高层建筑地基基础课程设计.doc

高层建筑地基基础课程设计 高层建筑地基基础 课程设计 学年学期： 2014~2015 学年 第二学期 院 别： 土木工程学院 专 业： 勘查技术与工程 专业方向： 岩土方向 班 级： 勘查1201 学 生： 王志鹏 学 号： 3120604109 指导教师： 陈国周 目录 已知参数： 0 (1) 上部荷载 0 (2)土层信息 1 一、基础选型 2 二、 基础埋深 2 三、 确定筏板地面尺寸 2 四、 地基承载力验算 3 五、沉降验算 4 六、 确定筏板基础厚度 6 6.1局部受压承载力验算 6 6.2冲切承载力验算 7 6.3抗剪切承载力验算 8 七、 梁板内力计算 9 7.1基础底板计算 9 7.1.1弯矩计算 9 7.1.2、基础底板支座弯矩调整 10 7.2基础梁的计算 11 7.2.1、边缘横梁JL1 11 7.2.2中间横梁JL2 12 7.2.3边缘纵梁JL3 14 7.2.4中间纵梁JL4 16 八、 梁板配筋计算 18 8.1底板配筋 18 8.1.1板顶部（跨中最大弯矩）： 18 8.1.2板底部（取支座最大弯矩）： 19 8.2基梁配筋 21 8.2.1边缘横梁JL1配筋 21 8.2.2中间横梁JL2配筋： 24 8.2.3边缘纵梁JL3 26 8.2.4、中间纵梁JL4 28 九、心得体会 31 十、参考文献 32 已知参数： (1) 上部荷载 某办公楼建在地震设防六度地区，上部为框架结构8层，每层高3.6m。地下一层，不设内隔墙，层高4.5m。地下室外墙厚300mm。柱截面400400，柱网及轴线如图1-1所示。室内外高差0.4m。不考虑冻土。上部结构及基础混凝土均采用C40。 柱低（筏基顶部）荷载见表1-1所示。 表1-1 柱底荷载 基本组合 纵1 纵2 纵3 纵4 纵5 纵6 合计 横1 1700 2200 2680 2800 2550 1650 13580 横2 2380 2940 3170 3150 2970 2300 16910 横3 1650 2490 2730 2750 2500 1650 13770 合计 5730 7630 8580 8700 8020 5600 44260 标准组合 纵1 纵2 纵3 纵4 纵5 纵6 合计 横1 1259 1630 1985 2074 1889 1222 10059 横2 1763 2178 2348 2333 2200 1704 12526 横3 1222 1844 2022 2037 1852 1222 10200 合计 4244 5652 6356 6444 5941 4148 32785 准永久 纵1 纵2 纵3 纵4 纵5 纵6 合计 横1 1133 1467 1787 1867 1700 1100 9053 横2 1587 1960 2113 2100 1980 1533 11273 横3 1100 1660 1820 1833 1667 1100 9180 合计 3820 5087 5720 5800 5347 3733 29507 (2)土层信息 32 一、基础选型 由于荷载较大且地基较为软弱，不能采用交叉条形基础，采用钢筋混凝土做成连续整片基础，既筏形基础。筏形基础由于基地面积大，故可以减小基底压力，并能比较有效增强基础的整体性。筏形基础在构造上好像倒置的钢筋混凝土楼盖，分为平板式和梁式。 基础梁截面尺寸初步估算：基础梁的高跨比不小于1/6，截面宽高比在1/2~1/3。 二、 基础埋深 地下室的高4.5m，室内外高差0.4m,应该选择持力层为粘土层，该粘土层承载力标准值为。《地基基础设计规范》GB5007-2010中5.3.2规定，梁板式筏形基础的板厚应满足受冲切承载力的要求，梁板式筏型基础的板厚不应小于300mm，且连续板板厚与板格的最小跨度之比不宜小于，故取板厚500mm。所以基础埋深为d=4.5-0.4+0.5=4.6 m。 三、 确定筏板地面尺寸 根据《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》筏形基础底板挑出宽度取1.0m。则筏形基础底板尺寸为 底面面积 除悬臂扳外底板面积 检验偏心（荷载效应准永久组合） 故基础底面尺寸满足要求。 四、 地基承载力验算 在柱网中心点建立直角坐标系，柱的总荷载为=32785KN(标准组合值）即：，基底处为粘土，又孔隙比，所以查得《建筑地基基础设计规范GB50007-2011》表5.2.4得地基承载力修正系数. 基底以上土的加权平均重度为： 修正后的地基承载力特征值: 筏形基础自重及其上土自重： 基底平均压力： 惯性矩： \ 竖向荷载（标准组合）对形心的力矩： 基底边缘压力最大值和最小值： 因为 ，故地基承载力满足要求。 五、沉降验算 荷载效应准永久组合值对应的基底附加应力 且由于，所以需要打抗浮桩。 