梁板式筏型基础设计.doc

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1、. .梁板式筏形根底设计1.工程概况和工程地质条件XX市平安小学综合楼法上部构造为框架构造，下部为粉质黏土，地下水位埋深1.500m。根底面积为16m61m,采用梁板式筏形根底，根底埋深5.2m，根底混凝土强度为C30，底板厚800mm，钢筋采用HRB235级钢。根底梁受力筋为HPB335，箍筋采用HPB235级钢筋。上部构造竖向荷载见表7.1；根底平面布置图见图7.1；地质情况见第1局部第一节。1.1.柱荷载图1.1竖向标准荷载分布图柱荷载根本组合kN柱号荷载kN柱号荷载kN柱号荷载kN柱号荷载kN合力kNA12112B12631C12877J122829902A23775B24491C24

2、648J2378516699A33839B34321C34371J3359316124A43105B43520C43634J4297413233A53105B53520C53634J5297413233A63839B64321C64371J6359316124A73775B74491C74648J7378516699A82112B82631C82877J822829902合力KN25662299263106025268. .word. . 图2根底平面布置简图. .word. .2设计尺寸与地基承载力验算2.1根底底面地下水压力的计算确定混凝土的防渗等级地下水位位于地面以下1.5米处，此处不考

3、虑水的渗流对水压力的影响。查?混凝土防渗规X?将底板混凝土防渗等级确定为S6。2.2根底底面尺寸确实定由柱网荷载图可得柱的标准组合总荷载为：=90398kN其合力作用点：，根底左右两边均外伸0.5m=7.5m根底下边外伸长度0.5m，为使合力作用点与根底形心重合，根底总宽度为：那么：根底上边外伸长度为：由以上计算，可得根底底面面积为：根底底面积为，上部根本组合总荷载为111916kN,基低净反力2.3地基承载力的验算按现行国家标准?建筑地基根底设计规X?规定：地基受力层不存在软弱粘性土的建筑物且不超过8层高度在25m以下的一般民用框架房屋可不进展地基及根底的抗震承载力验算。仅演算一般情况下的地

4、基承载力。先对持力层承载力特征值进展计算：查规XGB50007-2002,得地基承载力修正系数：，注：以上系数按照土孔隙比及液性指数均小于0.85的粘性土取值。按照下部土层资料，土的平均重度为：=218.32kPa由于上部竖向荷载作用于根底的重心，故根底为轴心受压根底。基底处的总竖向力：基底平均压力：所以，满足要求要求。由于地基土层不存在液化性土层故可以不考虑液化影响。3筏形根底底板抗冲切承载力和抗剪承载力验算3.1验算底板受冲切承力：梁板式筏板根底的底板厚为600mm，单排布筋，板底有150mm素混凝土垫层，因此取钢筋合力点至近边的距离那么， 混凝土为C30图7.3.1底板冲切计算示意图验算

5、底板受冲切承载力的示意图如图7.3.1所示。单向板板格： 按照?建筑地基根底设计规X?GB50007-2002，底板受冲切承载力按下式计算： (2.11)式中：-作用在图上阴影局部面积上的地基土平均净反力设计值-根底底板冲切破坏锥体的有效高度-混凝土轴心抗压强度设计值-距根底梁边h0/2处冲切临界截面的周长图7.3.1对于单向板：当时，取因此，筏板的厚度满足要求。3.2验算底板斜截面受剪承载力：按?建筑地基根底设计规X?GB50007-2002，底板斜截面受剪承载力应符合下式要求： 2.13-距梁边缘处，作用在图7.3.2中阴影局部面积上的地基土平均净反力设计值-受剪切承载力截面高度影响系数，

6、按下式计算：，板的有效高图3.2 底板斜截面受剪示意度小于800mm时，取； 大于2000mm时，取验算底板斜截面受剪承载力的示意图如图7.3.2。对板进展斜截面抗剪验算： 对9.0m2.4m的板 阴影局部面积上的地基土平均净反力设计值： 综上所述：筏板底板厚度满足斜截面抗剪承载力要求。3.3局部受压承载力验算根据?建筑地基根底设计规X?GB 50007-2002.梁板式筏基的根底梁除满足正截面受弯及斜截面受剪承载力外，尚应按现行?混凝土构造设计规X?GB 50010 有关规定验算底层柱下根底梁顶面的局部受压承载力。根据?混凝土构造设计规X?GB 50010 7.8.1 ，其局部受压区的截面尺

