2022年柱下钢筋混凝土独立基础设计.docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 武汉理工高校土力学与基础工程课程设计说明书柱下钢筋混凝土独立基础设计1. 荷载及工程地质概况某工业厂房柱基采纳钢筋混凝土独立基础,柱底荷载设计值为：中心荷载 N=2500 kn,弯矩 M=350 kn.m,柱的截面尺寸 0.7 × 0.7 m 2；地基表层为素填土, 厚 1.0 米,r=18.5kn/m 3,承载力特点值 fak=100 kpa；其次层为粉质粘土,厚 5.5 米,e=0.63,Il=0.44 ,r=19kn/m 3,r sat=19.6kn/m 3,Es=9Mpa,承载力特点值 f ak=360 kpa；第三层为污泥质粘土,厚 3.5 米,r sat=18.6kn/m 3,w=55%,Es=1.8Mpa,承载力特点值 f ak=80 kpa ；其下为基岩；场地地下水为潜水,埋深约 1.4 米；工程地质概况图见图 1.1 素填土 1.0m r=18.5kn/m 3,f ak=100 kpa d=1.4m 粉质粘土 e=0.63 ,I l=0.44 5.5m r=19kn/m 3,r sat =19.6kn/m 3 Es=9Mpa,fak=360 kpa r污泥质粘土3,w=55% 3.5m sat=18.6kn/m Es=1.8Mpa ,fak=80 kpa 基岩图 1.1 工程地质概况图2. 基础材料及类型材料选用： C20混凝土, ft=1.1N/mm 2;HPB335钢筋 ,f基础类型：钢筋混凝土独立基础y=300N/mm 2；3. 挑选基础持力层和埋置深度选其次层粉质粘土层作为持力层,初步确定基础埋深 d=1.4m 已知设计组合值： M=350KN.m,N=2500KN 4. 确定地基承载力特点值假设基地宽度 b<3m,d>0.5m对地基承载力特点值只需进行深度修正就粉质粘土层修正后地基承载力特点值1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 武汉理工高校土力学与基础工程课程设计说明书fafakdm d0 .5 360.1618 .511904. .140 .5 386 .85 kPa14.5. 按地基承载力确定基础的底面面积 5.1确定基础底面尺寸9.062. 46mA 0faF kGd386 .2500.14 6 . 972 m8520考虑偏心荷载的影响,将A 增大 30% A13.A 013.6.979.06m2取矩形基础长短边之比l/b1 5.,bA1.515.取b2.46m ,l3. 69m ,A9 .07m25.2 持力层强度验算基础和回填土重FkGk2500GAd2500209.071.42753. 96Na464 kPa顶面弯矩M kM350kNm0. 127 ml0 . 615 m,即p kmin>0满意偏心距e kMkk350F kG2753 . 966基底最大压力p kmaxF kGk 16 e2754160 . 127366 kPa.12fAl.9073 . 69故持力层满意要求 5.3脆弱下卧层验算11910 .4 19.6105.1375.06kPa脆弱下卧层顶面处自重应力pcz185.脆弱下卧层顶面以上图的加权平均重度m75.0611.55kN/m.055.由污泥质黏土, f ak=60 kpa>50kpa, 并查表可得fazfakdmd0.5601.011.556.50.5129.3 kPa41 . 33 kPa由Es 1/Es 29/1.85,以及z/ b.5 1/2 . 46.05,查表得地基压力扩散角25d.3 69.2 462753 9618 5.1194.04.1p zllb pm 1.9 074.12 ztan b2 ztan.3 6921.5tan 25.2 462.5 1tan 25验算：p czpz75.0641.33116.39faz1293.kPa故脆弱下卧层满意要求；2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 武汉理工高校土力学与基础工程课程设计说明书6. 用规范法进行地基变形验算6.1 求基底压力和基底附加压力pFAG2500203.692 .4614.303.4kpa.1 kpa465.3 m3 .692.4618.51 .01904.1 .426基础底面处土的自重应力：dcz1 4.277 .就基底附加压力：p0pcz26.1303.43 kpa=0.28MPa 6.2确定沉降运算深度zn由于不存在相邻荷载的影响,运算znb 2 .50.4lnb2.462 .504.ln2.由于脆弱土层的存在,故将沉降量运算至基岩顶部,取Zn=8.6m； si 6.3沉降运算见表 6.1 表 6.1 用规范方法运算基础最终沉降量点号Zi m l/b z/b .2 46 b 2 iiziizi- 1p 0.0 28 si mm z1iE siE simm mm mm 0 1 2 0 0 1.000 0 5.1 .3 69.2461 5. 4.2 0.4912 2505.12 2505.12 0.031 77.66 129.59 8.6 7.0 0.3300 2838.00 332.88 0.156 51.93 22应用角点法,将基础分为 4 块相同面积的小面积, 查出角点下平均附加应力系数乘以4,运算出基础中点下的沉降量；6.4 确定沉降体会系数siz i1i1 .2505.12332.886. 