地基基础课程设计李梦超

1、 湖南工学院建工学院 地基基础课程设计 柱下独立基础的设计学生姓名： 胡坦涛 专 业： 土木工程 班 级： 1304 学 号： 1300440413 指导教师： 欧阳晶 完成时间： 2016.6.10 目录1柱下独立基础课程设计 1.1设计资料1.1.1地形1.1.2工程地质资料1.1.3岩土设计资料1.1.4水文地质资料1.1.5上部结构材料1.1.6材料1.1.7本人设计资料 1.2独立基础设计 1.2.1选择基础资料 1.2.2选择基础埋置深度 1.2.3求地基承载力特征值fa1.2.4初步选择基底尺寸1.2.5验算地基承载力1.2.6软弱下卧层验算1.2.7地基的变形验算1.2.8基础

2、冲切验算1.2.9验算基础变阶处冲切1.2.10柱下基础的局部受压验算1.2.11基础配筋计算及基础配筋图结束语参考文献1.1 设计资料1、 地形：拟建建筑场地平整2、 工程地质资料：自上而下依次为： 杂填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾； 粉质粘土：厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值=130； 粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值=180； 全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值=240 强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值=300 中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值=6703、水文资料为：地下水对混凝土无侵蚀性。地下水位深度：位于地表下1.5m。4、上部结构资料：上部结

3、构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置见下图：上部结构作用在柱底的荷载标准值见表2：上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合设计值见表3：5、本人设计资料 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1题号C轴柱底荷载. 柱底荷载效应标准值: Fk=1187kN; MK=198kN·m; VK=44kN;柱底荷载效应基本组合值: F=1544kN; M=258kN·m ; V=58kN.持力层选用号土层，承载力特征值fak=180Kpa=，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

4、450mm。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800mm。1.2.2选择基础埋置深度 根据工程地质资料选取 设想地下水对混凝土无侵蚀性，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，本设计取第三层土为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+0.5=2.2m。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a根据黏土e=0.58，I L=0.78，查表得b=0.3，d=1.6基底以上土的加权平均重度为 ： m=【0.5×18+20×1+0.2×（20-1

5、0）+9.4×0.5】/2.2=16.23KN/ m3由于持力层为粘土，地基承载力特征值为：持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正值）为上式d按室外地面算起。1.2.4初定基底尺寸取柱底荷载标准值：Fk=1187kN; MK=198kN·m; VK=44kN;计算基础和回填土重时的基础埋置深度为d=（2.2+2.65）/2=2.425m基础底面积：A0=Fk/(fa-G×d)=1187/(224.15-0.7×10-1.725×20)=6.5 m2由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即 A=1.2A0=1.2×6.5=7.8 m

6、2初步选定基础底面积A=b×l=2.6×3=7.8 m2，且b=2.6m3m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 Gk=G×d×A=(0.7×10+1.725×20) ×7.8=323.7KN偏心距： ek=MK/(FK+GK)=(198+44×0.8)/(1187+323.7)=0.154l/6=0.5 ，满足要求。基底最大压应力：Pmax=(Fk+GK)/A×(1+6ek/l)=(1187+323.7)/7.8 ×(1+6×0.154/3)=253.

7、33<1.2fa=268.97kPa所以，最后确定基础底面面积长3m，宽2.6m。1.2.6计算基底反力取柱底荷载效应基本组合设计值：F=1544kN; M=258kN·m ; V=58kN.静偏心距为： ek0=M/N=(258+58×0.8)/1554=0.196m基础边缘处的最大和最小净反力为： Pmax=(F/lb)×(1+6ek0/l)=(1554/7.8)×(1+6×0.196/3)=277.33kPa Pmax=(F/lb)×(1-6ek0/l)=(1554/7.8)×(1-6×0.196/3)

8、=121.13kPa1.2.7基础高度的确定柱边基础截面抗冲切验算（见图1.3）取l=3m,b=2.6m, ,初步选定基础高度h=800mm，分两个台阶，每阶段高度均为500mm。，则取。取=2.0m。因此，可得因为偏心受压，Pn=取Pmax=277.33kPa，冲切力： Fi=Pn max(l/2-ac/2-h0)b-(b/2-bc/2-h0)2 =277.33×(3/2-0.5/2-0.75) ×2.6-(2.6/2-0.5/2-0.75) 2=335.57抗冲切力为 0.7hpftamh0=0.7×1.0×1.27×103×1.

9、25×0.75=833.44KN>335.57 因此满足要求1.2.8变阶处抗冲剪验算由于有at=b1=b/2=1.3m,a1=1.5m,h01=400-50=350mm,则取： ab1=at+2h01=1.3+0.7=2.0<2.6m所以取ab1=2.0m am=(at+ab1)/2=(1.3+2.0)/2=1.65冲切力为 Fi=Pn max(l/2-a1/2-h01)b-(b/2-b1/2-h01)2 =277.33×(3/2-1.5/2-0.35) ×2.6-(2.6/2-1.5/2-0.35) 2=277.33KN抗冲切力为 0.7hpfta

10、mh0=0.7×1.0×1.27×103×1.65×0.35=513.4KN>335.57因此满足要求。1.2.9配筋计算选用HPB335钢筋， 1> 基础长边方向对于-截面，柱边净反力为 =121.13+(3+0.5)/2×3×(277.33-121.13)=212.25kPa悬臂部分净反力平均值为 (Pn,max+Pn,I)/2=（277.33+212.25）/2=244.79kPa 弯矩为 。 =244.79×(3-0.5)2 ×(2×2.6+0.5)/24=363.36 kN

11、·m钢筋的面积为 AS,I=M1/0.9fyh0=363.36×106/0.9×300×750=1794.37mm2对于-截面（变阶处），有 =121.13+(3+1.5)/2×3×(277.33-121.13)=238.28kPa弯矩为: =244.79×(3-1.5)2×(2×2.6+1.3)/24=149.17 kN·m钢筋的面积为 AS,3=M3/0.9fyh0=149.17×106/0.9×300×350=1578.52mm2因此比较和，应取配筋，实际配，

12、则钢筋根数为2>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Pn=(Pn,max+Pn,min)/2=（277.33+121.13）/2=199.23kPa 与长边方向的配筋计算方法相同，对于-截面（柱边）的计算：弯矩为: =199.23×(2.6-0.5)2×(2×3+0.5)/24=237.96 AS,2=M2/0.9fyh01=(237.96×106)/(0.9×300×750)=1175.11kPa-截面（变阶处）的计算：弯矩为: =199.23×(2.6-1.3)2×(2×3+1.5)/24=105.22kPa AS,4=M4/0.9fyh01=(105.22