柱下钢筋混凝土独立基础课程设计20087273周福川.docx

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课程名称：

课程名称：

基础工程基础工程B设计题目：

设计题目：

柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础院院系：

系：

土土木木工工程程系系专专业：

业：

詹詹天天佑佑班班年年级：

级：

2008级级姓姓名：

名：

周周福福川川学学号：

号：

20087273指导教师：

指导教师：

赵老师赵老师西南交通大学峨眉校区西南交通大学峨眉校区2011年年4月月2日日第一部分第一部分课程设计任务书课程设计任务书

（一）设计题目：

柱下钢筋混凝土独立基础

（二）设计资料：

1、地形：

拟建建筑场地平整2、工程地质资料：

自上而下依次为：

杂填土：

厚约0.5m，含部分建筑垃圾；粉质粘土：

厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KN/m2；粘土：

厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180KN/m2；全风化砂质泥岩：

厚2.7m,承载力特征值fak=240KN/m2；强风化砂质泥岩：

厚3.0m,承载力特征值fak=300KN/m2；中风化砂质泥岩：

厚4.0m,承载力特征值fak=620KN/m2；地基岩土物理力学参数表表2.1地层代号土名天然地基土重度（）孔隙比（e）凝聚力（c）内摩擦角（）压缩系数（a1-2）压缩模量（Es）抗压强度（frk）承载力特征值（fak）KN/m度杂填土18粉质粘土200.6534130.2010.0130粘土19.40.5825230.228.2180全风化砂质泥岩2122300.8240强风化砂质泥岩2220253.0300中风化砂质泥岩2415404.06203、水文资料为：

地下水对混凝土无侵蚀性。

地下水位深度：

位于地表下1.5m。

4、上部结构资料：

上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

柱网布置见下图：

KPa1MPaMPaMPaKPa图2-1柱网平面图上部结构作用在柱底的荷载标准值见表2：

上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合设计值见表3：

柱底荷载标准值表2题号Fk（KN）Mk（KNm）Vk（KN）A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴197515481187140100198464844210321615125216412522155605231090173013121901502426266574115018151370210175271717367512181873143323519329780837461282188314962572183258690837133919701560284242355969589814022057161823126637710210498915342140167733528840210911310610159822051727365309428120117114柱底荷载效应基本组合设计值表3题号F（KN）M（KNm）V（KN）A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴11268201215441831302586062582134221001627214163288727867314182250170624819531581867441496236017822742283539395885158424351863306251386104108966166724481945334284423112117108717412562202836931546212512411681823267421043913464911331361289199527832181425375523142147138102078286622454554025571561531495、材料：

混凝土等级25C30，钢筋、级。

6、根据以上所给资料及学生人数，可划分为若干个组。

如：

第1组共十人，基础持力层选用土层，设计A轴柱下独立基础；第2组共十人，基础持力层选用土层，设计B轴柱下独立基础；第3组共十人，基础持力层选用土层，设计C轴柱下独立基础；（三）设计要求：

每人根据所在组号和题号，完成各自要求的轴线基础设计。

对另外两根轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸。

（四）设计内容、设计柱下独立基础，包括确定基础埋深、基础底面尺寸，对基础进行结构的内力分析、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。

、绘制基础施工图，包括基础平面布置图、基础大样图，并提出必要的技术说明。

基础及地层情况基础及地层情况一、一、本次设计所用材料报表本次设计所用材料报表基础材料清单柱A-2柱B-2柱C-2砼标号C25C25C25钢筋型号HPB235垫层C10材料性能说明ftfcfyC251.27MPa11.9MPaHPB235210MPa二二、C-2柱柱基础基础的的设计设计

（1）、确定基础埋深）、确定基础埋深d根据设计要求，基础持力层为土层，故假定d=2500mm由地勘资料中e=0.58，可塑土：

0.25IL0.75,查表（3-4），得b=0.3,d=1.6。

仅对深度进行修正：

m=18（0.45+0.5）+20+100.2+19.40.352.5=18.356kN/m3fa=fak+dm（d0.5）=180+1.618.356（2.50.5）=238.74kpa

（2）、初拟地基尺寸、初拟地基尺寸bxlFk=1252kN,fa=238.74kpaGH=20（1.5+0.452）+100.2+200.35=43.5kpaAFkfaGH=1252238.7443.5=6.4m2,取A1=6.5m2令A=1.2A1=7.8m2拟定底面尺寸bxl=3000mmx3400mm,A=10.2m2Gk=GHA=43.510.2=443.7kNMk=221+52*（2.5-0.45/2）=339.3kN/mWl=16lb2=163.432=5.1m3（3）、持力层强度检算、持力层强度检算Pkmax=Fk+GkA+MkWl=1252+443.710.2+339.35.1=232.78kpa0Pk=Pkmax+Pkmin2=232.78+99.72=166.24kpafa=238.74kpa故持力层强度满足要求。

