柱下独立基础、双柱联合基础设计

1、础工程课程设计学院：土木工程学院班级：学号:设计资料(一)工程概况某五层办公楼，全框架结构。底层柱网平而如图所示，柱截而尺寸均为 500mmx 500mm,室内外高茅为0. 45m。(二)设计资料1. 气象条件(1) 温度：常年夏季平均气温16.3°c,冬季平均气温-8.6°c,夏季最高气 温30°c,冬季最低气温-26.6°co(2) 主导风向：全年为西北风,夏季为东南风,基本风压wo=o. 35kn/m2；(3) 雨雪条件：基本雪压0.25 kn/m2o2. 工程地质条件(1) 自地面而下 素填土：厚 lm, y=skn/m3； 粉质粘土：厚 9m,

2、 / = 18.8/m3,= 0.828 , 1( =0.52, ea = 1.5mpa ,c = 15kpa , (p = 20，仁= 2&)1儿； 碎石土：很厚，中密。(2) 地下水：建设场地内地表以下无地下水；(3) 西宁地区标准冻深一116m,最大冻深一 134m, 土的冻胀类别属不冻胀。3、荷载(1) 外柱：a、d轴，基础承受上部荷载mk =220kn-m , flk = 1780 kn , vu = 48 kn o(2) 内柱：b、c轴，基础承受荷载f2k =560kn o基础工程课程设计计算书一、选择基础的材料、类型和平面布置基础的材料:hrb400级钢筋、c30混凝土基

3、础的类型：柱下钢筋混凝土独立基础、内柱下双柱联合基础平面布置：如底层柱网平面布置图o 寸 n io 寸 cu6600660066002dc二、确定基础的埋置深度1、地下水：建设场地内地表以下无地下水；2、西宁地区标准冻深一1.16m,最大冻深一134叫土的冻胀类别属不冻胀； （查建筑地基基础设计规范xgb50007-2002）可知:vzs=1.00, vzwl.oo,¥ze=o. 90）3、综上情况口j得基础的最小埋深为：zd = z0 wzs wzw wze=l. 16x1.0x1.0x0. 9=1. 044mdmin=zd-h=l. 044-0=1- 044mmin d max取

4、基础的埋置深度为2m>l. 044m,所以基底标高为-2. 450m。三、确定地基承载力特征值根据地质资料，查表得 =0.377, =1.6基底以上土的加权平均重度18x1 + 18.8x12= sakn/m3持力层承载力特征值九（先不考虑对基础宽度的修止）fa=氏 + 小 ynl (d 0.5) = 280 +1.6 x 18.4 x (2.225-0.5)=330kpa四、柱下钢筋混凝土独立基础设计1、确定基础底面尺寸外柱：a、d柱，基础承受上部荷载= 1780 kn , v, = 4s kn ,mk =220zwm（1）初步确定基础底面尺寸考虑荷载偏心，将基底面积初步壊人20%,得

5、:1.2x17802二二 7.5m324.16-20x2.225取基底长短边之比 n二 1/b二 1.5,b = vxm=v7.5/1.5 = 2.2m ,l=nb=l. 5x2. 2=3. 3m,取 b=2. 2m> 1=3. 6m, a=2. 2x3.6 = 7.92m2 因为 b=2. 2m<3m, 故无需作宽度修止。(2) 验算荷载偏心距e基底处的总竖向力：f、k+gk = 1780 + 20x 2.2 x 3.6x 2.225 = 2132kn基底处的总力矩：mr =220 + 48x0.8 = 258.4kn加偏心距:mk£ =fk+gk翥=02以% = 0.

6、6加（可以）（3）验算基底最大压力人叭pk maxfk +gk ( +輕、 bl i22x3.66x02、3.6丿(可以)=323kpa <.2f(l = 396kpa所以柱下钢筋混凝土独立基础的基底尺寸为2.加x33m2、柱下独立基础结构设计采用c30混凝土 , hrb400级钢筋，查表得，/r=1.437v/mm2, fy =36qn/mm2 o 垫层采用 cio 混凝土，厚度为 loonim,每边伸出基础50mm。(1)计算基底净反力设计值pjl35fbl1.35x17802.2x3.6=303kpa净偏心距誥二說= 0.145加基底最大和最小净反力设计值:135入bl(l

7、7;12££o)= 303x(1 ±6x0.1453.6)=315.1 kpa230.3切a(2)基础高度柱边截而取h=800mmh() = 755mmb. + 2/?0 =0.5 + 2x0.755 = 2.01m<b = 2.2m , 因 偏心 受压， 用公式pj牙一牛一力0 一牙一"一"。-®-7 apz+ /j0 )x 來计算，计算时号取 /2/ v z z 丿pjnwc，0切取1。(基础高度不大于800mm)。该式左边:=375.7 x芟 _空_0.755农2.2-(22 丿、2t-t-0755,= 653.7 kn该

8、式右边：（可以）07炕丿血+九九= 0.7x1.0x1430x(0.5 + 0.755)x 0.755= 948kn>653.7kn基础分两级:卜阶a, = 4q0mm /?01 = 355mm ,取 1 =1.8/77 bx =llm变阶处截面b、+2/q) = li4-2x0.355 = 1.8bit <b = 2.2m冲切力:、2375.7x<3.6 l8-0.355 x2.2- 2 2 丿436.2kn、22 2 i i-0.3552 丿抗冲切力：。70妙力(勺+ “01)力oi符合要求。= 0.7x1.0x1430x(1 + 0.355)x0.355= 517kw&

