基础工程课程设计(浅基础)

1、. . .专业班级 建筑工程技术1002班学 号 201008305057 姓 名 肖 庆 日 期 2012.06.02 基础工程课程设计专业班级 建筑工程技术1002班学 号 201008305057 姓 名 肖 庆 日 期 2012.06.02 基 础 工 程 课 程 设 计 任 务 书设计题目：武汉一中学宿舍楼基础设计班级 建工10级 学生 肖庆 指导教师 杨泰华、王瑞芳 武汉科技大学城市建设学院二O 1 2年五月一.设计题目:武汉一中学宿舍楼基础设计二.建设地点：武汉市三.设计原始资料：1.地质、水文资料:根据工程地质勘测报告，拟建场地地势较为平坦，该场地地表以下土层分布情况如表1所示

2、。 表1 地基土的物理力学指标序号名称土层厚度/m含水量/%重度/kN/m3孔隙比塑限液限压缩模量/MPa黏聚力/kPa摩擦角/°承载力/kPa1杂填0.61818.59.52粉砂 3.019.5中密5-212303淤泥质土34917.51.3424.039.51.11311784含砾中砂13.520中密-24280地下水位距地表最低为-1.8m，对建筑物基础无影响。2.气象资料:全年主导风向为偏南风，夏季主导风向为东南风，冬季主导风向为北偏西风；常年降雨量为1283.7mm左右，基本风压为0.35kN/m2。3.底层室内主要地坪标高为士0.000，相当于绝对标高6.564m。四.上

3、部结构资料 上部结构为框架结构，采用粉煤灰轻渣空心砌块，底层填充墙高为3.4m。地基基础设计等级为乙级。柱截面尺寸为400mm*500mm;传至底层柱下端的荷载分别为：传到边柱A、D轴线的荷载为：（1）=（1234+3n）kN，,剪力=(30+2n)kN。（其中，沿柱截面长边方向作用；n为学生学号最后两位数）；传到 中柱B、C轴线的荷载为：轴力=(1643+2n)kN，所有柱剪力作用在基础顶面；基础梁截面尺寸取为250mm*400mm。五、设计内容及要求A.柱下独立基础 对于边柱，采用柱下独立基础。设计参照教材例2-2及例2-3.B.双柱联合基础 对于间距小的中柱，可采用双柱联合基础。轴线C.

4、轴线3及J相交的柱；轴线K及2相交的柱荷载同边柱A、D轴线的柱；轴线1及C相交的柱和轴线2及B相交的柱采用双柱联合基础。D.计算步骤（1）确定基础底面尺寸；（2）持力层（软弱下卧层）承载力验算；（3）确定基础高度，并进行抗冲切验算；（4）基础底板的配筋计算。六、设计成果1.基础平面布置：包括柱和基础底板平面布置图、基础梁的布置及各自编号；2、柱下独立基础和双柱联合基础的详图；3.、必要的设计说明。建议图纸采用A3幅面，表达要清楚；计算说明书一律用A4幅面；装订顺序：封面（包含信息：基础工程课程设计，专业班级，学号，姓名，日期），设计任务书，计算说明书，施工图（图纸折叠成A4大小）。七.设计参考

5、资料 混凝土结构（教材） 高层建筑结构设计（教材） 土力学与地基基础（教材） 混凝土结构设计规范（GB50010-2001） 建筑结构荷载规范（GB50009-2001） 建筑地基基础设计规范（GB50007-2001）建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008相关的构造图集注：每个班学号为单号的学生做浅基础的设计；为双号的同学做桩基础的设计。学生也可以自由选择设计题目。结构平面布置图为：（每根梁上均有轻质墙体，墙厚250mm）计算说明书一、 轴线A、D上边柱采用柱下独立基础(JC-1)已知条件：柱尺寸为400mm*500mm，荷载为FK=1234+3×57KN=1405KN MK=5

6、0+2×57KNm=166KNmHK=30+2×57KN=144KN假定基础埋深为d=1.6m，采用C20混凝土，HRB335级钢筋，设置C10厚100混凝土垫层，室内外高差0.450m，则平均埋深d=1.6+2.052=1.825m ， ft=1100KPa ， hp=1.0（1） 承载力修正对粉砂，查教材基础工程表2-4得：b=2.0，d=3.0先不考虑宽度修正，则fa=fak+dmd-0.5=230+3×0.6×18.5+1.0×19.50.6+1.0×1.6-0.5=293.1KPa（2） A=1.1-1.4FKfa-Gd=（

7、1.11.4）×1405293.1-20×1.825=67.7m2确定基底面积 由于力矩较大，可取较大面积b=2.5m，l=3.0m（3） PkmaxPkmin=Pk±MW=1405+20×2.5×3×1.8252.5×3±6×(164+144×1.825)32×2.5= 337.6kpa<1.2fa=351.7kpa110kpa>0验算持力层承载力 且P=223.8kpa<fa=293.1kpa （满足要求）（4） 软弱下卧层验算b=0，d=1.0 由ES2ES3=

8、51.15，Zb=22.5=0.8>0.5，查教材基础工程表2-5得=25°，查表2-4得对于淤泥质土则有：软弱下卧层顶面处附加压力z=lb（Pk-cd）b+2ztan（l+2ztan）=2.5×3×（223.8-0.6×18.5-19.5×1)2.5+2×2×tan25°(3+2×2×tan25°)=68.2kpa软弱下卧层顶面处自重应力为cz=1d1+2d2+3d3=18.5×0.6+19.5×1.2+9.5×1.8=51.6kpa软弱下卧层顶面

