1、 课 程 设 计课程名称 基础工程 课程题目 某7层框架结构地基基础设计 学生姓名 班 级 专 业 土木工程 院（系） 工程技术学院 指导教师 张 彬 2014 年 6 月摘 要这次课程设计我们通过对下卧层承载力验算、基础承载力验算设计了基础尺寸，并通过求解基础内力计算配筋，从而对基础进行了进一步的强化，整个过程让我们对该门课程有了更多的了解，也细化了我们的知识点。关键词：下卧层；承载力；基础内力；配筋ABSTRACT The curriculum design based on the substratum for checking the bearing capacity of found
2、ation bearing capacity calculation, design the basic size, and reinforcedby solving the basic internal force calculation, so as tofurther strengthen the foundation of the whole process, let us have more understanding of the course, but also refineour knowledge.Keywords: substratum; bearing capacity;
3、 internal force of foundation; reinforcement目 录1.设计任务12.工程概况23.工程地质和水文地质34.设计要求45.计算说明书55.1基础底面尺寸的确定55.2软弱下卧层验算65.3基础承载力验算75.4基础内力计算85.5配筋设计与验算136.条形基施工组织设计156.1施工工艺流程156.2测量定位放线156.3基槽开挖156.4钢筋连接166.5混凝土工程18致谢参考文献附图附图I 柱平面分布图附图II 基础平面布置图附图III 基础横剖面图1.设计任务本设计对象为某7层框架结构柱下条形基础设计，该项目的上部结构方案已经完成，勘察建议采用柱
4、下条形基础的基础形式。本课程设计的任务是完成柱下条形基础的设计与验算。具体要求如下： 1综合分析设计资料，对所选择的地基基础方案进行技术合理性比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合理的基础方案。 2对选定的基础方案进行详细设计。 3初步决定修筑基础的施工方案。 4将以上全部成果整理成设计计算说明书和设计施工图。设计计算说明书应制作成Word文档。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范和版面美观的要求，图纸应用AutoCAD制作而且应该表达正确、布局合理和尺寸齐全。设计说明书用A4纸打印，和图纸一起装订成册，并要求交上手写计算书，交任课老师评阅。242.
5、工程概况某七层框架结构，平面布置及尺寸见附图I，上部结构传来的荷载如表1所示。表1：上部结构传来的荷载标准组合：(kN，kNm)轴线DN18002500260027002750265025501850M8010012012012512510580CN29003800390040004050395038502950M9010513013013012012095BN28003600370038003850375036502850M8012012512512512011590AN17002400250026002650255024501750M70758085858065603.工程地质和水文地质场
6、地内工程地质剖面（土层分布）如图3-1。同时也给出了条基设计所需的必要物理力学参数。图3-1场地工程地质剖面4.设计要求按地质资料做柱下条形基础设计（在A、B、C、D轴线中任选一轴线），根据给定的地质资料确定基础底面尺寸并做软弱下卧层验算、基础承载力验算。基础内力按弹性地基梁计算（无限长或有限长），配筋按砼梁计算，并满足构造要求（基床系数3500kN/m3）。5.计算说明书根据任务要求，选取轴线B进行设计5.1基础底面尺寸的确定为增大边柱下梁基础的底面积，改善梁端地基的承载条件，同时调整基底形心与荷载重心相重合或靠近，使基底反力分布更为均匀合理，以减少挠度作用，在基础平面允许情况 下，梁基础的
7、两端宜伸出边柱一定的长度 ，梁高根据抗弯计算确定，一般宜取为柱距的1/41/8，即，取。底部伸出的翼板宽度由地基承载力决定，翼板厚度由梁截面的横向抗弯计算确定，一般不宜小于，取，故而做成变厚板，变厚板的顶面坡度。由于柱底截面长边与梁州方向垂直，且边长，需将肋梁局部加宽，每边宽出柱边。根据地质资料，基础埋置深度。确定基础宽度： 先不考虑宽度修正，只考虑深度修正地基承载力特征值 （5-1） 宽度，取 （5-2） 经宽度修正的特征值： ，满足要求。 （5-3）基础尺寸详见图5-1 图5-1 基础尺寸5.2软弱下卧层验算求基底压力 （5-4）求下卧层承载力 （5-5）， 查规范得应力扩散角，故下卧层顶
