基础工程柱下独立基础设计任务书附CAD图讲解.docx

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基础工程柱下独立基础设计任务书附CAD图讲解

江西应用技术职业学院

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：

建筑工程技术专业

班级11建工01班

学生姓名:

张

指导教师:

宗亮

土木工程系

2011年12月27日

、设计资料

二、设计任务

三、独立基础设计计算书

1、选择基础埋置深度

2、计算地基承载力特征值

3、初步选择基底尺寸

4、验算持力层的地基承载力

5、计算基底净反力

6、基础高度（采用阶梯形基础）

7、验算基础高度

8、变阶处抗冲切验算

9、配筋计算

10、基础配筋大详图

11、确定A、B两轴柱子基础底面尺寸

12、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

Kz1：

N=600KN，MX=150KN·m，My=120KN·mKz2：

N=750KN，My=175KN·m

Kz3：

N=900KN，MX=100KN·m，My=110KN·m

Kz4：

N=500KN，MX=150KN·m，My=150KN·mKz5：

N=1000KN，MX=135KN·m

Kz6：

N=850KN，MX=105KN·m，My=115KN·mKz7：

N=500KN

Kz8：

N=700KNKz9：

N=800KN，MX=200KN·m

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300mm。

2、设计任务

3、独立基础设计计算书

柱KZ1

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

基础埋置深度为2.5m

3.求地基承载力特征值fa

查表得

=0.3，

=1.6。

基地以上土的加权平均重度为

=17.36

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）=200+1.6×17.36×（2.5-0.5）=256KPa