7、寸应符合以下要求： (2.15) 式中:-局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值;-混凝土轴心抗压强度设计值;-混凝土强度影响系数,混凝土等级小于C50时,取1.0,大于C50时取0.8;-混凝土局部受压时强度提高系数; -混凝土局部受压面积 ; - 混凝土局部受压净面积; -局部受压的计算底面积.只需验算竖向轴力最大值即可，柱下最大荷载为4648KN，即。计算示意如图7.3.3： C30混凝土，而故局部受压承载力满足要求。4根底梁内力计算用倒梁法计算梁的内力，即假定上部构造是绝对刚性的，各柱没有沉降差异，把柱脚视为条形根底的铰支座，将根底梁按倒置的普通连续梁计算。用构造力学求解器算出基梁

8、内力横向梁为次梁，纵向梁为主梁。JCL4集中净反力：总反力：JCL5集中净反力： 总反力： JCL6集中净反力： 总反力： JZL1中柱子荷载合力：将各梁反力简化成集中力作用在与JZL1纵向根底梁的相交处，且横梁反力大小与总压力成正比，于是与JCL4相交处的反力：与JCL5相交处的反力：与JCL6相交处的反力:对JZL1的中心取矩，可知JZL2柱子荷载合力：将各梁反力简化成集中力作用在与JZL2纵向根底梁的相交处，且横梁反力大小与总压力成正比，于是与JCL4相交处的反力：与JCL5相交处的反力：与JCL6相交处的反力:对JZL2的中心取矩，可知JZL2(2)柱子荷载合力：将各梁反力简化成集中力

9、作用在与JL2(2)纵向根底梁的相交处，且横梁反力大小与总压力成正比，于是与JCL4相交处的反力：与JCL5相交处的反力：与JCL6相交处的反力:对JCL2的中心取矩，可知JZL3柱子荷载合力：将各梁反力简化成集中力作用在与JL3纵向根底梁的相交处，且横梁反力大小与总压力成正比，于是与JCL4相交处的反力：与JCL5相交处的反力：与JCL6相交处的反力:对JZL3的中心取矩，可知次梁：JCL-4的受力图中各支座分别是竖向集中荷载961.4kN、1621.3kN、1565kN、1284.8kN、1284.8kN、1621.3kN、1621.3kN、961.4kN，基底反力为143.53kN。JC

10、L-4的荷载图、弯矩图和剪力图如下：图7.1JZL-4荷载、弯矩、剪力图由以上JCL-4的内力分析可知：支座1处的剪力支座2处的剪力支座3处的剪力支座4处的剪力支座5处的剪力支座6处的剪力支座7处的剪力支座8处的剪力由此可知：支座1处的支座反力支座2处的支座反力支座3处的支座反力支座4处的支座反力支座5处的支座反力支座6处的支座反力支座7处的支座反力支座8处的支座反力内力计算JZL-6的受力图中各支座分别是竖向集中荷载1414.6kN、2385.6kN、2302kN、1890kN、1890kN、2302kN、2385.6kN、1414.6kN，基底反力为208.35kN。JCL-6的荷载图、弯

11、矩图和剪力图如下：图7.2JCL-6荷载、弯矩、剪力图由以上JCL-6的内力分析可知：支座1处的剪力支座2处的剪力支座3处的剪力支座4处的剪力支座5处的剪力支座6处的剪力支座7处的剪力支座8处的剪力由此可知：支座1、8处的支座反力支座2、7处的支座反力支座3、6处的支座反力支座4、5处的支座反力主梁：柱子根本组合荷载合力：=111916kN根底内力计算采用根本组合，按照根本组合的竖向导荷计算基底反力：地基梁分布：边缘次梁JCL-4二根，中间次梁JCL-5四根，中间次梁JCL-6二根。全部折合成中间次梁JCL-5,一共有：作用在主梁JZL-2、JZL-3的总轴向荷载分别为荷载左右完全对称：、轴线

