柱下独立基础课程设计

柱下独立基础课程设计∞2(,)(0,0)33limxyxyxy班级：建工1班姓名:学号:指导教师:目录一、设计资料二、独立基础设计1、选择基础材料2、选择基础埋置深度3、求地基承载力特征值4、初步选择基底尺寸5、验算持力层的地基承载力6、计算基底净反力7、基础高度（采用阶梯形基础）8、变阶处抗冲切验算9、配筋计算10、确定A、C两轴柱子基础底面尺寸11、基础沉降一、本组设计资料：6#题B轴柱底荷载柱底荷载效应标准组合值FK=1883KNMK=218KN.MVK=90KN柱底荷载效应基本组合值F=2448KNM=284KN.MV=117KN持力层为③土层承载力特征值fak=180kg地下水位深度位于地表下1.5m框架柱截面尺寸500mm*500mm室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm二．基础设计：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0.8m2.选择基础埋置深度根据任务书要求和工程地质资料①号土层：杂填土，层厚约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fak=130kPa。③号土层：粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值fak=180kPa。④号土层：全风化砂质泥岩，层厚2.7m，中密，承载力特征值fak=240kPa。地下水对混凝土无侵蚀性，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③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+0.5=2.2m,基础剖向示意图如下：3.求地基承载力特征值fa根据③土层为粘土层e=0.58IL=0.78得b=0.3d=1.6基地以上土的加权平均重度：3/23.162.25.0)104.19(2.0)1020(1205.018mKNrm持力层承载力特征值fa为（未考虑宽度修正）KPadrffmdaka15.224)5.02.2(23.166.1180)5.0(（上式d按室外地面算起）4.初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值FK=1883KN，MK=218KN·m，VK=90KN计算基础和回填土重kG时的基础埋深：md425.2)65.22.2(21基础底面积为:0A23.1020725.1107.015.2241883mdfFGak考虑偏心荷载的影响，基础面积加大范围为（10%-40%）此处按20%增大面积A=1.2A0=1.2×10.3=12.36m2初步选定基础底面面积A=l×b=4.2×3=12.6m2,且b=3m不需要再对af进行修正。5.验算持力层地基承载力基础和回填土重为：KNdAGGk94.5126.12)20725.1107.0(偏心距为：mGFMekkkk121.094.51218838.090218ml7.062.46基地压力：kpaleAGFpkkkk228)2.4121.061(6.1294.5121883)61(min,kPafa98.2682.1安全所以，最后确定基础底面长4.2m，宽3m。6.计算基地净反力取柱底荷载效应基本组合值：F=2448KN，M=84KN·m，V=117KN。净偏心距为mNMen154.024488.01172840基础边缘处的最大和最小净反力为kPakPannnlelbFP43.2427.1530maxmin)2.4154.061(32.42448)61(7.基础高度（采用阶梯型基础）柱边基础截面抗冲切验算（见下图）（a）柱下冲切(b)变阶处冲切l=4.2m，b=3m，mambacct5.0,5.0。初步选定基础高度h=800mm，分两个台阶，每个台阶均为400mm。0h=800-（40+10）=750mm（有垫层），则mhaatb25.15.020b=3m取mab2.因此，可得mmaaabtm1250220005002因偏心受压，np取max,np=242.43kPa，所以冲切力为KNhbbbhalPFccnl710])75.025.023(3)75.025.022.4[(43.242])22()22[(2200max,抗冲切力为07.0hafmthp0.7×1×1.27×103×1.25×0.75=833.44KN710KN满足要求。8.变阶处抗冲切验算由于有mbat5.11，ma9.11，mmh3505040001mhaatb2.235.025.1201b=3m取mab2.2。maaabtm85.1225.12冲切力为KNhbbbhalPFnl95.513])35.025.123(3)35.029.122.4[(43.242])22()22[(220101max,抗冲切力为KNhafmthp6.57635.165.11027.117.07.030513.9KN满足要求。9.