箱形基础课程设计

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1、箱形基础设计箱形基础设计摘要摘要：基础的设计不仅要考虑上部结构的具体情况和要求，还要注意地层的具体条件。通过完成基础的设计，进一步了解基础设计的原理和计算方法，更多的认识相关的设计规范，有助于我们对基础设计的初步掌握。一、箱形基础课程设计任务书一、箱形基础课程设计任务书1、工程概况1、工程概况某 12 层建筑上部采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，0.00 以上高度39.0m，标准层高 3.2m，顶层高 3.8m（0.00 相当于箱形基础顶面标高，室内外高差 0.5m）,框架结构，纵向梁截面为 0.35m0.45m，柱截面为 0.7m0.7m。地下一层，采用箱形基础，上部结构及箱形基础条件如图所示。

2、2、设计资料2、设计资料（1）抗震设防：8 度近震。（2）工程地质条件：如图所示。（3）上部结构荷载：见表所示。（4）土压力计算指标：填土的黏聚力 c=0，内摩擦角=20()，天然重度3/0 .19mkN=，地表均布活荷载 q=10KN/m2。(5)材料：混凝土0.00 以上 C30，以下 C20，抗渗强度等级S6。表一0.00 处竖向集中荷载标准值（KN）轴线号ABCD恒载活载恒载活载恒载活载恒载活载11166.3190.11418.8258.11418.9258.11676.6190.122009.6381.22424.5570.22692.2570.22288.1381.232002.6

3、381.22393.4570.22692.8570.22340.9381.242023.8381.22379.2570.23117.3570.22542.1381.251892.3381.22430.9570.22688.6570.22530.3381.262013.7381.22430.3570.22430.3570.22013.8381.272060.6381.22209.1570.22509.1570.22060.3381.282301.9381.22470.5570.22532.7570.22269.1381.292003.8381.22390.1570.22680.7570.2224

4、1.8381.2102010.3381.22435.5570.22650.5570.22280.1381.2111174.2190.11425.1258.11420.1258.11659.6190.1表二各层水平地震力（横向） （KN）层号123456789101112水平地震力Fi100.2190.5295.3400.2495.2550.1650.2680.3750.3800.2810.3860.23、设计任务3、设计任务（1）验算箱形基础的尺寸及构造（2）验算地基的强度及变形（3）箱形基础结构设计1）确定基底反力分布，计算上部结构物的折算刚度，箱形基础的刚度。2）箱形基础的顶板、底板计算（

5、内力、配筋及抗剪强度验算） ，顶板和底板横向只考虑局部弯曲作用，底板纵向考虑整体弯曲和局部弯曲的共同作用。3)箱形基础的内、外墙体计算（内力、配筋及抗剪强度验算） 。4）绘制箱形基础的底板配筋图。二、箱形基础地基计算二、箱形基础地基计算1、验算箱形基础的尺寸及构造1、验算箱形基础的尺寸及构造(1) 箱形基础的尺寸及构造如下墙体厚度：外墙 300mm内墙 250mm板厚：顶板 350mm底板 500mm(2) 箱形基础水平截面积验算纵墙水平截面积： （0.3106.0+0.25106.0）2=66 m2横墙水平截面积：0.3（4.8+2.4+4.8）2+0.254.818=28.8 m2墙体总面

6、积：66+28.8=94.8m2基础面积： （106.0+0.52）（4.8+2.4+4.8+0.52）=793m2基础面积墙体总水平截面积=7938 .94=0.1191/10 (满足要求)墙体总水平截面积纵墙水平截面积=8 .9466=0.703/5 （满足要求）（3）基础高度验算：箱形基础高度（总高）h=0.5+3.5+0.35=4.35m3m 且1/20L=1/2060=3m建筑物高度箱基高度=4.35/39=1/8.97,在 1/81/12 之间，满足要求。箱基长度箱基高度=10635. 4 =1/13.791/18, 满足要求。（4）基础埋深及验算d=4.35-0.5=3.85m6

7、m 时，按 6m 计；d基础埋置深度，对于箱形基础，从室外底面标高算起，当 d0.800.151.21.4含水比wa0.8大面积压实填土压实系数大于 0.95、 粘粒含量的粉土%10c最大密度大于 2.1t/m3的级配砂石001.52.0粉土粘粒含量的粉土%10c粘粒含量的粉土%106m 按 6m 计d=4.35-0.3=4.05mm=iii hh=3/88.1705. 435. 0182 . 3185 . 017mKN=+代入得：af=230+0.318(6-3)+1.517.88(4.05-0.5)=341.1kPa（3）验算：kP=16708kPa0 (满足要求)maxKP=325.6k

8、Paakf1.41.31.00.40.20Pakf1.11.00.70.40.2注：sE为变形计算深度范围内压缩模量的当量值，sE=)/(siiiEAA，iA为第 i 层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。siE基础底面下第 i 层土的压缩模量，MPa；iz、1iz基础底面至第 i 层土、第 i-1 层底面的距离，m;ia、1ia基础底面计算点至第 i 层土，第 i-1 层土底面范围内的平均附加应力系数，可按地基基础规范附录 K 采用。n地基沉降计算深度范围内所划分的土层数。对于本题，有kPaP8 .16779323023 .24697189188 .87179=+=kPadPPm4 .9505

9、. 488.178 .1670=由于0P=95.4kPa=0.00007(满足要求)三、箱形基础结构设计三、箱形基础结构设计根据高层建筑箱形基础与筏形基础技术规范 （JGJ 699） ，当箱形基础符合构造要求时，结构设计可不考虑风荷载及地震作用的影响。1、顶板计算1、顶板计算（1） 地下室房间顶板局部弯曲产生的弯矩采用根据弹性薄板理论公式编制的实用表格进行计算，地下室底板可视为支承在箱形基础墙体上的连续板，其内区格板边界可视为固定，边角区格的外边界根据墙对板的实际约束情况确定，本题近似按固定边考虑，如图所示。荷载：板自重 0.3525=8.8 KN/m2活荷载 1.5 KN/m2荷载设计值1.