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：

N=600KN，MX=150KN·m，My=120KN·m

计算基础和回填土GK时的基础埋置深度为

基础底面积为

A0=F／（faγG×d）=2.98m2

由于偏心不大，基础底面积按40%增大，即

A=1.2A0=1.4×2.98=4.17m2

初步选定基础地面面积，L=2mb=2m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

G=160KN

偏心距为

e=M／（F+G）=0.2m≤L／6=0..33m

基地最大压力：

Pmax=（F+G）／A×（1+6e／l）=266<1.2fa（=307kPa）Pmax=（F+G）／A=190kPa

α=Es1／Es2=3z／b=0.5＞5则θ=23°P=（F+G）／A=190KPa

Pc=γm×d=19.35KPaPz=l×b×（P-Pc）／[（b+2ztanθ）×（l+2ztanθ）]=53.5KPa

Pcz=52.2KPaγcz=Pcz／（d+z）=15.3KN／m³yd=1.0

fk=fzk+ŋdz×γoz×（d+z-0.5）=146KPaPz+Pcz=114.5kKPa≤fk=146KPa

所以，最后确定基础底面长2.0m，宽2.0m。

6.计算基地净反力

取柱底荷载效应基本组合值：

N=600KN，MX=150KN·m，My=120KN·m

净偏心距为

ex=0.25m

基础边缘处的最大和最小净反力为

Pjmax=262.5KPaPjmax=37.5KPa

7.基础高度（采用阶梯型基础）

L=2.0m，b=2.0m，下设100mm厚C10素混凝土垫层。

初步选定基础高度h=660mm，

=660-40=620mm分两个台阶，ho=370h01=330mmL1=1100mmb1=1100mm

8.变阶处抗冲切验算

I－I截面抗冲切验算

bc+2ho=1740mm＜b=2000mm

Al=（l／2－ac／2－ho）·b－（b／2－bc／2－ho）²=0.243㎡

Am=（bc＋b）ho／2=0.78㎡0.7ft·βhp·Am=693KN

FL1=Pjmax·A1=64KNFl1＜0.7ft·βhp·A

III－III截面抗冲切验算

bc+2ho=1.76mm＜b=2000mm

Al=（l／2－l1／2－ho1）·b－（b／2－b1／2－ho1）²=0.23㎡

Am=（b1＋b）ho1／2=0.5㎡Fl1=Pjmax·A1=60KN

0.7ft·βhp·Am=445KN

Fl1＜0.7ft·βhp·Am

III－II截面满足抗冲切要求

9.配筋计算

X方向，选用HPB235级钢筋，

PjI=185.8KPa

MI=（Pjmax+PjI）·（l－ac）²（2b﹢bc）／48=162KN·m

ASI=MⅠ／（0.9fy·ho）=1298mm²

PjⅢ=212.7KPa

MⅢ=（Pjmax+PjⅢ）·（l－l1）²（2b﹢b1）／48=51.6KN·m

AsⅢ=MⅢ／（0.9fy·ho）=780mm²AsⅢ＜AsⅠ按AsⅠ配筋

配17φ10

Y方向

∵My=120KN·m＜MX=150KN·m

∴Asy＜Asy

则可按X方向配筋

柱KZ2

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

基础埋置深度为2.5m

3.求地基承载力特征值fa

查表得

=0.3，

=1.6。

基地以上土的加权平均重度为

=17.36

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）=200+1.6×17.36×（2.5-0.5）=256KPa

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：

计算基础和回填土GK时的基础埋置深度为

基础底面积为

A0=F／（faγG×d）=3.72m2

由于偏心不大，基础底面积按40%增大，即

A=1.4A0=1.4×3.72=5.21m2

初步选定基础地面面积，L=2.3mb=2.3m且b=2.3m<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

G=265KN

偏心距为

e=M／（F+G）=0.2m≤L／6=0.383m

基地最大压力：

Pmax=（F+G）／A×（1+6e／l）=278<1.2fa（=307kPa）Pmax=（F+G）／A=192kPa

α=Es1／Es2=3z／b=0.5＞5则θ=23°P=（F+G）／A=192KPa

Pc=γm×d=43.4KPaPz=l×b×（P-Pc）／[（b+2ztanθ）×（l+2ztanθ）]=78.4KPa

Pcz=43.4KPaγcz=Pcz／（d+z）=22.4KN／m³yd=1.0

fk=fzk+ŋdz×γoz×（d+z-0.5）=167KPaPz+Pcz=114.5kKPa≤fk=167KPa

所以，最后确定基础底面长2.3m，宽2.4m。

6.计算基地净反力

取柱底荷载效应基本组合值：

N=600KN，MX=150KN·m，My=120KN·m

净偏心距为

ex=0.23m

基础边缘处的最大和最小净反力为

Pjmax=228KPaPjmax=56KPa

7.基础高度（采用阶梯型基础）

L=2.0m，b=2.0m，下设100mm厚C10素混凝土垫层。

初步选定基础高度h=630mm，

=630-40=590mm分两个台阶，ho=630h01=310mmL1=1200mmb1=1200mm

8.变阶处抗冲切验算

I－I截面抗冲切验算

bc+2ho=1760mm＜b=2300mm

Al=（l／2－ac／2－ho）·b－（b／2－bc／2－ho）²=0.55㎡

Am=（bc＋b）ho／2=0.88㎡0.7ft·βhp·Am=782.32KN

FL1=Pjmax·A1=125KNFl1＜0.7ft·βhp·A

III－III截面抗冲切验算

bc+2ho=1.9m＜b=2.3m

Al=（l／2－l1／2－ho1）·b－（b／2－b1／2－ho1）²=0.42㎡

Am=（b1＋b）ho1／2=0.54㎡Fl1=Pjmax·A1=96KN

0.7ft·βhp·Am=480KN

Fl1＜0.7ft·βhp·Am

III－II截面满足抗冲切要求

9.配筋计算

X方向，选用HPB235级钢筋，

PjI=161KPa

MI=（Pjmax+PjI）·（l－ac）²（2b﹢bc）／48=133KN·m

ASI=MⅠ／（0.9fy·ho）=1117mm²

PjⅢ=201.8KPa

MⅢ=（Pjmax+PjⅢ）·（l－l1）²（2b﹢b1）／48=62.1KN·m

AsⅢ=MⅢ／（0.9fy·ho）=1072mm²AsⅢ＜AsⅠ按AsⅠ配筋

配17φ10

Y方向

∵My=120KN·m＜MX=150KN·m

∴Asy＜Asy

则可按X方向配筋

柱KZ3

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

基础埋置深度为2.5m

3.求地基承载力特征值fa

查表得

=0.3，

=1.6。

基地以上土的加权平均重度为

=17.36

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）=200+1.6×17.36×（2.5-0.5）=256KPa