9、gt;436.2kn（3）配筋计算计算基础长边方向的弯矩设计值，取1-1截面:p = p . +(p -p .)71 ymin?/ ' jmax jmin /=230.3 +3,6 + 0,5x(375.7 一 230.3)2x3.6=313 akpam二占(pjnwc- (375.7 + 313.1)x(2x2.2 + 0.5)+(375.7 313.1)x2.2x(3.6 0.5)， 48= 703.3kn 加a., = m = 7°3"1°6= 2875mm25，o.9.f/o0.9x360x755pjih = 230.3 + 3" +1

10、8 x(375.7 230.3)= 339.4切。2x3.6m产占(% + pjm 2h + 勺)+(p,max - pml - o2=(375.7 + 339.4)x(2x 2 +1.1)+(375.7 - 339.4)x 2.2x(3.6 -1.8)2 48= 271knmj max jlllj max jllla；/271""56 加0.9/v/z0i0.9x360x355mui比较亀和亀，应按亀配筋，现于2. 2m宽度范围内配12业 a =3054wm2>2875mm2 o p= 3054=0.24% >0.15% ,满足最小配筋率。$3600x355计

11、算基础短边方向的弯矩。18180,ii - ii截面。前面算得pj = 3q3kpa :1 9m” = »pj(b-bj + 匕)=x303x(2.2 一 0.5)2 x (2x 3.6 + 0.5)= 28knm匸m09f/°281x1060.9x360x(755-18)=1177/n/?2mr = pj(b-by + a)1 9=x303x(2.2-1.1)2x(2x3.6 + 1.8)= 137.5kn 加°9f如137.5x1()60.9x360x(355-18)=1259mm2按构造要求配筋，现于 3.6m 宽度范围内配17 业 10 200a =133

12、4mm2,>i 334a. >1259mm2 f p = 0.17% >0.15% ,满足最小配筋率。52200x355基础配筋如下图：五、内柱下双柱联合基础设计皋础材料:c30混凝土、hrb400级钢筋，查表可得ft = 1.437v /mm2,fy = 360n / mm2。作用在基础上的荷载：f2k=1560kn, f = 2f2k=320kn,厶=2400加加1、对左柱的中心取矩，由工m =0,得:“sj560x2.4 十加0 f 31201 21 2贝u % =("1=()x2.4 = 0.8m 1.6/n ,取厶=lm3 33 3基础长度:/ = 2(x

13、0 +/0) = 2x(1.2 + l) = 4.4m2、确定基础底面宽度1560x2b = ：2_爲=4.4x(330-20x2.225)=彳48"'取 b2'弘基础回填土重：gk = ygda = 20x2.225x4.4x2.8 = 548.2基底压力:卩=匚血 =3120 + 548.24 = 29?九=330 满足。a4.4 x 2.8所以基底尺寸为：lxb = 4amx2.sm3、计算基础内力净反力设计值：八 1.35(f?, + r.)1560x2x1.35_,pj =生亠=342kpa bp=957.6 kn/mbl2.8x4.4m8=mc 二丄(切；

14、=-x957.6xl2 =478.8kn"2 2ma =-/2p,(/0+x0)2-1.350f2a =1x957.6x2.221.35x1560x1.2 = 209.8kn 加2 2匕：=bp. /()= 957.6x1 = 957.6kn匕右=(1.35尸2 人一切/jo)= (l35xl56o 957.6x1) = 1148.4kn同理：yc/ = -957.6kn , %= 114&4kn °由以上计算画岀v、m图如下:4、基础高度计算/2400/? > = 400mm ,取力二 500mm, /?（）= 455加加6 6（1）受冲切承载力计算柱1和柱

15、2受荷载作用相同，取柱1进行验算：f = 1560x1.35-957.6x（0.5 + 2x0.455）= 755.8kn=(0.5 + 0.455)x4 = 3.82 加0.7仇丿q/o =0.7x1.0x1430x3.82x0.455 = 1739.8kn> 好= 755.8kn ,满足。（2）受剪承载力验算取柱1冲切破坏锥体底面边缘处截面1-1进行验算，该截面的剪力设计值为:v = 1148.4 -957.6xi + 0.455 = 473.3kn20.70/肋0 = 0.7x1.0x1430x2.8x0.455 = 1275.2kn>473.3kn,满足。5、配筋计算（1）

16、纵向配筋（釆用hrb400级钢筋）a>基础顶面配筋柱间最人负弯矩叽郴=209.8kn 加，所需钢筋面积为:209.8x1060.9x360x455=1423伽2现于2. 8m宽度内配置20业12130,实际配筋a =22g2mm2>1423mm222622800x455= 0.17%>0.15%满足最小配筋率。b、基底底面配筋最大正弯矩側叭=478.8kn加，所以478.8x1060.9x360x455现于2. 8m宽度内配置18业16 140,实际配筋人=3620 mm2 >3248 mm236202800x455= 0.28% >0.15%满足最小配筋率。（2）柱1和柱2条件相同，取柱1计算等效梁宽:勺=ac +1.5% = 0.5 +1.5x0.455 = 1.18w等效梁底面积：a, =/7（+1.5/zo） = 2.8xl.l8 = 3.3o4m2基底净压力:1.35f2a几一 仏.+1.5/?（）1.35x15602.8x（0.5 + 1.5x0.455）=631 akp a柱截面弯矩为：m二*门（号（代+ 15