基础工程课程设计：柱下独立基础设计

《基础工程课程设计：柱下独立基础设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

《基础工程》课程设计姓名：班级：学号：东莞理工学院2012年5月 1设计题目柱下独立基础设计2设计任务本课程设计的任务是完成单柱下的独立基础的设计与验算。通过本次设计使学生能够运用已学过的扩展基础设计理论和方法，理解基础设计的基本原理，掌握基础设计的步骤和方法。3设计资料（1）上部结构资料某教学实验楼，上部结构为六层钢筋混凝土框架体系，其框架、主梁、次梁均为现浇整体式，混凝土强度等级C30。（2）建筑场地资料地基与基础设计等级为乙级。拟建场地位于市区内，地势平坦。建筑场地位于非地震区，不考虑地震影响。建筑场地地下水为潜水，地下水位距地表2.5m。据已有资料分析，该场地地下水对混凝土无腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见附表1。（3）设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）混凝土结构设计规范（GB50010--2002）（4）设计荷载建筑室内地面标高为±0.00，室外地面标高为-0.30m，，柱底标高-0.8m。柱网图见图1柱截面尺寸：500mm×500mm柱底荷载标准组合值：A轴F₁=1706KNM₁=298KN/mV₁=100KNB轴F₁=1520KNM₁=242KN/mV₁=109KNC轴F₁=1315KNM₁=221KN/mV₁=102KN其中弯矩Mk和水平力Vk均为横向。 表1地基土物理力学性质指标土层序号土层名称层厚（m）（kN/m3）w（%）孔隙比（e）液性指数（IL）抗剪强度压缩模量Es1-2（MPa）地基承载力特征值fak（kPa）ck（/kPa）φk（°）①杂填土0.517.5②黄色粉质粘土0.818.427.80.810.883025.56.4160③褐色粉质粘土4.018.535.41.020.701622.511.8150④灰-绿色粉质粘土6.419.726.00.900.4636.826.58.6210⑤细砂>4.0210.623011.6240注：地下水位距地表2.5m。CBA72006400136001234566600660066006600660033000图1柱网平面图4独立基础设计 （1）选择基础材料基础采用C30混凝土，HPB300级钢筋，预估计基础高度1m（2）选择基础埋深取室外地面到基础底面为h=0.5+1=1.5m（3）求地基承载力特征值fa根据粘土e=1.02，IL=0.7，查表得ηb=0.3，ηd=1.6。基底以上土的加权平均中毒为==18.11KN/m持力层承载力特征值fa(先不考虑对基础宽度修正)为=上式d按室外地面算起。5.初步选择基底尺寸取A轴柱底荷载标准值：。计算基础和回填土重时速度基础埋置深度为d=1/2(1.5+1.8)=1.65m基础底面积为 由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即A=1.2A0=1.2×11.69=14.02m2初步选定基础底面面积A=lb=4.7×3=14.1m2，且b≤3m不需要再对进行修正。6.验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距为，满足要求。基底最大压力：所以，最后确定基础地面面积长4.7m，宽3m。7.地基变形验算（1）计算基础A的基底平均附加压力如下：基础及其上回填土的总重基底平均压力基地处的土中自重应力基底平均附加应力（2）计算，,取深度z=0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10m各计算点，相应的z/b=0，0.7，1.3，2，2.7，3.3，4，4.7，5.3，6，6.7点z（m）(kPa)01.6000.25013011.610.70.224 11621.621.30.1678731.6320.1105741.642.70.0753951.653.30.0562961.6640.0402171.674.70.0311681.685.30.0251391.6960.02010101.6106.70.0189（3）计算基础A的中心点O下由两相邻基础的荷载引起的，可视O点为两个相等矩形面（oafy）和另四个相等矩形面Ⅱ（oaed）的公共角点。其长宽比分别为9.7/2.35=4.8和5.7/2.35=2.4点zz/bⅠⅡ09.7/2.35=4.85.7/2.35=2.4000.2500.2500110.30.2390.2390220.70.2270.22513310.2040.2011.6441.30.1810.1762.6551.70.1540.1454.76620.1360.1189.4772.30.1210.1096.2882.70.1050.0917.39930.0950.0807.810103.30.0870.0775.2(4)以分层和法和单向压缩求基础A的最终沉降基础底面下粉质粘土厚3.8m，地下水分层面以上厚1m，地下厚2.8，所以分层厚度均可取为1m，经计算，分层总和法单向压缩基本公式的计算点深度zi(m)自重应力(kPa)附加应力(kPa)层厚Hi(m)自重应力平均值(kPa)附加应力平均值（kPa）自重应力加附加应力(kPa)受压前空隙比受压后空隙比 002713011461161.0371231630.8190.7360.045452254881.0501021520.810.7410.038383363591.059741330.80.7550.025254471421.067511180.7950.7640.016165581341.076381140.7800.7660.00886691301.086321180.7760.7640.007777100221.096281240.7740.7600.006688110201.0105211260.7700.7570.007799120181.0115191340.7620.7500.00771010130141.0125161410.7580.7450.0077地基压缩层深度的确定，按确定深度下限，7m深处，，（可以）于是基础A的最终沉降量如下45+38+25+16+8+7+6=145mm考虑B、C轴上基础的影响，最终沉降量估算为：145mm总最终沉降量为：S=2×145=290mm，kPa<0.75查沉降计算经验系数表，并用插入法算得，得最终沉降量为：S=290×0.626=181.5mm<[S]=200mm8.计算基底净反力V=Vk×1.35=100×1.35=135KNF=Fk×1.35=1706×1.35=2303.1KNM=Mk×1.35=298×1.35=402.3KN·m基础边缘的最大和最小净反力为9.基础高度（采用阶梯形基础） 柱边基础截面抗冲切验算，，，初步选定基础高度，分两个台阶，每个台阶高均为500mm。（有垫层），则取，可得因偏心受压，取，所以冲切力为=707.95KN抗冲切力为满足要求。10.变阶处抗冲切验算由于有，，所以 取。可得冲切力为抗冲切力为满足要求。11.配筋计算选用HRB300级钢筋，。（1）基础长边方向。对于Ⅰ-Ⅰ截面（柱边），柱边净反力为=115.97+(4.7+0.5)/(2×4.7)×(210.7-115.97)=168.37kPa悬臂部分净反力平均值为:Ⅰ-Ⅰ弯矩=1/24×189.54×17.64×6.5=905.53kN·m对Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处）=328.74kN·m比较和，应按配筋，实际配，则钢筋 数为n=(3000/155)+1=20根As=201.1×20=4022mm²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，取对于Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）=492.33kN·m对于Ⅳ-Ⅳ截面（变阶处），有=220kN·m比较和应按配筋,实际配，钢筋根数为n=4700/170+1=28As=78.5×28=2198mm² 12.确定B、C两柱子基础底面尺寸对于B轴柱基底面积为：初步选定基础尺寸为4160×3000mm，且b=3m，故前面计算得到的不需再进行宽度修正。同理，可得C轴柱的基础尺寸为3600×3000mm