基礎(chǔ)工程柱下獨立基礎(chǔ)課程設(shè)計

1、真誠為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當之處，請指正。一、課程設(shè)計的目的基礎(chǔ)工程課程設(shè)計是土木工程專業(yè)教育的一個重要教學環(huán)節(jié)，是全面檢驗和鞏固基礎(chǔ)工程課程學習效果的一個有效方式。通過本次課程設(shè)計使學生能夠運用已學過基礎(chǔ)工程設(shè)計理論和方法進行一般形式的基礎(chǔ)的設(shè)計，進一步理解基礎(chǔ)工程設(shè)計的基本原理。設(shè)置課程設(shè)計的目的是加強學生對本課程及相關(guān)課程知識的理解，培養(yǎng)學生綜合分析問題的能力和運用基礎(chǔ)理論知識解決實際工程問題的能力，為畢業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)，也有助于學生畢業(yè)后能盡早進入“工程角色”。多年來的教學實踐反映了課程設(shè)計這一教學環(huán)節(jié)對學生能力的培養(yǎng)起到了一定的作用。二、課程設(shè)計的內(nèi)容1、設(shè)計資料1、地形擬

2、建建筑場地平整2、工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下：j號土層：雜填土，層厚約0.5m，含部分建筑垃圾k號土層：粉質(zhì)黏土，層厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130kpa。l號土層：黏土，層厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值fak=180kpa。m號土層：細砂，層厚2.7m，中密，承載力特征值fak=240kpa。n號土層：強風化砂質(zhì)泥巖，厚度未揭露，承載力特征值fak=300kpa。3、巖土設(shè)計技術(shù)參數(shù)地基巖土物理力學參數(shù)如表1.1所示。表1.1  地基巖土物理力學參數(shù)土層編號土的名稱重度(kn/m3)孔隙比e液性指數(shù)il黏聚力c(kpa)內(nèi)摩擦角（°）壓縮模量

3、s（mpa）標準貫入錘擊數(shù)n承載力特征值fak（kpa）j雜填土18       k粉質(zhì)黏土200.650.8434137.56130l黏土19.40.580.7825238.211180m細砂210.62  3011.616240n強風化砂質(zhì)泥巖22    18223004、水文地質(zhì)條件（1）擬建場區(qū)地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。（2）地下水位深度：位于地表下1.5m5、上部結(jié)構(gòu)資料擬建建筑物為多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，框架柱截面尺寸為500mm×500mm。室

4、外地坪標高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布置如圖1.1所示。    圖1.1  柱網(wǎng)平面圖 6、上部結(jié)構(gòu)作用上部結(jié)-構(gòu)作用在柱底的荷載效應(yīng)標準組合值如表1.2所示，上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載效應(yīng)基本組合值如表1.3所示。表1.2柱底荷載效應(yīng)標準組合值題號fk(kn)mk(kn.m)vk(kn)a軸b軸c軸a軸b軸c軸a軸b軸c軸19751548118714010019846484421032161512521641252215560573115018151370210175027171736741218187314332351932978

5、0837451282188314962572183258690836133919701560284242355969589 表1.3柱底荷載效應(yīng)基本組合值題號 fk(kn) mk(kn.m) vk(kn)a軸b軸c軸a軸b軸c軸a軸b軸c軸112682012154418313025860625821342210026272141632887278673149623601782274228353939588415842435186330625138610410896516672448194533428442311211710861741256220283693154621251241167、材料

6、混凝土強度等級為c25c30，鋼筋采用hpb300、hrb335級。2、設(shè)計分組根據(jù)以上所給設(shè)計資料及學生人數(shù)，將學生劃分為6組。分組示意如下：第1組，共8人，基礎(chǔ)持力層選用l號土層，設(shè)計a軸柱下獨立基礎(chǔ)。第2組，共8人，基礎(chǔ)持力層選用m號土層，設(shè)計a軸柱下獨立基礎(chǔ)。第3組，共8人，基礎(chǔ)持力層選用l號土層，設(shè)計b軸柱下獨立基礎(chǔ)。第4組，共7人，基礎(chǔ)持力層選用m號土層，設(shè)計b軸柱下獨立基礎(chǔ)。第5組，共7人，基礎(chǔ)持力層選用l號土層，設(shè)計c軸柱下獨立基礎(chǔ)。第6組，共7人，基礎(chǔ)持力層選用m號土層，設(shè)計c軸柱下獨立基礎(chǔ)。超過42人的，合到第6組。3、設(shè)計要求每人根據(jù)所在組號和題號，完成指定軸線的柱下獨立

7、基礎(chǔ)設(shè)計。對于另外兩根軸線的基礎(chǔ)，只要求根據(jù)所給荷載確定基礎(chǔ)底面尺寸，以便畫出基礎(chǔ)平面圖。要求分析過程詳細，計算步驟完整，設(shè)計說明書面報告的編寫應(yīng)具有條理性，圖紙整潔清晰。4、設(shè)計內(nèi)容（1）設(shè)計柱下獨立基礎(chǔ)，包括確定基礎(chǔ)埋置深度、基礎(chǔ)底面尺寸，對基礎(chǔ)進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、強度計算，確定基礎(chǔ)高度，進行配筋計算并滿足構(gòu)造設(shè)計要求，地基沉降計算，編寫設(shè)計計算書。（2）繪制基礎(chǔ)施工圖，包括基礎(chǔ)平面布置圖、獨立基礎(chǔ)大樣圖，并提出必要的技術(shù)說明。5、設(shè)計成果1、設(shè)計計算書設(shè)計計算書包括以下內(nèi)容：（1）確定地基持力層和基礎(chǔ)埋深度。（2）確定基礎(chǔ)底面尺寸，驗算地基承載力（3）對基礎(chǔ)進行抗沖承載力驗算，確定基礎(chǔ)高度

