基础工程课程设计（柱下独立基础设计）.docx

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1、COLLEGE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY HNUT课程设计报告书课程名称：基础工程课程设计设计题目：柱下独立基础设计专 业：建工班级：建工1003学生姓名：学号： 指导教师：湖南工业大学科技学院教务部制2021年12月 9日二 128.91 +3.6+ 0.52x3.6x(39L47-128.91)= 231 A2KPa悬臂局部净反力平均值:| fcmax + 丹,/) = J x(319.47 + 237.42)= 27845K七Z J1o=X278.455X(3.6 0.5)2 x(2x2.4 + 0.5) 24=590.93MV m人 Mj 590.93 xlO

2、6 一 乙。2& j = 4168.82%s/ 0.9fyh。 0.9x210x750IVIIIVIIIII-III截面(变阶处)Prff= p. + Ha(p mqx- P min) = 128.91 + 3S + L9 x(319.47-128.91) fi9111hminc 7 ,max ,min /c/2/zxj.o=274.48阻M3 +仇)=x 31947 + 27448 x (3.6 -1.9)2 x (2 x 2.4 +1.1) 242= 210.99KNmA Mr 210.99xl062& 勿=3189.57mm$ j O.9/y/?oi 0.9x210x350比拟As和应按

3、A.配筋，实际配1618160那么钢筋根数：=马竺+ 1 = 16, 4 =254.5x16 = 4072mm2 4168.8/?im2 160s(2)基础短边方向因为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均匀分 布计算，取：Pn=(,max + Pn.min) = 1x(319.47 +128.91) = 224.19KPa对IIII截面Mu=b-bc)2l + ac)224 19o二 (2.4 0.5)2 (2 * 36 + 0.5)= 259.66kPa 24人 Mn259.66 xlO61OO1 2= = 1831.82/%廿d0.9 fyh() 0.9x210x

4、750对于IVIV截面M】v (b )2 (2/ + a1)I224 19o= (2.4 L1/ (2 x 3.6 +1.9) = 14366ZN m24&iv =mn0y%l143.66x1()6 =2171.7mm2 0.9x210x350比拟4山 应按AsIJ在短边方向配筋，实际配16中14160； 查钢筋表可得：n=2400/160+l=16As = 153.9x 16 = 2770.2 mm22.2.12.基础配筋大样图。基础配筋大样图（见设计图纸）。2. 2.13.确定、两轴柱子基础底面尺寸由柱下独立基础课程设计任务书得：13号题、两柱子基底荷载分 别如下。 轴:F, =2050k

5、N,M =285KN. m, V =105KN.轴：F =1610kN, M =380KN. m, V =100KN. KKK由前面计算得持力层承载力特征值九=250.273上计算基础和回填 土重G时的基础埋深d=2.5m,基础底面净反力为A（）Fk 2050 OOQ 2fa-rGd 250.213 - 0.5x10 - 2.00 x 20 ,基础底面按20%增大，即A=l. 2 Ao= 1.2x9.99 = 1 1.99zt22初步选定基础底面面积为A = Z - Z? = 4.0 x 3.0 = 12,0m2 ( 11,99m2 )，且 b=3m,不需要再对。进行修正轴基础底面积为Fv16

6、102a = 7.84m厂 farGd 250213 基础底面积按20%增大，即A=l. 27 = 1.2x7.84 = 9.408m2初步选定基础底面积A=lxZ? = 3.2x3 = 9.69.408 , b=3m不需要再对以修正。2.2.14., 两轴持力层地基承载力验算、两轴持力层地基承载力验算此处从略，不再详述。2.2. 15.设计图纸根据以上的计算，可以绘制出基础平面布置和轴基础详图。翻平砰J-l预留插筋同柱配筋图CID混凝土垫层、二2. 7DD、/A-A设计说明：1 . 0.000相当于绝对标高见建筑图。2 .本工程持力层选用号土层，地基承载力特征值。200kPa。3 .基坑开挖

