扩展基础设计计算书.doc

课程设计（学年论文）
计算书

课题名称：    钢筋混凝土扩展基础设计        
学生学号：              
专业班级：                 
学生姓名：                   
学生成绩：                     
指导教师：                      
课题工作时间： 2012.05.13   至 2012.05.25    

一、设计原则 4
二、基础结构布置的选择 4
三、J1基础设计 4
1．确定地基持力层 4
2．确定基础的埋置深度 4
3．确定地基承载力特征值 4
4．确定基础的地面面积 4
5，持力层强度验算 5
6.软弱下卧层地基承载力验算 5
7.基础高度验算 6
8.基础底板配筋计算 7
四、J2基础设计 8
1．确定地基持力层 8
2．确定基础的埋置深度 8
3．确定地基承载力特征值 9
4．确定基础的地面面积 9
5，持力层强度验算 9
6.软弱下卧层地基承载力验算 10
7.基础高度验算 10
8.基础底板配筋计算 11
五、J3基础设计 12
1．确定地基持力层 13
2．确定地基承载力特征值 13
3．基础高度计算 13
4．计算基地形心位置及基础长度 13
5．计算基础底面宽度（荷载采用荷载效应标准组合） 13
6．计算基础内力 13
7．受冲切承载力验算 14
8．受剪承载力验算 15
9．配筋计算 15
六、J4基础设计 16
1．确定地基持力层 16
2．确定地基承载力特征值 16
3．基础高度计算 16
4．计算基地形心位置及基础长度 16
5．计算基础底面宽度（荷载采用荷载效应标准组合） 17
6．计算基础内力 17
7．受冲切承载力验算 18
8．受剪承载力验算 18
9．配筋计算 18
七、JL基础连梁设计 19
1．设置连梁的目的 19
2．连梁的内力计算方法及配筋要求 20
3．连梁截面设计 20
4．轴力计算 20
5．配筋计算 20

一、设计原则
1、结构布置必须全面、正确地体现经济合理；
2、结构构件必须具有足够的承载力、刚度、稳定性和耐久性等方面的要求；
3、地基必须满足的承载力、稳定性和变形等方面的要求；
二、基础结构布置的选择
本工程是办公大楼，上部结构采用框架结构体系。柱的集中荷载较大，做柱下钢筋混凝土独立基础能将集中柱荷载较均匀分散到整个基地面积上，且抗弯刚度较大。基础的埋置深度较小。由于⑦号轴线的基础距离原建筑物边线只有0.4m，若设计为独立基础，其基础底面面积过小，导致其承载力不足，设计为⑥号轴线与⑦号轴线二柱矩形联合基础较为经济、合理。其余①～⑤轴线设计为钢筋混凝土独立基础。由于柱网对称且方便施工，取轴线④中最大两个基础为J1和J2，⑥号轴线与⑦号轴线二柱矩形联合基础为J3和J4来设计基础。详情见基础平面布置图1，柱子截面尺寸均为350mm×500mm。
三、J1基础设计
1．确定地基持力层
素填土层厚度不大，且承载力偏低，不宜作持力层；第二层为粉质粘土层查表1，得fak=200kPa，此值较大，第三层淤泥质粘土层的承载力较低，且该层埋深过大，不宜作持力层，故取细砂层作为地基持力层。
2．确定基础的埋置深度
根据浅埋的原则，现取埋深d=1.0m。
根据《建筑地基基础设计》（GB5007-2002）规定，将该独立基础设计成阶梯形，取基础高度为600mm，基础分二级，室内外高差300mm，如图J1所示。
3．确定地基承载力特征值
假设b<3m,因d=1.0m>0.5m,故只需对地基承载力特征值进行深度修正，