13MPa运算EsAiAisi p0p0z i/Ez iiz i1i1 /Esi2505. 12332. 8891.8假设p0fak,查表插值得s1.1；14255mm200mm1 .基础最终沉降量sss i1129. 59所以地基变形满意要求；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 武汉理工高校土力学与基础工程课程设计说明书7. 基础结构和构造设计 7.1 基础结构设计初步设置基础为阶梯基础 7.2运算基地净反力0. 14m偏心距ea0M350F2500基础边缘处最大和最小净反力n , maxp n , minF16e n , 022500163.014338 .1 kPalbl. 463 . 69. 69212 . 7 kPa 7 .3 基础高度确定 7.3.1柱边基础截面抗冲切验算,柱截面尺寸为bca c0.7m0.7m；假定基础基础底面尺寸为bl2 . 46m.369 m高度 h=1000mm,从下至上分 550mm、450mm两个台阶；h 0h50100050a950mm,a t2h 00.720. 952 .6 mb2 .46m取ab2 .46ma ta b70024601580 mm由于偏心受压,p 取m22p,nmax冲切力：F tp n,maxla c2h 0bb2b ch 020 . 70 . 952222338 .1.3 690 . 70. 95. 46.2462222451 .6 kN抗冲切力：0 7.hpfta mh 00 . 71 . 01. 103 101. 580. 951156 kN451 6.kN,满意7.3.2 变阶处抗冲切验算atatb 111.23m,a 11.85m,h0155050500mmm2 h 01.2320. 502.23mb2.46m,取ab2. 23a ma ta b.1232 . 231. 73 m22冲切力：4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 武汉理工高校土力学与基础工程课程设计说明书F tp n,maxla 1h 01bbb 1h 0121 . 230 . 502kN,满意2222338 1.3691 . 850 . 502 . 462. 462222344 9.kN1 . 1010 31 . 730 . 5666 1. kN344 . 9抗冲切力：0 . 7hpfta mh 0107.10偏心受压柱基础底板厚度运算图见图7.1 F M h0 h01 450 h P n,min b 451 P10n,maxb a h010 b0 ac h l 图 7.1 偏心受压柱基础底板厚度运算简图7.4 配筋运算选用 HPB335钢筋, f y=300N/mm 2； 7.4.1 基础长边方向5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 武汉理工高校土力学与基础工程课程设计说明书I-I 截面（柱边）柱边净反力：p n,Ipn,minla cpn,maxpn,min212 .73. 69.07338. 1212 .7287.3 kPa2 l23. 69悬臂部分净反力平均值：弯矩：MI11pn,maxpn.I0.1338.12873.3127.kPam22pn ,maxpn ,Ilac22 bb c2241312.73. 697222. 460.7654.6kN24A s ,IMIh 00654 . 610 62 2552 mm0 . 9fy9.300950- 截面（变阶处）pn,IIIp n,minla 1p n,maxp n,min212 .7.3 691. 85338 . 12212 7.306 . 8 kPa2 l23 . 69MIII1pn,max2pn,IIIll122 bb 1279.7kNm241338.12306.83 .691.85222. 461 .2324MIIIh 01279 . 76 102 2072 mmA s ,III0 9.fy0 9.3005002780mm2552mm2比较A , 和A ,III,应按A , 配筋,实际配 1118,As7.4.2 基础短边方向因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匀称分布运算,取pn1 2pn,maxpn,min运算2127.2275.4 kPa0 . 7576 .5 kNmpn13381.2II-II截面（柱边）.0722 . 46p nlac22 bb c275 .43 . 69MII2424A s ,IIMIIh 0576 . 51062 2248 mm0 . 9fy0 . 93009506 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 武汉理工高校土力学与基础工程课程设计说明书IV-IV 截面（变阶处）MIVp nla 122 bb 1275 . 43 . 691 . 85222. 461 . 232389.kNm2424A s ,IVMIV238 9.6 102 1770 mm0 9.fyh 010 . 9300500As2545mm22248mm2比较A , 和A ,IV,应按A , 配筋, 1018,8. 绘制施工图,编写施工说明配筋图及施工说明参见附录 1 7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页
