2022年柱下独立基础设计.pdf

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1、课 程 设 计 说 明 书课程名称：基础工程设计题目：柱下独立（联合）基础设计院系：学生姓名：学号：专业班级：指导教师：2012 年月日精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 课 程 设 计 任 务 书设计题目柱下独立（联合）基础设计学生姓名所在院系专业、年级、班设计要求：按照以下所给资料进行基础设计。1、设计资料（1）上部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500500 mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差45

2、0mm。柱网布置见图 1。123456DCBA159006600270066006000600060006000600030000图 1 柱网平面图（2）上部结构作用在柱底的荷载（横向框架荷载取值按轴对称分布考虑）：题号为：A 轴荷载效应标准组合值为：1416,115,47.5;kkkFkN MkN m VkNA 轴荷载效应基本组合值为：1840,150,62;FkN MkN m VkNB轴荷载效应标准组合值为：1627,95,41.5;kkkFkN MkN m VkNB轴荷载效应基本组合值为：2115,124,54;FkN MkN VkN（3）地形：拟建建筑场地平整，土层起伏不大。（4）工程

3、地质资料：自上而下依次为： 杂填土：厚约，含部分建筑垃圾； 粉质粘土：厚，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KN/m2； 粘土：厚，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180KN/m2；精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 全风化砂质泥岩：厚 ,承载力特征值 fak=240KN/m2；强风化砂质泥岩：厚 ,承载力特征值 fak=300KN/m2；中风化砂质泥岩：厚 ,承载力特征值 fak=620KN/m2；表 1 地基岩土物理力学参数

4、表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 3kPa度1MPaMPaMPaKPa杂填土18粉质粘土203413130粘土2523180全风化砂质泥岩212230240强风化砂质泥岩222025300中风化砂质泥岩241540620（5）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。（6）材料：混凝土等级 20C25，钢筋 HPB300 、HPRB335级。2、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，对基础进行结构内力分析、强度计算，确定基础高度、

5、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、基础施工图，并提出必要的技术说明。学生应完成的工作：1.设计计算书 (A4、正文字号小四、倍行距 )（1）确定地基持力层和基础埋置深度；（2）确定基础底面尺寸，验算地基承载力；（3）对基础进行抗冲切承载力验算，确定基础高度；（4）对基础进行正截面受弯承载力验算，给基础底板配筋；2. 设计图纸 (A3 或 A2)（1）基础平面布置图（2）独立基础施工图要求分析过程详细， 计算步骤完整， 设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载

6、 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 参考文献阅读：1 华南大学，浙江大学，湖南大学编，基础工程（第二版）M ，中国建筑工业出版社，20092建筑结构荷载规范 （GB50009-2001 ）S，中国建筑工业出版社， 20023建筑地基基础设计规范 （GB50007 -2002 ）S，中国建筑工业出版社，20024混凝土结构设计规范 （GB50010 -2010 ）S，中国建筑工业出版社，2010工作计划：课程设计时间：一周。其中：1、布置任务、熟悉设计资料天；2、确定设计方案、计算3 天；3、写设计说明书、绘图天；4

7、、打印并上交设计说明书、图纸1 天。任务下达日期：2012 年月日任务完成日期：2012 年月日指导教师（签名） ：学生（签名） ：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 柱下独立（联合）基础设计摘要：为了让同学们更好的学习基础工程这门课程，加深对知识的理解和掌握，提高同学们的动手能力，学校组织了这次关于基础工程的课程设计。设计的主要内容是对柱下独立基础和联合基础进行设计。设计开始首先进行计算，经过计算，确定出基础的受力状态，然后设计基

8、础尺寸。基础尺寸设计后进行验算，验算符合要求，然后进行配筋的计算，配筋完成以后就开始绘制基础施工图，施工图完毕，经过校核无误，本次设计完成。关键词：埋深基底尺寸基础基础高度配筋施工图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 目录1.设计背景 12.设计方案 23.方案实施54 结果与结论115.收获与致谢126.参考文献137.附件 14精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - -

9、 - - - - - - - -第 6 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 1. 设计背景某多层全现浇框架结构房屋， 上部框架柱截面尺寸为500500 mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置见图 1。图 1 柱网平面图上部结构作用在柱底的荷载为，A 轴柱底荷载： 柱底荷载效应标准组合值：1416kFkN，115kMkN m，47.5kVkN； 柱底荷载效应基本组合值：1840FkN ，150MkN m，62VkN。B 轴柱底荷载： 柱底荷载效应标准组合值：1627kFkN，95kMkN m，41.5kVkN； 柱底荷载效应基本组合值：2115FkN

