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一.设计项目春龙商铺住宅楼基础工程设计二、设计目的通过《基础工程》课程设计,使学生掌握普通民用建筑基础施工图设计的内容、步骤和方法,并能综合运用所学的基础设计理论及基础构造知识,独立完成普通民用建筑基础的设计工作。三、工程地质条件建设场地地势平坦,无相邻建筑物,地质勘察资料如下:编号土层名称土层厚度mω%γkN/m3eωL%ωP%IPILSrCkPaφºEsMPafakkPa1新填土1161052粘土338.218.91.038.218.419.81.00.961218.64.61203粉质粘土426.719.60.7832.717.715.00.60.981828.57.01404粉土1021.018.10.6128.020.67.390.10.93228.97.91753、基础材料1)混凝土:采用C20(密度2450kg/m3);2)钢筋:箍筋为一级,主筋为二级。4、荷载1)竖向活荷载:①屋面:2.5kN/m2;②楼面:2.0kN/m2。2)水平荷载:0.5kN/m2。本工程实际荷载计算:以J-②(角柱)、J-⑦(边柱)、G-⑦(中柱),G-④(中柱)四个柱作为算例计算。一.基础顶面荷载计算1.竖向荷载N计算J-②(角柱)墙体[3*(15.6-3.9)*0.24*1300*2+0.8*3*0.24*1300*2]*10=234KN梁0.7*0.3*3*2*4*2500*10=126KN板3*3*4*0.1*2500*10=90KN柱0.5*0.5*15.6*2500*10=97.5KN活载2.5*3*3+2*3*3*3=76.5KN故J-②(角柱)承受的竖向荷载N1=234+123+90+97.5+76.5=624KNJ-⑦(边柱)墙体3*0.24*3.9*3*4*1300*10=438.1KN梁3*0.7*0.3*3*5*2500*10=236.25KN板6*3**0.1*5*2500=225KN柱0.*0.5*19.5*2500*10=121.87KN活载3*6*2.5=3*6*2*4=189KNJ-⑦(边柱)承受的竖向荷载N2=438.1+236.25+225+121.87+189=1210.2KNG-⑦(中柱)墙体4*15.6*3*0.24*1300*10=584KN梁5*0.7*0.3*3*4*2500*10=315KN板5*3*3**0.1*2500*4*10=450KN柱19.6*0.5*0.5*2500*10=122.5KN活载2*3*3*3+2.5*3*3=76.5KNG-⑦(中柱)承受的竖向荷载N3=584+315+450+122.5+76.5=1548KNG-④(中柱)梁5*0.7*0.3*3*4*2500*10=315KN板5*3*3**0.1*2500*4*10=450KN柱19.6*0.5*0.5*2500*10=122.5KN活载2*3*3*3+2.5*3*3=76.5KNG-④(中柱)承受的竖向荷载N4=315+450+122.5+76.5=964KN2.剪力及弯矩计算各柱剪力V=750.5*3.1*2460*0.8)3.9-(15.6*5.0=5.5KN各柱的弯矩M=7517.35*0.5*3.1*2460*2.5*3.9*60=58KNm二.确定基础埋深根据地质勘察资料表,均选择第二层土即粉土作为持力层,设计埋深为d=1.5m(按室外计算)。则m=(1*16+0.5*18.9)/1.5=17.KN/m3对于粘土,e=0.78和IL=0.60并查P168表7-10的nd=1.0.nb=0此时不用考虑深度修正修正之后的地基承载力设计值为)5.0(dffmdaka=137kpa1.1fak=132Kpa则平均埋深d=1.5+0.45/2=1.725m则的初始设计面积分别为:A01=drNgaf1=6.032mJ-②(角柱)A02=drNgaf2=11.82mJ-⑦(边柱)A03=drNgaf3=14.872mG-⑦(中柱)A04=drNgaf4=9.312mG-④(中柱)(三)J-②J-⑦G-⑦G-④基础底面尺寸设计J-②(角柱)(1)A=(1.1—1.2)A01=6.63—7.24m2初步选择底面积尺寸A=L*B=3*2.4m2(2)验算持力层的地基承载力基础及其台阶上回填土的重力G=rG*A*d=20*1.725*3*2.4=248.4KN偏心距e=M总/(N3+G)=(58+1.725*5.5)/(248.4+624)=0.078L/6=3/6故最大.最小的基底压力,平均基底压力分别为由公式AGWMANPAGWMANPV725.11V725.11minmax得Pmax=140.2Kpa1.2f=1.2*137=164.4KpaPmin=102.40P=(Pmax+Pmin)/2=121.3Kpaf=137Kpa符合要求故该柱下独立基础尺寸为A=L*B=3*2.4,由于nb=0.0.故不需要再对宽度进行修正.(3)计算基底净反力,由规范可知由标准值计算荷载设计值时取荷载综合分项系数.1.35.因此竖向荷载设计值F=1.35*N1=1.35*624=824.4KN偏心距eno=M总/F=67.625/824.4=0.078基础底面地基净反力的最大值和最小值为由WMAPnWMAPV725.1FV725.1Fnminmax得Pmax=135.8Kpa,Pmin=98.2Kpa(4)确定基础高度(采用锥形基础)由题意知:C20混凝土.Π级钢筋,查表得:Ft=1.1N/mm2,fy=300N/mm2又ac+at=0.5m,bc=0.5m,L=4.4m,B=4m.对于锥形基础,只需保证短边方向I-I,整个基础就可以满足抗冲切要求.①初步选择基础高度H=550mm,则h0=550-40-20/2=500mm=0.5m.at+2*h0==1.5mB=3m所以ab=1.5m.am=(at+ab)/2=1m②抗冲切验算因为偏心受压,故取Pnmax.