柱下独立基础课程设计

目录1、选择基础材料...........................................12、确定基础埋置深度.......................................23、计算地基承载力特征值...................................34、初步选择基底尺寸.......................................45、验算持力层的地基承载力.................................56、软弱下卧层的验算.......................................67、地基变形验算...........................................78、计算基底净反力.........................................89、验算基础高度...........................................910、基础高度（采用阶梯形基础）............................1011、变阶处抗冲切验算......................................1112、配筋计算..............................................1213、确定A、B两轴柱子基础底面尺寸.........................1315、B、C两轴持力层地基承载力验算..........................1416、设计图纸...............................................15柱下独立基础设计1、工程地质条件3、岩土设计技术参数地基岩土物理力学参数如表1所示表125025025025025025025025025025025025025025025025025025060006000600060006000300005400660012000123456ABC土层编号土的名称重度γ（kN/m3）孔隙比e液性指数Il粘聚力c(kPa)内摩擦角ø（°）压缩模量Es(MPa)标准贯入锤击数N承载力特征值fak(kPa)①杂填土18②粉质粘土200.650.8434137.56130③粘土19.40.580.7825238.211180④细砂210.623011.616240⑤强风化砂质泥岩2218223004、水文地质条件（1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。（2）地下水位深度：位于地表下1.5m。5、上部结构荷载资料拟建建筑物是多层全现浇框架结构，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柱网布置如图1所示。图1柱网平面布置图6、上部结构作用上部结构作用在柱底的荷载效用标准组合值如表2所示，上部结构作用在柱底的荷载效用基本组合如表3。表2柱底荷载效用标准组合值题号FkMkVk○A轴○B轴○C轴○A轴○B轴○C轴○A轴轴○B○C轴19751548118714010019846484421032161512521641252215560523109017201312190150242626657411501815137021017527171736751218187314332351932978083746128218831496257218325869083713391970156028424235596958981402205716183012663771021049891500210016503302953951121091101015982205172736530942812011711411136020301590250252360100989212146020981635280275390105108102表3柱底荷载效用基本组合题号FkMkVk○A轴○B轴○C轴○A轴○B轴○C轴○A轴轴○B○C轴112682012154418313025860625821342210016272141632887278673141822501706248195315818674414962360178227422835393958851584243518633062513861041089661667244819453342844231121171087174125622028369315462125124116818232674210439134649113313612891950273021454293845141461421431020782866224545540255715615314911176826392067325328468130127120121898272721263643585071371401337、材料基础梁混凝土强度为C30，受力筋为HRB400，箍筋采用HRB335级钢筋8、地基基础等级：丙级。二、独立基础设计1.选择基础材料基础梁混凝土强度为C30，受力筋为HRB400，箍筋采用HRB335级钢筋，预估基础高度0.75m。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。1、确定基础的埋置深度：①号土层：染填土，层厚约0.5m，含部分建筑垃圾②号土层：粉质黏土，层厚1.2m软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KPa。③号土层：黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180KPa。④号土层：细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值fak=240KPa根据设计规范和经验可知①、②和③号土层均不宜做为持力层,故考虑④号土层作为持力层，并且下挖持力层0.5m处作为基础的底面。取室外地坪到基础底面为：d=0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m.由于室内外的高差为450mm,所以基础的平均埋深为：avgd=(3.7+4.15)/2=3.925m.具体细节如上图：基础剖面图所示。2、计算修正后的地基承载力特征值：kpadfmKNaka33.371)5.07.3(68.130.3240)5.0(f/68.137.35.0)1021(5.1)104.19(2.0)1020(0.1205.0180.39-7,62.0e:14md3md即有：重度：地基以上土的加权平均可知础工程》表查找教材《土力学与基知层为细沙持力层，查表根据设计资料可知：第3、确定基础地面尺寸：A轴：满足要求）（荷载偏心距根据设计资料可求得总取】）（【）（故其面积为：KpakKpakKKkkKKKGKwwGaKbeblGFpmLGFMFMemlmKNAdGmhdFA96.438max838.118minmaxminagv2agvp3.222.0616.23.25.3281339)61(43.06m22.05.328133975.096284.6.2,3.2b5.328425.210-205.12032000.6~653.4425.210-20-5.120-33.3711339)4.1~1.1(f)4.1~1.1(4、验算持力层承载力：.3.2,6.2,60.44533.3712.12.196.438maxmbmlkpafkpaFak宽底面尺寸为所以最后确定基础的由5、验算软弱下卧层承载力：由于持力层下面的土层为第5号土层，为强风化砂质泥岩，很厚，中密，且承载力特征值为fak=300kPa大于第4号为持力层的土层，4号土层的承载力特征值为fak=240kPa的土层。故不存在软弱下卧层，也不需要进行软弱下卧层的验算。6、地基变形验算：根据《地基规范》规定，对于设计等级为甲级、乙级的建筑均匀按地基变形设计；对于荷载较大、土层不均匀、地基承载力不高、设计等级我丙级的建筑物需要进行地基变形验算。根据课程设计任务书所给定的资料，可以知道第5号土层为为强风化砂质泥岩，很厚、中密、均匀，且压缩模量Es=18Mpa和地基承载力特征值fak=300kPa均比较大。可知该地基属于高强度抵抗力地基所以该建筑物的地基不需要进行地基变形验算。7、基础高度的确定：1、计算基底净反力：80.1933.49412700.17.015.03.27.01/27.1,/300:2040030,5.0,3.2b933.494)3.227.061(6.23.21741)61(43.06m27.017418.0125369e125,m.369,174122222200sthttytspfbbCmmNfmmNfCHRBCmbmkpabeblFplNMKNVKMMKNF的混凝土。可得垫层采用级的钢筋的混凝土采用有题意可知净偏心距合值：取柱底荷载有效基本组2、计算基础的有效高度：.7104075040h.mm350,mm7005064046640h466466.0)80.15.05.0(21)(210''220mmhhmmhmmmCbbhott为：则基础的实际有效高度取两级台阶，个厚厚度为设计时采用基础的底板（有垫层）：所以基础底板的厚度为8、对基础进行冲切承载力验算：1、柱边基础截面冲切验算:满足要求；抗冲切力为：即有：生了偏心受压偏心力的作用，从而产由于该独立基础受到了因此，可得：取上述计算结果可得：由本设计的设计资料和,293988.78871.025.11027.10.17.07.0293])71.025.023.2(3.2)71.025.026.2[(933.494])22()22[(p.125025.1225.02a0.2a,3.292.171.025.025.0,3.2,6.230hp22000KNKNhafFKNhbbbhalpAFmmmaammbmhaambambmlmtttslslbtmbtbct2、变阶处抗冲切验算：满足要求抗冲切力为：冲切力为：因此可得：取即有：由上述资料可知：,392.35236.40231.046.11027.10.17.07.0392.352])31.0215.123.2(3.2)31.023.126.2[(933.494)22()22[(46.128.115.12aa,m8.1a3.277.131.0215.12a31040350,3.1,15.130hp'220101'''''01''01'KNKNhafFKNhbbbhalpApFmambmhammhmambamtttssslbtmbtbttl9、计算基础底板配筋：向配筋。的钢筋，沿基础底面双根附表表得：实际采用查钢筋混凝土配筋面积：基础底板每：基础底板受力钢筋面积的弯矩为：计算得柱与基础交界处基础台阶宽高比为：200@229,02.4576.23.22733blm127337103009.010947.1549.0/10947.154.947.154)]6.23.235.1280.203933.494()15.13.22)[(5.06.2(481)]2)(2[()-(481,5.203.23507102'2260s262min