柱下獨(dú)立(聯(lián)合)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書課程名稱： 基礎(chǔ)工程 設(shè)計(jì)題目：柱下獨(dú)立（聯(lián)合）基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 院 系： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 2012年 月 日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書設(shè)計(jì)題目柱下獨(dú)立（聯(lián)合）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名所在院系專業(yè)、年級(jí)、班設(shè)計(jì)要求： 按照以下所給資料進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。1、設(shè)計(jì)資料（1）上部結(jié)構(gòu)資料：上部結(jié)構(gòu)為多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，框架柱截面尺寸為500×500 mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布置見圖1。圖1 柱網(wǎng)平面圖（2）上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載（橫向框架荷載取值按軸對(duì)稱分布考慮）：題號(hào)為：A軸荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值為：A軸荷載效應(yīng)基本組合值

2、為：B軸荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值為：B軸荷載效應(yīng)基本組合值為：（3）地形：擬建建筑場(chǎng)地平整，土層起伏不大。（4）工程地質(zhì)資料：自上而下依次為：雜填土：厚約0.5m，含部分建筑垃圾；粉質(zhì)粘土：厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130KN/m2；粘土：厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值fak=180KN/m2；全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚2.7m,承載力特征值fak=240KN/m2；強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚3.0m,承載力特征值fak=300KN/m2；中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚4.0m,承載力特征值fak=620KN/m2；表1 地基巖土物理力學(xué)參數(shù)表地層代號(hào)土名天然地基土重度（）孔隙比（e）凝聚力（c）內(nèi)摩擦

3、角（）壓縮系數(shù)(a1-2)壓縮模量（Es）抗壓強(qiáng)度（frk）承載力特征值（fak）kN/m³kPa度雜填土18粉質(zhì)粘土200.6534130.2010.0130粘土19.40.5825230.228.2180全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2122300.8240強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2220253.0300中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2415404.0620（5）水文資料為：地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。地下水位深度：位于地表下1.5m。（6）材料：混凝土等級(jí)20C25，鋼筋HPB300、HPRB335級(jí)。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，包括確定基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)底面尺寸，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、強(qiáng)度計(jì)算，確定基礎(chǔ)高度、進(jìn)行配筋計(jì)算

4、并滿足構(gòu)造設(shè)計(jì)要求，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書。繪制基礎(chǔ)施工圖，包括基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)施工圖，并提出必要的技術(shù)說(shuō)明。學(xué)生應(yīng)完成的工作：1.設(shè)計(jì)計(jì)算書(A4、正文字號(hào)小四、1.5倍行距) （1）確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度；（2）確定基礎(chǔ)底面尺寸，驗(yàn)算地基承載力； （3）對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行抗沖切承載力驗(yàn)算，確定基礎(chǔ)高度； （4）對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行正截面受彎承載力驗(yàn)算，給基礎(chǔ)底板配筋；2. 設(shè)計(jì)圖紙(A3或A2)（1）基礎(chǔ)平面布置圖（2）獨(dú)立基礎(chǔ)施工圖要求分析過(guò)程詳細(xì)，計(jì)算步驟完整，設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫應(yīng)具有條理性，圖紙整潔清晰。參考文獻(xiàn)閱讀：1 華南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)編，基礎(chǔ)工程（第二版）M ，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20

5、092建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）S，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20023建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007 -2002）S，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20024混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010 -2010）S，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010工作計(jì)劃：課程設(shè)計(jì)時(shí)間：一周。其中： 1、布置任務(wù)、熟悉設(shè)計(jì)資料0.5天；2、確定設(shè)計(jì)方案、計(jì)算3天；3、寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書、繪圖2.5天；4、打印并上交設(shè)計(jì)說(shuō)明書、圖紙1天。任務(wù)下達(dá)日期： 2012 年 月 日 任務(wù)完成日期： 2012 年 月 日 指導(dǎo)教師（簽名）： 學(xué)生（簽名）： 柱下獨(dú)立（聯(lián)合）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)摘 要：為了讓同學(xué)們更好的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)工程這門課程

