柱下独立(联合)基础设计

1、课 程 设 计 说 明 书课程名称： 基础工程 设计题目：柱下独立（联合）基础设计 院 系： 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 2012年 月 日课 程 设 计 任 务 书设计题目柱下独立（联合）基础设计学生姓名所在院系专业、年级、班设计要求： 按照以下所给资料进行基础设计。1、设计资料（1）上部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500×500 mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置见图1。图1 柱网平面图（2）上部结构作用在柱底的荷载（横向框架荷载取值按轴对称分布考虑）：题号为：A轴荷载效应标准组合值为：A轴荷载效应基本组合值

2、为：B轴荷载效应标准组合值为：B轴荷载效应基本组合值为：（3）地形：拟建建筑场地平整，土层起伏不大。（4）工程地质资料：自上而下依次为：杂填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾；粉质粘土：厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KN/m2；粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180KN/m2；全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值fak=240KN/m2；强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值fak=300KN/m2；中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值fak=620KN/m2；表1 地基岩土物理力学参数表地层代号土名天然地基土重度（）孔隙比（e）凝聚力（c）内摩擦

3、角（）压缩系数(a1-2)压缩模量（Es）抗压强度（frk）承载力特征值（fak）kN/m³kPa度杂填土18粉质粘土200.6534130.2010.0130粘土19.40.5825230.228.2180全风化砂质泥岩2122300.8240强风化砂质泥岩2220253.0300中风化砂质泥岩2415404.0620（5）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1.5m。（6）材料：混凝土等级20C25，钢筋HPB300、HPRB335级。2、设计内容设计柱下独立基础，包括确定基础埋深、基础底面尺寸，对基础进行结构内力分析、强度计算，确定基础高度、进行配筋计算

4、并满足构造设计要求，编写设计计算书。绘制基础施工图，包括基础平面布置图、基础施工图，并提出必要的技术说明。学生应完成的工作：1.设计计算书(A4、正文字号小四、1.5倍行距) （1）确定地基持力层和基础埋置深度；（2）确定基础底面尺寸，验算地基承载力； （3）对基础进行抗冲切承载力验算，确定基础高度； （4）对基础进行正截面受弯承载力验算，给基础底板配筋；2. 设计图纸(A3或A2)（1）基础平面布置图（2）独立基础施工图要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。参考文献阅读：1 华南大学，浙江大学，湖南大学编，基础工程（第二版）M ，中国建筑工业出版社，20

5、092建筑结构荷载规范（GB50009-2001）S，中国建筑工业出版社，20023建筑地基基础设计规范（GB50007 -2002）S，中国建筑工业出版社，20024混凝土结构设计规范（GB50010 -2010）S，中国建筑工业出版社，2010工作计划：课程设计时间：一周。其中： 1、布置任务、熟悉设计资料0.5天；2、确定设计方案、计算3天；3、写设计说明书、绘图2.5天；4、打印并上交设计说明书、图纸1天。任务下达日期： 2012 年 月 日 任务完成日期： 2012 年 月 日 指导教师（签名）： 学生（签名）： 柱下独立（联合）基础设计摘 要：为了让同学们更好的学习基础工程这门课程

6、，加深对知识的理解和掌握，提高同学们的动手能力，学校组织了这次关于基础工程的课程设计。设计的主要内容是对柱下独立基础和联合基础进行设计。设计开始首先进行计算，经过计算，确定出基础的受力状态，然后设计基础尺寸。基础尺寸设计后进行验算，验算符合要求，然后进行配筋的计算，配筋完成以后就开始绘制基础施工图，施工图完毕，经过校核无误，本次设计完成。关键词：埋深 基底尺寸 基础 基础高度 配筋 施工图目 录1.设计背景12.设计方案23.方案实施 54结果与结论 115.收获与致谢 126.参考文献 137.附件 141. 设计背景某多层全现浇框架结构房屋，上部框架柱截面尺寸为500×500 m

7、m，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置见图1。图1 柱网平面图上部结构作用在柱底的荷载为，A轴柱底荷载： 柱底荷载效应标准组合值：，； 柱底荷载效应基本组合值：，。B轴柱底荷载： 柱底荷载效应标准组合值：，； 柱底荷载效应基本组合值：，。拟建建筑场地平整，土层起伏不大。工程地质资料见表1：表1 场地工程地质资料地层代号土名天然地基土重度（）孔隙比（e）凝聚力（c）内摩擦角（）压缩系数(a1-2)压缩模量（Es）抗压强度（frk）承载力特征值（fak）kN/m³kPa度杂填土18粉质粘土200.6534130.2010.0130粘土19.40.5825230.228

8、.2180全风化砂质泥岩2122300.8240强风化砂质泥岩2220253.0300中风化砂质泥岩2415404.0620地下水位于地表下1.5m，地下水对混凝土无侵蚀性。2.设计方案2.1材料选用C25混凝土（=11.9N/mm2，=1.27N/mm2）；HPB300钢筋（=270N/mm2）；HRPB335钢筋（=300N/mm2）。2.2.基础埋深选择根据任务书要求和工程地质资料：第一层土：杂填土，厚0.5m；第二层土：粉质粘土，厚1.2m,承载力特征值 = 130kN/m2；第三层土：粘土，厚1.5m,承载力特征值 = 180kN/m2；第四层土：全风化砂质泥岩，厚2.7m,承载力特