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：

N=900KN，MX=100KN·m，My=110KN·m

计算基础和回填土GK时的基础埋置深度为

基础底面积为

A0=F／（faγG×d）=4.46m2

由于偏心不大，基础底面积按30%增大，即

A=1.3A0=1.4×4.46=5.8m2

初步选定基础地面面积，L=2.4mb=2.4m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

G=288KN

偏心距为

e=M／（F+G）=0.2m≤L／6=0.4m

基地最大压力：

Pmax=（F+G）／A×（1+6e／l）=258<1.2fa（=307kPa）

α=Es1／Es2=3z／b=0.42＞5则θ=23°P=（F+G）／A=190KPa

Pc=γm×d=43.4KPaPz=l×b×（P-Pc）／[（b+2ztanθ）×（l+2ztanθ）]=53.5KPa

Pcz=89KPaγcz=Pcz／（d+z）=29.7KN／m³yd=1.0

fk=fzk+ŋdz×γoz×（d+z-0.5）=189KPaPz+Pcz=150kKPa≤fk=146KPa

所以，最后确定基础底面长2.0m，宽2.0m。

6.计算基地净反力

取柱底荷载效应基本组合值：

N=900KN，MX=100KN·m，My=110KN·m

净偏心距为

ex=0.122m

基础边缘处的最大和最小净反力为

Pjmax=204KPaPjmax=109KPa

7.基础高度（采用阶梯型基础）

L=2.4m，b=2.4m，下设100mm厚C10素混凝土垫层。

初步选定基础高度h=700mm，

=700-40=660mm分两个台阶，h1=390h01=350mmL1=1300mmb1=1300mm

8.变阶处抗冲切验算

I－I截面抗冲切验算

bc+2ho=1900mm＜b=2400mm

Al=（l／2－ac／2－ho）·b－（b／2－bc／2－ho）²=0.62㎡

Am=（bc＋b）ho／2=0.957㎡0.7ft·βhp·Am=857KN

FL1=Pjmax·A1=127KNFl1＜0.7ft·βhp·A

III－III截面抗冲切验算

b1+2h01=2mm＜b=2400mm

Al=（l／2－l1／2－ho1）·b－（b／2－b1／2－ho1）²=0.23㎡

Am=（b1＋b）ho1／2=0.5㎡Fl1=Pjmax·A1=60KN

0.7ft·βhp·Am=445KN

Fl1＜0.7ft·βhp·Am

III－II截面满足抗冲切要求

9.配筋计算

X方向，选用HPB235级钢筋，

PjI=167KPa

MI=（Pjmax+PjI）·（l－ac）²（2b﹢bc）／48=151KN·m

ASI=MⅠ／（0.9fy·ho）=1211mm²

同似于KZ5，则按KZ5即可

KZ4同似于KZ1，则按KZ1即可

柱KZ5

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

基础埋置深度为2.5m

3.求地基承载力特征值fa

查表得

=0.3，

=1.6。

基地以上土的加权平均重度为

=17.36

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）=200+1.6×17.36×（2.5-0.5）=256KPa