7、后需通知甲方及勘察单位验槽，符合要求后方可施工垫.材料：混凝土 C25,钢筋HPB235o4 .保护层：40mm。5 .垫层做法：混凝土 C10,厚100mm,出基础边100mm。钢筋表钢筋 编号钢筋 规格简图长度mm407216。142770. 2168180023 .主要参考文献1赵明华.土力学与基础工程.第3版.武汉：武汉理工大学出版社， 20092周景星.基础工程.第2版.北京：清华大学出版社，20073吴培明.混凝土结构(上).第2版.武汉：武汉理工大学出版社,20034建筑结构荷载规范(GB 500092001).中国建筑工业出版社, 20025建筑地基基础设计规范(GB 5000

8、72002).中国建筑工业出 版社，20026混凝土结构设计规范(GB 500102001).中国建筑工业出版 社，20027程小川，周莉莉.土木工程专业土力学与地基基础课程设计指南. 第1版.北京：中国水利水电出版社，2009.附录3.1 柱下独立基础课程设计任务书3.1.1 设计题目柱下独立基础设计3.1.2 设计资料1、地形拟建建筑场地已经四通一平（包括场地平整）。2、工程地质条件自上而下依次如下：号土层：杂填土，层厚约0.3m,含局部建筑垃圾。号土层：粉质粘土，层厚L5m,可塑，潮湿，承载力特征值乙二170kPa。号土层：粘土，层厚1.2m,稍湿，承载力特征值=200kPa。 号土层：

9、细砂，层厚3. 0m,中密，承载力特征值/240kPa。 号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值k300kPa。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1土层 编 号土的名称重度Y(kN/m3)孔隙比e液性指数11粘聚力C(kPa)内摩擦角0( )压缩模量Es(MPa)标准贯入锤击数N承载力特征值fak(kPa)杂填土18粉质粘土200. 650. 8434137.56170粘土19.40. 580. 7825238.211200细砂210. 623011.616240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

10、位深度：位于地表下L8m。5、上部结构荷载资料2502502506000600060006000600030000叫L缚oo2502502)拟建建筑物是多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mmX500mm, 室外地坪标高同自然地面，室内外高差400mm柱网布置如上图所示。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目录.引言1.1 基础课程设计目的基础课程设计基本要求1.1.1. 说明书（计算书）的要求基础施工图纸的要求2 .柱下独立基础课程设计设计资料2. 2独立基础设计2. 1选择基础材料3. 2. 2选择基础埋置深度

11、2. 3求地基承载力特征值4. 2. 4初步选择基地尺寸2. 5验算持力层地基承载力5. 2. 6软弱下卧层强度验算2. 2. 7沉降验算2. 2.8计算基底净反力2. 2. 9基础高度2. 2.10变阶处抗冲切计算2. 2.11配筋计算基础配筋大详图2. 2.13确定、两轴柱子基础底面尺寸2. 2. 14、两轴持力层地基承载力验算15设计图纸表2柱底荷载效用标准组合值题号Fkvk。）轴轴轴0轴轴轴）轴轴轴19751548118714010019846484421032161512521641252215560523109017201312190150242626657411501815137

12、0210175271717367512181873143323519329780837461282188314962572183258690837133919701560284242355969589814022057161830126637710210498915002100165033029539511210911010159822051727365309428120117114111360203015902502523601009892121460209816352802753901051081021314902050161030028538099105100柱底荷载效用基本组合题号FM

13、V轴轴轴0轴轴轴0轴轴轴112682012154418313025860625821342210016272141632887278673141822501706248195315818674414962360178227422835393958851584243518633062513861041089661667244819453342844231121171087174125622028369315462125124116818232674210439134649113313612891950273021454293845141461421431020782866224545540255

14、7156153149111768263920673253284681301271201218982727212636435850713714013313193726652093390465494129136130附钢筋表:公称直径(mm )在以下钢筋根数时的截面面积(加疗)重量Kg/m带肋钢筋123456789计算 直径 (mm)外径(mm )628.357851131411701982262540. 22267.0850.31011512012513023524024520. 39589.31078.51572363143934715506287070.6171011.612113. 122