4．确定基础的地面面积

考虑偏心荷载的影响且偏心荷载较小，基础地面积初步扩大20%，于是

取矩形基础长短边之比，即

取,则
因故无需作宽度修正

5，持力层强度验算
基底处总的竖向力：
基底处的总力矩：
（符合要求）

故持力层强度满足要求。
6.软弱下卧层地基承载力验算
由，，查表2-7得，。下卧层顶面的附加应力：

下卧层顶面处的自重应力：
下卧层承载力特征值：

验算：
经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求。
7.基础高度验算
现选用混凝土强度等级C25，HRB335钢筋，查规范表得，。

由图1可知，
。
① 柱边截面

② 变阶处截面

符合要求
8.基础底板配筋计算
⑴计算基础的长边方向的弯矩设计值，取Ⅰ-Ⅰ截面：

=340.8kN·m

Ⅲ-Ⅲ截面：

=135.6kN·m

比较和应按配筋，在平行于2.2m宽度范围内15B14@150

⑵计算基础短边方向的弯矩，取Ⅱ-Ⅱ截面。

=kN·m

Ⅳ-Ⅳ截面：

=kN·m

比较和应按配筋，在平行于3.4m宽度范围内20B10@170
四、J2基础设计
1．确定地基持力层
素填土层厚度不大，且承载力偏低，不宜作持力层；第二层为粉质粘土层查表1，得，此值较大，第三层淤泥质粘土层的承载力较低，且该层埋深过大，不宜作持力层，故取细砂层作为地基持力层。
2．确定基础的埋置深度
根据浅埋的原则，现取埋深d=1.0m。
根据《建筑地基基础设计》（GB5007-2002）规定，将该独立基础设计成阶梯形，取基础高度为600mm，基础分二级，室内外高差300mm，如图J2所示。
3．确定地基承载力特征值
假设b<3m,因d=1.0m>0.5m,故只需对地基承载力特征值进行深度修正，

4．确定基础的地面面积

考虑偏心荷载的影响且偏心荷载较小，基础地面积初步扩大10%，于是

取矩形基础长短边之比，即

取,则
因故无需作宽度修正

5，持力层强度验算
基底处总的竖向力：
基底处的总力矩：
（符合要求）

故持力层强度满足要求。
6.软弱下卧层地基承载力验算
由，，查表2-7得，。下卧层顶面的附加应力：

下卧层顶面处的自重应力：
下卧层承载力特征值：

验算：
经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求。
7.基础高度验算
现选用混凝土强度等级C25，HRB335钢筋，查规范表得，。

由图1可知，
。
③ 柱边截面

④ 变阶处截面

符合要求
8.基础底板配筋计算
⑴计算基础的长边方向的弯矩设计值，取Ⅰ-Ⅰ截面：

=153.64kN·m

Ⅲ-Ⅲ截面：

=66.04kN·m

比较和应按配筋，在平行于1.8m宽度范围内9B12@200，。
⑵计算基础短边方向的弯矩，取Ⅱ-Ⅱ截面。

=98.95kN·m

Ⅳ-Ⅳ截面：

=43.61kN·m

比较和应按配筋，但面积仍较小，在平行于2.7m宽度范围内按构造配14B10@200，。
五、J3基础设计
1．确定地基持力层
素填土层厚度不大，且承载力偏低，不宜作持力层；第二层为粉质粘土层查表1，得，此值较大，第三层淤泥质粘土层的承载力较低，且该层埋深过大，不宜作持力层，故取细砂层作为地基持力层。
2．确定地基承载力特征值
假设b<3m,因d=1.0m>0.5m,故只需对地基承载力特征值进行深度修正，