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：

N=600KN，MX=150KN·m，My=120KN·m

计算基础和回填土GK时的基础埋置深度为

基础底面积为

A0=F／（faγG×d）=4.51m2

由于偏心不大，基础底面积按40%增大，即

A=1.3A0=2.4x2.4=5.76m2

初步选定基础地面面积，L=2.4mb=2.4m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

G=288KN

偏心距为

e=M／（F+G）=0.11m≤L／6=0.4m

基地最大压力：

Pmax=（F+G）／A×（1+6e／l）=290.5<1.2fa（=307kPa）Pmax=（F+G）／A=223.6kPa

α=Es1／Es2=3z／b=0.5＞5则θ=23°P=（F+G）／A=223.6KPa

Pc=γm×d=19.35KPaPz=l×b×（P-Pc）／[（b+2ztanθ）×（l+2ztanθ）]=43.4KPa

Pcz=98.3KPaγcz=Pcz／（d+z）=28.1KN／m³yd=1.0

fk=fzk+ŋdz×γoz×（d+z-0.5）=184.3KPaPz+Pcz=159.3kKPa≤fk=184.3KPa

所以，最后确定基础底面长2.0m，宽2.0m。

6.计算基地净反力

取柱底荷载效应基本组合值：

N=600KN，MX=150KN·m，My=120KN·m

净偏心距为

ex=0.135m

基础边缘处的最大和最小净反力为

Pjmax=232.2KPaPjmax=115KPa

7.基础高度（采用阶梯型基础）

L=2.0m，b=2.0m，下设100mm厚C10素混凝土垫层。

初步选定基础高度h=390mm，

=700-40=660mm分两个台阶，ho=390h01=350mmL1=1300mmb1=1300mm

8.变阶处抗冲切验算

I－I截面抗冲切验算

bc+2ho=1820mm＜b=2400mm

Al=（l／2－ac／2－ho）·b－（b／2－bc／2－ho）²=0.62㎡

Am=（bc＋b）ho／2=0.957㎡0.7ft·βhp·Am=850.7KN

FL1=Pjmax·A1=232.2KNFl1＜0.7ft·βhp·A

III－III截面抗冲切验算

bc+2ho=2000mm＜b=2400mm

Al=（l／2－l1／2－ho1）·b－（b／2－b1／2－ho1）²=0.44㎡

Am=（b1＋b）ho1／2=0.65㎡Fl1=Pjmax·A1=102.2KN

0.7ft·βhp·Am=577.9KN

Fl1＜0.7ft·βhp·Am

III－II截面满足抗冲切要求

9.配筋计算

X方向，选用HPB235级钢筋，

PjI=185.8KPa

MI=（Pjmax+PjI）·（l－ac）²（2b﹢bc）／48=162KN·m

ASI=MⅠ／（0.9fy·ho）=1298mm²

PjⅢ=212.7KPa

MⅢ=（Pjmax+PjⅢ）·（l－l1）²（2b﹢b1）／48=51.6KN·m

AsⅢ=MⅢ／（0.9fy·ho）=780mm²AsⅢ＜AsⅠ按AsⅠ配筋

配17φ10

Y方向

∵My=120KN·m＜MX=150KN·m

∴Asy＜Asy

则可按X方向配筋

KZ6同似于KZ3，则按KZ3即可

柱KZ7

1.选择基础材料

基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋。

2.选择基础埋置深度

基础埋置深度为2.0m

3.求地基承载力特征值fa

查表得

=0.3，

=1.6。

基地以上土的加权平均重度为

=17.5

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）=200+1.6×17.36×（2.5-0.5）=262KPa

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：

N=500KN

计算基础和回填土GK时的基础埋置深度为

基础底面积为

A0=F／（faγG×d）=2.32m2

由于偏心不大，基础底面积按30%增大，即

A=1.3A0=1.4×2.32=3.02m2

初步选定基础地面面积，L=1.7mb=1.7mA=2.89m2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

