柱下独立基础设计

1、课程设计说明书 课程名称： 基础工程课程设计 设计题目： 柱下独立基础设计 专 业： 建工 班 级：建工0903 学生姓名: 邓炜坤 学 号: 0912080319 指导教师: 周 友 香 湖南工业大学科技学院教务部 制2011年 12 月 1 日 引 言“土力学与地基基础”课程是土木工程专业及相关专业的主干课程，也是重要的专业课程。“土力学与地基基础课程设计”是“土力学与地基基础”课程的实践教学环节，着手提高学生的综合应用能力，主要为了巩固与运用基础概念与基础知识、掌握方法以及培养各种能力等诸多方面。作为建筑类院校专业课的一种实践教学环节，课程设计师教学计划中德一个有机组成部分；是培养学生综

2、合运用所学各门课程的基本理论、基本知识和基本技能，以分析解决实际工程问题能力的重要步骤；是学生巩固并灵活运用所学专业知识的一种比较好的手段；也是锻炼学生理论联系实际能力和提高学生工程设计能力的必经之路。课程设计的目的是： 1.巩固与运用理论教学的基本概念和基础知识 2.培养学生使用各种规范及查阅手册和资料能力 3.培养学生概念设计的能力 4.熟悉设计步骤与相关的设计内容 5.学会设计计算方法 6培养学生图子表达能力 7.培养学生语言表达能力 8.培养学生分析和解决工程实际问题的能力目 录一、设计资料二、独立基础设计1、 选择基础材料2、 选择基础埋置深度3、 计算地基承载力特征值4、 初步选择

3、基底尺寸5、 验算持力层的地基承载力6、 软弱下卧层的验算7、 计算基底净反力8、 验算基础高度9、 基础高度（采用阶梯形基础）10、 地基变形验算11、 变阶处抗冲切验算12、 配筋计算13、 基础配筋大详图14、 确定A、B两轴柱子基础底面尺寸15、 A、B两轴持力层地基承载力验算16、 设计图纸柱下独立基础课程设计一、设计资料3号题轴柱底荷载： 柱底荷载效应标准组合值：FK=1720KN，MK=150KN·m，VK=66KN。 柱底荷载效应基本组合值：F=2250KN，M=195KN·m，V=86KN。持力层选用号土层，承载力特征值fak=240kPa，框架柱截面尺寸

4、为500mm×500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。2、 独立基础设计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。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。 号土层：杂填土，层厚约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：粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值fak=180kPa。 号土层：细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值fak=240kPa。 号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值fak=300kPa。

5、拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位深度：位于地表下1.5m。取基础地面高时最好至持力层下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地面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得到基础剖面示意图如下图所示。基础剖面简图3.求地基承载力特征值fa根据细沙e=0.62，查表得=2.0，=3.0。基地以上土的加权平均重度为=13.68持力层承载力特征值fa（先不考虑对基础宽度修正）为+d（d-0.5)=240+3.0×13.68×(3.7-0.5)=371.33KPa上式d按室外地面算起。4. 初步选择基础尺寸取柱底荷载标准值：FK=1720KN，

6、MK=150KN·m，VK=66KN。计算基础和回填土GK 时的基础埋置深度为d=3.925m基础底面积为A0=由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即A=1.2A0=1.2×5.46=6.56m2初步选定基础地面面积，且b=2.4m<3m不需要再对fa 进行修正。5. 验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距为<>0，满足要求。基地最大压力：<1.2fa (=445.60kPa)所以，最后确定基础底面长2.8m，宽2.4m。6. 计算基地净反力取柱底荷载效应基本组合值：F=2250KN，M=195KN·m，V=86KN。净偏心距为=0.

