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352020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正。高层建筑地基基础课程设计年学期： 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： 指导教师： 陈国周 高层建筑地基基础课程设计成绩评定表班级 勘查1201 姓名 王志鹏 学号 评价指标教师评语百分制成绩（分）1学习态度（10分）满勤 缺勤 次（一次扣 分）积极参加讨论认真查阅规范及计算手册 2进度（10分）与任务书要求基本一致（9.0-10.0分） 稍落后于任务书要求（6.0-8.9分） 严重落后于任务书要求（6.0分）3计算书（40分）正确（36.0分） 大部分正确（32.0-35.9分） 基本正确（28.0-31.9分） 错误较多（24.0-27.9分） 多处严重错误（24分）4图纸（40分）正确（36.0分） 大部分正确（32.0-35.9分） 基本正确（28.0-31.9分） 错误较多（24.0-27.9分） 多处严重错误（24分） 总 评 成 绩 （分）备 注 教师签名： 日期： 年 月 日目录已知参数：1(1) 上部荷载1(2)土层信息2一、基础选型3二、 基础埋深3三、 确定筏板地面尺寸3四、 地基承载力验算4五、沉降验算5六、 确定筏板基础厚度76.1局部受压承载力验算76.2冲切承载力验算86.3抗剪切承载力验算9七、 梁板内力计算107.1基础底板计算107.1.1弯矩计算107.1.2、基础底板支座弯矩调整117.2基础梁的计算127.2.1、边缘横梁JL1127.2.2中间横梁JL2137.2.3边缘纵梁JL3157.2.4中间纵梁JL417八、 梁板配筋计算198.1底板配筋198.1.1板顶部（跨中最大弯矩）：198.1.2板底部（取支座最大弯矩）：208.2基梁配筋228.2.1边缘横梁JL1配筋228.2.2中间横梁JL2配筋：258.2.3边缘纵梁JL3278.2.4、中间纵梁JL429九、心得体会32十、参考文献33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117002200268028002550165013580横223802940317031502970230016910横316502490273027502500165013770合计57307630858087008020560044260标准组合纵1纵2纵3纵4纵5纵6合计横112591630198520741889122210059横217632178234823332200170412526横312221844202220371852122210200合计42445652635664445941414832785准永久纵1纵2纵3纵4纵5纵6合计横11133146717871867170011009053横215871960211321001980153311273横31100166018201833166711009180合计38205087572058005347373329507(2)土层信息 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，故能够减小基底压力，并能比较有效增强基础的整体性。筏形基础在构造上仿佛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1/21/3。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- 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。因此基础埋深为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- 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，因此查得建筑地基基础设计规范GB50007- 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，因此需要打抗浮桩。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zZ/b压缩模量2.40.2930.24915.614.41.7560.20657.2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- 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- ）,局部受压面积与计算底面积同心、对称原则，以500mm500mm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JL2JL2承载两侧传来的梯形荷载， 均布当量荷载为：支座弯矩跨中最大弯矩。跨中最大弯矩近似由下式求得（边跨）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： 支座弯矩 利用5跨连续梁系数表，支座弯矩为跨中最大弯矩 边跨：第二跨：中间跨：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支座弯矩：利用5跨连续梁系数表，支座弯矩为跨中最大弯矩 边跨：第二跨：中间跨：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:。满足受拉纵筋总截面积：因此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:。