6、，加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握，提高同學(xué)們的動(dòng)手能力，學(xué)校組織了這次關(guān)于基礎(chǔ)工程的課程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和聯(lián)合基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)開始首先進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)計(jì)算，確定出基礎(chǔ)的受力狀態(tài)，然后設(shè)計(jì)基礎(chǔ)尺寸?；A(chǔ)尺寸設(shè)計(jì)后進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算符合要求，然后進(jìn)行配筋的計(jì)算，配筋完成以后就開始繪制基礎(chǔ)施工圖，施工圖完畢，經(jīng)過(guò)校核無(wú)誤，本次設(shè)計(jì)完成。關(guān)鍵詞：埋深 基底尺寸 基礎(chǔ) 基礎(chǔ)高度 配筋 施工圖目 錄1.設(shè)計(jì)背景12.設(shè)計(jì)方案23.方案實(shí)施 54結(jié)果與結(jié)論 115.收獲與致謝 126.參考文獻(xiàn) 137.附件 141. 設(shè)計(jì)背景某多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)房屋，上部框架柱截面尺寸為500×500 m

7、m，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布置見圖1。圖1 柱網(wǎng)平面圖上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載為，A軸柱底荷載： 柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值：，； 柱底荷載效應(yīng)基本組合值：，。B軸柱底荷載： 柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值：，； 柱底荷載效應(yīng)基本組合值：，。擬建建筑場(chǎng)地平整，土層起伏不大。工程地質(zhì)資料見表1：表1 場(chǎng)地工程地質(zhì)資料地層代號(hào)土名天然地基土重度（）孔隙比（e）凝聚力（c）內(nèi)摩擦角（）壓縮系數(shù)(a1-2)壓縮模量（Es）抗壓強(qiáng)度（frk）承載力特征值（fak）kN/m³kPa度雜填土18粉質(zhì)粘土200.6534130.2010.0130粘土19.40.5825230.228

8、.2180全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2122300.8240強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2220253.0300中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2415404.0620地下水位于地表下1.5m，地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。2.設(shè)計(jì)方案2.1材料選用C25混凝土（=11.9N/mm2，=1.27N/mm2）；HPB300鋼筋（=270N/mm2）；HRPB335鋼筋（=300N/mm2）。2.2.基礎(chǔ)埋深選擇根據(jù)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料：第一層土：雜填土，厚0.5m；第二層土：粉質(zhì)粘土，厚1.2m,承載力特征值 = 130kN/m2；第三層土：粘土，厚1.5m,承載力特征值 = 180kN/m2；第四層土：全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚2.7m,承載力特

9、征值 = 240kN/m2。第五層土：強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚3.0m，承載力特征值 = 300kN/m2第六層土：中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚4.0m，承載力特征值 = 620kN/m2 地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性，地下水位于地表下1.5m。持力層選用第三層粘土，承載力特征值kPa，設(shè)基礎(chǔ)在持力層中的嵌固深度為0.2m，室外地坪標(biāo)高同自然地面，則室外埋深為1.9m，室內(nèi)埋深2.35m（室內(nèi)外高差0.45m）。由此得土層分布及基礎(chǔ)剖面示意圖如下：圖2 土層分布及基礎(chǔ)剖面示意圖2.3 確定基礎(chǔ)底面積（1）A柱1）求地基承載力特征值根據(jù)持力層為粉質(zhì)粘土故取基底以上土的加權(quán)平均重度（加權(quán)土重度，其中雜填土容重18，粘土

10、取9.4）持力層承載力特征值（先不考慮對(duì)基礎(chǔ)寬度修正）（上式d按室外地面算起）2）初步選擇基底尺寸取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：，基礎(chǔ)底面積：設(shè)，取，且不需要再對(duì)進(jìn)行修正。3）驗(yàn)算持力層地基承載力回填土和基礎(chǔ)重：偏心距： ，基底最大壓力： ，滿足要求。（2）B柱1）基礎(chǔ)底面尺寸確定因B、C軸間距僅2.7m，B、C柱分別設(shè)為獨(dú)立基礎(chǔ)場(chǎng)地不夠，所以將兩柱做成雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)。因梁柱荷載對(duì)稱，所以聯(lián)合基礎(chǔ)近似按中心受壓設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深2.35m，如下圖：圖3. B-C柱聯(lián)合基礎(chǔ)埋深設(shè)，取，。3. 方案實(shí)施3.1基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（混凝土選用C25）(1)荷載設(shè)計(jì)值A(chǔ)柱：柱底荷載效應(yīng)基本組合值：，；B柱：柱底荷載效應(yīng)基本

