基礎(chǔ)專業(yè)課程設(shè)計(jì)(共27頁(yè))

1、基礎(chǔ)專業(yè)課程設(shè)計(jì)成績(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： 柱下獨(dú)立（聯(lián)合）基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 課程名稱： 基礎(chǔ)工程 學(xué) 院： 土木與建筑工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 2013年 12月20日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)設(shè)計(jì)題目柱下獨(dú)立（聯(lián)合）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)所在院部土木與建筑工程學(xué)院專業(yè)、年級(jí)、班土木工程11-1設(shè)計(jì)要求： 按照以下所給資料進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。1、設(shè)計(jì)資料（1）上部結(jié)構(gòu)資料：上部結(jié)構(gòu)為多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，框架柱截面尺寸為600×600 mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布置見(jiàn)圖1。圖1 柱網(wǎng)平面圖（2）地形：擬建建筑場(chǎng)地平整，土層起伏不大。（3）工程地質(zhì)資料自上而下依次為：雜填土：厚

2、約0.5m，含部分建筑垃圾；粉質(zhì)粘土：厚0.9m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=120KN/m2；粘土：厚2.5m，可塑，稍濕，承載力特征值fak=186KN/m2；淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：厚2m,承載力特征值fak=70KN/m2；強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚3.0m,承載力特征值fak=310KN/m2；中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚4.0m,承載力特征值fak=600KN/m2；表1 地基巖土物理力學(xué)參數(shù)表地層代號(hào)土名天然地基土重度（）孔隙比（e）凝聚力（c）內(nèi)摩擦角（）壓縮系數(shù)(a1-2)壓縮模量（Es）抗壓強(qiáng)度（frk）承載力特征值（fak）kN/m³kPa度雜填土18粉質(zhì)粘土17.20.653413

3、0.2010.0130粘土19.40.5825230.228.2185淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土17.822300.870強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2220253.0300中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2415404.0620（4）水文資料為：地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。地下水位深度：位于地表下2.5m。（5）材料：混凝土等級(jí)20C30，鋼筋HPB300、HPRB335級(jí)。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，包括確定基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)底面尺寸，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、強(qiáng)度計(jì)算，確定基礎(chǔ)高度、進(jìn)行配筋計(jì)算并滿足構(gòu)造設(shè)計(jì)要求，編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。繪制基礎(chǔ)施工圖，包括基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)施工圖，并提出必要的技術(shù)說(shuō)明。學(xué)生應(yīng)完成的工作：1、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)(A4)

4、 （1）確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度；（2）確定基礎(chǔ)底面尺寸，驗(yàn)算地基承載力； （3）對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行抗沖切承載力驗(yàn)算，確定基礎(chǔ)高度； （4）對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行正截面受彎承載力驗(yàn)算，給基礎(chǔ)底板配筋；2、 設(shè)計(jì)圖紙(A4或A3)（1）基礎(chǔ)平面布置圖（2）基礎(chǔ)配筋圖要求分析過(guò)程詳細(xì)，計(jì)算步驟完整，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)應(yīng)具有條理性，圖紙整潔清晰。參考文獻(xiàn)閱讀：1 華南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)編，基礎(chǔ)工程（第二版）M ，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20112建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）S，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20123建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007 -2011）S，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20124混凝土結(jié)構(gòu)

5、設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010 -2010）S，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011工作計(jì)劃：課程設(shè)計(jì)時(shí)間：5天。其中： 1、布置任務(wù)、熟悉設(shè)計(jì)資料0.5天；2、確定設(shè)計(jì)方案、計(jì)算2天；3、整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、繪圖1.5天4、打印并上交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、圖紙1天。任務(wù)下達(dá)日期：2013 年12月16日 任務(wù)完成日期：2013 年12月20日 目 錄摘要、關(guān)鍵詞11.設(shè)計(jì)背景22.設(shè)計(jì)方案53.方案實(shí)施 114.結(jié)果與結(jié)論 175.參考文獻(xiàn) 186.附件 19柱下獨(dú)立（聯(lián)合）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)摘 要：根據(jù)相關(guān)的柱網(wǎng)布置、荷載、地理?xiàng)l件等方面的要求設(shè)計(jì)一樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有基礎(chǔ)的基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)型式、材料與平面布置；確定基礎(chǔ)的埋置深

6、度d ；計(jì)算地基承載力特征值，并經(jīng)深度和寬度修正，確定修正后的地基承載力特征值 ；根據(jù)作用在基礎(chǔ)頂面荷載 F 和深寬修正后的地基承載力特征值，計(jì)算基礎(chǔ)的底面積；計(jì)算基礎(chǔ)高度并確定剖面形狀；若地基持力層下部存在軟弱土層時(shí)，則需驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力；進(jìn)行配筋的計(jì)算并配筋；最后繪制施工圖。 關(guān)鍵詞：獨(dú)立基礎(chǔ) 聯(lián)合基礎(chǔ) 基礎(chǔ)埋深 底面尺寸 底板高度 配筋 施工圖 VIII1. 設(shè)計(jì)背景某多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)房屋，上部框架柱截面尺寸為600×600 mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布置見(jiàn)圖1。圖1 柱網(wǎng)平面圖以下是橫向框架柱的一般組合和考慮地震的內(nèi)力組合表：橫向框架柱內(nèi)