12、上： , 、轴线上：、轴线上：由7.68根次肋JCL5承当，那么有、轴线上： ，、轴线上：、轴线上：在次肋JCL-5两端作用力：次肋JCL-4上作用力为： ，分别为1609kN、1553.6kN、1275kN、1275kN、1553.6kN、1609kN次肋JCL-4两端作用力为：次肋JCL6梁上作用力为： ，分别为2391.7kN、2309.5kN、1895.3kN、1895.3kN、2309.5kN、2391.7kN次肋JCL-6两端作用力为：主肋JZL-1梁上外伸局部传来的线荷载:JZL-1端部作用力：JZL-1梁：JZL-1梁上外伸局部传来的线荷载:利用构造求解器得到内力图如图4.2。

13、图7.3JZL-1荷载、弯矩、剪力图由以上JZL-1的内力分析可知：支座A处的剪力支座B处的剪力支座C处的剪力支座J处的剪力由此可知：支座反力左右正对称支座A处的支座反力 与支座D处相等支座B处的支座反力 与支座C处相等而由柱子传下来的支座力分别为：,JZL-2梁：利用构造求解器得到内力图如图。图7.4JZL-1荷载、弯矩、剪力图由以上JZL-1的内力分析可知：支座A处的剪力支座B处的剪力支座C处的剪力支座J处的剪力由此可知：支座反力左右正对称支座A处的支座反力 与支座D处相等支座B处的支座反力 与支座C处相等而由柱子传下来的支座力分别为：,显然所求出的支座反力与实际的作用力相差较大，要进展调

14、整。其方法是将其差值以均布荷载形式布置在支座两端1/3跨上，求出内力与以上所求出的支座反力叠加，再与实际作用力比拟，误差在5%以内，如不满足要求要求继续调整，直至满足要求为止。对JCL-4进展调整：相应的均布荷载为：调整的计算简图、弯矩图、剪力图如图图7.5JCL-4所需调整的荷载、弯矩、剪力图经调整后的支座反力：支座1、8处的支座反力误差不满足要求；支座2、7处的支座反力误差不满足要求支座3、6处的支座反力误差满足要求；支座4、5处的支座反力误差满足要求。对JCL-4进展二次调整：相应的均布荷载为：调整的计算简图、弯矩图、剪力图如图图7.6JCL-4所需调整的荷载、弯矩、剪力图经调整后的支座

15、反力：支座1、8处的支座反力误差满足要求要求；支座2、7处的支座反力误差满足要求要求；支座3、6处的支座反力误差满足要求要求；支座4、5处的支座反力 误差满足要求要求。经调整后的弯矩总图、剪力总图：图7.7JCL-4调整后的总荷载、总弯矩、总剪力图对JCL-6进展调整支座反力皆为两边对称故这里只写一边：相应的均布荷载为：调整的计算简图、弯矩图、剪力图如图图7.8JCL-6所需调整的荷载、弯矩、剪力图经调整后的支座反力：支座1处的支座反力误差不满足要求；支座2处的支座反力误差不满足要求支座3处的支座反力误差满足要求；支座4处的支座反力误差满足要求。对JCL-6进展二次调整：相应的均布荷载为：调整

16、的计算简图、弯矩图、剪力图如图图7.9JCL-4所需调整的荷载、弯矩、剪力图经调整后的支座反力：支座1处的支座反力 误差满足要求；支座2处的支座反力误差满足要求支座3处的支座反力误差满足要求；支座4处的支座反力误差满足要求。JCL-6经调整后的弯矩总图、剪力总图：图7.10JCL-6调整后的总荷载、总弯矩、总剪力图对主肋JZL-1进展调整：相应的均布荷载为：调整的计算简图、弯矩图、剪力图如图图11JZL-1所需调整的荷载、弯矩、剪力图经调整后的支座反力：支座A处的支座反力 误差满足要求；支座B处的支座反力 误差满足要求支座C处的支座反力 误差满足要求；支座J处的支座反力 误差满足要求；经调整后