7、12m基础边缘处的最大和最小净反力为7. 基础高度（采用阶梯型基础）柱边基础截面抗冲切验算（如下图）冲切验算简图（柱下冲切）冲切验算简图（变阶处冲切）l=2.8m，b=2.4m，。初步选定基础高度h=800mm，分两个台阶，每个台阶均为400mm。=800-（40+10）=750mm（有垫层），则<b=2.4m取.因此，可得因偏心受压，取=421.87kPa，所以冲切力为抗冲切力为0.7×1×1.25×103×1.25×0.75=820.31KN>323.44KN满足要求。8. 变阶处抗冲切验算由于有，所以<b=2.4m取。因

8、此，可得冲切力为抗冲切力为>329.06KN满足要求。9. 配筋计算选用HPB235级钢筋，。（1） 基础长边方向。对于-截面（柱边），柱边净反力为悬臂部分净反力平均值为弯矩为对于截面-（变阶处），有比较和,应按配筋，实际配1616135As=3217.6mm2>3182.1mm2（2） 按基础短边方向。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）弯矩为对于V-V截面（变阶处）弯矩为比较和,应按配筋，实际配1116200As=2212.1mm2>2167.3mm210. 基础配筋大样图基础配筋大样图如下图所示11. 确定、

9、轴柱子基础底面尺寸由柱下独立基础课程设计任务书得：3号题、两柱子基底荷载分别如下。轴：FK=1090KN，MK=190KN·m，VK=62KN。轴：FK=1:312KN，MK=242KN·m，VK=57KN。由前面计算得持力层承载力特征值，计算基础和回填土重时的基础埋深d=3.925m，轴基础底面积为基础底面积按20%增大，即初步选定基础地面面积为（大于4.15m2），且b<3m，不需要再对进行修正。轴基础底面面积为基础底面积按20%增大，即初步选定基础地面面积为（大于5.00m2），且b<3m，不需要再对进行修正。12. 、两轴持力层地基承载力验算A轴，基础和

10、回填土重为偏心距为<>0，满足要求。基础最大压力：<1.2fa 所以，最后确定基础地面长2.4m，宽2.0m。轴，基础和回填土重为<>0，满足要求。基础最大压力：<1.2fa 所以，最后确定基础地面长2.6m，宽2.2m。13. 设计图纸根据以上的计算，可以绘制出基础平面布置图和B轴柱子基础大样图，如下图所示。基础平面图设计说明：1、 0.000相当于绝对标高建筑图。2、 本工程持力层选4号土层，地基承载力特征值。3、 基坑开挖后需通知甲方及勘察单位验槽，符合要求后方可施工垫层。4、 材料：混凝土C25，钢筋HPB235.5、 保护层40mm。6、 垫层做法

11、：混凝土C10.厚100mm，出基础边100mm。7、 未尽事宜，请按现行相关规范执行。主要参考文献：（要求按国标GB 771487文后参考文献著录规则书写）1 赵明华.土力学与基础工程.第3版.武汉：武汉理工大学出版社，20092 周景星.基础工程. 第2版.北京：清华大学出版社，20073 吴培明.混凝土结构(上).第2版.武汉：武汉理工大学出版社，20034 建筑结构荷载规范（GB 500092001）.中国建筑工业出版社，20025 建筑地基基础设计规范（GB 500072002）.中国建筑工业出版社2002 6 混凝土结构设计规范（GB 500102001）.中国建筑工业出版社，20

12、027 程小川，周莉莉.土木工程专业 土力学与地基基础课程设计指南. 第1版.北京：中国水利水电出版社，20098 将隆敏，刘锡军.混泥土结构设计原理. 第1版.长沙：中南大学出版 附录最后感谢周老师的指导课程设计任务书课程名称： 基础工程课程设计 设计题目： 柱下独立基础设计 专 业： 建工 班级：建工0903学生姓名: 邓炜坤 学 号: 0912080319 起迄日期: 2011年11月28日 2011年 12月2日指导教师: 周 友 香 湖南工业大学科技学院教务部 制课程设计任务书1课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：一、设计题目柱下独立基础设计二、设计资料1、地