9、处地基承载力修正特征值为faz=fakz+dmd+z-0.5=78+1×51.63.6×3.6-0.5=122.4kpa由于z+cz=68.2+51.6=119.8kpa<faz （满足要求）(5)确定基础高度考虑柱钢筋锚固直线段长度及混凝土保护层：30d+40640mm，初步取基础高度为h=800mm，采用二级台阶形基础，每级400mm。基底净反力：PjmaxPjmin=Fbl±MW=1.35×14052.5×3±1.35×(164+144×1.825)×632×2.5=406.5KPa

10、99.3KPa 验算柱边冲切：h0=800-45mm=0.755mFbl=PjmaxAl=Pjmaxl2-h2-h0×b-b2-at2-h02=406.5×32-0.52-0.755×2.5-2.52-0.42-0.7552=568.3KN0.7hpftamh0=0.7×1.0×1100×0.4+0.755×0.755 =671.5KN>Fbl=568.3KN (满足要求) 验算台阶处的冲切： h0=400-45mm=0.355mFbl=PjmaxAl=Pjmaxl2-h2-h0×b-b2-at2-h02=4

11、06.5×32-0.85-0.355×2.5-2.52-0.6-0.3552=264.4KN0.7hpftamh0=0.7×1.0×1100×1.2+0.355×0.355=425.1KNFbl=264.4KN (满足要求)(6)基础底板配筋：柱边弯矩：已知Pj=406.5-406.5-99.3×（2.5-0.4）22.5=277.5kpa则：M=a12122b+a'Pjmax+Pj+（Pjmax-Pj）b=1.52122×2.5+0.4406.5+277.5+（406.5-277.5）×2.5=

12、753KN·mM=148l-a'22b+b'Pjmax+Pjmin =1483-0.422×2.5+0.5406.5+99.3=391.8 KN·m则有 As=M0.9h0fy=753×1060.9×755×300=3694mm2每米As=36942.5=1478mm2m 配 14110同理As=M0.9（h0-d）fy=391.8×1060.9（755-10）×300=1948mm2每米As=19483=649mm2m 配 10120二、 轴线B、C上的中柱采用双柱联合基础(JC-2)已知条件：柱

13、尺寸为400mm*500mm，荷载为FK=1643+2×57KN=1757KN,MK=60+3×57KNm=231KNm ，(由室内算起)埋深为2.05m ， 由于MB、MC方向相反，故整体不存在偏心荷载。ft=1100KPa ， hp=1.0(1) 确定基础形心位置及基础长度；基础两侧挑出长度为l1=14-13×6300=1575mm-2100mm 取l1=2100mm ，则基础长度为l=2×2.1+2.1=6.3m根据基础的对称性知基础形心即在B、C轴线中点fa=fak+dmd-0.5=230+3×1.05×18.5+1.0

14、15;19.52.05×2.05-0.5=318.3KPa（2）承载力修正 查表得b=2.0，d=3.0，先不考虑宽度修正，则（3）确定基础宽度 荷载采用荷载效应标准组合，于是b=FK1+FK2lfa-G=1757×26.3×318.3-20×2.05=2.01m 取b=2.0m（4） 计算基础内力净反力设计值 pj=F1+F2lb=1757×2×1.356.3×2=376.5KPa bpj=2×376.5=753KPa由剪力和弯矩的计算结果绘出V图、M图（5） 确定基础高度取h=l15=21005=525mm，则

15、h0=525-45=480mm 受冲切承载力验算 根据对称性知两柱受冲切情况一致，故只需验算任意一个柱 对柱1而言Fl=F1-Pjac1+2h0bc1+2h0=1757×1.35-376.5×0.5+2×0.48×0.4+2×0.48=1360.8KN且bm=2ac1+bc1+4h0=2×0.9+4×0.48=3.72m0.7hftbmh0=0.7×1×1100×3.72×0.48=1375KN >Fl=1360.8KN (可以) 受剪承载力验算同理：取柱1冲切破坏锥体底面边缘处

16、截面为计算截面，该截面剪力值为V=Vmax-bPj0.5ac1+h0=966.3-2×376.5×0.25+0.48=416.6KN0.7hftbh0=0.7×1×1100×2×0.48=739.2KN>V (可以)（6） 配筋计算 纵向钢筋由弯矩图知柱间无负弯矩，故基础顶面只需按构造配筋，可配10100由图知最大正弯矩为M=830.2KN·m，所需钢筋面积为：AS=M0.9fyh0=830.2×1060.9×360×480=5338mm2综上知：基础底面选用HRB400钢筋，配11 25，其中1/2（5根）通长布置；基础顶面选用HPB235级钢筋，配1010120，其中1/3（4根）通长布置。 横向钢筋（采用HPB335级钢筋，查混凝土结构fy=300N/mm2）根据基础的对称性知柱1、2的等效梁宽相等，只需计算一个柱的配筋即可，对柱1，等效梁宽为：ac1+1.5h0=0.5+1.5×0.48=1.22m基底净压力：Pn1=F1b（ac1+1.5h0）=1757×1.352