柱下钢筋混凝土独立基础.doc

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《土力学与地基基础》课程设计专业名称土木工程所在班级土木0904学生姓名徐永伟学生学号091011404011指导教师刘传辉 1柱下独立基础课程设计1.1设计资料1.1.1地形1.1.2T程地质资料1.1.3水文资料1.1.4上部结构材料1.1.5材料1.1.6设计要求1.1.7本人设计资料••••1.2独立基础设计••••错误!••••错误!••••错误!••••错误!••••错误!未定义书签。未定义书签。未定义书签。未定义书签。未定义书签。1.2.1选择基础材料1.2.2选择基础埋置深度....1.2.3求地基承载力特征值力1.2.4初步选择基底尺寸....1.2.5验算持力层地基承载力1.2.6计算基底反力1.2.7柱边基础截面抗冲切验算错误！未定义书签。错误！未定义书签。1.2.8变阶处抗冲剪验算1.2.9配筋验算1.2.10基础配筋大样图111.2.11确定B,C两轴柱子基础底面尺寸12121.3结束语 题目：柱下钢筋混凝土独立基础1.1设计资料1.1.1地形：拟建建筑场地平整1.1.21程地质资料：自上而下依次为：%1杂填土：厚约0.5m,含部分建筑垃圾；%1粉质粘土：厚1.2m,软塑，潮湿，承载力特征值.^=130kPa:%1粘土：厚1.5m,可塑，稍湿，承载力特征值/；,=180kPa;%1全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值fak=240kPa%1强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值fak=300kPa%1屮风化砂质泥岩：厚4.Om,承载力特征值fak=620kPa地基岩土物理力学参数表表2.1地层代□土名天然地基土重度(Y)孔隙比(e)凝聚力(c)內摩擦角(中)压缩系数(al~2)压缩模量(Es)抗压强度(frk)承载力特征值(fak)KN/m3KPa度MPa1MPaMPaKPa①杂填土18②粉质粘土200.6534130.2010.0130③粘土19.40.5825230.228.2180④全风化砂质泥岩2122300.8240⑤强风化砂质泥岩2220253.0300⑥中风化砂质泥岩2415404.06201.1.3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1.5mo1.1.4±部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同口然地面，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柱底荷载标准值表2题号Fk(KN)Mk(KN-m)Vk(KN)A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴197515481187140100198464844210321615125216412522155605231090173013121901502426266574115018151370210175271717367512181873143323519329780837461282188314962572183258690837133919701560284242355969589814022057161823126637710210498915342140167733528840210911310610159822051727365309428120117114上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合设计值见表3： 柱底荷载效应基本组合设计值表3题号F(KN)M(KN-m)V(KN)A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴11268201215441831302586062582134221001627214163288727867314182250170624819531581867441496236017822742283539395885158424351863306251386104108966166724481945334284423112117108717412562202836931546212512411681823267421043913464911331361289199527832181425375523142147138102078286622454554025571561531491.1.5材料：混凝土等级C25~C30，钢筋I、II级。1.1.6设计要求：每班分为3个组。第1组共十八人，基础持力层选用③土层，设计A轴柱下独立基础；第2组共十八人，基础持力层选用④土层，设计B轴柱下独立基础；第3组共十八人，基础持力层选用③土层，设计C轴柱下独立基础；每人根据所在组号和题号，完成各自要求的轴线基础设计。对另外两根轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸。1.1.7本人设计资料本人分组情况为第一•组第十个，根据分组要求及参考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⑩题号A轴柱底荷载.⑴柱底荷载效应标准组合值：Fk=1598KN,=365KN•加，匕=120KN⑵柱底荷载效应基本组合值：F=2078KN,M=455KN・m,V=56KN。持力层选用③号土层，承载力特征值fak=180kPa:,框架柱截而尺寸为500mmx500mm，室外地坪标高同自然地而，室内外高差450nini。 1・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。 