基础工程箱型基础课程设计

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1、基础工程箱型基础课程设计一、概述。1二、构造要求。2三、荷载计算。2四、地基承载力验算。3五、基础沉降计算。3六、基础横向倾斜计算4七、基底反力计算4八、箱基内力计算。5九、底板配筋计算。7十、底板强度计算8、概述。（一）构造：箱基是由于顶板、底板、外墙和内墙造成的。详见图示。一般有钢筋混泥土建造，空 间部分可设计成地下室；作地下商城，停车场等，是多层和高层建筑中广泛采用的一种基础 形式。（二）箱基具有的特点：1. 具有很大的刚度和整体性，可以有效的调整基础的不均匀沉降；2. 抗震性能好；3. 有较好的补偿性：a）箱型基础埋深较大，使得基底自重应力与基底接触压力相近，减少了基底附加压应力；b）

2、整体性能好使得基础不会产生较大的沉降；c）承载力也能满足要求，从而有效的发挥了箱基的补偿作用。（三）设计包括以下内容：1. 确定箱基的埋置深度：应根据上部荷载大小，地基土情况合理确定箱基的埋置深度；2. 进行箱基的平面布置及构造要求；3. 根据箱基的平面尺寸验算地基承载力；4. 箱基沉降和整体倾斜验算；5. 箱基内力分析及结构设计。（四） 箱基的设计原则：1. 对于天然地基上的箱型基础，箱基设计包括地基承载力验算、地基变形计算、整体倾斜验 算等，验算方法与筏形基础相同；2. 包括以下四点：a）由于箱型基础埋置深度较大，通常置于地下水位以下，此时计算基底平均附加压力是 应扣除水浮力。b）当箱基埋

3、置于地下水位以下时，要重视施工阶段中的抗浮稳定性。c）箱基施工中一般采用井点降水法，是地下水位维持在基底以下以利于施工。d）在箱基封完底让地下水位回升前，上部结构应有足够的重量，保证抗浮稳定系数不小 于1.2,否则应另有拟抗浮措施。1.2是保证了一定的安全储备，特别是偏心荷载下提高了 20%， 所以至少为1.2.。e）底板及外墙要采取可靠地防渗措施。3. 在强震、强台风地区，当建筑物比较软弱；建筑物高耸，偏心较大，埋深较浅时，有必要 作水平抗滑稳定性和整体倾覆稳定性验算，其验算方法参考国家有关规定进行。二、构造要求。（一）箱型基础的平面尺寸应根据地基强度、上部结构的布局和荷载分不等条件确定。（

4、二）箱型基础的高度（地板地面到顶面的外包尺寸）应满足结构强度、结构刚度和使用要求， 一般取建筑物高度1/81/12，也不宜小于箱型基础长度的1/8.。（三）箱型基础的顶、底板厚度应按跨度、荷载、反力大小确定，并应进行斜截面抗剪强度和冲 切验算，顶板厚度不宜小于200mm，底板厚度不宜小于300mm.。（四）箱型基础的墙体要有足够的密度，要求平均每平方米接触面积上墙体长度不得小于400mm 或墙体水平截面面积不得小于基础面积的1/10，其中纵墙配筋不得小于墙体配置量。三、荷载计算。KN/M纵向：P=(8750x9+9500x2+9800x2+6200x2)kN=129750kN z M =(95

5、00-8750)x12+(9800-8750)x16+(9800-8750)x20+(9500-8750)x24 kN/mq=(35+12.5)x15 kN/m=712.5 kN/m(箱基底板、内外墙等重35kN/m2，底板重12.5kN/m2)KN/M2横向：取一个开间计算。P=8750kN/mM=8750x0.10kN. m=875kN. mQ=(35+12.5)x4kN/m=190kN/m四、地基承载力验算。（一）地基承载力设计值:f =f k+ n r(-0.5) = 140+0+1.1x18(5.5-0.5)kN/m2=239kN/m21.2f =1.2x239kN/m2=287kN

6、/m2 a（二）基底平均反力:1.纵向：p 129750 + 2x500 +(35+12.5)kN/m2=200.4kN/m2f 57x15aPmac = (200.4 土 64800x6 )kN/m2=(200.4 8)kN/m2=208.4/187.5kN/m2 min15 x5720Pmax2. 横向：Pmac 二min(200.4 土 64800*6 )kN/m2=(200.48)kN/m2=208.4/187.5kN/m2 15x5720Pmax五、基础沉降计算。基础沉降计算（不考虑回弹影响），按规范沉降计算公式:s =w, / 普（z.-，产 i=1 si式中沉降计算经验系数，取w

7、 0.7。按标准荷载估算得基底平均反力p=175kN/m2,则基底附加压力p0 = p-y d = (175 -18 x 505) kN/m2地基沉降计算深度Z = b(2.5 - 0.4ln b) = 15(2.5 - 0.4ln15) = 21.25mn取 Zn=22m基础沉降计算见表2.31。基础最终沉降量V ks = 0.7x0.121m = 0.0847m六、基础横向倾斜计算计算简图如图2.81所示，计算kN/m、kN/m2两点的沉降差，然后技术基础的横向倾斜。由标准荷载估算的基地的附加压力分布如图2.81所示，kN/m、kN/m2两点的沉降差分别按均布压力和三角形分布应力叠加而得，

8、建设过程从略，由kN/m、kN/m2两点的沉降差为：As = 0.7 x0.0314m = 0.022m故横向倾斜0.02215=0.00147而允许横向倾斜为15 =0.00378 100H 100x39.6B100 H满足要求。七、基底反力计算根据实测基底反力系数法，将箱基底面划分为40个区格（横向5个区格，纵向8个区格），L/KN/M2=57/15=3.8,近试取L/KN/M2=4，查表2.2可得区格的反力系数，为简化进试，认为个横 向区格反力系数相等，故取其平均值，纵向各区格的平均反力系数为：英=1.1464ia = 0.97202a = 0.94583气=0.9360其余4区格反力系

