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1、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)參考例題取任務(wù)書中題號(hào)9的A軸荷載作為實(shí)例,說明獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法。一、設(shè)計(jì)資料9號(hào)題A軸柱底荷載:柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值:F=1534kN,M=335kN.m,V=109kN;kkk柱底荷載效應(yīng)基本組合值:F二1995kN,M=425kNm,V二142kN。持力層選用號(hào)粘土層,承載力特征值f=180kPa,框架柱截面尺寸為500mmX500mm,室外地ak坪標(biāo)高同自然地面,室內(nèi)外高差450mm。二、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)(一)選擇基礎(chǔ)材料:C25混凝土,HPB300鋼筋,預(yù)估基礎(chǔ)高度0.8m。二)基礎(chǔ)埋深選擇:根據(jù)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料,第一層土:雜填土,厚0.5m,含部分建
2、筑垃圾;第二層土:粉質(zhì)粘土,厚1.2m,軟塑,潮濕,承載力特征值f=130kPaak第三層土:粘土,厚3.5m,可塑,稍濕,承載力特征值f=180kPaak第四層土:全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖,厚2.7m,承載力特征值f=240kPaak地下水對(duì)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(shí)最好取至持力層下0.5m,本設(shè)計(jì)取第三層土為持力層,所以考慮取室外地坪到基礎(chǔ)底面為0.5+1.2+0.5=2.2m。由此得基礎(chǔ)剖面示意圖如下:圖1基礎(chǔ)剖面示意圖三)求地基承載力特征值fa根據(jù)粘土e二0.58,I=0.78,查表得耳二0.3,耳二1.6Lbd基底以上土的加權(quán)平均重度18x0.5+20 x1+(2
3、010)x0.2+9.4x0.51廠_O1T/r二二16.23kN/mm2.2持力層承載力特征值fa(先不考慮對(duì)基礎(chǔ)寬度修正)f=f+nY(d0.5)=180+1.6x16.23x(2.20.5)aakdm二224.15kPa(上式d按室外地面算起)四)初步選擇基底尺寸取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值:F=1534kN,M=335kN-m,V=109kNkkk計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重G時(shí)的基礎(chǔ)埋深d=(2.2+2.65)/2=2.425mkF1534基礎(chǔ)底面積:A=k=8.40m2of-y-d224.15-0.7x10-1.725x20aG由于偏心不大,基礎(chǔ)底面積按20增大,即:A=1.2A=1.2x8.40=10
4、.08m20初步選定基礎(chǔ)底面面積A=l-b=3.6x2.8=10.08m2,且b=2.8m3m不需要再對(duì)f進(jìn)行a修正。五)驗(yàn)算持力層地基承載力回填土和基礎(chǔ)重:G=y-d-A=(0.7x10+1.725x20)x10.08kG=418.32kNM335+109x0.8l=k=0.216m0,滿足。偏心距:-k=Pkmin-(6e、Il丿=263.4kP1.2f(=268.97kP)aaa所以,最后確定基礎(chǔ)底面面積長(zhǎng)3.6m,寬2.8m?;鬃畲髩毫Γ篜kmaxF+GkA1534+418.3210.08xf1+6x0216I3.6丿六)計(jì)算基底凈反力取柱底荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值:F=1995kN,
5、M=425kNm,V=142kN。M425+142x0.8凈偏心距e=027mTOC o 1-5 h z凈偏心距j,0n1995基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力pj,max=(j,minF1+6e1995門6x0.27、(d)=x(1土)lbl3.6x2.83.6286.98kPa108.85kPa七)基礎(chǔ)高度(采用階梯形基礎(chǔ))柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算(見圖2)b=3.6m,l=2.8m,a=0.5m,b=0.5m。tt初步選定基礎(chǔ)高度h=800mm,分兩個(gè)臺(tái)階,每階高度均為400mm。h=800-(40+10)=750mm(有墊層)。0a=a+2h=0.5+2x0.75=2m02075014001