11、組合值：，。（2）A柱預(yù)估基礎(chǔ)高度0.60m。1）基底凈反力（基礎(chǔ)高度初步估算0.60m計(jì)算）2）沖切驗(yàn)算基礎(chǔ)高度(采用錐形基礎(chǔ))柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖4） 圖4 沖切驗(yàn)算簡(jiǎn)圖，。初步選定基礎(chǔ)高度，（有墊層）。 ，所以破壞椎體在基礎(chǔ)平面內(nèi)部；取因偏心受壓，取沖切力：抗沖切力：基礎(chǔ)高度滿足要求。3）配筋計(jì)算圖5 基礎(chǔ)剖面尺寸示意圖選用的HPB300 級(jí)鋼筋， ,HRB335 級(jí)鋼筋，-截面（柱邊）：柱邊凈反力： 選1816（As=3618mm2）-截面：按構(gòu)造要求配筋:實(shí)配1216（As=2412mm2）（注：短邊鋼筋放在長(zhǎng)邊鋼筋上方，所以有效計(jì)算高度差10mm）（3）B-C柱，初選基礎(chǔ)高

12、度H=0.60m（等厚）； 1）基底凈反力2）沖切計(jì)算圖6 沖切驗(yàn)算計(jì)算簡(jiǎn)圖要求，所以滿足要求。3）縱向內(nèi)力計(jì)算彎矩和剪力的計(jì)算結(jié)果見下圖：圖7 彎矩和剪力計(jì)算結(jié)果4)抗剪驗(yàn)算柱邊剪力：,滿足要求。5）縱向配筋計(jì)算（選用HRPB335鋼筋=300N/mm2）板底配筋：選16110板頂配筋：按構(gòu)造要求8110（注意：若柱間有負(fù)彎矩，板頂需按該式，進(jìn)行配筋計(jì)算。）6）橫向配筋柱下等效梁寬為：柱邊彎矩：選925（布置在柱下1.86m范圍內(nèi)），基礎(chǔ)頂面配橫向構(gòu)造筋122503.2 繪制基礎(chǔ)施工圖。 根據(jù)以上計(jì)算，可以繪制出基礎(chǔ)平面布置圖和A軸、B-C柱子基礎(chǔ)大樣圖（見附件）。4.結(jié)果與結(jié)論結(jié)果： 本次

13、課程設(shè)計(jì)由于地形較好，沒有軟弱地層，所以無(wú)需進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算。計(jì)算時(shí)選取第三層粘土層作為持力層。由于地下水位深度1.5m，所以在計(jì)算時(shí)，位于地下水位以下部分在計(jì)算重度時(shí)應(yīng)減去水的重度。經(jīng)過(guò)計(jì)算，獨(dú)立基礎(chǔ)的面積為，滿足條件；聯(lián)合基礎(chǔ)的面積為：，滿足條件。在配筋計(jì)算時(shí)，獨(dú)立基礎(chǔ)-截面配筋1816（As=3618mm2），-截面配筋1216（As=2412mm2）；聯(lián)合基礎(chǔ)縱向配筋16110，橫向配筋1818。結(jié)論： 本次設(shè)計(jì)所得出的結(jié)論是，當(dāng)持力層下面有軟弱地基時(shí)，要進(jìn)行軟弱層驗(yàn)算，驗(yàn)算符合要求才可以進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。當(dāng)基礎(chǔ)高度>0.60m時(shí)，要設(shè)置兩節(jié)臺(tái)階式的基礎(chǔ)，這樣才能保證地基的穩(wěn)定性。

14、5.收獲與致謝 5.1 收獲紙上得來(lái)終覺淺，絕知此事要躬行。一周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們不僅拓寬了自己的知識(shí)面，而且在實(shí)踐過(guò)程中鞏固和加深了自己所學(xué)的知識(shí)。使我的技術(shù)素質(zhì)和實(shí)踐能力有了進(jìn)一步的提高。通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程的鍛煉，自己分析問題和解決問題的能力得到了提高和鍛煉，完善了自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。5.2 致謝經(jīng)過(guò)一周的時(shí)間，在趙青老師的精心指導(dǎo)下我們完成了本次課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。在本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們得到趙青老師的悉心指導(dǎo)。在計(jì)算及繪圖的過(guò)程中，趙青老師多次給我們分析思路，講解計(jì)算方法，開拓視角，在我們遇到困難想放棄的時(shí)候給予了我最大的支持和鼓勵(lì)。史老師趙青老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，踏實(shí)堅(jiān)韌的工作精神，將使我們終生受益。在此，謹(jǐn)向趙青老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。6.參考文獻(xiàn)1 華南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)編，基礎(chǔ)工程（第二版）M ，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20092建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）S，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20023建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（