基础工程课程设计计算书

基础工程课程设计计算书

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11级土木基础工程课程设计

柱下钢筋混凝土独立基础设计

设计题目：

某教学楼为多层现浇钢筋混凝土框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差

450mm。柱网布置如图所示。基础方案采用柱下钢筋混凝土独立基础。

工程地质条件：

该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察，工程地质资料：自上而下依次为：

①杂填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾；

②粉质粘土：厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KN/m2；

③粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=210KN/m2；

④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值fak=230KN/m2；

⑤强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值fak=300KN/m2；

⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值fak=620KN/m2；

地基岩土物理力学参数表表1

地

层

代

号

土

名

天然地基土

重度（γ）

孔隙比

（e）

凝聚力

（c）

内摩

擦角

（Φ）

压缩

系数

(a1-2)

压缩

模量

（Es）

抗压

强度

（frk）

动力触探

或标准贯

入击数KN/m³KPa度1

MPa MPa MPa

①杂填土18

②粉质粘土20 0.65 34 13 0.20 10.0

③ 粘土 19 0.58 25 23 0.22 8.2 ④

全风化砂质泥岩

20

22

30

0.8

N=40

⑤

强风化砂质

泥岩

22

20

25

3.0

N 63.5＝15

⑥

中风化砂质

泥岩 24 15 40 4.0 N 63.5＝25

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1.5m 。 建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化土。

设计参数：柱截面尺寸为500mm×500mm 。上部结构作用在B 轴柱底的荷载标准值为Fk=1615 KN ，Mk =125 KN•m ，Vk =60 KN ；上部结构作用在B 轴柱底的荷载效应基本组合设计值为F =2100 KN ，M =163 KN•m ，V =78 KN 。

根据以上提供的设计资料，完成以下内容的设计：

（一）确定基础埋置深度 （二）确定地基承载力特征值 （三）确定基础的底面尺寸

（四）持力层强度及下卧层验算 （五）确定基础的高度 （六）基础底板配筋计算 （七）绘制基础结构施工图（含平面图、详图），提出必要的技术说明

（八）编制设计计算书

柱下钢筋混凝土独立基础设计 ——计算书

1.确定基础埋置深度

地下水位于地表下1.5m 且对混凝土结构无侵蚀性。而由于荷载值较大，故初步选定③号土层为持力层。又取基础底面时最好取至持力层下0.5m ，所以考虑取室外地坪到基础底面距离为0.5+1.2+0.5=2.2m 。

2.确定地基承载力特征值

③号土层承载力特征值fak=210KN/m 2；

由于可塑③号土层性质为可塑，则液限：0.250.75L I <≤，则查表可得，

b d =0.3=1.6ηη，。

基底以上土的加权平均重度为：

3/1.165

.02.15.0)

1019(5.0)1020(2.0201185.0m KN m =++-⨯+-⨯+⨯+⨯=

γ。

故持力层承载力特征值a f （先不考虑对基础宽度修正值）为：

Kpa d f f m d ak a 8.253)5.02.2(1.166.1210)5.0(=-⨯⨯+=-+=λη

上式d 按室外地面算起。

3.确定基础的底面尺寸

柱底荷载标准值为：KN V m KN M KN F K K K 60,125,1615=⋅==。 取基础埋置深度为：

()[]m d 425.245.02.22.22

1

=++=

采用矩形基础。令基础长宽比为125n l /b .==，则基础基底面积为2

125A bl .b ==。

基础荷载因有偏心，初定时，将面积增大20%， 则：

2212121615

12591325382024251007

k a G w w .F ..b .m f d h ...γγ⨯≥

==-+-⨯+⨯

故得：270125338b .m,l .b .m ≥=≥

因此，取：2734b .m,l .m ==，2

918A bl .m ==

因273b .m m =<，故无需再对地基承载力特征值进行修正。

4.持力层强度及下卧层验算

基础自重和基础上的回填土重:

()()202425100791838097k G w w G d h A ....KN

γγ=-=⨯-⨯⨯=

偏心距： 012560220130571615380976

k

k k

M

.l

e .m .m F G .+⨯=

=

=≤=++∑， 满足要求。

基底最大压应力：

06161538097601311267212304691834k k

k max a F G e ..p .Kpa .f .Kpa A

l ..++⨯⎛⎫⎛⎫

=

+=

+=<= ⎪ ⎪⎝⎭⎝

⎭ 基底最小压应力：

061615380976013111676091834k k

k min F G e ..p .Kpa A

l ..++⨯⎛⎫⎛⎫

=

-=

-=> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

，满足要求。 267216762174253822

k max k min k a p p ..p .Kpa f .Kpa ++=

==<=，满足要求。

由于不存在软弱下卧层，故无需对下卧层进行验算。 计算基底净反力：

柱底荷载效应基本组合设计值为：

F =2100 KN ，M =163 KN•m ，V =78 KN 。

净偏心距为：