合下式规定：所以：故底板冲切承载力满足要求！十一、箱基墙体配筋设计1 内墙配筋设计 一般内墙按构造配筋，采用于10200（双面双向），在上、下部各设置220钢筋2 外墙配筋设计2.1 土压力计算按静止土压力计算，取静止土压力系数然后将静止土压力换算为均布在墙体上的压力：2.2 配筋设计将外墙视为固定于顶板，底板和横墙（或纵墙）上的双向板。对于外纵墙的弯矩值：（）3.4（）5.5弯矩系数0.03760.0155-0.0783-0.0571弯矩值
19、（）外横墙的弯矩值：（）3.4（）6弯矩系数0.03920.0139-0.0807-0.0571弯矩值（）因其弯矩值均较小，所以按照构造配筋，10200，实际配筋量。并在上下部各增设212 钢筋。3 墙身抗剪强度验算根据高层建筑箱形与筏形基础技术规范（JGJ 6-2011）第5.2.9条规定，箱形基础的内外墙，除于上部剪力墙连接者外，由柱根传给各片墙的竖向剪力设计值，可按相交于该柱下各片墙的刚度进行分配。墙身的受剪截面应符合下式要求：式中由柱根轴力传给各片墙的竖向剪力设计值，按相交的各片墙的刚度进行分配；混凝土轴心受压强度设计值；墙身竖向有效截面积很显然，中间柱的轴力最大为，柱下相交的有四片内墙，截面相同，故剪力平均分配，显然 ，故墙身受剪截面强度符合要求！4 墙上开洞设计 就按照指导书进行设计，门洞，楼梯间门洞，外纵墙中间开设通风采光窗洞。