8、。（4）對基礎(chǔ)進行正截面受彎承載力驗算，確定基礎(chǔ)底板配筋。（5）地基沉降計算2、設(shè)計圖紙設(shè)計圖紙包括以下內(nèi)容：（1）基礎(chǔ)平面布置圖。（2）獨立基礎(chǔ)大樣圖。（3）設(shè)計說明。三、課程設(shè)計參考資料(1)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(gb 50009-2010)，中國建筑工業(yè)出版社(2)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(gb 50007-2011),中國建筑工業(yè)出版社(3)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(jgj 94-2008),中國建筑工業(yè)出版社(4)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(gb 50010-2010),中國建筑工業(yè)出版社(5基礎(chǔ)工程（第2版）周景星 李廣信 虞石民 王洪瑾 編著 清華大學出版社20 / 20一、本組設(shè)計資料：組b軸柱底荷載

9、柱底荷載效應(yīng)標準組合值 fk=1815kn mk=175kn.m vk=73kn柱底荷載效應(yīng)基本組合值 f=2360kn m=228kn.m v=95kn持力層為土層承載力特征值 fak=180kg地下水位深度位于地表下1.5m框架柱截面尺寸 500mm*500mm室外地坪標高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm二基礎(chǔ)設(shè)計：1選擇基礎(chǔ)材料基礎(chǔ)采用c25混凝土，hpb235級鋼筋，預(yù)估基礎(chǔ)高度0.8m2. 選擇基礎(chǔ)埋置深度根據(jù)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料 號土層：雜填土，層厚約0.5m，含部分建筑垃圾。 號土層：粉質(zhì)粘土，層厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130kpa。 號土層：粘土，層厚1

10、.5m，稍濕，承載力特征值fak=180kpa。地下水對混凝土無侵蝕性，地下水位于地表下1.5m取基礎(chǔ)底面高時最好取至持力層下0.5m,本設(shè)計取土層為持力層，所以考慮取室外地坪到基礎(chǔ)底面為0.5+1.2+0.5=2.2m,基礎(chǔ)剖向示意圖如下：3.求地基承載力特征值fa根據(jù)土層為粘土，查表2.6得 ，基地以上土的加權(quán)平均重度： 持力層承載力特征值（先不考慮對基礎(chǔ)寬度修正） （上式d按室外地面算起）4. 初步選擇基底尺寸取柱底荷載標準值fk=1815kn，mk=175kn·m，vk=73kn計算基礎(chǔ)和回填土重時的基礎(chǔ)埋深：基礎(chǔ)底面積為:考慮偏心荷載的影響，基礎(chǔ)面積加大范圍為（10%-40

11、%）此處按20%增大面積a=1.2a0=1.2×9.94=11.928m2 12.0m2初步選定基礎(chǔ)底面面積a=l×b=4×3=12m2,且b=3m不需要再對進行修正。5. 驗算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重為： 偏心距： ，滿足?；鬃畲髩毫Γ?安全所以，最后確定基礎(chǔ)底面面積長，寬。6.計算基底凈反力取柱底荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計值：f=2360kn，m=228kn·m，v=95kn。凈偏心距 基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力 7. 基礎(chǔ)高度(采用階梯形基礎(chǔ)) 柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗算（見下圖）圖2 沖切驗算簡圖（a）柱下沖切；（b）變階處沖切l(wèi)=4m，b=3m

12、，。初步選定基礎(chǔ)高度，分兩個臺階，每個臺階均為400mm。=800-（40+10）=750mm（有墊層），則，取因此，可得：因偏心受壓，取沖切力： 抗沖切力： ，滿足8.變階處抗沖切驗算，取沖切力： = 抗沖切力： ，滿足9.配筋計算選用的hpb235 級鋼筋，（1） （1）基礎(chǔ)長邊方向，對于-截面（柱邊），柱邊凈反力為 懸臂部分凈反力平均值：彎矩： 對于截面-（變階處），有 比較和，應(yīng)按配筋，實際配則鋼筋根數(shù)：，,所以配21根。（2） 基礎(chǔ)短邊方向因為該基礎(chǔ)受單向偏心荷載作用，所以，在基礎(chǔ)短邊方向的基底反力可按均勻分布計算，取 對于ii-ii截面（柱邊） 對于v-v截面（變階處）彎矩為 比較

13、和,應(yīng)按配筋，實際配則鋼筋根數(shù)：，,所以配21根。10. 基礎(chǔ)配筋大樣圖：見施工圖11. 確定a、c軸柱子基礎(chǔ)底面尺寸由柱下獨立基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書得：6號題a、c兩柱子基底荷載分別如下。 a軸：fk=1150kn，mk=210kn·m，vk=71kn。 c軸：fk=1370kn，mk=271kn·m，vk=67kn。由前面計算得持力層承載力特征值計算基礎(chǔ)和回填土重時的基礎(chǔ)埋深d=2.425ma軸基礎(chǔ)底面積為 基礎(chǔ)底面積按20增大，即： 初步選定基礎(chǔ)地面面積為，且b3m，不需要再對進行修正。c軸基礎(chǔ)底面面積為 基礎(chǔ)底面積按20%增大，即 初步選定基礎(chǔ)地面面積為，且b=3m，不需要再對進行修正。11.基礎(chǔ)沉降取準永久荷載組合值為1815kn,基礎(chǔ)底面平均附加應(yīng)力： 計算深度： ，初定zn=7當z=0， z=1m， z=2m， z=3m， z=4m， z=5m， z=6m， z=7m， z=8m，因?qū)訛榧捌湎峦翆訛榧毶?，所以算?.5m。粘土層壓縮模量由此查表得在0.655-0.91之間，取=0.85.