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1、柱下钢筋混凝土条形基础设计指导书陕西理工学院土木工程与建筑系2010年6月柱下钢筋混凝土条形基础设计任务书一、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 设计参数柱荷载F (kN)F11080kN1000kN1200kN1200kN1200kN1000kNF21310kN1200kN1400kN1400kN1400kN1200kN柱间距L (m)L16m5.4m7.2m7.2m5.4m5.2mL29m7.2m9m9m7.2m6m基础埋
2、深d1.5m1.5m2m2m1.5m1.5m承载力特征值fa120kPa120kPa150kPa120 kPa150kPa120kPa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，根据内力进行配筋。三、设计成果1. 完成设计计算说明书一份；2. 绘制2#图一张（手绘），其内容包括：基础平面图；配筋图，基础梁详图。柱下钢筋混凝土条形基础设计指导书一、构造要求（详见P92）1. 在基础平面布置允许的情况下，条形基础梁的两端应伸出边柱之外（0.250.30）l1（l1为边跨柱距）；基础的底板宽度应由计算确
3、定。2. 肋梁高度h应由计算确定，宜为柱距的1/81/4，翼板厚度hf也应由计算确定，一般不宜小于200mm；当hf200250mm时，宜取等厚度翼板，当hf250mm时，宜用变厚度翼板，板顶坡度i1:3。图2 柱下钢筋混凝土条形基础3. 一般柱下条形基础沿梁纵向取等截面。当柱截面边长大于或等于肋宽时，可仅在柱位处将肋部加宽，现浇柱与条形基础梁的交接处平面尺寸应符合图3的要求。图3 现浇柱与条形基础梁的交接处平面尺寸4. 梁内纵向受力钢筋宜优先选用HRB335级钢筋，顶面纵向受力钢筋宜全部通长配置，底面通长钢筋的面积不应小于底面受力钢筋总面积的1/3，且肋梁顶面和底面的纵向受力钢筋应有24根通
4、长配置。5. 当基础梁的腹板高度大于或等于450mm时，在梁的两侧应沿高度配置纵向构造钢筋，每侧构造钢筋面积不应小于腹板截面面积的0.1，且其间距不宜大于200mm。梁两侧的纵向构造钢筋宜用拉筋连接，拉筋直径与箍筋相同，间距500700mm，一般为两倍箍筋间距。6. 箍筋应采用封闭式，直径一般为612mm，对梁高大于800mm的梁，其箍筋直径不宜小于8mm；当梁宽小于或等于350mm时，采用双肢箍筋，梁宽在350800mm时，采用四肢箍筋，梁宽大于800mm时，采用六肢箍筋。7. 翼板的横向受力筋由计算确定，钢筋直径不应小于10mm，间距100200mm；每沿米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋的
5、1/10，当有垫层时钢筋保护层厚度不小于40mm，无垫层时不小于70mm。8. 柱下条形基础的混凝土强度等级不应低于C20。9. 在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁的高度不小于1/6柱距时，地基反力可按直线分布，条形基础梁的内力可按连续梁计算，此时边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数。二、确定基础底面尺寸1. 基础梁端挑出长度L0=L1/4，（其中L1为第一跨跨距）确定基础底面长度L；2. 按下式确定基础底面宽度： b式中：Fk上部结构传至基础顶面的竖向力标准值；3. 当偏心荷载作用时，先按上式初选基础宽度并适当增大，然后按下式验算基础边缘压力：
6、pmax=1.2fa三、翼板的计算柱下条形基础底板的计算方法与墙下钢筋混凝土条形基础相同。1. 按下式计算基底沿宽度b方向的净反力式中：F上部结构传至基础顶面的竖向力设计值，可取F1.35 Fk；eb基础宽度b方向的偏心距，m。2. 将翼板视为悬臂（如图4）按下式计算悬臂根部的最大弯距设计值和最大剪力设计值，然后按斜截面受剪承载力确定。悬臂根部的最大弯距设计值： 悬臂根部的最大剪力设计值： 翼板的有效高度： 图4 翼板的计算简图四、基础梁内力计算1. 静定分析法（1）计算基底净反力设计值在对称荷载作用下，由于基础底面反力呈均匀分布，因此单位长度地基的净反力为：当荷载不对称时，沿基础纵向分布的基
