基礎工程課程設計---柱下獨立基礎設計

1、基礎工程課程設計姓名： 班級： 學號： 東莞理工學院2012年5月1 設計題目柱下獨立基礎設計2 設計任務本課程設計的任務是完成單柱下的獨立基礎的設計與驗算。通過本次設計使學生能夠運用已學過的擴展基礎設計理論和方法，理解基礎設計的基本原理，掌握基礎設計的步驟和方法。3 設計資料（1）上部結構資料某教學實驗樓，上部結構為六層鋼筋混凝土框架體系，其框架、主梁、次梁均為現(xiàn)澆整體式，混凝土強度等級C30。（2）建筑場地資料地基與基礎設計等級為乙級。擬建場地位于市區(qū)內，地勢平坦。建筑場地位于非地震區(qū)，不考慮地震影響。建筑場地地下水為潛水，地下水位距地表2.5m。據(jù)已有資料分析，該場地地下水對混凝土無腐蝕

2、性。建筑地基的土層分布情況及各土層物理、力學指標見附表1。（3）設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范（GB 50007-2002）混凝土結構設計規(guī)范（GB 50010-2002）（4）設計荷載建筑室內地面標高為±0.00，室外地面標高為-0.30m，柱底標高-0.8m。柱網(wǎng)圖見圖1柱截面尺寸：500mm×500mm柱底荷載標準組合值：A軸F=1706KN M=298KN/m V=100KNB軸F=1520KN M=242KN/m V=109KNC軸F=1315KN M=221KN/m V=102KN其中彎矩Mk和水平力Vk均為橫向。表1 地基土物理力學性質指標土層序號土層名稱層厚（

3、m）（kN/m3）w（%）孔隙比（e）液性指數(shù)（IL）抗剪強度壓縮模量Es1-2（MPa）地基承載力特征值fak （kPa）ck （/kPa）k （°）雜填土0.517.5黃色粉質粘土0.818.427.80.810.883025.56.4160褐色粉質粘土4.018.535.41.020.701622.511.8150灰-綠色粉質粘土6.419.726.00.900.4636.826.58.6210細砂>4.0210.623011.6240注：地下水位距地表2.5m。CBA72006400136001234566600660066006600660033000圖1 柱網(wǎng)平面圖

4、4 獨立基礎設計 （1） 選擇基礎材料基礎采用C30混凝土，HPB300級鋼筋，預估計基礎高度1m （2）選擇基礎埋深 取室外地面到基礎底面為h=0.5+1=1.5m （3）求地基承載力特征值fa 根據(jù)粘土e=1.02，IL=0.7，查表得b=0.3，d=1.6。 基底以上土的加權平均中毒為 =18.11KN/m持力層承載力特征值fa (先不考慮對基礎寬度修正)為 =上式d按室外地面算起。5.初步選擇基底尺寸取A軸柱底荷載標準值：。計算基礎和回填土重時速度基礎埋置深度為d=1/2(1.5+1.8)=1.65m基礎底面積為由于偏心不大，基礎底面積按20%增大，即A=1.2A0=1.2×

5、11.69=14.02m2初步選定基礎底面面積A=lb=4.7×3=14.1m2，且b3m不需要再對進行修正。6.驗算持力層地基承載力基礎和回填土重為偏心距為，滿足要求?；鬃畲髩毫Γ核?，最后確定基礎地面面積長4.7m，寬3m。7.地基變形驗算（1）計算基礎A的基底平均附加壓力如下：基礎及其上回填土的總重 基底平均壓力 基地處的土中自重應力 基底平均附加應力 （2）計算，,取深度z=0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10m各計算點，相應的z/b=0，0.7，1.3，2，2.7，3.3，4，4.7，5.3，6，6.7點z（m）(kPa)01.6000.25013011.610.

6、70.22411621.621.30.1678731.6320.1105741.642.70.0753951.653.30.0562961.6640.0402171.674.70.0311681.685.30.0251391.6960.02010101.6106.70.0189（3）計算基礎A的中心點O下由兩相鄰基礎的荷載引起的，可視O點為兩個相等矩形面（oafy）和另四個相等矩形面（oaed）的公共角點。其長寬比分別為9.7/2.35=4.8和5.7/2.35=2.4點zz/b09.7/2.35=4.85.7/2.35=2.4000.2500.2500110.30.2390.2390220.

7、70.2270.22513310.2040.2011.6441.30.1810.1762.6551.70.1540.1454.76620.1360.1189.4772.30.1210.1096.2882.70.1050.0917.39930.0950.0807.810103.30.0870.0775.2(4)以分層和法和單向壓縮求基礎A的最終沉降基礎底面下粉質粘土厚3.8m，地下水分層面以上厚1m，地下厚2.8，所以分層厚度均可取為1m，經計算，分層總和法單向壓縮基本公式的計算點深度zi(m)自重應力 (kPa)附加應力(kPa)層厚Hi(m)自重應力平均值(kPa)附加應力平均值（kPa）自

8、重應力加附加應力(kPa)受壓前空隙比受壓后空隙比002713011461161.0371231630.8190.7360.045452254881.0501021520.810.7410.038383363591.059741330.80.7550.025254471421.067511180.7950.7640.016165581341.076381140.7800.7660.00886691301.086321180.7760.7640.007777100221.096281240.7740.7600.006688110201.0105211260.7700.7570.007799120

9、181.0115191340.7620.7500.00771010130141.0125161410.7580.7450.0077地基壓縮層深度的確定，按確定深度下限，7m深處，（可以）于是基礎A的最終沉降量如下45+38+25+16+8+7+6=145mm考慮B、C軸上基礎的影響，最終沉降量估算為：145mm總最終沉降量為：S=2×145=290mm，kPa<0.75查沉降計算經驗系數(shù)表，并用插入法算得，得最終沉降量為：S=290×0.626=181.5mm<S=200mm8.計算基底凈反力V=Vk×1.35=100×1.35=135KNF

10、=Fk×1.35=1706×1.35=2303.1KNM=Mk×1.35=298×1.35=402.3KN·m基礎邊緣的最大和最小凈反力為9.基礎高度（采用階梯形基礎）柱邊基礎截面抗沖切驗算，初步選定基礎高度，分兩個臺階，每個臺階高均為500mm。（有墊層），則 取，可得 因偏心受壓，取，所以沖切力為=707.95KN抗沖切力為 滿足要求。10.變階處抗沖切驗算由于有 ，所以 取?？傻?沖切力為抗沖切力為滿足要求。11.配筋計算選用HRB300級鋼筋，。（1）基礎長邊方向。對于-截面（柱邊），柱邊凈反力為 =115.97+(4.7+0.5)/(2×4.7) ×(210.7-115.97) =168.37kPa懸臂部分凈反力平均值為:-彎矩 =1/24×189.54×17.64×6.5=905.53kN·m對-截面（變階處）=328.74kN·m比較和，應按配筋，實際配，則鋼筋數(shù)為n=(3000/155)+1=20根As=201.1×20=4022mm²基礎短邊方向。因為該基礎受單向偏心荷載作用，所以在基礎短邊方向的基底反力可按均勻分布計算，取對于-截面（柱邊）=492.33kN·m對于-截面（變階處），有=220kN