2019柱下独立基础、双柱联合基础设计

基础工程课程设计学院：土木工程学院班级：姓名：学号：设计资料（一）工程概况某五层办公楼，全框架结构。底层柱网平面如图所示，柱截面尺寸均为500mm×500mm，室内外高差为0.45m。（二）设计资料1．气象条件（1）温度：常年夏季平均气温16.3℃，冬季平均气温-8.6℃，夏季最高气温30℃，冬季最低气温-26.6℃。（2）主导风向：全年为西北风，夏季为东南风，基本风压W0=0.35kN/m2；（3）雨雪条件：基本雪压0.25kN/m2。2．工程地质条件（1）自地面而下①素填土：厚1m，3/18mkN；②粉质粘土：厚9m，3/8.18mkN，828.0e，52.0lI，MPaEa5.7，kPac15，20，akakpf280；③碎石土：很厚，中密。（2）地下水：建设场地内地表以下无地下水；（3）西宁地区标准冻深－1.16m，最大冻深－1.34m，土的冻胀类别属不冻胀。3、荷载（1）外柱：A、D轴，基础承受上部荷载MkNMk2201，kNVkNFkk48178011，。（2）内柱：B、C轴，基础承受荷载kNFk15602。《基础工程》课程设计计算书一、选择基础的材料、类型和平面布置基础的材料：HRB400级钢筋、C30混凝土基础的类型：柱下钢筋混凝土独立基础、内柱下双柱联合基础平面布置：如底层柱网平面布置图二、确定基础的埋置深度1、地下水：建设场地内地表以下无地下水；2、西宁地区标准冻深－1.16m，最大冻深－1.34m，土的冻胀类别属不冻胀；（查《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）可知：ψzs=1.00,ψzw=1.00,ψze=0.90）3、综上情况可得基础的最小埋深为：dZ=0Zψzsψzwψze=1.16×1.0×1.0×0.9=1.044mmind=dZ-maxh=1.044-0=1.044m取基础的埋置深度为2m1.044m，所以基底标高为-2.450m。三、确定地基承载力特征值根据地质资料，查表得6.13.0db基底以上土的加权平均重度3/4.18218.18118mKNrm持力层承载力特征值af（先不考虑对基础宽度的修正）)5.0225.2(4.186.1280)5.0(dffmdakaa330KP四、柱下钢筋混凝土独立基础设计1、确定基础底面尺寸外柱：A、D柱，基础承受上部荷载kNVkNFkk48178011，，m2201kNMk（1）初步确定基础底面尺寸考虑荷载偏心，将基底面积初步增大20%，得：215.7225.22016.32417802.12.1mdfFAGak取基底长短边之比n=l/b=1.5，于是mnA2.25.1/5.7/b，l=nb=1.52.2=3.3m，取b=2.2m、l=3.6m，A=2.22m92.76.3因为b=2.2m3m，故无需作宽度修正。（2）验算荷载偏心距e基底处的总竖向力：KNGFKK2132225.26.32.220178011基底处的总力矩：mKNMK4.2588.048220偏心距：mGFMeKKK12.021324.25811ml6.06（可以）（3）验算基底最大压力maxkPkpafkpaleblGFPaKKk3962.13236.312.0616.32.221326111max（可以）所以柱下钢筋混凝土独立基础的基底尺寸为2.2m3.3m2、柱下独立基础结构设计采用C30混凝土，HRB400级钢筋，查表得，22/360mm/43.1mmNfNfyt，。垫层采用C10混凝土，厚度为100mm，每边伸出基础50mm。（1）计算基底净反力设计值kpablFPkj3036.32.2178035.135.11净偏心距：mFMekk145.017804.25810基底最大和最小净反力设计值：kpakpaleblFPPkjj3.2307.375)6.3145.061(303)61(35.101minmax（2）基础高度①柱边截面取h=800mm，mm755h0,则mbmhbc2.201.2755.025.020，因偏心受压，用公式002007.02222hhbfhbbbhalPcthpccj来计算，计算时jP取maxjP，hp取1.0（基础高度不大于800mm）。该式左边：KNhbbbhalPccj7.653755.025.022.22.2755.025.026.37.37522222200max该式右边：KNKNhhbfcthp7.653948755.0755.05.014300.17.07.000（可以）基础分两级：下阶mmhmmh355400011，取mbml1.18.111②变阶处截面mbmhb2.281.1355.021.12011冲切力：KNhbbbhllPj2.436355.021.122.22.2355.028.126.37.375222222011011max抗冲切力：KNKNhhbfthp2.436517355.0355.0114300.17.07.001011符合要求。