7、力組合（一般組合）A柱 內(nèi)力 恒載 活載 右風(fēng)內(nèi)力組合 M 11.43.4825.2318.8 N992.73171.4-14.71508.1 V-6.32-1.93-8.67-10.42B柱 M -9.14-2.6728.38-14.96 N1179.1260.7314.71847.3 V5.14-1.49-10.535.48橫向框架柱內(nèi)力組合（考慮地震）A柱 內(nèi)力 恒載 活載 右風(fēng)內(nèi)力組合 M 11.41.75347.58467.63 N992.7385.65208.481565.08 V-6.32-0.97-111.36-153.52B柱 M -9.14-1.13350.84443.77

8、 N1179.12130.14138.221750.8 V5.140.73-130.18-162.19 經(jīng)計(jì)算，由于邊柱柱底和中柱柱底的，所以組合都采用邊柱柱底： 中柱柱底： 底層墻：基礎(chǔ)連系梁傳來(lái)荷載標(biāo)注值（連系梁底面標(biāo)高同基礎(chǔ)頂面）墻重：連梁重： 柱A基礎(chǔ)底面： 柱B基礎(chǔ)底面： 建筑場(chǎng)地平整，土層起伏不大。工程地質(zhì)資料見(jiàn)表1：表1 場(chǎng)地工程地質(zhì)資料地層代號(hào)土名天然地基土平均厚度hi天然含水量（W）重度（）孔隙比（e）塑性指數(shù)IL液性指數(shù)IL凝聚力（c）內(nèi)摩擦角（）壓縮模量（Es1-2）承載力特征值（fak）m%kN/m³kPa度雜填土0.5/17.2/粉質(zhì)粘土0.927.619.

9、30.80313.10.6130.110.78.1120粘土2.535.919.40.58150.582882.7186淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土228.317.81.14713.91.2415.76.4270地下水位于地表下2.5m，地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。2.設(shè)計(jì)方案2.1材料選用C30混凝土（=14.3N/mm2，=1.43N/mm2）；HPB300鋼筋（=270N/mm2）；HRPB335鋼筋（=300N/mm2）。2.2.基礎(chǔ)埋深選擇根據(jù)任務(wù)書(shū)要求和工程地質(zhì)資料：第一層土：雜填土，厚0.5m；第二層土：粉質(zhì)粘土，厚0.9m,承載力特征值 = 120kPa；第三層土：粘土，厚2.5m,承載力特征值

10、 = 186kPa；第四層土：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，厚2m,承載力特征值 = 70kPa。地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性，地下水位于地表下2.5m。持力層選用層粘土，承載力特征值kPa，設(shè)基礎(chǔ)在持力層中的嵌固深度為0.15m，室外地坪標(biāo)高同自然地面，則室外埋深為1.55m，室內(nèi)埋深2m（室內(nèi)外高差0.45m）。所以考慮取室外地坪到基礎(chǔ)底面為。由此得土層分布及基礎(chǔ)剖面示意圖如下：圖2 土層分布及基礎(chǔ)剖面示意圖2.3 確定基礎(chǔ)底面積（1）A柱1）求地基承載力特征值根據(jù)持力層為粉質(zhì)粘土故取基底以上土的加權(quán)平均重度（加權(quán)土重度，其中雜填土容重17.2，粉質(zhì)粘土取19.3,粘土取19.4）持力層承載力特征值（先不考慮

11、對(duì)基礎(chǔ)寬度修正） （上式d按室外地面算起）2）初步選擇基底尺寸取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：，基礎(chǔ)底面積：設(shè)，取，且不需要再對(duì)進(jìn)行修正。3）驗(yàn)算持力層地基承載力回填土和基礎(chǔ)重：偏心距： ，基底最大壓力： ，滿足要求。4）按軟臥層強(qiáng)度驗(yàn)算基底尺寸軟臥層頂面處土的自重應(yīng)力：（地下水位以下土取浮重度）軟臥層頂面處土的加權(quán)重度：軟臥層承載力修正： 所以軟臥層頂面處的附加應(yīng)力：所以滿足要求。最后確定基礎(chǔ)底面面積長(zhǎng)，寬。（2）B柱1）基礎(chǔ)底面尺寸確定因B、C軸間距僅3m，B、C柱分別設(shè)為獨(dú)立基礎(chǔ)場(chǎng)地不夠，所以將兩柱做成雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)。因兩柱荷載對(duì)稱，所以聯(lián)合基礎(chǔ)近似按中心受壓設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深2m，如下圖：圖3. B-

