柱下独立基础课程设计例题

11柱下独立基础课程设计1.1设计资料1.1.1地形拟建建筑地形平整1.1.2工程地质条件自上而下土层依次如下：①号土层：杂填土，层厚0.5m含部分建筑垃圾。②号土层：粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值akf130KPa。③号土层：黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值180akfKPa。④号土层：细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值k240Kpaaf。⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值300akfKPa。1.1.3岩土设计参数表1.1地基岩土物理学参数土层编号土的名称重度3mKN孔隙比e液性指数Il粘聚力cKPa内摩擦角0()压缩模量sEpaM标准贯入锤击数N承载力特征值akf()KPa①杂填土18--------------②粉质粘土200.650.8434137.56130③黏土19.40.580.7825238.211180④细砂210.62----3011.616240⑤强风化砂质泥岩22--------182230021.1.4水文地质条件1)拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。2)地下水位深度：位于地表下1.5m。1.1.5上部结构材料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mm500mm。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置图如图1.1所示：1.1.6材料混凝土强度等级为2530CC，钢筋采用235HPB、HPB335级。1.1.7本人设计资料本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用⑦题号B轴柱底荷载.①柱底荷载效应标准组合值:kKKF1970KNM242KN.m,V95KN，。②柱底荷载效应基本组合值:kKKF2562KNM315KN.m,V124KN，.持力层选用④号土层，承载力特征值kF240KPa，框架柱截面尺寸为500mm500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。31.2独立基础设计1.2.1选择基础材料基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m。1.2.2选择基础埋置深度根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。你、拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位于地表下1.5m。取基础底面高时最好取至持力层下0.5m，本设计取④号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得基础剖面示意图，如图1.2所示。基础剖面示意图1.2.3求地基承载力特征值af根据细砂e=0.62.，lI=0.78，查表得b=2.0，d=3.0。基底以上土的加权平均重度为：3180.5201(2010)0.2(19.410)1.5(2110)0.513.683.7mKNm持力层承载力特征值af（先不考虑对基础宽度修正值）为(0.5)2403.013.68(3.70.5)371.328aakdmffdKPa4上式d按室外地面算起。1.2.4初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：K1970,242.,95KNKKFKNMKNmV。计算基础和回填土重KG时的基础埋置深度为1d=3.74.15m2（）=3.925基础底面积为2K0F1970A6.24371.332.2101.67520aGmfd由于偏心不大，基础底面积按0200增大，即201.21.26.247.488AAm初步选定基础底面积22.882.67.488Albm，且b=2.6m3m不需要再对af进行修正。1.2.5验算持力层地基承载力基础和回填土重为KGdA=2.210+1.67520KNG（）7.488=415.58偏心距KKKKM242Le0.1010.48FG1970415.586KminP0，满足要求。基底最大压力：KKFG61970415.5860.101Pmax=1)(1)385.621.2(445.593)A10.082.88KaeKpafKPaL（1.2.6计算基底反力取柱底荷载效应基本组合设计值：2562,315.,124FKNMKNmVKN。静偏心距为53151240.8e0.162562noMmN基础边缘处的最大和最小净反力为maxmin16256260.16()(1)456.2(228.12.882.62.88nnoneFpKpaKpalbl）1.2.7基础高度柱边基础截面抗冲切验算（见图1.3）（a）（b）冲切验算简图（a）柱下冲切（b）变阶处冲切L=3.6m,b=2.6m,0.5,0.5tccabmam。初步选定基础高度h=1000mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。0h10004010950mm（）（有垫层），则取bt0aa20.520.952.42.6hm取ba=2.4m。因此，可得5002400145022tbmaaamm因偏心受压，max456.2anppKp取，所以冲切为2max00F()()2222cclablbphbh22.880.52.60.5456.2(0.95)2.6(0.95)284.212222KN6抗冲切力为3hp00.70.71.01.27101.450.951224.60284.2tmfahKNKN因此满足要求。1.2.8变阶处抗冲剪验算由于有11011.5,1.9,50050450tabmamh所以0121.520.452.42.6btaahmm2.4m.ba取因此，可得m1.52.2a1.9522tbaam冲切力为2max00F()()2222cclablbphbh22.881.92.61.5456.2(0.45)2.6(0.45)42.882222KN抗冲切力为3hp00.70.71.01.27101.950.45780.1042.88tmfahKNKN因此满足要求。1.2.9配筋计算1)基础长边方向。对于Ⅰ-Ⅰ截面，柱边净反力为1minmaxmin)(2cnnnlappppl2.880.5228.1(456.2228.1)321.0522.88Kpa悬臂部分净反力平均值为max111()(456.2321.05)388.63Kpa22npp弯矩为2max111()()(2)242nnccppMlabb721388.63(2.880.5)(22.60.5)522.82.24KNm62110522.82102911.840.90.9210950syMAmmfh对于Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处），有13minmaxmin()2nnnlappppl2.881.9228.1(456.2228.1)359.55K22.88pa2max33111()()(2)242nnPPMlabb21456.2359.552.881.922.61.5109.36KN.m242（）（）=623101109.36101285.830.90.9210450syMAmmfh比较3sA和1sA，应取1sA配筋，实际配18@200，则钢筋根数为2600n1142022254.51435632911.84sAmmmm2)基础短边方向。因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取maxmin11()456.2228.1342.15KPa22nnnPPP（）与长边方向的配筋计算方法相同，对于Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）的计算配筋值221458.24sAmm，Ⅳ-Ⅳ截面（变阶处）的计算配筋值221058.24sAmm。因此按2sA在短边方向配筋，实际配12@140.钢筋根数为288011718n22113.1171922.71458.24sAmmmm1.2.10基础配筋大样图基础配筋大样图如图A3图纸01所示。