9、征值 = 240kN/m2。第五层土：强风化砂质泥岩，厚3.0m，承载力特征值 = 300kN/m2第六层土：中风化砂质泥岩，厚4.0m，承载力特征值 = 620kN/m2 地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表下1.5m。持力层选用第三层粘土，承载力特征值kPa，设基础在持力层中的嵌固深度为0.2m，室外地坪标高同自然地面，则室外埋深为1.9m，室内埋深2.35m（室内外高差0.45m）。由此得土层分布及基础剖面示意图如下：图2 土层分布及基础剖面示意图2.3 确定基础底面积（1）A柱1）求地基承载力特征值根据持力层为粉质粘土故取基底以上土的加权平均重度（加权土重度，其中杂填土容重18，粘土

10、取9.4）持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正）（上式d按室外地面算起）2）初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：，基础底面积：设，取，且不需要再对进行修正。3）验算持力层地基承载力回填土和基础重：偏心距： ，基底最大压力： ，满足要求。（2）B柱1）基础底面尺寸确定因B、C轴间距仅2.7m，B、C柱分别设为独立基础场地不够，所以将两柱做成双柱联合基础。因梁柱荷载对称，所以联合基础近似按中心受压设计基础，基础埋深2.35m，如下图：图3. B-C柱联合基础埋深设，取，。3. 方案实施3.1基础结构设计（混凝土选用C25）(1)荷载设计值A柱：柱底荷载效应基本组合值：，；B柱：柱底荷载效应基本

11、组合值：，。（2）A柱预估基础高度0.60m。1）基底净反力（基础高度初步估算0.60m计算）2）冲切验算基础高度(采用锥形基础)柱边基础截面抗冲切验算（见图4） 图4 冲切验算简图，。初步选定基础高度，（有垫层）。 ，所以破坏椎体在基础平面内部；取因偏心受压，取冲切力：抗冲切力：基础高度满足要求。3）配筋计算图5 基础剖面尺寸示意图选用的HPB300 级钢筋， ,HRB335 级钢筋，-截面（柱边）：柱边净反力： 选1816（As=3618mm2）-截面：按构造要求配筋:实配1216（As=2412mm2）（注：短边钢筋放在长边钢筋上方，所以有效计算高度差10mm）（3）B-C柱，初选基础高

12、度H=0.60m（等厚）； 1）基底净反力2）冲切计算图6 冲切验算计算简图要求，所以满足要求。3）纵向内力计算弯矩和剪力的计算结果见下图：图7 弯矩和剪力计算结果4)抗剪验算柱边剪力：,满足要求。5）纵向配筋计算（选用HRPB335钢筋=300N/mm2）板底配筋：选16110板顶配筋：按构造要求8110（注意：若柱间有负弯矩，板顶需按该式，进行配筋计算。）6）横向配筋柱下等效梁宽为：柱边弯矩：选925（布置在柱下1.86m范围内），基础顶面配横向构造筋122503.2 绘制基础施工图。 根据以上计算，可以绘制出基础平面布置图和A轴、B-C柱子基础大样图（见附件）。4.结果与结论结果： 本次

13、课程设计由于地形较好，没有软弱地层，所以无需进行软弱下卧层验算。计算时选取第三层粘土层作为持力层。由于地下水位深度1.5m，所以在计算时，位于地下水位以下部分在计算重度时应减去水的重度。经过计算，独立基础的面积为，满足条件；联合基础的面积为：，满足条件。在配筋计算时，独立基础-截面配筋1816（As=3618mm2），-截面配筋1216（As=2412mm2）；联合基础纵向配筋16110，横向配筋1818。结论： 本次设计所得出的结论是，当持力层下面有软弱地基时，要进行软弱层验算，验算符合要求才可以进行设计施工。当基础高度>0.60m时，要设置两节台阶式的基础，这样才能保证地基的稳定性。

14、5.收获与致谢 5.1 收获纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。一周的课程设计已经结束了，通过这次课程设计我们不仅拓宽了自己的知识面，而且在实践过程中巩固和加深了自己所学的知识。使我的技术素质和实践能力有了进一步的提高。通过设计过程的锻炼，自己分析问题和解决问题的能力得到了提高和锻炼，完善了自己的知识结构。5.2 致谢经过一周的时间，在赵青老师的精心指导下我们完成了本次课程设计的主要内容。在本次课程设计的过程中我们得到赵青老师的悉心指导。在计算及绘图的过程中，赵青老师多次给我们分析思路，讲解计算方法，开拓视角，在我们遇到困难想放弃的时候给予了我最大的支持和鼓励。史老师赵青老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我们终生受益。在此，谨向赵青老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。6.参考文献1 华南大学，浙江大学，湖南大学编，基础工程（第二版）M ，中国建筑工业出版社，20092建筑结构荷载规范（GB50009-2001）S，中国建筑工业出版社，20023建筑地基基础设计规范（