12、C柱聯(lián)合基礎(chǔ)埋深設(shè)，因?yàn)?，所以需要再?duì)進(jìn)行修正，取2）軟臥層驗(yàn)算軟臥層頂面處土的自重應(yīng)力：（地下水位以下土取浮重度）軟臥層頂面處土的加權(quán)重度：軟臥層承載力修正：(注意：此處將原地面（標(biāo)高-0.450m)至室內(nèi)地面（標(biāo)高+-0.000）范圍內(nèi)的填土作為外荷載加入。）基礎(chǔ)底面處土的加權(quán)平均重度： 所以軟臥層頂面處的附加應(yīng)力：所以滿足要求。最后確定基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)，寬。（2） 抗震驗(yàn)算 根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500112001），本工程需進(jìn)行地基抗震驗(yàn)算； A柱：上部傳來(lái)豎向力： 底層墻： 豎向力： 上部傳來(lái)彎矩： 底層墻： 彎矩： 柱底剪力： （B-C）柱：上部傳來(lái)豎向力： 底層墻： A柱基礎(chǔ)持力

13、層強(qiáng)度驗(yàn)算： 基礎(chǔ)形心處豎向力： 彎矩： 偏心距： 滿足要求 （B-C）柱基： 滿足要求3. 方案實(shí)施3.1基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土選用C30，HPB300 級(jí)鋼筋， HRB335 級(jí)鋼筋，(1) 荷載設(shè)計(jì)值 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需按荷載效應(yīng)基本組合的設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算。A柱： （B-C）柱： （2）A柱預(yù)估基礎(chǔ)高度0.7，采用二階階梯形基礎(chǔ)。1）基地凈反力2）沖切驗(yàn)算柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見(jiàn)圖4）圖4 沖切驗(yàn)算簡(jiǎn)圖，。初步選定基礎(chǔ)高度，（有墊層）。，所以破壞椎體在基礎(chǔ)平面內(nèi)部；取因偏心受壓，取沖切力：抗沖切力：基礎(chǔ)高度滿足要求。（3）配筋計(jì)算圖5 基礎(chǔ)剖面尺寸示意圖-截面（柱邊）：柱邊凈反力： 在b=2

14、.8m寬度范圍內(nèi)選配平行于長(zhǎng)邊的鋼筋為：1514190（實(shí)配As=2308mm2），并置于下層。-截面：在L=3.5m寬度范圍內(nèi)選配平行于短邊的鋼筋，按構(gòu)造要求配筋:實(shí)配1714200（As=2616mm2），并置于上層。（注：平行于短邊的鋼筋放在長(zhǎng)邊鋼筋上方，所以有效計(jì)算高度差粗略地取10mm）（3）B-C柱，初選基礎(chǔ)高度H=0.7m（等厚）； 1）基底凈反力2）沖切計(jì)算圖6 沖切驗(yàn)算計(jì)算簡(jiǎn)圖要求，所以滿足要求。3）縱向內(nèi)力計(jì)算彎矩和剪力的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下圖： 圖8 彎矩和剪力計(jì)算結(jié)果4)抗剪驗(yàn)算柱邊剪力：,滿足要求。5）縱向配筋計(jì)算（選用HRPB335，鋼筋=300N/mm2）板底配筋：選22

15、20180（實(shí)配6912）板頂配筋：因未產(chǎn)生負(fù)彎矩，按構(gòu)造要求配筋10200（注意：若柱間有負(fù)彎矩，板頂需按該式，進(jìn)行配筋計(jì)算。）6）橫向配筋（選用HRPB335鋼筋=300N/mm2）柱下等效梁寬為：柱邊彎矩：在柱下1.58m范圍內(nèi)選配925190（實(shí)配4418），基礎(chǔ)頂面配置僅起固定作用的橫向構(gòu)造筋8250。3.2 繪制基礎(chǔ)施工圖。 根據(jù)以上計(jì)算，可以繪制出基礎(chǔ)平面布置圖和A軸、B-C柱子基礎(chǔ)配筋圖（見(jiàn)附件）。4.結(jié)果與結(jié)論根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，通過(guò)計(jì)算、設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，得出以下滿足設(shè)計(jì)要求的結(jié)果：1、A軸和D軸設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)基底面標(biāo)高為-2.0m，持力層位于第層粘土，承載力特征值kPa.基礎(chǔ)底面尺寸為m，m。階梯形截面，高0.7m?；A(chǔ)底板雙向配筋，采用HPB300級(jí)鋼筋。平行于短邊按構(gòu)造要求配筋: 1714200，并置于上層；平行于長(zhǎng)邊配筋：1416200，并置于下層?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C30，基礎(chǔ)下采用100mm厚C15素混凝土墊層。2、B-C軸設(shè)計(jì)雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)基底面標(biāo)高為-2.0m，持力層位于第層粘土，承載力特征值kPa?；A(chǔ)底面尺寸為m，m。基礎(chǔ)底板厚0.7m。基礎(chǔ)板頂、板底均配筋，采用HPB300、HRB335級(jí)鋼筋。板底縱向選2220180，板頂縱向因未產(chǎn)生負(fù)彎矩，按構(gòu)造要求配筋10200；板底橫向：在兩柱下1.58m范圍內(nèi)分別選配925190，其