基础工程课程设计---柱下独立基础设计

1、基础工程课程设计姓名： 班级： 学号： 东莞理工学院2012年5月1 设计题目柱下独立基础设计2 设计任务本课程设计的任务是完成单柱下的独立基础的设计与验算。通过本次设计使学生能够运用已学过的扩展基础设计理论和方法，理解基础设计的基本原理，掌握基础设计的步骤和方法。3 设计资料（1）上部结构资料某教学实验楼，上部结构为六层钢筋混凝土框架体系，其框架、主梁、次梁均为现浇整体式，混凝土强度等级C30。（2）建筑场地资料地基与基础设计等级为乙级。拟建场地位于市区内，地势平坦。建筑场地位于非地震区，不考虑地震影响。建筑场地地下水为潜水，地下水位距地表2.5m。据已有资料分析，该场地地下水对混凝土无腐蚀

2、性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见附表1。（3）设计规范建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）（4）设计荷载建筑室内地面标高为±0.00，室外地面标高为-0.30m，柱底标高-0.8m。柱网图见图1柱截面尺寸：500mm×500mm柱底荷载标准组合值：A轴F=1706KN M=298KN/m V=100KNB轴F=1520KN M=242KN/m V=109KNC轴F=1315KN M=221KN/m V=102KN其中弯矩Mk和水平力Vk均为横向。表1 地基土物理力学性质指标土层序号土层名称层厚（

3、m）（kN/m3）w（%）孔隙比（e）液性指数（IL）抗剪强度压缩模量Es1-2（MPa）地基承载力特征值fak （kPa）ck （/kPa）k （°）杂填土0.517.5黄色粉质粘土0.818.427.80.810.883025.56.4160褐色粉质粘土4.018.535.41.020.701622.511.8150灰-绿色粉质粘土6.419.726.00.900.4636.826.58.6210细砂>4.0210.623011.6240注：地下水位距地表2.5m。CBA72006400136001234566600660066006600660033000图1 柱网平面图

4、4 独立基础设计 （1） 选择基础材料基础采用C30混凝土，HPB300级钢筋，预估计基础高度1m （2）选择基础埋深 取室外地面到基础底面为h=0.5+1=1.5m （3）求地基承载力特征值fa 根据粘土e=1.02，IL=0.7，查表得b=0.3，d=1.6。 基底以上土的加权平均中毒为 =18.11KN/m持力层承载力特征值fa (先不考虑对基础宽度修正)为 =上式d按室外地面算起。5.初步选择基底尺寸取A轴柱底荷载标准值：。计算基础和回填土重时速度基础埋置深度为d=1/2(1.5+1.8)=1.65m基础底面积为由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即A=1.2A0=1.2×

5、11.69=14.02m2初步选定基础底面面积A=lb=4.7×3=14.1m2，且b3m不需要再对进行修正。6.验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距为，满足要求。基底最大压力：所以，最后确定基础地面面积长4.7m，宽3m。7.地基变形验算（1）计算基础A的基底平均附加压力如下：基础及其上回填土的总重 基底平均压力 基地处的土中自重应力 基底平均附加应力 （2）计算，,取深度z=0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10m各计算点，相应的z/b=0，0.7，1.3，2，2.7，3.3，4，4.7，5.3，6，6.7点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）计算基础A的中心点O下由两相邻基础的荷载引起的，可视O点为两个相等矩形面（oafy）和另四个相等矩形面（oaed）的公共角点。其长宽比分别为9.7/2.35=4.8和5.7/2.35=2.4点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)以分层和法和单向压缩求基础A的最终沉降基础底面下粉质粘土厚3.8m，地下水分层面以上厚1m，地下厚2.8，所以分层厚度均可取为1m，经计算，分层总和法单向压缩基本公式的计算点深度zi(m)自重应力 (kPa)附加应力(kPa)层厚Hi(m)自重应力平均值(kPa)附加应力平均值（kPa）自

8、重应力加附加应力(kPa)受压前空隙比受压后空隙比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地基压缩层深度的确定，按确定深度下限，7m深处，（可以）于是基础A的最终沉降量如下45+38+25+16+8+7+6=145mm考虑B、C轴上基础的影响，最终沉降量估算为：145mm总最终沉降量为：S=2×145=290mm，kPa<0.75查沉降计算经验系数表，并用插入法算得，得最终沉降量为：S=290×0.626=181.5mm<S=200mm8.计算基底净反力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基础边缘的最大和最小净反力为9.基础高度（采用阶梯形基础）柱边基础截面抗冲切验算，初步选定基础高度，分两个台阶，每个台阶高均为500mm。（有垫层），则 取，可得 因偏心受压，取，所以冲切力为=707.95KN抗冲切力为 满足要求。10.变阶处抗冲切验算由于有 ，所以 取。可得 冲切力为抗冲切力为满足要求。11.配筋计算选用HRB300级钢筋，。（1）基础长边方向。对于-截面（柱边），柱边净反力为 =115.97+(4.7+0.5)/(2×4.7) ×(210.7-115.97) =168.37kPa悬臂部分净反力平均值为:-弯矩 =1/24×189.54×17.64×6.5=905.53kN·m对-截面（变阶处）=328.74kN·m比较和，应按配筋，实际配，则钢筋数为n=(3000/155)+1=20根As=201.1×20=4022mm²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，取对于-截面（柱边）=492.33kN·m对于-截面（变阶处），有=220kN