柱下独立基础设计计算.doc

_目 录柱下独立基础课程设计21.1、设计资料21.1.1、地形21.1.2、工程地质条件21.1.3、岩土设计参数21.1.4水文地质条件31.1.5上部结构资料31.1.6设计要求31.1.7设计内容41. 1. 8参考资料41.2独立基础设计41.2.1选择基础材料41.2.2选择基础埋置深度51.2.3求地基承载力特征值fa51.2.4初步选择基底尺寸51.2.5验算持力层地基承载力61.2.6计算基底反力61.2.7柱边基础截面抗冲切验算71.2.8变阶处抗冲剪验验81.2.9配筋计算91.2.10基础配筋大样图101. 2. 11计算基础沉降量111.2.12设计图纸17选题一、柱下独立基础设计（一）设计资料1、地形拟建建筑场地平整。2、工程地质条件自上而下土层依次如下：号土层，杂填土，层厚0.6m，含部分建筑垃圾。号土层，粉质黏土，层厚1.5m，软塑，潮湿，承载力特征值。号土层，黏土，层厚1.8m，可塑，稍湿，承载力特征值。号土层，细砂，层厚2.0m，中密，承载力特征值。号土层，强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值。3、岩土设计技术参数地基岩土物理力学参数如表1.1所示。表1.1 地基岩土物理力学参数土层编号土的名称重度孔隙比液性指数粘聚力内摩擦角压缩模量标准贯入锤击数N承载力特征值杂填土17.8粉质黏土19.50.650.8435147.56150黏土18.90.580.7825258.211190细砂20.50.623011.616240强风化砂质泥岩2218223104、水文地质条件（1）拟建场区地下水对混凝土结构有腐蚀性。（2）地下水位深度：位于地表下1.5m。5、上部结构资料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为。室外地坪标高同自然地面，室内外高差。柱网布置如图1.1所示。图1.1 柱网平面图6、上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表1.2所示。表1.2 柱底荷载效应标准组合值题号A轴B轴C轴D轴A轴B轴C轴D轴A轴B轴C轴D轴11032161512521362164125221160556052562109017301312120819015024218562665764311501815137011702101752711927173677241218187314331281235193297228808374825128218831496135925721832524686908388613391970156016792842423552759695899471402205716181502311266377226102104981008153421401677148733528840230410911310611291598220517271645365309428355120117114118101659226817781560405329446286130121132106111720233018311458448351468269142125150102近似取荷载效应基本组合值为标准组合值的1.35倍，荷载效应准永久组合值为标准组合值的0.8倍。7、混凝土的强度等级C25C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。（二）设计分组根据以上所给资料及题号，每个班级只容许一个10-11人的小组选此题目，每人一个题号（111）。两个班级选取不同的柱距：土木18-2（横向柱列间距4800，纵向柱列间距：5600,2100,5600）；土木18-4（横向柱列间距5400，纵向柱列间距：6000,2400,6000）； （三）设计要求每人根据所在组号和题号，完成指定轴线的独立基础设计。对于另外3根轴线的基础，只要根据所给荷载确定基础底面尺寸，以便画出基础平面图。要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。（四）设计内容1、确定基础埋深；2、按持力层承载力特征值确定基础底面尺寸；3、计算地基变形值，验算地基变形特征值； 4、基础结构设计：拟定基础剖面尺寸，进行地基梁正截面和斜截面设计及底板抗剪验算和配筋设计，并满足构造设计要求。5、绘制基础施工图，包括基础平面布置图、独立基础大样图，并提出必要的技术说明。（五）设计成果1、设计计算书设计计算书包括以下内容：（1） 确定地基持力层和基础埋深。