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。1.1.3岩土设计参数土层编号土的名称重度KN/n孔隙比e3液性指数Il粘聚力cKPa内摩擦角(0)压缩模量Es Mpa标准贯入锤击数N承载力特征

2、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22-1822300表1.1地基岩土物理学参数1.1.4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500mm 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:-A-1.1.6材料混凝土强度等级为C25C30，钢筋采用 HPB235、HPB335级。1.1.7

3、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 500mm室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm1.2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。122选择基础埋置深度1.5m。根据柱下独立基础课程设计任

4、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。±0000-0.450?Fk=1970kNMk=242kNFkVk=95kNVk基础剖面示意图1.2.3求地基承载力特征值fa根据细砂 e=0.62.，Il =0.78，查表得 b=2.0,d=3.0。18 0.5 20 1(20 10) 0.2 (19.4 10) 1.5 (2110) 0.51368KN/m3基底以上土的加权平

5、均重度为:3.7持力层承载力特征值fa （先不考虑对基础宽度修正值）为fafakd 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。取柱底荷载标准值:124初步选择基底尺寸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d= (3.7 4.15)=3.925 m2基础底面积为A0Fk1970faGd371.33 2.2 10 1.675 20'"山由于偏心不大，基础底面积按21.2A01.2 6.247.488m初步选定基础底面积A lb2.88 2.6 7.48

6、8m2，且 b=2.6m 3m不需要再对 fa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GkGdA=(2.210+1.675 20)7.488=415.58 KN偏心距PK mineKFkMkGK2421970 415.580.101 ? 0.480，满足要求。基底最大压力:PmaxLdd 验)AL1970415.58 (1 62.8810.080.101)385.62Kpa 1.2 fa( 445.593KPa)1.2.6计算基底反力取柱底荷载效应基本组合设计值：F 2562 KN , M 315KN.m,V124KN。静偏心距为Meno N基础边缘处的最大和最小净反力为nma

7、x F (1 6$。、2562时lb()2.88 2.6315 124 O.80.16m2562(16 0.16)456.2Kpa(228.1Kpa)2.881.2.7基础高度柱边基础截面抗冲切验算(见图1.3 )1-Jr丿r冲切验算简图(a)柱下冲切(b)变阶处冲切L=3.6m,b=2.6m, atbe 0.5m,ac0.5m。初步选定基础高度h=1000mm分两个台阶，每阶段高度均为400mm h01000 (40 10) 950mm (有垫层)，则取ab at 2h00.5 2 0.952.42.6m取 ab=2.4mo因此，可得因偏心受压,amatab21450mm2Pn取Pmax 4

8、56.2Kpa,所以冲切为p (丄armax J小22456.2(2fn c9 A ns0.95) 2.6 ( 0.95)2284.21KN2 22抗冲切力为0.7 hp ftamh0 0.7 1.0 1.27 103 1.45 0.95 1224.60KN284.2KN因此满足要求。1.2.8变阶处抗冲剪验算由于有atbl1.5m, ai 1.9m, hoi 500 50450所以 ab at2h011.50.452.4m2.6m取ab 2.4m.因此，可得amat21.5 2.21.95m2冲切力为R pmax (-h0)b(bb c 2寸h0)456.2 詈1.922 6。的 2.6 (

9、-26号0.45)242.88KN抗冲切力为0.7 hp ftamh0.7 1.01.27103 1.95 0.45780.10KN42.88KN因此满足要求。1.2.9配筋计算1）基础长边方向。对于IPn1I截面，柱边净反力为l ac (Pmin( Pn maxPn min)2l丿2.88 0.5228.1(456.2228.1) 321.05K pa2 2.88悬臂部分净反力平均值为1-叽1 (456.2321.05)388.63Kpa弯矩为M1124(pnmaxPn 1八2/c )(lac)(2b bc)Asi右 388.63 (2.88 0.5)2 (2 2.6 0.5) 522.82

10、KN.mM1522.82 1062911.84mm20.9fyh00.9 210 950对于m - m截面（变阶处）,Pn3l a1 ()Pmin 2l ( PnmaxPnmin)2 881 9228.1 (456.2 228.1) 359.55Kpa2 2.88M31 ( R max 丄3)(12,21456.2 359.55 小 cc(2.88 24-ai)2(2bbi)1.92 ( 2 2.6 1.5) =109.36KN.mAiM3109.36 1061285.83mm2O.9fyh010.9 210 450比较As3和A1，应取Asi配筋，实际配18200，则钢筋根数为n 型 1 14202 2A 254.5 143563mm2911.84mm2）基础短边方向。因为该基础受单向偏心何载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取1 1Pn（Rmax Pnmin ）专（456.2 228.1）与长边方向的配筋计算方法相同，对于n342.15K