柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程大作業(yè)設(shè)計(jì)

地基基礎(chǔ)課程大作業(yè)設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程大作業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)：土木工程（項(xiàng)目管理）目錄1柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 11設(shè)計(jì)資料 11.1地形 11.2工程地質(zhì)條件 11.3巖土設(shè)計(jì)參數(shù) 11.4水文地質(zhì)條件 21.5上部結(jié)構(gòu)材料 21.6材料 21.7本人設(shè)計(jì)資料 32獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 32.1選擇基礎(chǔ)材料 32.2選擇基礎(chǔ)埋置深度 32.3求地基承載力特征值 42.4角柱 42.4.1初步選擇基底尺寸 42.4.2驗(yàn)算持力層地基承載力 52.4.4基礎(chǔ)高度 62.4.5變階處抗沖剪驗(yàn)算 72.4.6配筋計(jì)算 72.5邊柱 92.5.1初步選擇基底尺寸 92.5.2驗(yàn)算持力層地基承載力 102.5.4基礎(chǔ)高度 102.5.5變階處抗沖剪驗(yàn)算 122.5.6配筋計(jì)算 122.6中柱 142.6.1初步選擇基底尺寸 142.6.2驗(yàn)算持力層地基承載力 152.6.4基礎(chǔ)高度 152.6.5變階處抗沖剪驗(yàn)算 172.6.6配筋計(jì)算 172.7基礎(chǔ)配筋大樣圖 182.8設(shè)計(jì)圖紙 191柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)資料1.1.1地形擬建建筑地形平整1.1.2工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下：①號土層：雜填土，層厚2.0m含部分建筑垃圾。②號土層：粉質(zhì)粘土，層厚4.5m，軟塑，潮濕，承載力特征值。③號土層：黏土，層厚5m，可塑，稍濕，承載力特征值。④號土層：細(xì)砂，層厚2m，中密，承載力特征值。⑤號土層：強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚度未揭露，承載力特征值。1.1.3巖土設(shè)計(jì)參數(shù)表1.1地基巖土物理學(xué)參數(shù)土層編號土的名稱重度孔隙比e液性指數(shù)粘聚力c內(nèi)摩擦角壓縮模量標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N承載力特征值①雜填土18②粉質(zhì)粘土200.650.8434137.56130③黏土19.40.580.7825238.211180④細(xì)砂210.623011.616240⑤強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2218223001.1.4水文地質(zhì)條件擬建廠區(qū)地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。地下水位深度：位于地表下4m。1.1.5上部結(jié)構(gòu)材料擬建建筑物框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)如下，邊柱與角柱截面尺寸為400mm400mm，中柱截面尺寸為500mm500mm，柱間距均為6m。室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。F1=（800+學(xué)號后兩位數(shù)字）kN=822kN，V1=（學(xué)號后兩位數(shù)字×5）kN=110kN，M1=(20+學(xué)號后兩位數(shù)字)=42kN，F(xiàn)2=（1100+學(xué)號后兩位數(shù)字）kN=1122kN，V2=（學(xué)號后兩位數(shù)字×10）=220kN，M2=(20+學(xué)號后兩位數(shù)字×5)=130kN，F(xiàn)3=（2000+學(xué)號后兩位數(shù)字）kN=2022kN，V3=（學(xué)號后兩位數(shù)字×5）=110kN，M3=(20+學(xué)號后兩位數(shù)字×10)=240kN，彎矩及剪力作用方向只考慮橫向。（以永久荷載控制為主）因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)主要受標(biāo)準(zhǔn)組合值控制，所以基本組合值=1.35×標(biāo)準(zhǔn)組合值1.1.6材料混凝土強(qiáng)度等級為，鋼筋采用。1.1.7本人設(shè)計(jì)資料角柱：柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值:F1k=822kN，M1k=42kN·m，V1k=110kN.柱底荷載效應(yīng)基本組合值:F1=1109.7kN，M1=56.7kN·m，V1=148.5kN.邊柱：柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值:F2k=1122kN，M2k=130kN·m，V2k=220kN.柱底荷載效應(yīng)基本組合值:F2=1514.7kN，M2=175.55kN·m，V2=297kN.中柱：柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值:F3k=2022kN，M3k=240kN·m，V3k=110kN.柱底荷載效應(yīng)基本組合值:F3=2729.7kN，M3=324kN·m，V3=148.5kN.持力層選用②號土層，承載力特征值Fk=130kN，框架柱截面尺寸為500mm500mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。1.2獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.2.1選擇基礎(chǔ)材料基礎(chǔ)采用C25混凝土，HPB235級鋼筋，預(yù)估基礎(chǔ)高度0.8m。1.2.2選擇基礎(chǔ)埋置深度根據(jù)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料選取。擬建廠區(qū)地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，地下水位于地表下4m。