10、28.8+1.41.5=12.7 KN/m20 . 6 8 . 4=yx II=0.80.5按四周边固定的双向板计算。有双向板计算系数表得xM=0.027112.74.82=7.9 KNm0 xM=-0.0666412.74.82=-18.8 KNmyM=0.014412.74.82=4.2 KNm0 yM=-0.055912.74.82=-16.4 KNm地 下 室 顶 板 配 筋 见 表 五 ， 表 中 板 宽 b=1000mm ， 板 的 有 效 高 度0h=350-35=315mm，混凝土轴心抗压强度设计值2/6 . 9mmNfc=，钢筋抗拉强度设计值2/300mmNfy=。表五地下室

11、房间顶板配筋位置M（Nm）cfbha2 01（Nm）csfbhMa2 0=5 . 0=s)211 (sa+yssfhMA0=（mm2）配筋实配面积xM7.91060.953 1090.00830.995883.95122005650 xM-18.81060.953 1090.01970.99200.9512200565yM4.21060.953 1090.00440.997844.54122005650 yM-16.41060.953 1090.01720.9913175.0712200565注：实际配筋按构造要求配置。（2） 走道顶板按两端固定的单向板计算，取 b=1000mm，0h、cf、

12、yf及荷载取值与房间顶板相同，计算简图如图所示。22 04 . 27 .12241q241=lM跨中=3.1 KNm22 04 . 27 .12121q121=lM支座= -6.2 KNm配筋：跨中、支座均选 12200，As=565mm2,按构造配筋。（3）顶板斜截面抗剪承载力验算对钢筋混凝土板，一般不配置抗剪钢筋，由混凝土抵抗剪力，因此顶板厚度要满足下式要求。07 . 0bhfVt式中V板所受的剪力减去刚性角范围内的荷载；tf混凝土轴心抗拉强度设计值；b计算所需的板宽度；h0板的有效高度。其中：tf=1.1 N/mm2 ,b=4800,h0=350-35=315mm图中阴影面积 s=217

13、. 6)44. 04 . 2()095. 52 . 1 (21m=+V=12.76.17=78.36 KN0.70bhft=0.71.14800315=1164240 N=1164.24 N V=78.36 KN (满足要求)2、底板计算2、底板计算（1） 底板斜截面抗剪承载力验算及抗冲切承载力验算1）斜截面抗剪承载力验算按下式验算：)2(7 . 002hIfVnthss0hhs=(800/0h)1/4,0h800mm , 取0h=800mm荷载设计值p=167.8kPa图中的阴影面积为：S=1/2(1.2+4.795) 2.4-0.59)=5.4m2Vs=167.85.4=906.12 KN

14、 ,hs=(800/0h)1/4=1.0)2(7 . 002hIfnths0h=0.711.1(4550-2465) 465=1296141 N=1296.14 KN Vs=906.12 KN (满足要求)2）抗冲切承载力验算底板抗冲切承载力应满足一下要求：07 . 0hufFmthpt式中tF墙体对底板45刚性角以外阴影部分面积S上的地基土平均净反力设计值，SpFse=， 其中sp为扣除箱底板自重后的基底净反力，S 为图中阴影部分图形面积；tf混凝土抗拉强度设计值；mu距墙边0h/2 处的周长；0h冲切破坏锥体的有效高度。hp受冲切承载力截面高度影响系数，当 h800 时，hp取1.0；h2

15、00 时，hp=0.9；其中，sP=p-底板自重及活载设计值=167.8-7937935 . 14 . 15 .99122 . 1+=150.7kPaS=4.7953.62=17.4m2mu=2(4.8-0.25-0.465)+2(6.0-0.125-0.15-0.465)=18.71mtf=1.1N/mm2 ,cf=9.6 N/mm2，0h=500-35=465mm代入得=SpFs1150.717.4=2622.18 KN07 . 0hufmthp=0.71.01.118710465=6.7106 N=6700 KN2622.18 KN(满足要求)（2） 局部弯曲计算计算简图如图所示， 扣除底板自重及其上活载， 荷载设计值为 150.7kPa 。0 . 6 8 . 4=yx II=0.80.5, 按四周边固定的双向板计算。由表得xM=0.0271150.74.82=94.09 KNm0 xM=-0.06664150.74.82=-223.6 KNmyM=0.0144150.74.82=50 KNm0 yM=-0.0559150.74.82=-194.09 KNm底板局部弯曲配筋计算见表 ，表中板宽 b=1000mm，板的有效高度0h=500-35=465mm，2 0/6 . 9,139500mmNffhcsys=。表六底板局部弯曲配筋计算位置M（Nm）cfbha2 01（Nm