(土力学独立基础课程设计.doc
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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、基础高度(采用阶梯形基础)
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,框架柱截面尺寸为500mm×500mm,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
+ηd(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,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
=0.12m
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
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
取。
因此,可得
冲切力为
抗冲切力为
>329.06KN
满足要求。
选用HPB235级钢筋,。
(1)基础长边方向。
对于Ⅰ-Ⅰ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Ⅲ-Ⅲ(变阶处),有
比较和,应按配筋,实际配16φ16@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
对于Ⅰ-Ⅰ截面(柱边)
弯矩为
对于ⅠV-ⅠV截面(变阶处)
弯矩为
比较和,应按配筋,实际配11φ16@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
11.确定、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:
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GB7714—87《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,2009
[2]周景星.基础工程.第2版.北京:
清华大学出版社,2007
[3]吴培明.混凝土结构(上).第2版.武汉:
武汉理工大学出版社,2003
[4]《建筑结构荷载规范》(GB50009——2001).中国建筑工业出版社,2002
[5]《建筑地基基础设计规范》(GB50007——2002).中国建筑工业出版社2002
[6]《混凝土结构设计规范》(GB50010——2001).中国建筑工业出版社,2002
[7]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,2009
[8]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
最后感谢李老师的指导
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