满足受拉纵筋总截面积：因此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:。满足受拉纵筋总截面积：因此按配置板底非贯通纵向筋，实配直径14mm，间距110mm的III级钢，。伸出长度。 纵向配筋（长边Y方向）：截面抵抗矩系数相对受压区度:。满足受拉纵筋总截面积：因此按配置板底非贯通纵向筋，实配直径14mm，间距130mm的III级钢，。伸出长度。板底贯通受力筋按构造配置，实配直径10mm，间距100mm的III级钢，。悬挑办四个板角配置放射状的附加钢筋各5根，直径10mm的HRB400钢筋，伸入支座长度为1000mm。8.2基梁配筋 设计中基梁尺寸为500mm1200mm。按双筋梁计算。基础梁采用C40混凝土，受力钢筋采用HRB400钢筋：最小配筋率受力筋最小钢筋面积：混凝土构件的安全等级定为二级，混凝土保护层厚度为，且下部配双排纵筋因此，界面有效高度为 8.2.1边缘横梁JL1配筋纵筋：支座B界面抵抗拒系数：计算相对受压区度:。满足受拉纵筋总截面积：最小配筋率 因此按配置底部贯通纵筋与非贯通纵筋纵向钢筋。实配双排各4根III级钢，直径选用28mm，。跨中负弯矩处：计算：计算相对受压区度:。满足受拉纵筋总截面积：因此按最小配筋率配筋，顶部贯通纵筋选配4根III级钢，直径选用28mm，底部贯通纵筋选用4根III级钢,直径28mm的钢筋。选配纵筋如下图。箍筋：验算最小截面条件： 此值大于各截面中最大的剪力值,故截面尺寸都符合要求。无腹筋梁收件承载力支座B：,因此必须按照计算配置箍筋最小配箍率配筋率 ，满足。 因此配置四肢箍II级钢，直径为14mm的箍筋，间距500mm。实有，满足支座A：,仅需按构造配筋，选配四肢箍二级钢，直径8mm，间距400mm。 配箍筋如图： 8.2.2中间横梁JL2配筋：纵筋：支座B界面抵抗拒系数：计算相对受压区度:。满足受拉纵筋总截面积： 因此按配置底部贯通纵筋与非贯通纵筋纵向钢筋。实配上排218+236、下排436，III级钢，。顶部贯通钢筋按构造要求配置架立筋四根直径28mm的III级钢。跨中负弯矩处：计算：计算相对受压区度:。满足受拉纵筋总截面积：因此按配筋，配置顶部贯通纵筋与非贯通纵筋，实配上排428、下排228，III级钢，底部贯通刚筋按要求配置四根III级钢,直径36mm的钢筋。选配纵筋如下图。 箍筋：支座B：,因此必须按照计算配置箍筋 ，满足。 因此配置四肢箍II级钢，直径为14mm的箍筋，间距300mm。实有，满足支座A：,仅需按构造配筋，选配四肢箍二级钢，直径8mm，间距400mm。 配箍筋如图： 8.2.3边缘纵梁JL3纵筋：支座B界面抵抗拒系数：计算相对受压区度:。满足受拉纵筋总截面积： 因此按配置底部贯通纵筋与非贯通纵筋纵向钢筋。实配双排各4根III级钢，直径为18mm，。顶部贯通钢筋按构造要求配置架立筋直径22mm、25mm的III级钢各2根。跨中最大负弯矩处：计算：计算相对受压区度:。满足受拉纵筋总截面积：因此按配筋，配置顶部贯通纵筋，实配222+225，III级钢，底部贯通刚筋按要求配置四根III级钢，直径18mm的钢筋。选配纵筋如下图。箍筋：支座A：,仅需按构造配筋，选配四肢箍二级钢，直径8mm，间距400mm。支座B：,因此必须按照计算配置箍筋 ，满足。 因此配置四肢箍II级钢，直径为12mm的箍筋，间距400mm。实有，满足支座C：,仅需按构造配筋，选配四肢箍二级钢，直径6mm，间距400mm。 配箍筋如图： 8.2.4、中间纵梁JL4纵筋：支座B界面抵抗拒系数：计算相对受压区度:。满足受拉纵筋总截面积： 因此按配置底部贯通纵筋与非贯通纵筋纵向钢筋。实配上排228、下排428，III级钢，。顶部贯通钢筋按构造要求配置架立筋四根直径28mm的III级钢。跨中最大负弯矩处：计算：计算相对受压区度:。满足受拉纵筋总截面积：因此按配置顶部贯通纵筋，实配228+232，III级钢，底部贯通刚筋按构造要求配置四根直径28mm的III级钢筋。选配纵筋如下图。箍筋：支座A：仅需按构造配筋，选配四肢箍二级钢，直径8mm，间距400mm。支座B：,因此必须按照计算配置箍筋 ，满足。 因此配置四肢箍II级钢，直径为12mm的箍筋，间距400mm。实有，满足支座C：,因此必须按照计算配置箍筋 ，满足。 因此配置四肢箍II级钢，直径为6mm的箍筋，间距500mm。实有，满足 配箍筋如图：基础梁构造纵筋： 在梁的两个侧面沿高度配置直径14mm、间距为200mm的纵向构造钢筋，以抑制垂直裂缝的开展。九、心得体会两周的课程设计即将结束，虽然时间有点短，可是学到的东西却很多，于此同时也有很多方面值得我们反思。这次的课程设计让我们知道自己平时的学习的不踏实，基础知识不牢固。还好在课程设计的同时，我们将之前的不足补充了起来。这次课程设计也让我明白理论知识同实际相联系的重要性，发现和补充了平时学习中的不足，梳理了知识网络。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。经过这次课程设计，我掌握了基础工程的设计内容和步骤；熟悉了土层的性质及其需要处理的方式；经过查询资料，也了解了基础梁的配筋原理。 在这学期的课程设计过程中，不但培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在课设中，我们学会了很多学习的方法。而这才是日后最实用的东西。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助，对以后的路更有把握！十、参考文献【1】 建筑地基基础设计规范GB50007- 【2】 建筑抗震设计规范GB50011- 【3】 混凝土结构设计规范GB50010- 【4】 混凝土结构设计原理东南大学 年建筑工业出版社 【5】 基础工程闫富有 年中国电力出版社 【6】 高层建筑基础工程丁翠红 年建筑工业出版社