（3）配筋计算计算基础长边方向的弯矩设计值，取-截面：kpaPPlalPPjjcjj1.3133.2307.3756.325.06.33.2302minmaxminmKNalbPPbbPPMcjjcjj3.7035.06.32.21.3137.3755.02.221.3137.375481248122maxmax26028757553609.0103.7039.0mmhfMAysIII-III截面：kpaPjIII4.3393.2307.3756.328.16.33.230mKNllbPPbbPPMjIIIjjIIIjIII2718.16.32.24.3397.3751.1224.3397.3754812481221max1max260123563553609.0102719.0mmhfMAyIIIsIII比较sIA和sIIIA,应按sIA配筋，现于2.2m宽度范围内配12180@18，sA=30542mm28752mm。%24.035536003054%15.0，满足最小配筋率。计算基础短边方向的弯矩。II-II截面。前面算得kpaPj303：mKNalbbpMccjII281)5.06.32()5.02.2(303241)2()(241222601177)18755(3609.0102819.0mmhfMAyIIsIIIV-IV截面：mKNllbbpMjIV5.137)8.16.32()1.12.2(303241)2()(241212126011259)18355(3609.0105.1379.0mmhfMAyIVsIV按构造要求配筋，现于3.6m宽度范围内配1721334200@10mmAs，sA12592mm，%17.035522001334%15.0，满足最小配筋率。基础配筋如下图：五、内柱下双柱联合基础设计基础材料：C30混凝土、HRB400级钢筋，查表可得22/360,/43.1mmNfmmNfyt。作用在基础上的荷载：mmlKNFFKNFKK2400312021560122，，1、对左柱的中心取矩，由0M，得：mFlFxk2.131204.21560120则mmll6.1~8.04.2)32~31()32~31(10，取ml10基础长度：mlxl4.4)12.1(2)(2002、确定基础底面宽度mdflFFbGaKK48.2)225.220330(4.42156022，取b=2.8m基础回填土重：kNdAGGk2.5488.24.4225.220基底压力：aaakkpfkpAGFp3307.2978.24.424.5483120满足。所以基底尺寸为：mmbl8.24.43、计算基础内力净反力设计值：mKNbpkpablFFPjkkj6.9573424.48.235.12156035.122）（mKNlbpMMjCB8.47816.9572121220mKNFxxlbpMkjA8.2092.1156035.12.26.9572135.121220200KNlbpVjB6.95716.9570左KNlbpFVjkB4.1148)16.957156035.1()35.1(02右同理：KNVC6.957左，KNVC4.1148右。由以上计算画出V、M图如下：4、基础高度计算hmml4006240061，取mmhmmh4555000，（1）受冲切承载力计算柱1和柱2受荷载作用相同，取柱1进行验算：KNFl8.755455.025.06.95735.11560mUm82.34)455.05.0(KNFKNhUflmthp8.7558.1739455.082.314300.17.07.00，满足。（2）受剪承载力验算取柱1冲切破坏锥体底面边缘处截面I-I进行验算，该截面的剪力设计值为：KNV3.473455.025.06.9574.1148KNKNbhfth3.4732.1275455.08.214300.17.07.00，满足。5、配筋计算（1）纵向配筋（采用HRB400级钢筋）a、基础顶面配筋柱间最大负弯矩mKNM8.209max，所需钢筋面积为：2614234553609.0108.209mmAs现于2.8m宽度内配置20130@12，实际配筋sA22622mm14232mm%17.045528002262%15.0,满足最小配筋率。b、基底底面配筋最大正弯矩mKNM8.478max，所以2632484553609.0108.478mmAs现于2.8m宽度内配置18140@16，实际配筋sA36202mm32482mm%28.045528003620%15.0,满足最小配筋率。（2）柱1和柱2条件相同，取柱1计算等效梁宽：mhabcl18.1455.05.15.05.10等效梁底面积：20304.318.18.25.1mhabAcl基底净压力：kpahabFpckn4.637455.05.15.08.2156035.15.135.102柱截面弯矩为：mKNhabbpMccn/432455.05.15.025.0-.824.637215.12210横向钢筋面积26029304553609.0104329.0mmhfMAys每米宽配筋面积29.6654.42930mmlAAss配满足＞ssAmmA2754150@12钢筋根数2911501004