10、，124MkN m，54VkN 。拟建建筑场地平整，土层起伏不大。工程地质资料见表1：表 1 场地工程地质资料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 3kPa度1MPaMPaMPaKPa杂填土18粉质粘土203413130粘土2523180全风化砂质泥岩212230240强风化砂质泥岩222025300中风化砂质泥岩241540620地下水位于地表下，地下水对混凝土无侵蚀性。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - -

11、 - - - - - - - -第 7 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 2.设计方案材料选用C25 混凝土（cf =mm2，tf =mm2） ；HPB300 钢筋（yyff =270N/mm2） ；HRPB335钢筋（yyff =300N/mm2） 。.基础埋深选择根据任务书要求和工程地质资料：第一层土：杂填土，厚；第二层土：粉质粘土，厚 ,承载力特征值akf= 130kN/m2；第三层土：粘土，厚 ,承载力特征值akf= 180kN/m2；第四层土：全风化砂质泥岩，厚,承载力特征值akf= 240kN/m2。第五层土：强风化砂质泥岩，厚，承载力特征值akf= 300

12、kN/m2第六层土：中风化砂质泥岩，厚，承载力特征值akf= 620kN/m2地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表下。持力层选用第三层粘土，承载力特征值180akfkPa，设基础在持力层中的嵌固深度为，室外地坪标高同自然地面，则室外埋深为，室内埋深（室内外高差）。由此得土层分布及基础剖面示意图如下：图 2 土层分布及基础剖面示意图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 确定基础底面积（1）A 柱1）求地基承载力特征值af根据持力层为粉

13、质粘土故取6.1d基底以上土的加权平均重度3180.5201.020100.219.4100.217.31/1.9mrkNm（加权土重度，其中杂填土容重183/mkN，粘土取3/ mkN）持力层承载力特征值af（先不考虑对基础宽度修正）(0.5)1801.617.31(1.90.5)aakdmffd218.77akP（上式 d 按室外地面算起）2）初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：1416kFkN，115kMkN m，47.5kVkN基础底面积：21.11.1 14168.84218.77200.5 (1.92.35)kaGFAmfd设2 .1/bl，/1.28.84 /1.22.71bAm取

14、2.7bm，3.3lm，且2.73bmm不需要再对af进行修正。3）验算持力层地基承载力回填土和基础重：120102.73.3(1.92.35)189.342kGGdAkN偏心距：11547.50.600.0890.551416189.346kkkkMlemmFG，1416 189.34180.17218.772.73.3kkkFGPkPakPaA精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 基底最大压力：max66 0.0891180.17

15、13.3kkkkFGePAl209.321.21.2218.77262.52aaakPfkP0minkP，满足要求。（2）B柱1）基础底面尺寸确定因 B、C轴间距仅， B、C柱分别设为独立基础场地不够，所以将两柱做成双柱联合基础。因梁柱荷载对称，所以联合基础近似按中心受压设计基础，基础埋深，如下图：图 3. B-C柱联合基础埋深222 162716.66218.7720102.35kaGFAmfd设8 .1/bl，/1.816.66 /1.83.04bAm取3.3bm，6lm，219.8Am。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - -

16、 - - - - - - - -第 10 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 3. 方案实施基础结构设计（混凝土选用C25 ）(1)荷载设计值1 A 柱：柱底荷载效应基本组合值：1840FkN ，150MkN m，62VkN ；B柱：柱底荷载效应基本组合值：2115FkN ，124MkN m，54VkN 。（2）A 柱预估基础高度。1）基底净反力1840206.52.73.3jFpkPaA244.7max168.32min1500.6062206.51/ 62.73.3jjFMpkPaAW（基础高度初步估算计算）2）冲切验算基础高度 (采用锥形基础 )柱边基础截面抗冲切验

17、算（见图4）图 4 冲切验算简图3.3lm，2.7bm，0.5tcaam，0.5cbm。初步选定基础高度600hmm，0600405555hmm（有垫层）。0 .1hp精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 020.520.5551.6102.7btaahmbm，所以破坏椎体在基础平面内部；取1.61bam0.51.611.05522tbmaaam因偏心受压，jp 取,max244.7jpkPa冲切力：200max,2222hbbbh

18、alPFccjl23.30.52.70.5244.70.5552.70.5552222485.6kN抗冲切力：300.70.7 1.0 1.27 101.0550.555520.53hptmlf a hkNF基础高度满足要求。3）配筋计算图 5 基础剖面尺寸示意图选用的 HPB300 级钢筋，2270/yfNmm,HRB335 级钢筋，2/300mmNfy? -? 截面（柱边）：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 柱边净反力：,m

19、in,max,min2cjjjjlaPPpPln3.30.5168.3244.7168.3212.292 3.3kPa2maxmax21()(2)() ()481(244.7212.29)(22.70.5)(244.7212.29)2.7(3.30.5)48454.68.IjjcjjcMppbbppb lakN m62,0454.68 1033710.90.9270 555Is IyMAmmf h选 18 16（As=3618mm2）-截面：2,max,min2122421244.7+168.3()(2.70.5)(23.30.5)242295.67.jjccPPMbblakN m62,029

