柱下独立基础课程设计例题

1、1柱下独立基础课程设计1.1 设计资料1.1.1 地形拟建建筑地形平整1.1.2 工程地质条件自上而下土层依次如下：号土层：杂填土，层厚0.5m含部分建筑垃圾。号土层：粉质粘土，层厚1.2m,软塑，潮湿，承载力特征值fak=130kpa号土层：黏土，层厚1.5m,可塑，稍湿，承载力特征值fak=180kpa。号土层：细砂，层厚2.7m,中密，承载力特征值fak=240kpa。号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值fak=300kpa o1.1.3 岩土设计参数表1.1地基岩土物理学参数土层编号土的名称重度不kn/n孔隙比e液性指数ii粘聚力ckpa内摩擦角中(0)压缩模量es mpa

2、标准贯入锤击数n承载力特征 值fak(kpa)杂填土18-粉质粘土200.650.8434137.56130黏土19.40.580.7825238.211180细砂210.62-3011.616240强风化砂质泥岩22-18223001.1.4 水文地质条件1）拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。2）地下水位深度：位于地表下1.5m。1.1.5 上部结构材料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mmm 500mm。室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm。柱网布置图如图1.1所示：23-1.1.6 材料混凝土强度等级为c25-c30 ,钢筋采用hpb235、hpb33球。

3、1.1.7 本人设计资料本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用题号b轴柱底荷载.柱底荷载效应标准组合值:fk =1970kn , m k = 242kn.m,v k = 95kn 。柱底荷载效应基本组合值：fk =2562kn , mk =315kn.m,v k =124kn .持力层选用号土层，承载力特征值fk=240kpa ,框架柱截面尺寸为500mm父500mm ,室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm。1.2 独立基础设计1.2.1 选择基础材料基础采用c25混凝土，hpb235级钢筋，预估基础高度0.8m。1.2.2

4、 选择基础埋置深度根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。你、拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，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,本设计取号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为 0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m 。由此得基础剖面示意图，如图1.2所示。1.2.3 求地基承载力特征值fa根据细砂e=0.62. , ii =0.78,查表得%=2.0,q=3.0基底以上土的加权平均重度为：18 0.5 20 1 (20 -10) 0.2 (19.4 -10) 1.5 (21 -10) 0.53m = =13.68kn . mm3.7持

5、力层承载力特征值fa (先不考虑对基础宽度修正值)为fa = fakd m(d -0.5) =240 3.0 13.68 (3.7 -0.5) = 371.328kpa上式d按室外地面算起。1.2.4 初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：fk -1970kn ,mk =242kn.m,vk =95kn计算基础和回填土重gk时的基础埋置深度为1d= (3.7 4.15) =3.925 m2基础底面积为a。fa - gd1970371.33 -2.2 10 -1.675 202=6.24m2由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即2a=1.2a0=1.2 6.24 = 7.488m2初步选定基础底面

6、积 a = lb =2.88父2.6 =7.488m2 ,且b=2.6m 0 ，满足要求。基底最大压力:66、1970 415.58 小 6 0.101-)(1 ) =385.62kpa ：二 1.2fa(=445.593kpa)l 10.082.881.2.6 计算基底反力取柱底荷载效应基本组合设计值f=2562kn,m =315kn .m,v =124kn。静偏心距为m 315 124 0.8 八“eno =0.16mn 2562基础边缘处的最大和最小净反力为nmaxpn minfq)=56(11b l 2.88 2.66 0 16一 6 0.i6)= 456.2kpa(228.1kpa)

7、2.881.2.7 基础高度柱边基础截面抗冲切验算（见图1.3）(a)(b)冲切验算简图(a)柱下冲切 (b)变阶处冲切l=3.6m,b=2.6m, at =bc =0.5m, % =0.5m。初步选定基础高度 h=1000mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。h =1000 -(40 +10) = 950mm (有垫层)，则取ab =at 2h0 =0.5 2 0.95 =2.4 :二 2.6m取ab=2.4m。因此，可得amat - ab2500 2400=1450mm因偏心受压，pn取pmax=456.2kpa,所以冲切为1ab be 2f=f* whm= 4 5 6. 2 与 8

8、0._5 0. 9 5)- 2-62.-6- - 0. 5 2 0. 9 5 ) kn 2 8 4. 2 1 2222抗冲切力为0.7 hpftamh0 =0.7 1.0 1.27 103 1.45 0.95 =1224.60kn 284.2kn因此满足要求1.2.8 变阶处抗冲剪验算由于有at = b = 1.5m, a1 = 1.9m, h01 = 500 - 50 = 450所以 ab = at 2h01 =1.5 2 0.45 = 2.4m :二 2.6mmab =2.4m.因此，可得 am =a-ab = = 1.95m22冲切力为liac . 、，b bc . 、2fl = pma

9、x (2- -ho)b -2- - -ho)2.88 1.92.6 1.52= 456.2(-0.45) 2.6-(-0.45)2 =42.88knil 2222抗冲切力为0.7 hpftamht -0.7 1.0 1.27 103 1.95 0.45-780.10kn 42.88kn因此满足要求。1.2.9配筋计算1）基础长边方向。对于i-i截面，柱边净反力为l acpn1 = pmin2- ( fn max - pn min)2.88 0.5= 228.1 (456.2 -228.1) =321.05kpa2 2.88悬臂部分净反力平均值为1 1(pmax pn1)(456.2 321.0

10、5) =388.63kpa2 2弯矩为m1 = 1(nmax-pn1)(l -ac)2(2b bc)24212= 388. 63 ( 2. 88 0. 5)( 2 26 0. kn)m522. 8224m1522.82 1062二2911.84mm0.9fyh00.9 210 950对于田-田截面（变阶处），有p-=p. u(p .p )pn3 pmin (pnmax pnmin)2l2. 88 1. 9= 228.1( 4 5-6. 2 2=2 8.1) pa59. 55 k2 2. 88z3d b2b1 )1 k24456 2 359 552456.2 辽.55 父(2.881.9)2 y

11、 2 m 2.6+ 1.5) =109.36kn.mm330.9fyh0i109.36 1060.9 210 450=1285.83mm2比较a3和asi,应取as1配筋，实际配*18200 ,则钢筋根数为2600 dn = 1 =1420_ , 2_ 一 2as =254.5 14 = 3563mm2911.84mm2）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(456.2 228.1) =342.15kpa11pn = 2 ( pn max pimin ) = 与长边方向的配筋计算方法相同，对于r-r截面（柱边）的计算配筋值as2 =1458.24mm2 , iv