柱下独立基础课程设计例题

1、1柱下独立基础课程设计1.1设计资料1.1.1地形拟建建筑地形平整1.1.2工程地质条件自上而下土层依次如下： 号土层：杂填土，层厚0.5m含部分建筑垃圾。 号土层：粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak 130KPa 号土层：黏土，层厚1.5m,可塑，稍湿，承载力特征值fak 180KPa。 号土层：细砂，层厚2.7m,中密，承载力特征值fak 240Kpa。 号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值fak 300KPa。1.1.3岩土设计参数表1.1地基岩土物理学参数土层编号土的名称重度KN/n孔隙比e液性指数Il粘聚力cKPa内摩 擦角(0)压缩模量Es Mpa标

2、准贯入锤击数N承载力特征值fak (KPa)杂填土18-粉质粘土200.650.8434137.56130黏土19.40.580.7825238.211180细砂210.62-3011.616240强风化砂质泥岩22-18223001.1.4水文地质条件1）拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。2）地下水位深度：位于地表下1.5m。1.1.5上部结构材料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，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 450mm柱网布置图如图1.1所示：1.1.6材料混凝土强度等级为C25 C30，钢筋采用HPB235、HPB335级。1.1.7本人设计资

3、料本人分组情况为第二组第七个，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题号B轴柱底荷载. 柱底荷载效应标准组合值：Fk1970KN，Mk242KN.m,V K95KN 。 柱底荷载效应基本组合值：Fk2562KN，MK315KN.m,V K124KN .持力层选用号土层，承载力特征值Fk 240KPa，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 450mm1.2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。122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。

4、你、拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，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+1.5+0.5=3.7m。由此得基础剖面示意图，如图1.2所示基础剖面示意图00001.2.3求地基承载力特征值fa柱FkFk-1970kNMk=242kNVk-95kN根据细砂 e=0.62.，Ii =0.78，查表得 b=2.0， d=3.0基底以上土的加权平均重度为：18 0.5 20 1(2010) 0.2 (19.4 10) 1.5 (2110) 0.53.713.68KN, m3持力层承载力特征值fa （先不考

5、虑对基础宽度修正值）为akd m(d 0.5)240 3.0 13.68 (3.7 0.5)371.328 KPa上式d按室外地面算起。取柱底荷载标准值:124初步选择基底尺寸Fk 1970KN ,Mk 242KN .m,VK 95KN。计算基础和回填土重G k时的基础埋置深度为基础底面积为d=(3.7 4.15)=3.925 m2A。Fka Gd19706.24m2371.33 2.2 10 1.675 20由于偏心不大，基础底面积按2000增大，即21.2A01.2 6.247.488m初步选定基础底面积A lb2.88 2.67.488m2，且 b=2.6m 3m不需要再对fa进行修正。

6、1.2.5验算持力层地基承载力基础和回填土重为GkGdA=(2.210+1.675 20)7.488=415.58 KN偏心距eKFkMkGk2421970 415.580.101 L 0.486Pk min0，满足要求基底最大压力:Pmax=FKG K(16eK)AL)197041558 (162.8810.080.101)385.62 Kpa 1.2 fa (445.593 KPa)1.2.6计算基底反力取柱底荷载效应基本组合设计值F 2562 KN , M 315KN .m,V 124KN。静偏心距为M 315 124 0.8eno N 基础边缘处的最大和最小净反力为nmax F (1

7、6編。、2562pnmin (n) 2.88 2.625620.16m(1 6 0.16)456.2Kpa(228.1 Kpa)2.881.2.7基础高度柱边基础截面抗冲切验算(见图1.3 )L13001300iO250加Ol /I4曲彳6501 n1300(1利a)250(b)冲切验算简图(a)柱下冲切(b)变阶处冲切L=3.6m,b=2.6m, atbc 0.5m, ac0.5m.初步选定基础高度h=1000mm分两个台阶，每阶段高度均为400mm h01000(40 10)950mm(有垫层)，则取ab at 2h00.5 2 0.952.42.6m取 ab=2.4m。因此，可得因偏心受

8、压,Pn取 Pmaxamat ab250001450mm2456.2 Kpa，所以冲切为Fpmax(2b bch0)b (b ITh。)20.95)2284.21KN456.2(空8g 0.95) 2.6 洱2 2 2 2抗冲切力为0.7 hpftamh0 0.7 1.0 1.27 103 1.45 0.95 1224.60KN 284.2KN 因此满足要求。1.2.8变阶处抗冲剪验算由于有atbi 1.5m, 31.9m, h1500 50450所以 ab at2h011.52 0.452.4m2.6m取ab 2.4m.因此，可得amatab2冲切力为F pmax(2ae2be2he)245

9、6.2(2.88(21 92 6圧 0.45) 2.6 半2 2乎 45)242.88KN抗冲切力为0.7 hp ftam g0.7 1.0 1.27 103 1.95 0.45780.10KN42.88KN因此满足要求。1.2.9配筋计算1）基础长边方向。对于I-I截面，柱边净反力为lae (Pn max Pn min)2l丿2.88 0.5(456.22 2.88Pn1Pmin228.1228.1) 321.05Kpa悬臂部分净反力平均值为12( pmax1pn1) 2(456.2321.05)388.63Kpa弯矩为Pn max2血)(1 ae)2(2bbe)388.63 (2.88 0

10、.5)2 (2 2.6 0.5) 522.82KN.m 24M1O.9fyho曲82 1062911.84W0.9 210 950对于川-川截面（变阶处）,Pn3Pmin(P2ln max2.88 1.9228.1(456.2 228.1) 359.55Kpa2 2.88Pn min )M31/ max Pn3 /i( )(l 2421456.2 359.5524q)2(2b(2.88bj1.9)2 ( 2 2.6 1.5) =109.36KN.mM3109.36 1060.9fyh010.9 210 4501285.83mm2比较As3和Asi，应取Asi配筋，实际配18200，则钢筋根数为n 2600114202 2A 254.5 14 3563mm2911.84mm2）基础短边方向。因为该基础受单向偏心何载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取1 1Pn2（Pnmax Pnmin ） ? （456.2 228.1）与长边方向的配筋计算方法相同，对于U342.15