（4）、基底净反力的计算）、基底净反力的计算Pjmaxjmin=FAMWl=162710.2288+672.2755.1=245.87kpa73.15kpa（5）、确定基础高度。

、确定基础高度。

初拟基础高度h=600mm。

按照地基规范要求，铺设垫层时保护层厚度不小于40mm，因此可假设基础重心到混凝土外表面距离为50mm。

故钢筋的有效高度为h0=600-50=550mm。

ab=at+2h0=500+2550=1600mm=3400am=at+ab2=500+16002=1050mmAl=（b2bt2h0）l（l2at2h0）2=（300025002550）3400（340025002550）2=1.57m2Fl=PjmaxAl=245.871.57=386.01kNh=600mm800mm,故hp=1.0，基础混凝土采用C25，ft=1.27MPa0.7hpftamh0=0.71.01.271031.050.55=513.4kNFl0.7hpftamh0h=600mm时，能够满足抗冲切要求。

基础底板配筋计算基础底板配筋计算地基样图地基样图基底净反力基底净反力平面图平面图内力计算内力计算偏心距e=MkFk+Gk=221+522.2751252+443.7=0.2m16b=0.5m台阶宽高比为bbc2h=30005002300=2.08M=363.32kNm属于第一类截面，即中和轴位于梯形内。

第二步：

根据两个平衡方程第二步：

根据两个平衡方程解出解出混凝土受压区高度混凝土受压区高度X与钢筋截面面与钢筋截面面积积As。

根据弯矩平衡列等式有：

MM1fcb2（h02）1fc（）（h0）即363.32106111.9600x（550x2）+111.924002300x2（5502x3）运用软件Mathematic求解一元三次方程，解得x=68.2608mmmin=0.27%非少筋，符合要求。

由于沿长边方向配置的钢筋，通常位于基础底部，按照构照要求，保护层厚度a不小于40mm，于是h0=ha12d=600401214=553mm550显然上述配筋是可以的。

沿短边方向配筋：

沿短边方向配筋：

=.沿短边方向配筋图沿短边方向配筋图第一步：

截面类型判别第一步：

截面类型判别按照前述方法计算，可以得知属于第一类截面，即中和轴位于梯形内。

第二步：

根据两个平衡方程解出混凝土受压区高度第二步：

根据两个平衡方程解出混凝土受压区高度X与钢筋截面面与钢筋截面面积积As。

根据弯矩平衡列等式有：

MM1fcb2（h02）1fc（）（h0）即430.86106111.9600x（550x2）+111.928002300x2（5502x3）运用软件Mathematic求解一元三次方程，解得x=75.031mmmin=0.27%非少筋，符合要求。

h0=had12d=60040141214=539mm基础大样图基础大样图三三、A-2柱的基底尺寸设计（该柱与柱的基底尺寸设计（该柱与C-2柱柱同属于边柱）同属于边柱）

（1）、确定基础埋深）、确定基础埋深d根据设计要求，基础持力层为土层，故假定d=2500mm由地勘资料中e=0.58，可塑土：

0.25IL0.75,查表（3-4），得b=0.3,d=1.6。

仅对深度进行修正：

m=18（0.45+0.5）+20+100.2+19.40.352.5=18.356kN/m3fa=fak+dm（d0.5）=180+1.618.356（2.50.5）=238.74kpa

（2）、初拟地基尺寸、初拟地基尺寸bxlFk=1032kN,fa=238.74kpaGH=20（1.5+0.452）+100.2+200.35=43.5kpaAFkfaGH=1032238.7443.5=5.29m2令A=1.2A1=6.35m2拟定底面尺寸bxl=2800mmx3000mm,A=8.4m2Gk=GHA=43.58.4=365.4kNMk=164+55*（2.5-0.45/2）=289.125kN/mWl=16lb2=1632.82=3.92m3（3）、持力层强度检算、持力层强度检算Pkmax=Fk+GkA+MkWl=1032+365.48.4+289.1253.92=240.11kpa0Pk=Pkmax+Pkmin2=240.11+99.72=166.36kpafa=238.74kpa故持力层强度满足要求。

四四、B-2柱的基底尺寸设计（该柱柱的基底尺寸设计（该柱为内为内柱）柱）

（1）、确定基础埋深）、确定基础埋深d根据设计