15、633945256667979290510180. 8881213.914153.93084626167709241078123213851.211416.216201. 1402603804100512061407160818101. 581618.418254.55097631018127215271781203622902. 001820.520314.26289421256157018842200251328272. 472022.722380. 176011401520190022812661304134212. 982225. 125490.99821473196424542945

16、3436392744183. 852528.428615.8123218472463307936954310492655424. 832831.632804.2160824133217402148265630643472386. 313235.87、材料混凝土强度等级为C25C30,钢筋采用HPB235、HRB335级。8、地基基础等级：丙级。设计要求每人根据所在的班级组号和序号从而确定题号(另见课程设计计划表),然后采用相应设计资料，保质保量按时完成组号和题号中指定轴线的基础设 计。对于另外两个轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸，以 便画出基础平面布置施工图。要求分析过程详细(例

17、如下卧层承载力和沉降 变形是否需要验算和计算，也要说明分析过程，参照基础工程课程设计指 南)，计算步骤完整；设计说明书的编写应具有条理性，层次清楚格式要规 范；图纸整洁清晰，布局合理，符合建筑结构制图标准。1、设计内容(1)设计柱下独立基础，包括确定基础埋置深度、基础底面尺寸，承载力 验算，沉降变形计算，对基础进行结构内力分析、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。(2)绘制基础施工图，包括基础平面布置图、独立基础大样图，并提出必 要的技术说明。2 .对课程设计成果的要求包括图表、实物等硬件要求：(1)设计计算书封面-目录-设计计算内容-参考文献-附录(包括

18、任务书和钢筋选用表等 设计依据资料)致谢-封底一一用A4纸打印装订】确定地基持力层的基础埋置深度确定基础底面尺寸，验算地基承载力(包括下卧层的验算)地基变形验算(如不需要验算，也要说明分析过程)对基础进行抗冲切承载力验算,确定基础高度对基础进行正截面受弯承载力验算,确定基础底板配筋(长向和短向的台阶及柱边截面都要有计算过程)(2)设计图纸依据国家制图标准房屋建筑制图标准(GB/T50001-2001)和建筑结构 制图标准(GB/T50105-2001),采用铅笔手绘(用A1图幅)，设计内容满足 规范的要求，图面布置合理，表达正确，文字规范，线条清楚，到达施工图 的要求。基础平面布置图，比例1:

19、100独立基础大样图，比例1:101:20设计说明注意：凡不符合房屋建筑制图标准(GB/T50001-2001)和建筑结构制 图标准(GB/T50105-2001),图纸表达不清、不正确、结构构造关系混乱和 计算书文字不规范者，一律返工重画。3 .主要参考文献：(要求按国标GB 7714-87文后参考文献著录规那么书 写)1赵明华.土力学与基础工程.第3版.武汉：武汉理工大学出版社，20092周景星.基础工程.第2版.北京：清华大学出版社，20073吴培明.混凝土结构(上).第2版.武汉：武汉理工大学出版社，20034建筑结构荷载规范(GB 500092001).中国建筑工业出版社， 2002

20、5建筑地基基础设计规范(GB 500072002).中国建筑工业出版 社,20026混凝土结构设计规范(GB 500102001).中国建筑工业出版社, 20027程小川，周莉莉.土木工程专业土力学与地基基础课程设计指南.第 1版.北京：中国水利水电出版社，20094 .课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容1周一1、学习任务书，明确设计任务和目的；2、参考设计指南理清设计步骤和内容，查找和阅读相关参考资料；3、做好其他计算、绘图各种准备工作。2周二编写设计计算书：1、简述工程概况和设计资料；2、选择基础材料，选择地基持力层，确定基础的埋置深度；3、计算地基承载力；4、确定基础底面尺寸。3

21、周三5、验算软弱下卧层的承载力；6、地基变形验算；7、对基础进行抗冲切承载力验算，确定基础高度；8、对基础进行正截面受弯承载力验算,确定基础底板配筋。4周四9、绘制施工图，包括基础平面布置图、独立基础大样图，并提出必要的技术 说明和施工说明；中间检查。5周五1、整理完善计算书，到达课程设计任务书的质量深度要求，按时交设计成果；2、做好课程设计辩论的准备（有必要时进行）。指导教师签名日期：2012年12月6日注意：施工图纸标题栏格式:180工程名称柱下独立基础课程设计图号1 d此处写图名图别结施指导老师日期2011. 11/ 20 / 25 ；90, 20 , 254.3致谢感谢我的老师在课程设