17、的弯矩总图、剪力总图：图7.12JZL-1调整后的总荷载、总弯矩、总剪力图对主肋JZL-2进展调整：相应的均布荷载为：调整的计算简图、弯矩图、剪力图如图:图7.13JZL-2所需调整的荷载、弯矩、剪力图经调整后的支座反力：支座A处的支座反力 误差满足要求；支座B处的支座反力 误差满足要求支座C处的支座反力 误差满足要求；支座J处的支座反力 误差满足要求；经调整后的荷载总图、弯矩总图、剪力总图：图7.14JZL-2调整后的总荷载、总弯矩、总剪力图注：由于次梁不用加等值弯矩，而主梁构造左右对称，荷载左右对称，算出等值弯矩为0，故图上不表示出来。5验算根底梁斜截面受剪承载力对于根底梁主梁：根底梁应该

18、满足： (2.14)从根底梁的内力图上可以查出：根底梁最大剪力 V=2760.63KN即对于根底梁次梁：根底梁应该满足： (2.14)从根底梁的内力图上可以查出：根底梁最大剪力 V=1210KN即所以根底梁所选的截面满足梁斜截面抗剪承载力要求。6根底配筋计算6.1根底底板弯矩计算在轴和轴之间的根底板，因为跨内板、，而在BC轴之间的根底板，因为跨内板，所以均按照单向板计算弯矩：跨中最大弯矩：跨中最大支座弯矩：悬臂板横、纵向悬挑都是0.5m：外伸悬臂板最大弯矩：6.2板的配筋关于根底配筋的条文摘自GB50007-2002、8.4.11按基地反力直线分布计算的梁板式筏基，其根底梁的内力可按连续梁分析

19、，边跨跨中弯矩以及第一内支座的弯矩值宜乘于1.2的系数，把上部柱荷载变换为支座，根据构造力学求解器算出梁的内力。梁板式筏基的底板和根底梁配筋除满足要求计算要求外，纵横方向的底部钢筋尚应有贯穿全跨，且其配筋率不应小于0.15%，顶部钢筋按计算配筋全部贯穿。1跨内局部单向板配筋计算取横向1米即，混凝土保护层厚度为，截面有效高度为：，由(GB50010-2002)得：混凝土HRB235级钢筋：，混凝土构件的平安等级定为二级，故所以，所选钢筋面积按照最小配筋率计算：选，实际钢筋面积为。以上计算的是单向板跨中支座的配筋，根据规X要求要有的钢筋贯穿全板。由以前计算结果知：单向板跨中最大弯矩为小于跨中最大支

20、座弯矩。因此配筋同上，但是这里所算是跨中配筋，所以要全部拉通，同样选，实际钢筋面积为。2悬臂局部 配筋计算：用跨中最大弯矩配板的上部钢筋，支座最大弯矩配板的下部钢筋，悬臂局部计算配下部筋，上部只需构造配筋。C30混凝土，；钢筋采用HPB235，取横向1米即，混凝土保护层厚度为，截面有效高度为：，3横向外伸悬臂板上悬臂局部：故所以，所选钢筋面积按照最小配筋率计算：选，实际钢筋面积为。6.3根底梁的配筋本设计中主、次基梁尺寸分别为600mm1500mm、600mm1500mm，基梁应满足以下构造要求： .GB50010-2002中10.2.16规定梁高大于450mm时，在梁两侧沿高度应设置纵向构造

21、钢筋，每侧构造钢筋面积不小于梁截面面积的0.1%，且其间距不大于200mm。此处，梁腹板高度按规定取根底梁的有效高度-筏板厚=1465-600=865mm。每侧需配钢筋面，选用 316，实际配筋面积。. GB50010-2002中10.2.1中规定，基梁上部钢筋间距不应小于35mm和1.5倍钢筋最大直径；基梁下部钢筋间距不应小于25mm和钢筋最大直径。.GB50010-2002中10.2.10规定梁高大于800mm时，箍筋间距不应大于300mm；梁宽大于350mm小于800mm时宜选用四肢箍，且箍筋直径不宜小于8 mm。. GB50010-2002中9.5.1中规定梁受拉钢筋配筋率不应小于且不

