柱下钢筋混凝土独立基础实例.doc

基础工程学课程设计计 算 书1.设计资料1.1 自然条件1) 常年主导风向：夏季为东南风，冬季为西北风；2) 地下水位在-0.4m以下，地下水无侵蚀性；3) 冬季土壤冻结深度-0.8m；4) 抗震设防烈度7度；5) 地基土构成根据实际场地地质报告如下。自地表起：素填土，松散，厚度0.4m，=16.4kN/m3 粘 土，厚度2.5 m，=18kN/m3 sat=18.7kN/m3 e=0.85, fak=209kPa, Es1=7.5mPa ; 淤泥质粘土，fak=105kPa Es1=2.5 mPa。6) 场地土为类；7) 不考虑临近建筑物基础以及地下管线的影响；8) 工程总投资与当地建筑材料供应情况正常；9) 施工队伍技术力量与工期要求正常。1.2 建筑物结构情况1.2.1工程概况本设计为某生物制品有限公司生产办公楼设计基础，其结构主体为五层，总建筑面积为5247.8，占地面积为1032.25。 1.2.2材料的选择混凝土框架梁的混凝土强度等级为C20，现浇混凝土板采用C20，框架柱混凝土强度等级为C30，基础混凝土强度等级为C20，地梁混凝土强度等级为C20。结构构件中的普通纵向受力钢筋选用HRB335级，其他钢筋选用HPB235级。1.2.3结构形式采用钢筋混凝土现浇整体式结构形式，采取纵横向框架混合承重，柱距及跨度均用6米。1.2.4框架柱的截面尺寸框架柱截面尺寸为500500。2基础设计计算内容2.1 地梁设计2.1.1 地梁荷载计算 取地梁截面尺寸300400mm。1) 计算简图如图1-1、1-2所示。. 图1-22) 荷载计算根据混凝土结构与砌体结构设计中册附录6-等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表知：M=系数gl02 ,V=系数gl0 。H=3m,l0=6m。根据GB 50009-2001建筑结构荷载规范附录A-常用材料和构件的自重查得，钢筋混凝土重度25kN/m3，水泥砂浆重度20 kN/m3，石灰砂浆重度17 kN/m3，水泥空心砖（300250110）重度10.3 kN/m3。地梁荷载详细计算见表1-1、1-2。 表1-1 表1-2 2.1.1 地梁配筋根据GB 50007-2002建筑地基基础设计规范8.2.2，确定地梁采用C20砼，HRB335钢筋。根据混凝土结构设计原理表4-5查得1 =1.0，附表2-2查得C20混凝土fc=9.6kN/m3,附表2-6查得fy=300 kN/m3。根据混凝土结构设计原理构件配筋原理，地梁配筋详细计算见表1-3，1-4。 表1-3 根据表1-3，确定地梁横向配置614钢筋。表1-4见下页。2.2基础选型及基础材料确定根据GB 50007-2002建筑地基基础设计规范、自然条件以及建筑物结构情况确定采用柱下钢筋混凝土独立基础。根据GB 50007-2002建筑地基基础设计规范8.2.2，确定柱下钢筋混凝土独立基础垫层采用C15砼，厚度100 mm,每边伸出基础100 mm，基础采用C20砼，HRB335钢筋。根据GB 50010-2002混凝土结构设计规范表4.1.4，查出ft=1.10N/mm2 fy=300 N/mm2 。 表1-4 为方便施工，地梁纵向横向上下都配614钢筋。由于地梁所受剪力较小，故按构造要求配箍筋8200，四肢箍。详细计算略。2.3确定地基持力层和埋置深度根据GB 50007-2002建筑地基基础设计规范5.1.1和自然条件，确定基础的埋置深度d=1.8m，即持力层为粘土层。2.4 确定地基承载力假设基础宽度b3 m,因为d=1.8m0.5m，所以根据GB 50007-2002建筑地基基础设计规范5.2.4式修正地基承载力特征值。查GB 50007-2002建筑地基基础设计规范表5.2.4知，。 2.5 确定边柱基础底面积2.5.1确定荷载组合根据GB 50009-2001建筑结构荷载规范3.2.3，3.2.8确定荷载组合情况如下列公式。1) 基本组合：由可变荷载效应控制的组合其中; 由永久荷载效应控制的组合 其中；2) 标准组合： 其中。