22、计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助。这 是我能顺利完成这次课程设计的主要原因。在此期间，我不仅学到了许多新 的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的 设计的难题。总之，这次课程设计让我学到很多东西，特别是自己的动手能力的提高。3 .参考文献.附录1 .引言“土力学与地基基础”课程是土木工程专业及相关专业的主干课程，也是重要 的专业课程。“土力学与地基基础课程设计”是“土力学与地基基础”课程的实践 教学环节，着手提高学生的综合应用能力，主要为了巩固与运用基础概念与基础知 识、掌握方法以及培养各种能力等诸多方面。1.1 基础

23、课程设计目的作为建筑类院校专业课的一种实践教学环节，课程设计师教学计划中德一个有 机组成局部；是培养学生综合运用所学各门课程的基本理论、基本知识和基本技能, 以分析解决实际工程问题能力的重要步骤；是学生巩固并灵活运用所学专业知识的 一种比拟好的手段；也是锻炼学生理论联系实际能力和提高学生工程设计能力的必 经之路。做设计是对学生能力的培养以及对学生所学知识的巩固，综合说课程设计的 有以下目的：1 .巩固与运用理论教学的基本概念和基础知识.培养学生使用各种规范及查阅手册和资料能力2 .培养学生概念设计的能力.熟悉设计步骤与相关的设计内容3 .学会设计计算方法培养学生图纸表达能力4 .培养学生语言表

24、达能力.培养学生分析和解决工程实际问题的能力1.2基础课程设计基本要求1 .通过课程设计，要求学生对基础工程设计内容和过程有较全面的了解和掌 握，熟悉基础工程的设计规范、规程、手册和工具书。2 .按设计任务书的要求进行设计计算。3 .在教师的指导下，独立完成课程设计任务知道书规定的全部内容。1.2.1.说明书（计算书）的要求确定地基持力层的基础埋置深度确定基础底面尺寸，验算地基承载力（包括下卧层的验算）地基变形验算（如不需要验算，也要说明分析过程）对基础进行抗冲切承载力验算,确定基础高度对基础进行正截面受弯承载力验算,确定基础底板配筋（长向和短向的台阶及柱边截面都要有计算过程）1.2. 2.基

25、础施工图纸的要求依据国家制图标准房屋建筑制图标准（GB/T50001-2001）和建筑结构 制图标准（GB/T50105-2001）,采用铅笔手绘（用A1图幅），设计内容满足 规范的要求，图面布置合理，表达正确，文字规范，线条清楚，到达施工图 的要求。基础平面布置图，比例1:100独立基础大样图，比例1:101:20设计说明注意：凡不符合房屋建筑制图标准（GB/T50001-2001）和建筑结构制图标 准（GB/T50105-2001）,图纸表达不清、不正确、结构构造关系混乱和计算书文 字不规范者，一律返工重画。2.柱下独立基础课程设计取柱下独立基础课程设计任务书中13号题轴荷载，说明独立基础

26、 的设计方法。2.1设计资料13号题Q）轴柱底荷载：柱底荷载效应标准组合值：F ,=1490kN,M广300KN. m, V广99KN.柱底荷载效应基本组合值：F=1937KN, M=390KN. m, V=129KN持力层选号土层，承载力特征值=200kPa,框架柱截面尺寸为 500mmX500mm,室外地坪标高同自然地面，室内地外高差400mmo2独立基础设计2.1.1, 选择基础材料基础采用C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0. 8m。2.1.2, 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。号土层：杂填土，层厚约0.3m,含局部建筑垃圾。号土层:粉