取基礎(chǔ)底面高時(shí)最好取至持力層下0.5m，本設(shè)計(jì)取②號土層為持力層，所以考慮取室外地坪到基礎(chǔ)底面為2.0+0.5=2.5m。由此得基礎(chǔ)剖面示意圖，如圖1.2所示。圖1.2基礎(chǔ)剖面示意圖1.2.3求地基承載力特征值根據(jù)粉土黏粒含量ρc＜10%，查表得=0.5，=2.0?；滓陨贤恋募訖?quán)平均重度為：持力層承載力特征值（先不考慮對基礎(chǔ)寬度修正值）為上式d按室外地面算起。1.2.4初步選擇基底尺寸角柱：取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F1k=822kN，M1k=42kN·m，V1k=110kN.計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重時(shí)的基礎(chǔ)埋置深度為基礎(chǔ)底面積為由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按增大，即初步選定基礎(chǔ)底面積，且b=2.2m3m不需要再對進(jìn)行修正。1.2.5驗(yàn)算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重為偏心距，滿足要求?；鬃畲髩毫Γ?.2.6計(jì)算基底反力取柱底荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值：F1=1109.7kN，M1=56.7kN·m，V1=148.5kN靜偏心距為基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力為2.4.4基礎(chǔ)高度柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖1.3）168沖切驗(yàn)算簡圖（a）柱下沖切（b）變階處沖切初步選定基礎(chǔ)高度h=800mm，分兩個(gè)臺階，每階段高度均為400mm。，則取=1.9m。因此，可得因偏心受壓，抗沖切力為因此滿足要求。2.4.5變階處抗沖剪驗(yàn)算由于有所以取=1.7m。因此，可得沖切力為抗沖切力為滿足要求。2.4.6配筋計(jì)算基礎(chǔ)長邊方向。對于Ⅰ-Ⅰ截面，柱邊凈反力為懸臂部分凈反力平均值為彎矩為對于Ⅲ-Ⅲ截面（變階處），有比較和，應(yīng)取配筋，實(shí)際配，則鋼筋根數(shù)為基礎(chǔ)短邊方向。因?yàn)樵摶A(chǔ)受單向偏心荷載作用，所以，在基礎(chǔ)短邊方向的基底反力可按均勻分布計(jì)算，取與長邊方向的配筋計(jì)算方法相同，對于Ⅱ-Ⅱ截面（柱邊）的計(jì)算配筋值，Ⅳ-Ⅳ截面（變階處）的計(jì)算配筋值。因此按在短邊方向配筋，實(shí)際配鋼筋根數(shù)為2.5邊柱2.5.1初步選擇基底尺寸取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F2k=1121kN，M2k=125kN·m，V2k=210kN.計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重時(shí)的基礎(chǔ)埋置深度為基礎(chǔ)底面積為由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20%增大，即初步選定基礎(chǔ)底面積，且b=3m3m不需要再對進(jìn)行修正。2.5.2驗(yàn)算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重為偏心距，滿足要求。基底最大壓力：2.5.3計(jì)算基底反力靜偏心距為基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力為2.5.4基礎(chǔ)高度柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖1.3）沖切驗(yàn)算簡圖（a）柱下沖切（b）變階處沖切初步選定基礎(chǔ)高度h=800mm，分兩個(gè)臺階，每階段高度均為400mm。，則取=1.9m。因此，可得因偏心受壓，抗沖切力為因此滿足要求。2.5.5變階處抗沖剪驗(yàn)算由于有所以取=2.2m。因此，可得沖切力為抗沖切力為滿足要求。2.5.6配筋計(jì)算基礎(chǔ)長邊方向。對于Ⅰ-Ⅰ截面，柱邊凈反力為懸臂部分凈反力平均值為彎矩為對于Ⅲ-Ⅲ截面（變階處），有比較和，應(yīng)取配筋，實(shí)際配，則鋼筋根數(shù)為基礎(chǔ)短邊方向。因?yàn)樵摶A(chǔ)受單向偏心荷載作用，所以，在基礎(chǔ)短邊方向的基底反力可按均勻分布計(jì)算，取與長邊方向的配筋計(jì)算方法相同，對于Ⅱ-Ⅱ截面（柱邊）的計(jì)算配筋值，Ⅳ-Ⅳ截面（變階處）的計(jì)算配筋值。因此按在短邊方向配筋，實(shí)際配鋼筋根數(shù)為2.6中柱2.6.1初步選擇基底尺寸取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：F3k=2021kN，M3k=230kN·m，V3k=105kN.計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重時(shí)的基礎(chǔ)埋置深度為基礎(chǔ)底面積為由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20%增大，即初步選定基礎(chǔ)底面積，因?yàn)閎=4m>3m需要再對進(jìn)行修正所以選定基礎(chǔ)底面積2.6.2驗(yàn)算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重為偏心距，滿足要求?；鬃畲髩毫Γ?.6.3計(jì)算基底反力靜偏心距為基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力為2.6.4基礎(chǔ)高度柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖1.3）沖切驗(yàn)算簡圖（a）柱下沖切（b）變階處沖切初步選定基礎(chǔ)高度h=800mm，分兩個(gè)臺階，每階段高度均為400mm。，則取=2m。因此，可得因偏心受壓，抗沖切力為因此滿足要求。2.6.5變階處抗沖剪驗(yàn)算由于有所以取=2.7m。因此，可得沖切力為抗沖切力為滿足要求。2.6.6配筋計(jì)算基礎(chǔ)長邊方向。對于Ⅰ-Ⅰ截面，柱邊凈反力為懸臂部分凈反力平均值為彎矩為對于Ⅲ-Ⅲ截面（變階處），有比較和，應(yīng)取配筋，實(shí)際配，則鋼筋根數(shù)