22、小于0.2%。.GB50007-2002中8.4.11规定配筋时，边跨跨中及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数；顶部钢筋按计算钢筋全部连通。根底梁纵横方向的底部钢筋尚应有贯穿全跨，顶部钢筋按计算配筋全部贯穿，且其配筋率不应小于0.15%。根底梁采用C30混凝土：，受力钢筋采用HRB400 钢筋：最小配筋率混凝土构件的平安等级定为二级， ，混凝土保护层厚度为。梁进展配筋计算简图见下表：次梁：JCL-4截面有效高度： 单排布筋时 将边跨跨中弯矩及第一内支座弯矩乘以1.2，得到设计弯矩值，见表格7.1。表1JCL-4跨中弯矩和支座弯矩截面支座234567M(kNm)-1511-1146-871-8

23、71-1146-1511弯矩设计值(kNm)-1814-1376-1046-1046-1376-1814截面跨中1-22-33-44-55-66-77-8M(kNm)1429373773877733731429弯矩设计值(kNm)17154489281059284481715为满足顶部钢筋按计算配筋全部贯穿的要求，跨中配筋取跨中最大弯矩设计值进展计算配筋；支座配筋都选用一样的钢筋。配筋计算过程见表7.2。表2JCL-4配筋计算截面跨中支座234567弯矩设计(kNm)17151814137610461046137618140.0930.0990.0750.0570.0570.0750.0990

24、.0980.1040.0780.0590.0590.0780.1043422363227242060206027243632选配钢筋725825625525525625825实际钢筋面积3436392729452454245429453927配筋率0.38%0.44%0.33%0.27%0.27%0.33%0.44%计算结果说明，均小于0.35，符合塑性内力重分布的设计原那么；同时 ，故符合要求。JCL-6将边跨跨中弯矩及第一内支座弯矩乘以1.2，得到设计弯矩值，见表格7.3。表3 JCL-6跨中弯矩和支座弯矩截面支座234567M(kNm)-1798-1346-1050-1050-1346-

25、1798弯矩设计值(kNm)-2158-1615-1260-1260-1615-2158截面跨中1-22-33-44-55-66-77-8M(kNm)17884199241099244191788弯矩设计值(kNm)2146503110913111095032146为满足顶部钢筋按计算配筋全部贯穿的要求，跨中配筋取跨中最大弯矩设计值进展计算配筋；支座配筋都选用一样的钢筋。配筋计算过程见表7.4。表4 JCL-6配筋计算截面跨中支座234567弯矩设计(kNm)21462158161512601260161521580.11650.11720.0880.0680.0680.0880.11720.

26、1240.1250.0920.070.070.0920.1254330436432122444244432124364选配钢筋mm2925925725525525725925实际钢筋面积4418441834362454245434364418配筋率0.49%0.49%0.38%0.27%0.27%0.38%0.49%计算结果说明，均小于0.35，符合塑性内力重分布的设计原那么；同时 ，故符合要求。主梁：截面有效高度： 双排布筋时 计算配筋面积时，采用弯矩设计值，即分别对横梁与纵梁进展配筋计算，计算时边跨跨中弯矩及第一内支座弯矩乘以1.2。1.JZL-1配筋计算将边跨跨中弯矩及第一内支座弯矩乘以

27、1.2，得到设计弯矩值，见表格7.5。表5 JZL-1跨中弯矩和支座弯矩截面支座跨中BCA-BB-CC-JM(kNm)-1712-1823229217852317弯矩设计值(kNm)-2054-2188275021422780为满足顶部钢筋按计算配筋全部贯穿的要求，跨中配筋取跨中最大弯矩设计值进展计算配筋；支座配筋都选用一样的钢筋。配筋计算过程见表7.6。表6 JZL-1跨中弯矩和支座弯矩截面跨中支座BC弯矩设计(kNm)2780205421880.1560.1150.1230.1710.1230.1325868.7.4221.44530.0选配钢筋625+822625+422625+522实

28、际钢筋面积598644664846配筋率0.67%0.50%0.54%计算结果说明，均小于0.35，符合塑性内力重分布的设计原那么；同时 ，故符合要求。2.JZL-2配筋计算将边跨跨中弯矩及第一内支座弯矩乘以1.2，得到设计弯矩值，见表格7.7。表7JZL-2跨中弯矩和支座弯矩截面支座跨中BCA-BB-CC-JM(kNm)-2845-2920379929323821弯矩设计值(kN*m)-3414-3504455935184585为满足顶部钢筋按计算配筋全部贯穿的要求，跨中配筋取跨中最大弯矩设计值进展计算配筋；支座配筋都选用一样的钢筋。配筋计算过程见表7.8。表8 JZL-2跨中弯矩和支座弯矩