6、400柱下沖切;ggc卡afo、ILI7oQO35075075035J1410014()0變階處沖切bb596.92kN,滿足八)變階處抗沖切驗(yàn)算a=1.5m,b=1.9m,h=400-50=350mmtt01a=a+2hbt01a+aa=tm2沖切力:Flt=1.5+2x0.35=2.2m375.9kN,滿足九)配筋計(jì)算選用的HPB300級(jí)鋼筋,f=270N/mm2y1、基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向I-I截面(柱邊)柱邊凈反力:a=b=0.5mb-b3.6-0.5“a=1.55m,122P=P=P+(P-P)j,Ij,minbj,maxj,min=108.85+3.6-1.55x(286.98-108.85
7、)3.6=210.28kP彎矩:MI=1a212i1a2121a(2l+a,)pmax+a,)(j,max+Pji2G)+A丿(Pmax)+(pj,max-p)lJlji=邁x1552x(2x28+5)(28698+21028)+(28698-21028)28=650.286kN/m(2)111-III截面(變階處)變階處邊緣凈反力:a,=b,=1.9ma=耳=0.85m122P=P=P+(P-P)j,IIIj,minbj,maxj,min=108.85+3.6-0.85x(286.98-108.85)3.6=244.92kPa(2G)P+P-rImaxA丿彎矩:M=1a2iii121(2l+
8、a,)+(p-p)lmax=丄a21(2l+a,)(p+p)+(p一p)l121Lj,maxjlllj,maxjlll=x0.852x(2x2.8+1.9)(286.98+244.92)+(286.98-244.92)2.812L=247.28kN.m3)配筋:取較大彎矩值配筋。As,I0.9fhy0650.286x106=3568mm20.9x270 x7502800鋼筋根數(shù):N=4孑+1二21,實(shí)際配2116140,A=201.1x21二4223mm2,滿足要求。s2、基礎(chǔ)短邊方向因?yàn)樵摶A(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(jì)算P=1(P+P)=1x(286.9
9、8+108.85)=197.92KPj2j.maxj.min2a1)II-II截面(柱邊)a=b=0.5mM二丄(l-a)2(2b+b)pii24j二丄(2.8-0.5)2(2x3.6+0.5)197.9224二335.91KN-mIV-IV截面(變階處)a=b=1.9mM=(/-a)2(2b+b)pii24j二丄(2.8-1.9)2(2x3.6+1.9)197.9224二60.79KN-m配筋:取較大彎矩值配筋。M335.91x106A二m=1843mm2s,III0.9fh0.9x270 x750y0鋼筋根數(shù)N=3600+1二21,實(shí)際配12180,180A=113.1x21=2375mm
10、2,滿足要求。s十)基礎(chǔ)配筋大樣圖:見施工圖。十一)確定B、C兩軸柱子基礎(chǔ)底面尺寸1、由任務(wù)書得:9號(hào)題B、C兩柱子基底荷載分別為:B軸:F=2140kN,M=288kN-m,V二113kN;kkkC軸:F二1677kN,M=402kN-m,V二106kN;kkk2、由前面計(jì)算得持力層承載力特征值f=224.15kPaa計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重G時(shí)的基礎(chǔ)埋深D=2.425mk2140F3、B軸基礎(chǔ)底面積:A=K=ll72m20/-yD224.15-0.7x10-1.725x20aG基礎(chǔ)底面積按20增大,即:A二1.2A二1.2x11.72二14.06m20初步選定基礎(chǔ)底面面積A=l-b=4.8x3.0=14.4m2(14.06m2),且b不需要再對(duì)f進(jìn)行修正。aF4、C軸基礎(chǔ)底面積:A=k0f-y-daG基礎(chǔ)底面積按20增大,即:1677224.15-0.7x10-1.725x20A二1.2A二1.2x9.18二11.02m20初步選定基礎(chǔ)底面面積A=l-b=3.8x3.0=11.4m211.02m2,且b=不需要再對(duì)f進(jìn)行修正。a二3m,9.18m23m,見基礎(chǔ)平面布置圖。(十二)B、C兩軸持力層地基承載力驗(yàn)算(略)根據(jù)以上計(jì)算,可以繪制出基礎(chǔ)平面布置圖和A軸柱子基礎(chǔ)大樣圖,15001嚴(yán)01_.T-21co1I1co1_|oo6T1Fg6Tnr30000圖3基礎(chǔ)平面圖三OIcoo
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