20、5.67 1022330.90.9 270 (555 10)syMAmmf h按构造要求配筋 :实配 12 16（As=2412mm2）（注：短边钢筋放在长边钢筋上方，所以有效计算高度差10mm）（3）B-C柱6lm，3.3bm，0.5ccabm，初选基础高度H=（等厚） ；1）基底净反力22115213.6463.3jFpkPaA2）冲切计算精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 21 页 - - - - - - - - - - hha00ch0ach0lb图 6 冲切验算计算简图

21、要求07. 0hufFmthpl0()4(0.50.555)44.22mcuahm0 .1hp，21.27/tfNmm220(2)2115-(0.520.555)213.641561.22lBcjFFahpkN00.70.7 1.0 1.274.225552082.13hptmlf u hkNF所以满足要求。3）纵向内力计算3.3213.64705.01/jbpkNm弯矩和剪力的计算结果见下图：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 21 页 - - - - - - - - - -

22、图 7 弯矩和剪力计算结果4)抗剪验算柱边剪力：max987.02VkN,0.1hs0max0.70.7 1.0 1.273.3 5551628.2hstf bhkNV满足要求。5）纵向配筋计算（选用HRPB335钢筋yyff =300N/mm2）板底配筋：620835.69 105576.840.90.9 300 555syMAmmf h选16110板顶配 筋：按 构造 要求 8110（注 意： 若柱间 有负弯 矩， 板 顶需按 该式0max9.0hfMAys，进行配筋计算。）6）横向配筋柱下等效梁宽为：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名

23、师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 02 0.750.520.750.5551.33cahm柱边弯矩：221211513.30.5628.09.223.322cBbbFMkN mb620628.09 1043000.90.9 300 (555 14)syMAmmf h选 925（布置在柱下范围内），基础顶面配横向构造筋12250绘制基础施工图 。根据以上计算，可以绘制出基础平面布置图和A 轴、 B-C柱子基础大样图（见附件）。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归

24、纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 4.结果与结论结果：本次课程设计由于地形较好，没有软弱地层，所以无需进行软弱下卧层验算。计算时选取第三层粘土层作为持力层。由于地下水位深度，所以在计算时，位于地下水位以下部分在计算重度时应减去水的重度。经过计算，独立基础的面积为22.73.38.91mmm，满足条件；联合基础的面积为：23.36.019.8mmm，满足条件。在配筋计算时，独立基础-截面配筋 1816（As=3618mm2） ，-截面配筋 1216（As=2412mm2） ；联合基础纵向配筋 16110，横向配筋 181

25、8。结论：本次设计所得出的结论是，当持力层下面有软弱地基时，要进行软弱层验算，验算符合要求才可以进行设计施工。当基础高度时，要设置两节台阶式的基础，这样才能保证地基的稳定性。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 5.收获与致谢收获纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。一周的课程设计已经结束了，通过这次课程设计我们不仅拓宽了自己的知识面，而且在实践过程中巩固和加深了自己所学的知识。使我的技术素质和实践能力有了进一步的提高。通过设计过程的锻炼

26、，自己分析问题和解决问题的能力得到了提高和锻炼，完善了自己的知识结构。致谢经过一周的时间，在赵青老师的精心指导下我们完成了本次课程设计的主要内容。在本次课程设计的过程中我们得到赵青老师的悉心指导。在计算及绘图的过程中，赵青老师多次给我们分析思路，讲解计算方法，开拓视角，在我们遇到困难想放弃的时候给予了我最大的支持和鼓励。 史老师赵青老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，将使我们终生受益。在此，谨向赵青老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 21

27、页 - - - - - - - - - - 6.参考文献1 华南大学，浙江大学，湖南大学编，基础工程（第二版）M ，中国建筑工业出版社，20092建筑结构荷载规范（GB50009-2001 ）S，中国建筑工业出版社， 20023建筑地基基础设计规范 （GB50007 -2002 ）S，中国建筑工业出版社， 20024混凝土结构设计规范 （GB50010 -2010 ）S，中国建筑工业出版社， 2010精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 21 页 - - - - - - - - -

28、 - 7. 附件（附件见图纸）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 21 页 - - - - - - - - - - 指导教师评语：课程设计报告成绩：，占总成绩比例：课程设计其它环节成绩：环节名称：，成绩：，占总成绩比例：环节名称：，成绩：，占总成绩比例：环节名称：，成绩：，占总成绩比例：总 成 绩：指导教师签字：年月日本次课程设计负责人意见：负责人签字：年月日精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 21 页，共 21 页 - - - - - - - - - -