27、质粘土，层厚1. 5m,软塑，潮湿，承载力特征值=170kPao号土层：粘土，层厚1.2m,稍湿，承载力特征值k200kPa。号土层：细砂，层厚3. 0m,中密，承载力特征值筋 =240kPa。号土层：强风化砂质泥岩，很厚，中密，承载力特征值K.=300kP拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位于地表下1.5m。取基础底面高时最好至持力层下0. 3m,本设计取号土层为持力层, 所以考虑取室外地坪到基础底面为0. 3+1. 5+0. 5=2. 3m。由此得基础剖面图 不意图，如下图：0.000Fk=1490kNMt=300kN-m* =99kN基础剖面示意图2. 2. 3求地基承载力特征值

28、fa根据粘土 e=0. 58, I=0. 78,查表机二03 r,d 基底以上土的加权平均重度为=17.435AW/m318x0.3 + 20xl.5 + 0.5xa9.4-10)23持力层特征值fa (先不考虑对基础宽度修正)fa = fak + rtdymd - 0.5) = 200+1.6x 17.435 x (2.3 - 0.5) = 250.213 KPa 上式d按室外地面算起。2. 2. 4.初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值 F =1490kN, M. =300KN. m, V, =99KN. KKK计算基础和回填土重Gk时的基础时的基础深度为d = 0. 5x (2. 30+2.

29、 7) =2. 5m基础底面面积为Fkfa-YG*dFkfa-YG*d= 7.261 加 21490250.213 - 0.5x10 - 2.00 x 20由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即A= 1 . 2A 1.2x7.261=8.713m3初步选定基础底面积A = 1b = 3.6x2.4 = 8.6422,且b=2. 4m3. 0m不需再 对fa进行修正。2.2.5.验算持力层地基承载力基础和回填土重为Gk =yG -t/-A = (0.5x10 + 2.00 x 20)x8.64 = 388.8 KPa偏心距为Mk 300 +99x0.8 八皿， I “ “=0.202 m =

30、0.6m工 Fk+Gk 1490 + .388.86基底最大压力:&max =Fk+GkA%1490+388.83.6 x 2.4(6x0.202x 1 +I 3.6 )= 290.736 阻 1.2/。(=300.266码)所以，最后确定基础底面面积长3.6机，宽2.4机。2. 2. 6.软弱下卧层强度验算（不需要验算）：理由：由于软弱下卧层是指在持力层下，成层土地基受力层范围内， 承载力显著低于持力层的高压缩性土层。而此次持力层下方的土的承载力 明显高于持力层的承载力，所以本次设计不需要进行软弱下卧层的验算。2. 2. 7.沉降验算（不要要验算）：理由：由于地基基础等级为丙级，又其上部结构

31、为框架结构，那么上部 框架结构的层数应小于7层；又因为在200皂fak会300。因此根据参考文 献1可知该基础可不作地基基础变形验算。2. 2.8.计算基底净反力取柱底荷载效应基本组合设计值：F =1490kN,M =300KN. m, V99KN.净偏心距en,0M _ 390+129x0,8 F1937=0.255m基础边缘处的最大和最小净反力w = f 1 J9 16x0，min 山 I3.6 x 2.43.6_319 A7kP=128.91%。2.2.9. 基础高度（采用阶梯形基础）柱边基础截面抗冲切验算柱边基础截面抗冲切验算I = 3.6m , b = 2.4m , at = bc

32、= 0.5m ,I = 3.6m , b = 2.4m , at = bc = 0.5m ,4 =0.5mo初步选定基础高度h = 800mm ，h = 800mm ，分两个台阶，每阶高度均为400加77的。=800(40+ 10) = 750mm (有垫层)。% = at + 2%=0.5 + 2 x 0.75 = 2m 613.33A7V 满2. 2.10.变阶抗冲切验算由于有at =瓦=1. Im, a - 1.9m,/?q)= 400 - 50 = 350 mm.所以/?=%+ 2o I = 1 . 1 + 2 x 0.35 = 1.8m 383.274KN.满足要求。2. 2.11.配筋计算配筋计算，如下图:选用的HPB235级钢筋，/； =210N/wn2 (1)基础长边方向H截面(柱边)柱边净反力：PnJ=玲min +等例,max