冲切力:由公式Fl=Pnmax*[(L-ac)/2-h0]*b-Pnmax*[(B-bc)-h0]*[(B-bc)-h0],代入数据得,Fl=216.9KN抗冲切力:由公式0.7Bhp*ft*h0*am得抗冲切力0.7*1.0*1.1*1000*0.65*1.15=385.5KN216.9KN可以即基础的I-I截面处抗冲切强度满足要求(5)底板配筋计算基础长边方向MI-I=Pnmax*(L-ac)2*(2*B+bc)/24=187.4KNmAsI=MI-I/(0.9*fy*ho)=1388.2mm2基础短边方向MΠ-Π=Pnmax*(B-bc)2*(2L+ac)/24=132.8KNmAsΠ=MΠ-Π/(0.9*fy*ho)=983.4mm2J-⑦(边柱)(1)A=(1.1—1.2)A02=12.98—14.16初步选择底面积尺寸A=L*B=4.5*3m2(2)验持力层的地基承载力基础及其台阶上回填土的重力G=rG*A*d=20*1.725*4.5*3=465.75N偏心距e=M总/(N1+G)=(58+1.725*5.5)/(1210.2+465.75)=0.041l/6=4.5/6故最大.最小的基底压力,平均基底压力分别为由公式AGWMANPAGWMANPV725.122V725.122minmax得Pmax=130.2Kpa1.2f=1.2*137=164.4KpaPmin=117.10P=(Pmax+Pmin)/2=124.1Kpaf=137Kpa符合要求故该柱下独立基础尺寸为A=L*B=4.5*3,又由于nb=0.0.故不需要再对宽度进行修正.(3)计算基底净反力,由规范可知又何在标准值计算荷载设计值时取荷载综合分项系数.1.35.因此竖向荷载设计值F=1.35*N2=1.35*1201.2=1633.7KN偏心距eno=M总/F=67.625/1633.7=0.0406基础底面地基净反力的最大值和最小值为由WMAPnWMAPV725.1FV725.1Fnminmax得Pnmax=127.6Kpa,Pnmin=114.5Kpa(4)确定基础高度(采用锥形基础)由题意知:C20混凝土.Π级钢筋,查表得:Ft=1.1N/mm2,fy=300N/mm2又ac=at=0.5m,bc=0.5m,L=4.5m,B=3m.对于锥形基础,只需保证短边方向符合,整个基础就可以满足抗冲切要求.①初步选择基础高度H=700mm,则h0=700-40-20/2=650mm=0.65m.at+2*h0==1.8mB=3m所以ab=1.8m.am=(at+ab)/2=1.15m②抗冲切验算因为偏心受压,故取Pnmax.冲切力:由公式Fl=Pnmax*[(L-ac)/2-h0]*b-Pnmax*[(B-bc)-h0]*[(B-bc)-h0],代入数据得,Fl=470.71KN抗冲切力:由公式0.7Bhp*ft*h0*am得抗冲切力0.7*1.0*1.1*1000*0.65*1.15=575.6470.71Kpa可以即基础的I-I截面处抗冲切强度满足要求(5)底板配筋计算基础长边方向MI-I=Pnmax*(L-ac)2*(2*B+bc)/24=553.0KNmAsI=MI-I/(0.9*fy*ho)=3153mm2基础短边方向MΠ-Π=Pnmax*(B-bc)2*(2L+ac)/24=316.0KNmAsΠ=MΠ-Π/(0.9*fy*ho)=1800mm2G-⑦(中柱)(1)A=(1.1—1.2)A03=16.357---17.84m2初步选择底面积尺寸A=L*B=4*4.4=17.4m2(2)验持力层的地基承载力基础及其台阶上回填土的重力G=rG*A*d=20*1.725*4.4*4=607.2KN偏心距e=M总/(N3+G)=(58+1.725*5.5)/(1548+607.2)=0.031L/6=4..4/6故最大.最小的基底压力,平均基底压力分别为由公式AGWMANPAGWMANPV725.13V725.13minmax得Pmax=127.7Kpa1.2f=1.2*137=164.4KpaPmin=117..30P=(Pmax+Pmin)/2=122.5Kpaf=137Kpa符合要求故该柱下独立基础尺寸为A=L*B=4.4*4,又由于nb=0.0.故不需要再对宽度进行修正.(3)计算基底净反力,由规范可知又何在标准值计算荷载设计值时取荷载综合分项系数.1.35.因此竖向荷载设计值F=1.35*N2=1.35*1548=2090KN偏心距eno=M总/F=67.625/2090=0.032基础底面地基净反力的最大值和最小值为由WMAPnWMAPV725.1FV725.1Fnminmax得Pnmax=123.9Kpa,Pnmin=113.5Kpa(4)确定基础高度(采用锥形基础)由题意知:C20混凝土.Π级钢筋,查表得:Ft=1.1N/mm2,fy=300N/mm2又ac=at=0.5m,bc=0.5m,L=4.4m,B=4m.对于锥形基础,只需保证短边方向I-I,整个基础就可以满足抗冲切要求.①初步选择基础高度H=700mm,则h0=700-40-20/2=650mm=0.65m.at+2*h0==1.8mB=3m所以ab=1.8m.am=(at+ab)/2=1.15m②抗冲切验算因为偏心受压,故取Pnmax.冲切力:由公式Fl=Pnmax*[(L-ac)/2-h0]*b-Pnmax*[(B-bc)-h0]*[(B-bc)-h0],代入数据得,Fl=494.25KN抗冲切力:由公式0.7Bhp*ft*h0*am得抗冲切力0.7*1.0*1.1*1000*0.65*1.15=575.58KN494.25KN可以即基础的I-I截面处抗冲切强度满足要求(5)底板配筋计算基础长边方向MI-I=Pnmax*(L
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