9、数与以上反力系数对称。由于轴心荷载引起的基底反力P = pa ii故各区段的基底反力为P = 200.4xl.1464x15kN / m = 3446kN / miP = 200.4X0.9720x15kN / m = 2922kN / mP = 200.4x0.9458x15kN / m = 2843kN / m1P = 200.4x0.9360x15kN / m = 2814kN / m1其余4区格反力系数与以上基底反力对称，如图2.82(kN/m)所示。纵向弯矩引起基础边缘的最大反力为：. MB 64800x15x6Ap=kN / m = 119.7 kN / mmax W 15x572

10、为简化计算，纵向弯矩引起的反力按直线分布，如图2.82(kN/m2)所示，取每一区段的平均值与轴心荷载作用下的基底反力叠加，得各区段的基底总反力Pi，如图2.82(=)所示。基底净反力扣除箱基自重，即：P = p - q式中q为箱基自重，q=47.5x15kN/m=712.5kN/m，最后得各区段的净反力，如图2.82()所示。八、箱基内力计算。本例上部结构为框架体系，箱基内力应同时考虑整体弯曲和局部弯曲反力，分别计算如下：整体弯曲计算3. 整体弯曲产生的弯曲M计算简图如图2.83，在上部结构和基底反力作用下，由静力平衡条件得跨中最大弯矩：M=2838x7.5x24.75+2285x7x17.

11、5+2178x7x10.5+2117x7x3.5-500x28.31-6200x28-9500x24-9800x16-9800x20-9500x12-8750x8-8750x4=3.1x10未N. m4. 计算箱基刚度EgIg箱基横向截面按工字型计算，如图2.84所示。求中性轴的位置：Y(14x0.35+3.15x1+15x0.5)=14x0.35(4- 035 )+1x3.15(3.15/2+0.5)+0.5x15x 05 22得 y=1.75mL x14x 0.353 +14x 0.35x (4 -1.75 -竺)2 + L xlx 3.153 + 3.15x1M(H5 + 0.5)-1.

12、752122122虹 + 1 x15x0.53 + 15x0.5x(1.75 - 05)2 = 41m4122E I =41E5.计算上部结构总折算刚度梁惯性矩I = x x0.25 x 0.453 m 4 = 0.001898m 4 bi12梁的线刚度:0.001898K =m3 = 0.000476m 3bi4柱的线刚度:0.5 x 0.53K , = K . = -23 2 m3 = 0.001627m3开间m=14，横向4根框架，现现浇楼面梁刚度增大系数1.2,总折算刚度为:E I =U E I (1 + K + K_m2) + E IB B 1 b bi 2 K + K + Kw w

13、=4 x 12 x 1.2 x Eb x 0.001898(1 +0.001627 + 0.001627 x 142) = 16.7 E 2 x 0.0004746 + 0.001627 + 0.001627b6.计算箱基承担的整体弯矩Mg41EgM = M e g gE = 3.1 x 。4_1-_ = 22000KN - mg g b bgbEL以上计算中E = Eb（三）局部弯曲计算以纵向跨中底板为例。基底净反力应扣除底板自重，即:129750P = + 35 = 186.8KN / m 2j 15 x 57取基底平均反力系数-1_a = 2 (0.895 +1.003) = 0.949

14、故实际基底净反力为：P = 0.949 x 186.8协 /m2 = 177.2 N /m2支承条件为外墙简支、内墙固定，故按三边固定一边简支板计算内力，计算简图如图2.85所示。跨中弯矩:M = 0.840.036x177.2x42 kN - m = 81.7kN - mM = 0.840.0082x177.2x42 KkN - m = 18.6kN - m y支座弯矩：M0 = 0.8x(-0.0787)x177.2x42 kN - m = 178.5kN - m xM0 = 0.8x(-0.057)x177.2x42 kN - m = -129.3kN - m y以上计算中0.8为局部弯

15、曲内力计算折减系数。九、底板配筋计算。按整体弯矩计算的配筋：A =gmm 2 / m = 1470mm 2 / ms 0.9 x 310 x 3575 x 15取A与按局部弯曲计算的支座弯矩所需的钢筋叠加，配置底板纵向通常钢筋。按局部弯曲计算的配筋：取底板的有效高度h =460mm 0跨中：A =- = 81.106 mm = 637mm sx 0.9 f h00.9 x 310 x 460A = M y = mm = 145m m2sy 0.9 f h0.9 x 310 x 460支座yA0sxA0syM 0178.5 x 106x =mm = 1391m m2 0.9 f h00.9 x

16、310 x 460M0129.3 x 106y =mm = 1007m m 0.9 f h00.9 x 310 x 460跨中所需钢筋面积配置地板上层钢筋，支座所需钢筋的面积配置地板下层钢筋，故上层纵横向钢F = 2510.6kN 0.7p f u h 满足要求。1hp t m 0顶板和墙体计算从略。抗剪强度验算（图2.86）：shs t n 200筋坞按7构造胃求e2h2Q。，下层纵向钢筋取20140,下层横向钢筋取16200。十、Vs =底板强度计算/ m2 = 6f = 10 N / m 2h = 465mmn2计算图形见i图=.70瘴式(取峪面验算，)即：0EPLf 了虹)A = 0.7 x 1X 1.1 X 0.5 X (5.8 x 2 x 0.5) = 1848kNV = 889.2kN 0：7p f (l - 2h )h 满足要求shp t n 20 0墙体和洞口计算从略。