边柱、中柱荷载组合值计算如下表2-1，2-2 表2-1边柱恒荷载活荷载风荷载地 震荷 载标 准组 合基本组合可变荷载控制永久荷载控制M9.043.2799.12123.99168.5234.1234.1N666.7185.995.78149.47924.31160.71224.6表2-2中柱恒荷载活荷载风荷载地 震荷 载标 准组 合基本组合可变荷载控制永久荷载控制M-1.39-0.51110.5137.12-175.2-245.1-245.1N99.68200.2118.9526.311225.61517.115822.5.2 确定基础底面尺寸按地基承载力确定基础底面积，荷载效应取按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，计算简图如下图1-3。 取。2.5.3 地基承载力验算 偏心距 满足要求。 图1-42.5.4 确定基础高度柱下钢筋混凝土独立基础高度由混凝土受冲切承载力确定。1) 计算基底净反力设计值2) 净偏心距3) 基底最大净反力设计值4) 基底最小净反力设计值基础尺寸及基底净反力如图1-4所示。5) 基础高度柱边截面：取 6) 柱边冲切验算偏心受压：冲切力：抗冲切力： 满足要求。7) 变阶处截面冲切验算基础分二阶，下阶，取。冲切力抗冲切力，符合要求。2.5.5 配筋计算1) 计算基础长边方向的弯矩设计值取-截面取-截面比较和， ，应按配筋，于2.2m宽度范围内配1214180, 。2) 计算基础短边方向的弯矩取-截面取-截面按构造要求，配置1610190, 。2.5.6 验算软弱下卧层，查表知：=28 ，tan=0.424。1) 下卧层顶面处的附加应力2) 下卧层顶面处土的自重应力3) 下卧层承载力特征值基础宽度b=2.2m3 m,因为d=2.9m0.5m，所以根据GB 50007-2002建筑地基基础设计规范5.2.4式修正地基承载力特征值。查GB 50007-2002建筑地基基础设计规范表5.2.4知，。 经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求。2.6确定中柱基础底面积2.6.1确定基础底面尺寸按地基承载力确定基础底面积，荷载效应取按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，计算简图如图1-6所示。取。2.6.2地基承载力验算 偏心距 满足要求。2.6.3确定基础高度柱下钢筋混凝土独立基础由混凝土受冲切承载力确定。1) 计算基底净反力设计值2) 净偏心距3) 基底最大净反力设计值4) 基底最小净反力设计值5) 基础高度柱边截面，取 6) 柱边冲切验算偏心受压满足要求。基础分二阶，下阶，取。7) 变阶处截面冲切验算变阶处截面，冲切力抗冲切力符合要求。2.6.4 配筋计算1) 计算基础长边方向的弯矩设计值取-截面取-截面比较和， ，应按配筋，于2.4m宽度范围内配1614140, 。2) 计算基础短边方向的弯矩取-截面取-截面。按构造要求，配置1810200, 2.6.5 验算软弱下卧层，查表知：tan。1) 下卧层顶面处的附加应力2) 下卧层顶面处土的自重应力3) 下卧层承载力特征值基础宽度b=2.4m3 m,因为d=2.9m0.5m，所以根据GB 50007-2002建筑地基基础设计规范5.2.4式修正地基承载力特征值。查GB 50007-2002建筑地基基础设计规范表5.2.4知：。 经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求。参考文献1张季容，朱向荣等简明建筑基础计算与设计手册M北京：中国建筑工业出版社第一版1997年12月2程文瀼，颜德妲等混凝土结构与砌体设计M北京：中国建筑工业出版社第三版2005年7月3GB500072002建筑地基基础设计规范S北京：中国建筑工业出版社第一版2002年3月4GB500102002混凝土结构设计规范S北京：中国建筑工业出版社第一版2002年3月5GB500212001岩土工程勘察规范S北京：中国建筑工业出版社第一版2002年2月6GB500112001建筑抗震设计规范S北京：中国建筑工业出版社第一版2001年10月7GB500092001建筑结构荷载S北京：中国建筑工业出版社第一版2002年2月8程文瀼，王铁成等混凝土结构设计原理M北京：中国建筑工业出版社第三版2005年1月9莫海鸿，杨小平等基础工程M北京：中国