计算深度 因为粉质粘土层下为基岩，基岩表面距基底（2+5+12-4.6）=14.4m< 故计算深度取至基岩表面，即， 取b=16.4/2=8.2m ,l/b=2.04 得下表： 表5基底附加应力系数及计算参数 距基底底面距离z Z/b 压缩模量 2.4 0.293 0.2491 5.6 14.4 1.756 0.2065 7.2 地基附加应力系数见表5，则 每层土附加应力系数沿土层厚度的积分值为： 地基变形计算深度范围内压缩模量的当量值为： 故查表得，沉降计算经验系数为： 地基最终变形量 其中，[s]为建筑物地基变形允许值，参照《建筑地基基础设计规范GB50007-2001》表5.3.4 六、 确定筏板基础厚度 筏板基础板厚h=500mm，柱截面尺寸400400，混凝土强度等级C40，荷载效应基本组合值的最大荷载柱的轴力F=3170kN。基础梁混凝土强度等级C40，基础梁的宽度b=500，梁高H=1200mm。柱网尺寸6.3m7.2m。 荷载效应基本组合地基净反力 6.1局部受压承载力验算 根据《混凝土结构设计规范》（GB50001-2001）,局部受压面积与计算底面积同心、对称原则，以500mm×500mm的方形面积为局部受压计算面积，其中a为柱边至梁边的距离，a=50mm。 局部受压计面积为： 局部受压计算面积为： 混凝土局部受压时的强度提高系数为： C40混凝土轴心抗压强度设计值 混凝土强度影响系数 受压面上的局部压力设计值 基础顶面局部受压承载力为： 故满足局部受压承载力要求。 6.2冲切承载力验算 板格的短边净长度 ，长边净长度 底板厚0.5m，布置双排钢筋，上下保护层厚总计70mm，底板有效高度为0.43m，受冲切承载力截面高度影响系数，C40混凝土轴心抗拉强度设计值为 底板受冲切所需的厚度为： ---计算板格的短边和长边的净长度； ---相应于荷载效应基本组合的地基土平均净反力设计值。 故底板厚度符合受冲切承载力要求。 6.3抗剪切承载力验算 验算距基础梁边缘处底板斜截 面受剪承载力,阴影部分面积上的地基平均净反力设计值为 受剪时截面高度影响系数 故满足受剪承载力要求。 七、 梁板内力计算 荷载效应基本组合的地基平均净反已知 7.1基础底板计算 由于，底板按双列双向板计算。 7.1.1弯矩计算 查表4-4~表4-5的弯矩系数 弯矩系数 边缘区格3 中间区格4 支座弯矩 7.1.2、基础底板支座弯矩调整 基础梁宽b=0.5m，根据教材式（4-12）进行调整： 7.1.3、悬臂板弯矩 本方案基础板长边从基础梁轴线向外悬挑1m，短边从基础梁轴线向外悬挑1.0m，减去1/2基础梁宽，即为悬臂板的宽度。 7.2基础梁的计算 三角形或梯形面积内作用有向上的地基净反力，等效于在横、纵梁上分别作用有向上三角形或梯形分布的荷载，最大值为： 7.2.1、边缘横梁JL1 梁长，荷载由两部分组成：边缘悬臂板传来的均布荷载 梯形荷载，最大值为,转化为均布的当量荷载 两跨连续梁，受均布荷载作用。 支座弯矩： 跨中最大弯矩，跨中最大弯矩分别有均布荷载及梯形荷载q叠加求出，对均布荷载： 对梯形荷载（边跨，工2跨） 支座剪力。剪力由三部分荷载产生：均布荷载，梯形荷载和支座弯矩为： 剪力图和弯矩如图所示： 7.2.2中间横梁JL2 JL2承载两侧传来的梯形荷载， 均布当量荷载为： 支座弯矩 ②跨中最大弯矩。跨中最大弯矩近似由下式求得（边跨） ③支座剪力 剪力由两部分荷载产生，梯形荷载和支座弯矩，即 内力如图： 7.2.3边缘纵梁JL3 梁长，荷载由两部分组成： 边缘悬臂板传来的均布荷载 三角形分布荷载，最大值为 转化为均布当量荷载为 均布荷载为： ①支座弯矩 利用5跨连续梁系数表，支座弯矩为 ②跨中最大弯矩 边跨： 第二跨： 中间跨： ③支座剪力 内力如图四所示： 7.2.4中间纵梁JL4 作用在JL4上的是三角形荷载，梁的两边都有荷载，故 转化为均布的当量荷载 ①支座弯矩：利用5跨连续梁系数表，支座弯矩为 ②跨中最大弯矩 边跨： 第二跨： 中间跨： ③支座剪力 剪力图和弯矩如图所示： 八、 梁板配筋计算 8.1底板配筋 保护层厚度70mm，短边钢筋截面有效高度为：，长边钢筋界面有效高度 筏板采用C40混凝土： ， 受力纵筋钢采用HRB400钢筋： 箍筋选用HRB335() 配筋取横向1米为单位宽度，采用双层双向配筋。满足照构造要求的最小配筋面积： 8.1.1板顶部（跨中最大弯矩）： 横向配筋（短边X方向）： 截面抵抗矩系数 相对受压区度: 。满足 ③受拉纵筋总截面积： 所以按配置板底非贯通纵向筋，实配直径10mm，间距100mm的III级钢，。 纵向配筋（长边Y方向）： 截面抵抗矩系数 相对受压区度: 。满足 ③受拉纵筋总截面积： 所以按配置板底非贯通纵向筋，实配直径10mm，间距100mm的III级钢，。 8.1.2板底部（取支座最大弯矩）： 横向配筋（短边X方向）： 截面抵抗矩系数 相对受压区度: 。满足 ③受拉纵筋总截面积：