配筋计算选用HPB235级钢筋，2210mmNfy。（1）基础长边方向。对于Ⅰ-Ⅰ截面（柱边），柱边净反力为kPapplalppnncnIn45.203)7.15343.242(2.445.02.47.153)(2min,max,min,,悬臂部分净反力平均值为kPappInn94.222)45.20343.242(21)(21,max,弯矩为mKNbbalPPMccInnI24.791)5.032()5.02.4(2494.222)2())(2(24122,max,26074.55817502109.01024.7919.0mmhfMAyIsI对于截面Ⅲ-Ⅲ（变阶处），有kPapplalpnnn52.218)7.15343.242(2.429.12.47.153)(2pmin,max,1min,n,IIImKNbbalPPMIIInnIII96.354)5.132()9.12.4(22452.21843.242)2())(2(2412121,max,2601,53663502109.01096.3459.0mmhfMAyIIIIIIs比较sIA和sIIIA,应按sIA配筋，基础底板每1米配筋面积：2,,1861394.5581mmbAASS实际配φ18@130，实际每1米配筋为:2''1957mmAS（2）按基础短边方向。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kPapppnnn48.230)52.21843.242(21)(21min,max,对于II-II截面（柱边）mKNalbbpMccnII19.534)5.02.42()5.03(2448.230)2()(24222605.37687502109.01019.5349.0mmhfMAyIIsII对于ⅠV-ⅠV截面（变阶处）弯矩为mKNalbbpMnIV56.222)9.12.42()5.13(2448.230)2()(24212126014.33643502109.01056.2229.0mmhfMAyIVsIV比较sIIA和sIVA,应按sIIA配筋，基础底板每1米配筋面积：2,,2.125635.3768mmlAAsS实际配φ16@160，实际每1米配筋为:2''1257mmAS10、确定A、C轴柱子基础底面尺寸由柱下独立基础课程设计任务书得：6号题A、C两柱子基底荷载分别如下。A轴：FK=1282KN，MK=257KN·m，VK=86KN。C轴：FK=1496KN，MK=325KN·m，VK=83KN。由前面计算得持力层承载力特征值kPafa15.224，计算基础和回填土重kG时的基础埋深d=2.425m，A轴基础底面积为2072075.1107.015.2241282mdfFAGak基础底面积按20%增大，即204.872.12.1mAA初步选定基础地面面积为24.88.23mlbA，且b3m，不需要再对af进行修正。C轴基础底面面积为202.820725.1107.015.2241496mdfFAGak基础底面积按20%增大，即2084.92.82.12.1mAA初步选定基础地面面积为29.933.3mlbA，且b=3m，不需要再对af进行修正。11.基础沉降取准永久荷载组合值为1883KN,基础底面平均附加应力：kPadrppm8.150425.223.166.1294.51218830计算深度：mbbzn18.6)3ln4.05.2(3)ln4.05.2(因④层为及其下土层为风化泥岩，所以算至1.5m。③粘土层压缩模量,13575.08.150,2.80kPafkPapMPaEakS由此查表得s在0.655-0.91之间，根据当地经验取s=0.85.5.035.1,4.132.4bzbl，查表3.12得=0.924mmzEpsSs67.21924.05.12.88.15085.01101004004008002Ф8预留插筋同柱配筋图21C10混凝土垫层A-A-0.450±0.000-1.850-2.6501850设计说明：1、0.000相当于绝对标高建筑图。2、本工程持力层选3号土层，地基承载力特征值kPafak180。3、基坑开挖后需通知甲方及勘察单位验槽，符合要求后方可施工垫层。4、材料：混凝土C25，钢筋HPB235.5、保护层40mm。6、垫层做法：混凝土C10.厚100mm，出基础边100mm。7、未尽事宜，请按现行相关规范执行。主要参考文献：[1]《土力学与基础工程》（第2版），赵明华主编，武汉理工大学出版社，2003[2]《基础工程》（第2版），周景星主编，清华大学出版社，2007[3]《混凝土结构（上）》（第2版），吴培明主编，武汉理工大学出版社，2003[4]《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001），中国建筑工业出版社，2002[5]《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002），中国建筑工业出版社，2002[6]《混凝土结构设计规范》（GB5010-2002），中国建筑工业出版社，2002