3．基础高度计算
取
4．计算基地形心位置及基础长度
kN·m
kN·m
对柱2的中心取矩，由，得：

5．计算基础底面宽度（荷载采用荷载效应标准组合）
柱荷载标准组合值可近似取基本组合值除以1.35，于是：

6．计算基础内力
净反力设计值

由剪力和弯矩的计算结果绘制出V、M图（图3）

7．受冲切承载力验算
由图3中的冲切破坏锥形形状可知，2柱为一面冲切，1柱为两面冲切，经比较，取柱1进行验算。

(可以)
8．受剪承载力验算
取柱1冲切破坏锥体底面边缘处截面（截面Ⅰ—Ⅰ）为计算截面，该截面的剪力设计值为：

（可以）
9．配筋计算
①纵向配筋
柱间负弯矩kN·m，所需钢筋面积为：

柱间正弯矩kN·m，所需钢筋面积为：

基础顶面配9B20（），其中1/3(3根)通长布置；基础底面配7B12（），其中1/2(3根)通长布置。
②横向钢筋
柱2的等效梁宽为：

kN·m

折成每米宽内的配筋面积为：
柱1的等效梁宽为：

kN·m

折成每米宽内的配筋面积为：
由于等效梁的计算配筋面积均很小，现沿基础全长均按构造要求配B10@160（）基础顶面配横向构造钢筋B8@250。
六、J4基础设计
1．确定地基持力层
素填土层厚度不大，且承载力偏低，不宜作持力层；第二层为粉质粘土层查表1，得，此值较大，第三层淤泥质粘土层的承载力较低，且该层埋深过大，不宜作持力层，故取细砂层作为地基持力层。
2．确定地基承载力特征值
假设b<3m,因d=1.0m>0.5m,故只需对地基承载力特征值进行深度修正，

3．基础高度计算
取
4．计算基地形心位置及基础长度
kN·m
kN·m
对柱1的中心取矩，由，得：

5．计算基础底面宽度（荷载采用荷载效应标准组合）
柱荷载标准组合值可近似取基本组合值除以1.35，于是：

6．计算基础内力
净反力设计值

由剪力和弯矩的计算结果绘制出V、M图（图3）

7．受冲切承载力验算
由图3中的冲切破坏锥形形状可知，2柱均一面冲切1柱为两面冲切，经比较，取柱1进行验算。

(可以)
8．受剪承载力验算
取柱1冲切破坏锥体底面边缘处截面（截面Ⅰ—Ⅰ）为计算截面，该截面的剪力设计值为：

（可以）
9．配筋计算
①纵向配筋
柱间负弯矩kN·m，所需钢筋面积为：

柱间正弯矩kN·m，所需钢筋面积为：

基础顶面配10B25（），其中1/3(3根)通长布置；基础底面配8B14（），其中1/2(4根)通长布置。
②横向钢筋
柱2的等效梁宽为：

kN·m

折成每米宽内的配筋面积为：
配B18@130（）
柱1的等效梁宽为：

kN·m

折成每米宽内的配筋面积为：
配B18@130（）
由于柱1，柱2基础底面配筋相同，所沿基础底面全长配B18@130（），基础顶面配横向构造钢筋B8@250。
七、JL基础连梁设计
1．设置连梁的目的
设置连梁的目的是为了独立柱基之间的整体性，有效调整柱基不均匀沉降和减小首层柱的高度。因此，连梁应有一定的刚度，连梁的截面的高度取（1/15～1/20）L，宽度取（1/25～1/35）L，其中L为柱间距。连梁位置除桩基承台外宜在靠近首层地面。
2．连梁的内力计算方法及配筋要求
一般取相连柱轴力F较大者的1/10作为连梁的轴心受拉或轴心受压的压力进行承载力计算。连梁截面配筋应上下相同，各不小于2B14，箍筋不少于φ6@200。
3．连梁截面设计
为了方便施工纵横连梁高度均取为h=L/15～L/20=5100/15～5100/20=340～255mm,取h=300mm，b=L/25～L/35=5100/25～5100/35=200～145mm,取b=200mm。
4．轴力计算
轴力F取最大者的1/10作为连梁的轴心受拉的压力进行承载力计算，所以F=1531.7/10=153.2kN，
5．配筋计算

受力钢筋按构造配4B14（），箍筋按构造配φ6@200。