13、形拟建建筑场地已经四通一平（包括场地平整）。2、工程地质条件自上而下依次如下: 号土层：杂填土，层厚约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：粘土，层厚1.5m，稍湿，承载力特征值fak=180kPa。 号土层：细砂，层厚3.0m，中密，承载力特征值fak=240kPa。 号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值fak=300kPa。3、岩土设计技术参数地基岩土物理力学参数如表1所示表1土层编号土的名称重度（kN/m3）孔隙比e液性指数Il粘聚力c(kPa)内摩擦角ø（°）压缩模量Es(MP

14、a)标准贯入锤击数N承载力特征值fak(kPa)杂填土18粉质粘土200.650.8434137.56130粘土19.40.580.7825238.211180细砂210.623011.616240强风化砂质泥岩2218223004、水文地质条件（1）拟建场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。5、上部结构荷载资料拟建建筑物是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柱网布置如图1所示。图1 柱网平面布置图6、上部结构作用上部结构作用在柱底的荷载效用标准组合值如表2所示，上部结构作用在柱底的

15、荷载效用基本组合如表3。表2 柱底荷载效用标准组合值题号FkMkVk轴轴轴轴轴轴轴轴轴19751548118714010019846484421032161512521641252215560523109017201312190150242626657411501815137021017527171736751218187314332351932978083746128218831496257218325869083713391970156028424235596958981402205716183012663771021049891500210016503302953951121091101

16、015982205172736530942812011711411136020301590250252360100989212146020981635280275390105108102表3 柱底荷载效用基本组合题号FkMkVk轴轴轴轴轴轴轴轴轴112682012154418313025860625821342210016272141632887278673141822501706248195315818674414962360178227422835393958851584243518633062513861041089661667244819453342844231121171087174

17、125622028369315462125124116818232674210439134649113313612891950273021454293845141461421431020782866224545540255715615314911176826392067325328468130127120121898272721263643585071371401337、材料混凝土强度等级为C25C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。8、地基基础等级：丙级。三、设计要求每人根据所在的班级组号和题号（另见课程设计计划表）采用相应设计资料，保质保量按时完成组号和题号中指定轴线的基础设计。对

18、于另外两个轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸，以便画出基础平面布置施工图。要求分析过程详细（例如下卧层承载力和沉降变形是否需要验算和计算，也要说明分析过程，参照课程设计指南指导书），计算步骤完整；设计说明书的编写应具有条理性，层次分明；图纸整洁清晰，布局合理。四、设计内容（1）设计柱下独立基础，包括确定基础埋置深度、基础底面尺寸，承载力验算，沉降变形计算，对基础进行结构内力分析、强度计算，确定基础高度，进行配筋计算并满足构造设计要求，编写设计计算书。（2） 绘制基础施工图，包括基础平面布置图、独立基础大样图，并提出必要的技术说明。2对课程设计成果的要求包括图表、实物等硬件要求：（1

19、） 设计计算书【封面-目录-设计计算内容-参考文献-附录（包括任务书和钢筋选用表等设计依据资料）致谢-封底用A4纸打印装订】确定地基持力层的基础埋置深度确定基础底面尺寸,验算地基承载力（包括下卧层的验算）地基变形验算（如不需要验算，也要说明分析过程）对基础进行抗冲切承载力验算,确定基础高度对基础进行正截面受弯承载力验算,确定基础底板配筋（长向和短向的台阶及柱边截面都要有计算过程）（2） 设计图纸依据国家制图标准房屋建筑制图标准（GB/T50001-2001）和建筑结构制图标准（GB/T50105-2001），采用铅笔手绘（用A1图幅），设计内容满足规范的要求，图面布置合理，表达正确，文字规范，线条清楚，达到施工图的要求。基础平面布置图，比例1:100独立基础大样图，比例1:101:20设计说明注意：凡不符合房屋建筑制图标准（GB/T50001-2001）和建筑结构制图标准（GB/T50105-2001），图纸表达不清、不正确、结构构造关系混乱和文字不规范者，一律返工重画。3主要参考文献：（要求按国标GB 771487文后参考文献著录规则书写）1 赵明华.土力学与基础工程.第3版.武汉：武汉理工