柱下独立基础课程大作业设计

地基基础课程大作业设计柱下独立基础课程大作业设计专业：土木工程（项目管理）目录1柱下独立基础课程设计 11设计资料 11.1地形 11.2工程地质条件 11.3岩土设计参数 11.4水文地质条件 21.5上部结构材料 21.6材料 21.7本人设计资料 32独立基础设计 32.1选择基础材料 32.2选择基础埋置深度 32.3求地基承载力特征值 42.4角柱 42.4.1初步选择基底尺寸 42.4.2验算持力层地基承载力 52.4.4基础高度 62.4.5变阶处抗冲剪验算 72.4.6配筋计算 72.5边柱 92.5.1初步选择基底尺寸 92.5.2验算持力层地基承载力 102.5.4基础高度 102.5.5变阶处抗冲剪验算 122.5.6配筋计算 122.6中柱 142.6.1初步选择基底尺寸 142.6.2验算持力层地基承载力 152.6.4基础高度 152.6.5变阶处抗冲剪验算 172.6.6配筋计算 172.7基础配筋大样图 182.8设计图纸 191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：①号土层：杂填土，层厚2.0m含部分建筑垃圾。②号土层：粉质粘土，层厚4.5m，软塑，潮湿，承载力特征值。③号土层：黏土，层厚5m，可塑，稍湿，承载力特征值。④号土层：细砂，层厚2m，中密，承载力特征值。⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值。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孔隙比e液性指数粘聚力c内摩擦角压缩模量标准贯入锤击数N承载力特征值①杂填土18②粉质粘土200.650.8434137.56130③黏土19.40.580.7825238.211180④细砂210.623011.616240⑤强风化砂质泥岩2218223001.1.4水文地质条件拟建厂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4m。1.1.5上部结构材料拟建建筑物框架结构柱网如下，边柱与角柱截面尺寸为400mm400mm，中柱截面尺寸为500mm500mm，柱间距均为6m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。F1=（800+学号后两位数字）kN=822kN，V1=（学号后两位数字×5）kN=110kN，M1=(20+学号后两位数字)=42kN，F2=（1100+学号后两位数字）kN=1122kN，V2=（学号后两位数字×10）=220kN，M2=(20+学号后两位数字×5)=130kN，F3=（2000+学号后两位数字）kN=2022kN，V3=（学号后两位数字×5）=110kN，M3=(20+学号后两位数字×10)=240kN，弯矩及剪力作用方向只考虑横向。（以永久荷载控制为主）因为该结构主要受标准组合值控制，所以基本组合值=1.35×标准组合值1.1.6材料混凝土强度等级为，钢筋采用。1.1.7本人设计资料角柱：柱底荷载效应标准组合值:F1k=822kN，M1k=42kN·m，V1k=110kN.柱底荷载效应基本组合值:F1=1109.7kN，M1=56.7kN·m，V1=148.5kN.边柱：柱底荷载效应标准组合值:F2k=1122kN，M2k=130kN·m，V2k=220kN.柱底荷载效应基本组合值:F2=1514.7kN，M2=175.55kN·m，V2=297kN.中柱：柱底荷载效应标准组合值:F3k=2022kN，M3k=240kN·m，V3k=110kN.柱底荷载效应基本组合值:F3=2729.7kN，M3=324kN·m，V3=148.5kN.持力层选用②号土层，承载力特征值Fk=130kN，框架柱截面尺寸为500mm500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。1.2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。1.2.2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。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4m。取基础底面高时最好取至持力层下0.5m，本设计取②号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为2.0+0.5=2.5m。由此得基础剖面示意图，如图1.2所示。图1.2基础剖面示意图1.2.3求地基承载力特征值根据粉土黏粒含量ρc＜10%，查表得=0.5，=2.0。基底以上土的加权平均重度为：持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正值）为上式d按室外地面算起。1.2.4初步选择基底尺寸角柱：取柱底荷载标准值：F1k=822kN，M1k=42kN·m，V1k=110kN.计算基础和回填土重时的基础埋置深度为基础底面积为由于偏心不大，基础底面积按增大，即初步选定基础底面积，且b=2.2m3m不需要再对进行修正。1.2.5验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距，满足要求。基底最大压力：1.2.6计算基底反力取柱底荷载效应基本组合设计值：F1=1109.7kN，M1=56.7kN·m，V1=148.5kN静偏心距为基础边缘处的最大和最小净反力为2.4.4基础高度柱边基础截面抗冲切验算（见图1.3）168冲切验算简图（a）柱下冲切（b）变阶处冲切初步选定基础高度h=800mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。，则取=1.9m。因此，可得因偏心受压，抗冲切力为因此满足要求。2.4.5变阶处抗冲剪验算由于有所以取=1.7m。因此，可得冲切力为抗冲切力为满足要求。2.4.6配筋计算基础长边方向。对于Ⅰ-Ⅰ截面，柱边净反力为悬臂部分净反力平均值为弯矩为对于Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处），有比较和，应取配筋，实际配，则钢筋根数为基础短边方向。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，取与长边方向的配筋计算方法相同，对于Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）的计算配筋值，Ⅳ-Ⅳ截面（变阶处）的计算配筋值。因此按在短边方向配筋，实际配钢筋根数为2.5边柱2.5.1初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：F2k=1121kN，M2k=125kN·m，V2k=210kN.计算基础和回填土重时的基础埋置深度为基础底面积为由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即初步选定基础底面积，且b=3m3m不需要再对进行修正。2.5.2验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距，满足要求。基底最大压力：2.5.3计算基底反力静偏心距为基础边缘处的最大和最小净反力为2.5.4基础高度柱边基础截面抗冲切验算（见图1.3）冲切验算简图（a）柱下冲切（b）变阶处冲切初步选定基础高度h=800mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。，则取=1.9m。因此，可得因偏心受压，抗冲切力为因此满足要求。2.5.5变阶处抗冲剪验算由于有所以取=2.2m。因此，可得冲切力为抗冲切力为满足要求。2.5.6配筋计算基础长边方向。对于Ⅰ-Ⅰ截面，柱边净反力为悬臂部分净反力平均值为弯矩为对于Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处），有比较和，应取配筋，实际配，则钢筋根数为基础短边方向。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，取与长边方向的配筋计算方法相同，对于Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）的计算配筋值，Ⅳ-Ⅳ截面（变阶处）的计算配筋值。因此按在短边方向配筋，实际配钢筋根数为2.6中柱2.6.1初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：F3k=2021kN，M3k=230kN·m，V3k=105kN.计算基础和回填土重时的基础埋置深度为基础底面积为由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即初步选定基础底面积，因为b=4m>3m需要再对进行修正所以选定基础底面积2.6.2验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距，满足要求。基底最大压力：2.6.3计算基底反力静偏心距为基础边缘处的最大和最小净反力为2.6.4基础高度柱边基础截面抗冲切验算（见图1.3）冲切验算简图（a）柱下冲切（b）变阶处冲切初步选定基础高度h=800mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。，则取=2m。因此，可得因偏心受压，抗冲切力为因此满足要求。2.6.5变阶处抗冲剪验算由于有所以取=2.7m。因此，可得冲切力为抗冲切力为满足要求。2.6.6配筋计算基础长边方向。对于Ⅰ-Ⅰ截面，柱边净反力为悬臂部分净反力平均值为弯矩为对于Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处），有比较和，应取配筋，实际配，则钢筋根数