8、面应力扩散宽度，下卧层埋深为带入式（5-5）得求作用于下卧层上的压力下卧层顶面自重压力 基地自重压力 基底附加压力 下卧层顶面附加压力 （5-6）下卧层顶面总压力 （5-7）下卧层承载力验算由前面的计算得到下卧层承载力。故，即下卧层满足承载力要求。5.3基础承载力验算按2m长度验算冲切。（1）荷载组合 取条形基础上荷载最大的位置进行冲切验算，即B第五个柱位置处。根据地基设计规范，载荷的基本组合可采用标准组合乘以分项系数1.35，因此作用在基础上的外荷载为：，（2）基础底面净压力计算荷载偏心距 基底净反力 （3）基础冲剪验算 （5-8） （5-9）其中且，采用插值法基础采用C20级混凝土，其轴心
9、抗拉强度设计值满足的要求，基础不会发生冲切破坏。5.4基础内力计算布置链杆，为便于计算，在基础梁下设置11根链杆，位置见图5-2.截断链杆，代以待定集中力。同时，解除固定端多余约束，代以角变量和位移。列出基础梁的变形协调方程式与静定平衡条件： （5-10）求 （5-11） （5-12）（粘土取0.35） （5-13）由值查书上表3-9求，本题，求得值，如表2。表2 ik123456789101112.96620.9842.96630.4980.9842.966对40.3330.4980.9842.96650.250.3330.4980.9842.96660.20.250.3330.4980.9
10、842.966称70.1670.20.250.3330.4980.9842.96680.1430.1670.20.250.3330.4980.9842.96690.1250.1430.1670.20.250.3330.4980.9842.966100.1110.1250.1430.1670.20.250.3330.4980.9842.966110.10.1110.1250.1430.1670.20.250.3330.4980.9842.966将值代入计算公式，求值，如表3： Ik1234567891011135.59211.80835.5935.97611.80835.59对43.9965.9
11、7611.80835.59533.9965.97611.80835.59称62.433.9965.97611.80835.5972.0042.433.9965.97611.80835.5981.7162.0042.433.9965.97611.80835.5991.51.7162.0042.433.9965.97611.80835.59101.3321.51.7162.0042.433.9965.97611.80835.59111.21.3321.51.7162.0042.433.9965.97611.80835.59表3由， （5-14）钢筋混凝土弹性模量取为，由课本表3-10求值，列表计算
12、如表4：表4 Ik123456789101110.25216.75对31.7513.531.242.520.25085称53.252768.71221826433.787.515924333274.7540.510619630342354985.547.212523236451467684396.25541432694256058021012122810760.7162306468695929118114451714117.7567.418034354778510561350166219862315将值代入上式求，列表计算如表5：表5 ik123456789101110.39821.5910.
13、73对32.78321.46550.08543.97532.11879.5135.15称55.16842.93109.233193.98289.3866.3653.583139.125252.81368.37527.8877.55363.395168.54311.64481.77672.57872.9188.74575.048198.75368.88578.77817.261074.841340.3799.93885,86227.37427.71675.75961.951275.181609.081952.521011.1396.513257.58468.54772.741105.051477
14、.111877.792297.552725.261112.323107.166268.2545.37869.731248.151679.042146.52642.583157.743680.85将与相加，得如表6：表6 ik1234567891011135.898213.39846.32对38.75933.27385.67547.97138.09491.308170.74称58.10646.926115.209205.788324.9768.7656.583143.121258.786398.118563.4779.55765.795171.54315.636487.746684.378911
15、.5810.46177.052201.15371.88582.756823.2361086.641375.96911.43887.576229.374430.11678.75965.9461281.161620.891988.111012.46298.013259.296488.544775.141108.051481.111883.772309.362760.851113.523108.498287.7547.086871.7341250.551682.042150.502648.563169.553716.44求荷载F在各链杆处引起的变位kf把基础梁当成A端固支的悬臂梁求外荷载在链杆处引起