7、底边缘最大和最小线性净反力设计值可按下式计算：（2）计算简图（如图5所示）图5 静定分析法计算简图按静力平衡条件可计算出任意一个截面之上的弯矩Mi和剪力Vi,画出M图和V图。2. 倒梁法先用弯矩系数法或弯矩分配法计算出基础梁各跨的初始弯矩和剪力。弯矩系数法比弯矩分配法简便，但它只适用于梁各跨度相等且其上作用均布荷载的情况，它的计算内力表达式为：M=弯矩系数bpjl 2V =剪力系数bpjl如前述，bpj即是基础梁纵向每米长度上地基净反力设计值。其中弯矩系数和剪力系数按所计算的梁跨数和其上作用的均布荷载形式，直接从建筑结构静力计算手册中查得，l为梁跨长度，其余符号同前述。2.1 弯距系数法计算基
8、础梁内力（1）单位长度地基净反力计算（同静定分析法）（2）计算简图（图6）设基础梁为一在均布荷载qn作用下，以柱脚为支座的五跨等跨连续梁，其计算简图如下图所示： 图6（a）倒梁法（弯距系数法）计算简图为计算方便，将上图6（a）荷载分解为图6（b）、（c）两部分，并分别求其弯矩。五跨连续梁两段外伸部分受局部荷载弯距图图6（b）五跨等跨连续梁计算简图五跨等跨连续梁弯距图图6（c）上图6（b)部分用弯矩分配法计算，A截面处的固端弯矩为计算分配系数，分配、传递（可画图示意），画出弯矩图6（b)；图6（c)部分利用五跨等跨连续梁弯矩系数m的现成解答，求其各支座截面的弯矩，如支座B（或B) ,其余截面同，
9、画出弯矩图6（c)。（3）肋梁弯矩计算 将图6（b）、图6（c）两部分弯矩叠加，即为按倒梁法计算所得的条形基础梁JL2弯矩图（画出叠加后的弯矩图如下所示）。（4）肋梁的剪力计算（利用反对称性可计算A、B、C截面） 画出基础梁的弯距图和剪力图。2.2 弯距分配法计算基础梁内力（1）单位长度地基净反力计算（同静定分析法）（2）计算过程（详见P95例3-3）四、基础梁配筋计算根据前面步骤得出的JL2梁的弯距图和剪力图，对各支座、跨中分别按矩形、T形截面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。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
10、点，往往可采用简化公式计算。以支座B为例：（按矩形截面进行配筋计算）以AB跨中为例：（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：2. 斜截面强度计算以轴左边截面剪力为例先计算0.7ftbh0，经比较0.7ftbh0 ，满足要求，并演算是否满足箍筋最小配筋率。各部位的正、斜截面配筋可列表计算，统一调整简化。根据简化结果，给出JL2基础梁的配筋图。五、梁翼板部分计算基底宽为b（计算结果），肋梁宽度500mm（根据构造要求，肋梁每边宽出柱边缘50mm），翼板外挑长度为L1=1/2(b-500)，翼板外边缘厚
11、度取200mm，肋梁处（相当于翼板固定端）翼板厚取300mm，沿纵向取1m基础进行分析（图7），基底净反力为：图7 翼板计算简图1. 斜截面抗剪强度验算悬臂根部的最大剪力：应满足受剪承载力要求：2. 翼板配筋计算悬臂根部的最大弯距：；基础每米长受力钢筋截面面积：，钢筋直径不应小于10mm，间距100200mm，并应该演算最小配筋率；每沿米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋的1/10。六、绘出基础施工图，包括平面图、配筋图、详图（见基础梁详图）七、参考资料1中华人民共和国国家标准,建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)中国建筑工业出版社，2002北京。2中华人民共和国国家标准,混凝土结构设计规范(GB50010-2002)中国建筑工业出版社，2002北京。3华南理工大学等编.基础工程.北京：中国建筑工业出版社，2003.7。4莫海鸿 杨小平.基础工程.北京：中国建筑工业出版社，2000.7。5郑 刚，基础工程.中国建材工业出版社，2000年7月。11