1.2.2选择基础埋置深度根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取，地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位于地表下1.5mo取基础底而高时取至持力层下0.5m,本设计取③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+0.5=2.2mo由此得基础剖面示意图,如图1.1所示-0.450/±0.000/®§CxjVkFk=1598KNMF3BKN-mVk=120KNoo图1.1基础小意图1.2.3求地基承载力特征值£根据e二0.58,查表得%=0.3,久二1.6。基底以上土的加权平均重度为：18x0.5+20xl+10x0.2+(19.4-10)x0.52.216.227KN/m持力层承载力特征值£（先不考虑对基础宽度修正值）为f=f小+7；』”（d-0.5）=180+1.6x16.227x（2.2-0.5）=224.137KPa上式d按室外地面算起。 1.2.4初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值件=1598KN,M«=365KN•加,叫=120KN计算基础和冋填土重Gk吋的基础埋置深度为d=*(2・2+2.65)=2.425加基础底面积为A==8.75m21598224.137-20x2.425+10x0.7由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即A=1.2观=1.2x8.75=10.5m2初步选定基础底面积A=/x/7=3.6x3.O=IO.8m2,且b二3.0m<3.Om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=ygcIA=(20x1.725+10x0.7)x10.8=448.2KN偏心距365+120x0.81598+448.2=0.225m<-=0.6,nFZ1*1598+448.2—V*£6x0.225)〔一3.6丿Ixb—A10.8型竺KP。118.414224.137KPa基底最大床力:Pj/r.max1A:.minPk=/min；«.m*x=118414;260.512=189463KPa606.036KN因此满足要求。 1.2.8变阶处抗冲剪验算图1.3at=b}=l.5fn,a}=1.8m,/?01=400-50=350mmat+2h0I=1.5+2x0.35=2.2m420.00KN因此满足要求。1.2.9配筋计算选用HPB235钢筋，fv=210N/mm2o基础长边方向。对于I-I截面，柱边净反力为/Mninry .max21=102.938+3.6+0.52x3.6x(281.877-102.938)=204.834KP。悬臂部分净反力平均值为£（伫喰+（281.877+204.834）=243.356KP。(p+P)/hmaxnJ2丿(Z-aj(2〃+伏)弯矩为M.=—241二右x243.356x(3.6-0.5)2x(2x3.0+0.5)=633.385KN•mA633.385x1()6…““人9人I===4468.324mm-“0.9/Mo0.9x210x750对于III-III截面（变阶处）,有.max102.938+3.6+1.82x3.6x(281.877-102.938)=237.142KPa弯矩为24(p+p“.max几1112(—)(2屮)AmI=——x7<281.877+237.142/262.753xlO6x(3.6-L8)2x(2x3.0+1.5)=262.753KN•m0.9厶力°】0.9x210x350_3972，()78mm 比较码和4血，应取人,1配筋,实际配24016@1304、.=464bnm2>446&324/n/n2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，取代丄何罰+%J=：(102・938+281.877)=192.408KP。与长边方向的配筋计算方法相同，对于II-11截面(柱边)的计算,hmax"眶(b-bcy⑵+dj/—X192.408x(3.0-0.5)2x(2x3.6+0.5)=385.818^-m=丄」竺沁匚=272悶访0.9fxh()0.9x210x750对于II-II截面的计算1(p+PMw=贾：⑵+®)=±X192.408x(3.0—1.5).(2x3.6+1.8)=162.344KN•力4Mw162.344xlO6—u八”2A.IV===2454.1min"0.9f.hm0.9x210x350因此按4』在短边方向配筋，实际配19014@200A=2112mm2>2721.82mm2 1.2.10基础配筋大样图皿图1.4基础配筋示意图 1.2.11确定B、C两轴柱子基础底面尺寸由柱下独立基础课程设计任务书得：6号题B、C两柱子基底荷载分布如下:A轴：F,=2205KN,Mk=309KN=117KNB轴：Fk=1727KN,=428KN•加，匕=114KN由前面计算得持力层承载力特征值人=224•囚KPa计算回填土重$时的基础埋置深度d=2.425mB轴基础底而积为=12.50m22205224.137-20x2.425+10x0.7基础底面积按增大，即A=1.2Aq=1.2x12.50=15m2初步选定基础底而而积为A=/x/；=5.lx3.0=15.3m2>15mm2,且b二3m不需要再对.九进行修正。C轴基础底而积为f.-Yc=9.456m21727224.137-20x2.425+10x0.7基础底而积按20%增大，即A=1.2/10=1.2x9.456=11.347m2初步选定基础底面面积为A=2"=3.8x3=11.4加2>11.347/nm2,且b二3.Oni不需要再对f(i进行修正。1.3结束语天下事有难易乎，为者，则难者亦易矣，不为，则易者亦难矣。本来以为做设计是一件非常难的事情，令我稍微有些畏惧，但是老师的指导和督促让我坚定开始去做的信心。刚一开始，的确遇到了一些困难，但是在我对有关资料的查询，以及老师的指导和同学帮助下，一切困难迎刃而解，令我拨云见日。在做设计的过程，我掌握了以前没有掌握到的知识，把零碎的知识点有机的融合到了一起，更重要的是，通过做设计的过程我学会了一些学习的方法，增强了自学的能力，这比做出满意的设计更重要。