16、梁的挠度，也就是该处链杆的位移kf，这是静定梁的计算问题，可直接用结构力学图乘法求解，计算结果如下。，求解变形协调方程组把和kf代入变形协调方程组得：又解线性方程组得：， ，每延米长地基均布反力为：， ，根据柱荷载F和地基反力求基础地基梁截面弯矩分布图如图5-2图5-2 反力图及弯矩图5.5配筋设计与验算柱边远侧基础边缘距离柱边处的基地净反力由 （5-15） （5-16） （5-17） （5-18）验算最小配筋率，不满足0.2%，取As1=440010000.2%=8800mm2As2=100020000.2%=4000mm2实配9C36 , 表7 正截面受弯配筋计算项目 截面弯矩截面抵抗弯矩
17、相对受压区高度内力矩的力臂系数截面配筋B左1662.340.240.280.835856B右1782.340.260.310.816434C左1772.050.260.310.816397C右1897.050.270.320.86934D左1752.130.250.290.8256173D右1877.130.270.320.86861E左1857.510.270.320.86788E右1972.510.280.340.7857299CD跨1696.730.240.280.865769注, ,经验算取最小配筋率0.2%。基础梁选配钢筋：底部10C36全长贯通，大于最先配筋率 顶部17C 25全长
18、贯通，大于最小配筋率，箍筋选用直径8，箍筋间距200.配筋图详见附图III6.条形基施工组织设计6.1施工工艺流程测量定位放线基槽开挖地基钎探地基处理测量定位放线垫层施工条形基础钢筋绑扎地梁钢筋绑扎框架柱插筋条形基础模板支设地梁吊模支设防雷接地验收条形基础、地梁混凝土浇注混凝土养护模板拆除验收6.2测量定位放线1.定位点依据：根据业主提供的控制点坐标、标高及总平面布置图、施工图纸进行定位。2.厂区内控制网布置：在各单体工程测量定位放线之前，在园区内布置好测量控制点控制网（包括坐标控制点和高程控制点）。3.测量工具：1）园区内坐标控制点和高程控制点设置采用全站仪进行；2）建筑物坐标点定位采用全站
19、仪进行；3）建筑物高程控制点设置采用水准仪进行；4）建筑物轴线定位采用经纬仪进行；5）其他辅助工具：50m钢尺、木桩、钢筋桩、墨斗、油漆等等。4.建筑物轴线定位：根据已知轴线坐标控制点采用经纬仪进行建筑物轴线的定位，其他相应线采用钢尺进行排尺。5.建筑物标高测量：根据已知高程控制点采用水准仪进行测量建筑物各工序的标高。6.3基槽开挖1.各建筑物条形基础基槽是随着建筑物整体基槽一起大面积开挖，基槽开挖之前应放好基槽开挖边线（按照要求进行边坡放坡和留出施工作业面）。2.基槽开挖应满足基础设计底标高及开挖至圆砾层。3.基槽开挖完后应留设300mm深原土进行人工清槽。4.基槽开挖之前应做好施工临时道路
20、和施工降水工作。5.基槽开挖之前业主应给予施工单位提供地下管网、地下电缆、地下光纤等地下图纸或出具地下无地下管网、地下电缆、地下光纤等书面材料。6.基槽开挖之前业主应将地上障碍物全部清出现场，给予施工单位提供施工作业面。6.4钢筋连接1）直径小于等于16的钢筋采用绑扎搭接方式连接；直径大于16的螺纹钢筋采用机械连接。2）接头位置宜设置在受力较小处，在同一根钢筋上宜少设接头。3）受力钢筋接着的位置应相互错开，当采用机械接头时，在任一35d且不小于500mm区段内，和当采用绑扎搭接接头时，在任一1.3倍搭接长度的区段内，有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积的百分率应符合表7要求。表7接头形
21、式受拉区接头数量受压区接头数量机械连接50不限绑扎连接25504）纵向钢筋的锚固长度、搭接长度，详见表8，表9。表8 受拉钢筋抗震锚固长度lE 混凝土强度等级与抗震等级钢筋种类与直径C20C25C30C35C40一、二级抗震等级三级抗震等级一、二级抗震等级三级抗震等级一、二级抗震等级三级抗震等级一、二级抗震等级三级抗震等级一、二级抗震等级三级抗震等级HPB235普通钢筋36d33d31d28d27d25d25d23d23d21dHRB335普通钢筋d2544d41d38d35d34d31d31d29d29d26dd2549d45d42d39d38d34d34d31d32d29d环氧树脂涂层钢筋d2555d51d48d44d43d39d39d36d36d33dd2561d56d53d48d47d43d43d39d39d36dHRB400RRB400普通钢筋d2553d49d46d42d41d37d37d34d34d31dd2558d53d51d46d45d41d41d38d38d34d环氧树脂涂层钢筋d2566d61d57d53d51d47d47d43d43d39dd2573d67d63d58d56d51d51d47d47d43d注:1.四级抗震等级,=。 2.当弯锚时，有些部位的锚固长度为0.4+15d，见各类构件的标准构造详图。 3.当HRB33