29、截面跨中支座BC弯矩设计值(kNm)4585341435040.2580.1920.1970.3040.2150.2221043373797619选配钢筋mm2172812281328实际钢筋面积1046873898005配筋率1.16%0.82%0.89%计算结果说明，均小于0.35，符合塑性内力重分布的设计原那么；同时 ，故符合要求。6.4箍筋的计算基梁采用C30混凝土，；箍筋采用HPB235，最小配箍率根据?混泥土构造设计规X?GB 50010-2002 ，按构造要求，当梁宽b400mm,且一层内的纵向受压钢筋多于3根时，应设置复合箍筋，对截面高度h800mm的梁，其箍筋直径不宜小于8m

30、m；梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时，箍筋直径尚不应小于纵向受压钢筋最大直径的0.25倍。取各段梁的最大剪力计算箍筋次梁箍筋配筋计算：1.JCL-4箍筋计算：梁JL4的最大剪力为：故截面尺寸满足抗剪要求。应由计算确定腹筋用量。选用四肢箍n=410箍筋，,那么箍筋间距，按构造配筋，最终箍筋选 410250 ，满足最小配箍率。2. JCL-6箍筋计算梁JL2的最大剪力为：故截面尺寸满足抗剪要求。应由计算确定腹筋用量。选用四肢箍n=410箍筋，,那么箍筋间距，按构造配筋，最终箍筋选 410250 ，满足最小配箍率。主梁箍筋配筋计算：1.JZL-1箍筋计算梁JL1的最大剪力为：故截面尺寸满足抗剪要求。

31、应由计算确定腹筋用量。选用四肢箍n=410箍筋，,那么箍筋间距，取s=150mm配筋率：，满足最小配箍率。最终箍筋选 410150 2.JZL-2箍筋计算梁JL2的最大剪力为：故截面尺寸满足抗剪要求。应由计算确定腹筋用量。选用四肢箍n=412箍筋，,那么箍筋间距，取s=70mm配箍率：，满足最小配箍率。最终箍筋选 41270 。注：以上计算都是很保守的，次梁和主梁都是以跨中支座的最大剪力计算，结果偏于平安，可在边跨剪力较小处适当的增加箍筋间距。7倒梁法与PKPM软件计算结果比拟通过PKPM中JCCAD模块中建模，导入上部荷载，生成弯矩图图7.17、剪力图图7.18，分别取一主、次梁计算结果进展

32、比拟。主梁：图7.15 主梁JZL-2PKPM弯矩图表7.9主梁JZL-2弯矩 kNm计算方法截面支座跨中BCA-BB-CC-J倒梁法M(kNm)-2845-2920379929323821PKPMM(kNm)-3173-3189390830203915次梁：图7.16 次梁JCL-6PKPM弯矩图表7.10次梁JCL-6跨中弯矩和支座弯矩 kNm计算方法截面支座234567倒梁法M(kNm)-1798-1346-1050-1050-1346-1798PKPMM(kNm)-1660-1388-934-925-1369-1685计算方法截面跨中1-22-33-44-55-66-77-8倒梁法M(

33、kNm)17884199241099244191788PKPMM(kNm)12085128701338705121207结论：倒梁法把基梁看作是倒置的多跨连续梁。PKPM是根据软件参数设置，运行的数据结果。通过比拟可知，二种方法计算得出的弯矩值有一定差异，10%左右，尤其是边跨跨中处差异较大，25%左右。考虑到经济性，PKPM算出的根底板、梁配筋较为合理经济，故图纸决定用PKPM算出的结果进展配筋。考虑到构造传力的方式为：，假设考虑梁与板的搭接，那么板上面筋位于梁下面钢筋之上，减弱了构造的传力，因此在此不考虑梁板搭接，但施工时梁，板要一起浇筑成整体。图17 PKPM地基梁弯矩总图图18 PKPM地基梁剪力总图. .word.