（2） 确定基础底面尺寸，验算地基承载力。（3） 对基础进行抗冲切承载力验算，确定基础高度。（4） 对基础进行正截面受弯承载力验算，确定基础底板配筋。2、设计图纸设计图纸包括以下内容：（1） 基础平面布置图。（2） 独立基础大样图。（3） 必要的设计说明。1.2独立基础设计1.2.1选择基础材料基础采用C30混凝土，HRB335级钢筋，预估基础高度0.6m。1.2.2选择基础埋置深度地下水对混凝土结构有腐蚀性，地下水位于地表下1.5m。取号土层为持力层，去室外地坪到基底的距离为3.9m即基础埋深为3.9m，由此得基础剖面示意图，如图1.1求地基承载力特征值fa根据e=0.58，液性指数=0.78，均小于0.85，查表得=0.3，=1.6。基底以上土的加权平均重度为： 持力层承载力特征值（预计设基础宽度不超过3m，不考虑对基础宽度修正值）1.2.4初步选择基底尺寸已知柱底荷载标准值按中心荷载初步估计基础面积由于偏心不大，基础底面积按50增大，即初步选定基础底面积，且b=3.0m3.0m不需要再对进行修正。1.2.5验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距基底最大压力： （215.853+125.147）7.8=174.067KPa所以 ，满足设计要求。1.2.6计算基底反力取柱底荷载效应基本组合设计值：。静偏心距为基础边缘处的最大和最小净反力为基础底板厚度的确定（采用阶梯形基础）因为b=3m，所以特征值不必进行宽度修正。1.2.7柱边基础截面抗冲切验算 图1.2 a 柱下冲切，取 因偏心受压，。冲切力：抗冲切力满足要求。1.2.8变阶处抗冲剪验验 图1.3 冲切力： 抗冲切力：因此满足要求。1.2.9配筋计算选用HPB235钢筋，。基础长边方向。对于-截面，柱边净反力为悬臂部分净反力平均值为弯矩为对于-截面（变阶处），有弯矩为比较和，应取配筋，实际配 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，取与长边方向的配筋计算方法相同，对于-截面（柱边）的计算对于-截面的计算因此按在短边方向配筋，实际配1.2.10基础配筋大样图1.2.11 计算基础沉降量地基分层：每层厚度按=0.96m，但是地下水位处、土层分界面处单独划分。地基竖向自重应力的计算：0点（基地处） 1点 2点 3点 4点 地基竖向附加应力的计算：基地压力： 基地附加应力： 利用角点法，根据，则附加应力。1点：（） 矩形：，查表得=0.233， 矩形：，查表得=0.233， 三角形：，查表得=0.0623， 三角形：，查表得=0.0401， 2点：（） 矩形：，查表得=0.1915， 矩形：，查表得=0.1915， 三角形：，查表得=0.1239， 三角形：，查表得=0.07， 3点：（） 矩形：，查表得=0.1131， 矩形：，查表得=0.1131， 三角形：，查表得=0.063， 三角形：，查表得=0.05， 4点：（） 矩形：，查表得=0.067， 矩形：，查表得=0.067， 三角形：，查表得=0.0353， 三角形：，查表得=0.0316， 地基分层自重应力平均值和附加应力平均值的计算： 自重应力平均值：1点：（39.27+44.61）/ 2=41.94 2点：（44.61+49.95）/ 2=47.28 3点：（49.95+60.45）/ 2=55.2 4点：（60.45+70.95）/ 2=65.7 附加应力平均值：1点：（134.8+31.4）/ 2=83.1 2点：（31.4+25.8）/ 2=28.6 3点：(25.8+15.2）/ 2=20.5 4点：（15.2+9.2）/ 2=12.2地基沉降计算深度的确定：地基各分层沉降量的计算： 计算基础总沉降量： 底尺寸B.C.D轴的计算B轴：取柱底荷载标准值计算基础和回填土重时的基础埋置深度为基础底面积为由于偏心不大，基础底面积按40增大，即初步选定基础底面积，且b=3.0m3.0m不需要再对进行修正。验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距基底最大压力：（205+165）11.1=185KPa所以 ，满足设计要求。C轴取柱底荷载标准值计算基础和回填土重时的基础埋置深度为基础底面积为由于偏心不大，基础底面积按40增大，即初步选定基础底面积，且b=3.0m3.0m不需要再对进行修正。验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距基底最大压力：（1187+423.15）9.3=173.1KPa所以 ，满足设计要求。D