G=116KN

基地压力：

P=（F+G）／A=213kPa

Pc=γm×d=35KPaPz=l×b×（P-Pc）／[（b+2ztanθ）×（l+2ztanθ）]=74KPa

Pcz=61KPaγcz=Pcz／（d+z）=21KN／m³yd=1.0

fk=fzk+ŋdz×γoz×（d+z-0.5）=163KPaPz+Pcz=135kKPa≤fk=146KPa

所以，最后确定基础底面长1.7m，宽1.7m。

6.计算基地净反力

取柱底荷载效应基本组合值：

N=500K

基础边缘处的最大和最小净反力为

P=173KPa

7.基础高度（采用阶梯型基础）

L=1.7m，b=1.7m，下设100mm厚C10素混凝土垫层。

初步选定基础高度h=600mm，

=600-40=5600mm分两个台阶，ho=350h01=310mmL1=900mmb1=900mm

8.变阶处抗冲切验算

I－I截面抗冲切验算

bc+2ho=1620mm＜b=1700mm

Al=（l／2－ac／2－ho）·b－（b／2－bc／2－ho）²=0.22㎡

Am=（bc＋b）ho／2=0.62㎡0.7ft·βhp·Am=551KN

FL1=Pjmax·A1=38KNFl1＜0.7ft·βhp·A

III－III截面抗冲切验算

bc+2ho=1520mm＜b=1700mm

Al=（l／2－l1／2－ho1）·b－（b／2－b1／2－ho1）²=0.15㎡

Am=（b1＋b）ho1／2=0.4㎡Fl1=Pjmax·A1=26KN

0.7ft·βhp·Am=356KN

Fl1＜0.7ft·βhp·Am

III－II截面满足抗冲切要求

9.配筋计算

X方向，选用HPB235级钢筋，

PjI=142KPa

MI=（P／2+PjI）·（l－ac）²（2b﹢bc）／48=37KN·m

ASI=MⅠ／（0.9fy·ho）=632mm²

PjⅢ=163KPa

MⅢ=（Pjmax+PjⅢ）·（l－l1）²（2b﹢b1）／48=25.62KN·m

AsⅢ=MⅢ／（0.9fy·ho）=437mm²AsⅢ＜AsⅠ按AsⅠ配筋

配12φ8

Y方向相同于X方向

KZ8

1。

fa=fak+ŋb×γ×（b-3）+ŋd×γm×（d-0.5）=220.64kPa

2．Ao≥F÷（fa－γG×d）=3.67m²

取A=1.4Ao=5.13㎡取l=2.5mb=1.9m

∴A=l×b=4.75㎡

3．G=2.5×1.9×20×1.5=142.5KNF+G=842.5KN

4．α=Es1÷Es2=3z／b=1.04＞0.5则θ=23°P=（F+G）÷A=177.4KPa

Pc=γo×d=19.35KPaPz=l×b×（P-Pc）÷[（b+2ztanθ）×（l+2ztanθ）]=50KPa

Pcz=52.2KPaγoz=Pcz÷（d+z）=14.9KN／m³yd=1.0

fk=fzk+ŋdz×γoz×（d+z-0.5）=144.7KPaPz+Pcz=102.2kKPa≤fk=144.7KPa

∴满足要求

5．l=2.5mb=1.9m

6．采用阶梯形，下设100mm厚C10素混凝土垫层，初选650mm，h0=650－50=600mm

分2阶梯，下阶h1=370mm，h01=320mm，l1=1250，b1=950mm，ac=500mm，bc=500mm，采用C25混凝土，ft=1.27N／mm²=1270KPa

7．底板配筋①长边方向

M1=2P·（l－ac）²（2b﹢bc）／48=127.1KN·m

AsⅠ=MⅠ／（0.9fy·ho）=1121mm²

MⅢ=2P·（l－l1）²（2b﹢b1）／48=54.9KN·m

AsⅢ=MⅢ／（0.9fy·ho1）=908mm²AsⅢ＜AsⅠ按AsⅠ配筋

∴配用15Φ10的钢筋

8.基础底板短边方向

Ⅱ－Ⅱ截面：

MⅡ=1／48（b－bc）²（2l+ac）×2P=79.7KN·m

AsⅡ=MⅡ∕（0.9fy·ho）=703mm²

Ⅳ－Ⅳ截面：

MⅣ=1∕48（b－b1）²（2l+l1）×2P=41.7KN·m

AsⅣ=MⅣ∕（0.9fy·ho1）=689mm²AsⅣ＜AsⅡ按AsⅡ配筋1φ6As=28.26mm²1φ8As=50.24mm²1φ10As=78.5mm²

∴配用14Φ8的钢筋

柱KZ9：

1。

fa=fak+ŋb×γ×（b-3）+ŋd×γm×（d-0.5）=220.64kPa

2．Ao≥F÷（fa－γG×d）=4.2m²

取A=1.4Ao=5.88㎡取l=3.0mb=2.3m

∴A=l×b=6.9㎡

3．G=3×2.3×20×1.5=207KNF+G=1007KNMx=200KN·m

e=M÷（F+G）=0.2m≤l／6=0.5m

Pmax=（F+G）／A（1+6e／l）=204.26kPa≤1.2fa=264.8kPaP=（F+G）／6.9=145.9KPa≤fa=220.64KPa

4．α=Es1÷Es2=3z／b=