柱下独立基础课程设计21925.docx
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柱下独立基础课程设计21925
、设计资料
、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、
初步选择基底尺寸
5、
验算持力层的地基承载力
6、
计算基底净反力
7、
验算基础高度
8、
基础咼度(米用阶梯形基础)
9、
变阶处抗冲切验算
10、
配筋计算
11、
基础配筋大详图
12、
确定A、B两轴柱子基础底面尺寸
13、
设计图纸(附图纸)
三、设计技术说明及主要参考文献
柱下独立基础课程设计
一、设计资料
3号题⑧轴柱底荷载:
1柱底荷载效应标准组合值:
Fk=1720(1677)KN,Mk=150(402)KNm,
Vk=66(106)KN。
2柱底荷载效应基本组合值:
F=2250KN,M=195KNm,V=86KN。
持力层选用④号土层,承载力特征值fak=240kPa,框架柱截面尺寸为500mm
X500mm,室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm。
二、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。
1号土层:
杂填土,层厚约0.5m,含部分建筑垃圾。
2号土层:
粉质粘土,层厚1.2m,软塑,潮湿,承载力特征值fak=130kPa。
3号土层:
粘土,层厚1.5m,稍湿,承载力特征值fak=180kPa。
4号土层:
细砂,层厚3.0m,中密,承载力特征值fak=240kPa。
5号土层:
强风化砂质泥岩,很厚,中密,承载力特征值fak=300kPa。
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④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。
3.求地基承载力特征值fa
根据细沙e=0.62,查表得b=2.0,d=3.0
基地以上土的加权平均重度为
=13.68KN.m3
180.5201(20-10)0.29.41.5110.5
3.7
持力层承载力特征值fa(先不考虑对基础宽度修正)为
fa=fak+Ymn(d-0.5)=240+3.0X13.68X(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=1720(1677)KN,Mk=150(402)KNm,
Vk=66(106)KN。
计算基础和回填土Gk时的基础埋置深度为
1
d=(3.74.15)=3.925m
2
基础底面积为
Fk17202
A0=k5.46m
fa-Gd371.33-2.210-1.72520
由于偏心不大
基础底面积按20%增大,即
A=1.2A0=1.2X5.46=6.56m2
初步选定基础地面面积A=lb=2.82.4=6.72m2,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
Gk二GdA=(2.5101.72520)6.56=390.32KN
偏心距为
Mk150+6698e
kFkGk1720390.32
2028i
0.096m<0.47m
2110.326
Pkmin>0,满足要求
基地最大压力:
(160.096)=387.95kPav1.2fa
2.8
(=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=195KNm,V=86KN。
净偏心距为
en°=M=195860.8=0.12m
N2250
基础边缘处的最大和最小净反力为
nmaxF.6en0\22506汉0.12421.82kPa
min缶1—T)=28(1一二
7.基础高度(采用阶梯型基础)
冲切验算简图(柱下冲切)
柱边基础截面抗冲切验算(如下图)
GLL
冲切验算简图(变阶处冲切)
l=2.8m,b=2.4m,at=bc=0.5m,ac=0.5m。
初步选定基础高度h=800mm,分
两个台阶,每个台阶均为
则ab
400mm。
h0=800-(40+10)=750mm(有垫层),
=42h°=0.51.5=2m
取ab=2m.因此,可得am
atab5002000
2「250亦
因偏心受压,Pn取Pnmax=421.87kPa,所以冲切力为
1
ac
acba2_
Fl二Pnmax[(2亍七“-(§,-B)]
2.80.52.40.52..
=421.87[(0.75)2.4-(0.75)]
2222
=388.12KN
抗冲切力为
0.7wftamho=0.7X1X1.25X3W1.25X0.75=820.31KN23.44KN
满足要求。
8.变阶处抗冲切验算
由于有
a^b.j=1.2m,a^1.4m,h01=400-50=350mm
所以
at2ho1=1.220.35=1.9
取ab=1.9m。
因此,可得
am=atab=1.21.9=1.55m
22
冲切力为
Fl=Pnmax[(^-y-ho)^(2-^-ho)2]
=421.87[(2.81.40.35)2.4(2.41.20.35)2]
2222
=329.06KN
抗冲切力为
0.7'hpftamh0=0.711.251031.551.35=474.69KN>329.06KN满足要求。
9.配筋计算
V
选用HPB235级钢筋,fy=210N.mm2
(1)基础长边方向。
对于I-I截面(柱边),柱边净反力为
Pnl—Pnmin
(P
Pnmin)
悬臂部分净反力平均值为
丄(P
2nmax
PnI)
-1(421.87350.36)=386.12kPa
弯矩为
丄(匹也)(|—aj2(2bbj
242
QOOdQ
=一一2.325.3=451.07KNm
24
对于截面川-川(变阶处),有
PnIII
=pnmin
J+印(
(Pnmax
2l
pnmin)
28+14
=247.77174.1
5.6
=448.66kPa
—(P^业)(1—aj2(2bbj242
448.66421.872
1.426.0=223.08KNm
242
A一Mm
sI
0.9fyh°1
223-08106^1573.8mm2
0.9210350
比较Asi和Asm,应按Asi配筋,实际配16机6@135
As=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
Pn
1
(PnmaxPnmin)
2
=1(421.87247.77)
2
=334.82kPa
对于I-I截面(柱边)
弯矩为
Mii
Pn
24
(b-bc)2(2lac)
334.82
24
(2.4-1.5)2(5.60.5)
=307.21KNm
对于IV-IV截面(变阶处)
弯矩为
Miv場(b—bj2(2lc)
334.822
(2.4-1.2)2(5.61.4)24
=140.62KNm
AsiV-
Miv
比较Asii和Asiv,应按AS||配筋,实际配11机6@200
As=2212.1mm2>2167.3mm2
10.基础配筋大样图
基础配筋大样图如下图所示
-0.450
预留插筋同柱配筋图
±0.000
8
①
2
C10昆凝土垫层
-3.350
-4.150
B-B
11.确定㊇、©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=190KNm,Vk=62KN。
©轴:
Fk=1:
312KN,Mk=242KNm,Vk=57KN。
由前面计算得持力层承载力特征值fa=371.33kPa,计算基础和回填土重Gk时的基础埋深d=3.925m,©轴基础底面积为
Fk
-Gd
二1090
371.33-2.210-1.72520
2
=3.46m
基础底面积按20%增大,即
2
A=1.2Aq=1.23.46=4.15m
初步选定基础地面面积为A=lb=2.42.0=4.8m2(大于4.15m2),且b<3m,
不需要再对fa进行修正。
©轴基础底面面积为
Fk
-Gd
1312
一371.33-2.210-1.72520
-4.17m2
基础底面积按20%增大,即
A=1.2人=1.24.17=5.00m2
初步选定基础地面面积为A=lb=2.62.2=5.72m2(大于5.00m2),且
b<3m,不需要再对fa进行修正
12.©、©两轴持力层地基承载力验算
A轴,基础和回填土重为
Gk=’GdA=(2.2101.17520)4.8-271.2KN
偏心距为
Mk
FkGk
190620.8
1090271.2
Pkmin>0,满足要求。
基础最大压力:
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
Gk=GdA=(2.2101.17520)5.72=323.18KN
Pkmin>0,满足要求。
基础最大压力:
Pkmax
阻)
~T
1312323.18
572
60.17
2.6
)=397.30kPa<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
1
±0.000
-0.450
预留插筋同柱配筋图
2①8
C10昆凝土垫层
B-B
-3.350
-4.150
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- 独立 基础 课程设计 21925