柱下钢筋混凝土独立基础和双柱联合基础课程设计

《土力学与基础工程》课程设计任务书

一、设计资料

1、工程概况

某五层综合楼，全框架结构。底层柱网平面如图所示，柱截面尺寸均为 450mm ×450mm ，室内外高差为0.45m 。 2、地质资料

（1）地基土自上而下：

第一层：素填土，厚1m ，3/8.17m kN =γ；

第二层：粉质黏土，厚9m ，3/7.18m kN =γ，885.0=e ，MPa E s 5.7=， c=15kp a , 020=ϕ, a k a kp f 280= 第三层：碎石土：很厚，中密

（2）地下水：建设场地内地表以下无地下水；

（3）西宁地区标准冻深－1.16m ，最大冻深－1.34m ，土的冻胀类别属不冻胀。 3、荷载

（1）外柱：A 、D 轴，基础承受上部荷载

M kN M k ⋅=2201，kN V kN F k k 48178011==，。 （2）内柱：B 、C 轴，基础承受荷载 kN F k 15602=。 二、设计内容

1、设计③轴外柱下钢筋混凝土独立基础、内柱下双柱联合基础；

2、绘制基础平面布置图(1:100)、配筋图(1:30)，并编写施工说明； 三、设计步骤

1、确定基础的埋置深度

2、确定持力层承载力特征值；

3、按持力层承载力特征值确定基底尺寸；

4、基础结构设计；

5、绘制施工图并附施工说明。 四、设计要求

1、设计计算过程条理清楚，内容完整；

2、设计步骤合理，设计图纸清晰；

3、计算说明书一律用A4纸打印，题目为三号黑体，标题用小四黑体，正文为小四

宋体，1.25行间距。

4、手绘施工图，图纸一律用铅笔按比例绘制，要求线条清楚，绘图正确。

五、进度和考核

集中设计一周，按百分制记分。

六、参考文献

1、赵明华主编，《土力学与基础工程》，武汉理工大学出版社。

2、中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范（GB50007－2011）．北京：中

国建筑工业出版社，2011。

《土力学与地基工程》课程设计计算书

一、确定基础持力层及基础的类型

地基土自上而下分为两层，第一层为1.0m 厚的杂填土，第二层为9.0m 的粉质粘土，第三层为很厚的碎石类土。杂填土层成分较杂乱，均匀性较差，不能作持力层，将基础底部落在粉质粘土上，则可以采取浅基础形式。各框架柱的内力较大，且有弯矩、剪力作用，故采用钢筋混凝土基础（柔性基础）——A.D 轴为柱下钢筋混凝土独立基础，B.C 轴为双柱联合基础。

二、③轴外注下钢筋混凝土独立基础设计 1.基础埋置深度的确定：

根据任务书要求和工程地质资料，建筑场内地表以下无地下水，最大冻深-1.34m ；取基础底面高时最好取至持力层下0.5m ，本设计取第二层土为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为1+0.5=1.5m 。由此得基础剖面示意图如下：

2.确定地基承载力特征值a f 根据地质资料，查表得0.10==d b ηη

基底以上土的加权平均重度

3/03.185

.15

.07.1818.17m KN r m =⨯+⨯=

持力层承载力特征值a f （先不考虑对基础宽度的修正） )

5.05.1(03.180.1280)5.0(-⨯⨯+=-+=d f f m d ak a γη

a KP 03.298=

3.初步选择基底尺寸

<1>、取柱底荷载标准值： m 2201⋅=kN M k ，kN V kN F k k 48178011==， 计算基础和回填土重k G 时的基础埋深 ()m d 725.195.15.12

1

=+= 基础底面积：21075.6725

.12003.2981780

m d f F A G a k =⨯-=⋅-=

γ

由于偏心不大，基础底面积按20％增大，即： 201.875.62.12.1m A A =⨯==

初步选定基础底面面积24.84.25.3m b l A =⨯=⋅=，且m m b 34.2<=不需要再对a f 进行修正。

<2>、验算持力层地基承载力：

回填土和基础重：

KN A d G G k 8.2894.25.3725.120=⨯⨯⨯=⋅⋅=γ

偏心距： m l

m G F M e k k k k 58.06

125.08.28917808.048220111=<=+⨯+=+=

，

基底最大压力： ⎪⎭⎫

⎝

⎛⨯+⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=

5.3125.061.4.88.2891780611max l e A G F P k k k k

)64.357(2.12.299a a a KP f KP =<= 0min >k P ，满足

所以，最后确定基础底面尺寸为m m b l 4.25.3⨯=⨯ <3>、计算基底净反力n p

净偏心距 m F M e n 145.01780

8.048220k 1k 1=⨯+==

基础边缘处的最大和最小净反力

)5

.3145

.061(4.25.31780)61(k 1max ,min

,⨯±⨯⨯=±=l e lb F n n n p

a min n a max n 24.15957.264KP P KP P ==，，

4.确定基础高度(采用阶梯形基础)

<1>、柱边基础截面抗冲切验算

m

l5.3

=，m

b4.2

=，m

b

a

c

t

45

.0

=

=，m

a

c

45

.0

=

初步选定基础高度mm

h800

=，分两个台阶，每阶高度均为400mm，

mm

h750

)

10

40

(

800

=

+

-

=（有垫层），混凝土采用C30，2

/

43

.1mm

N

f

t

=，保护层为：40mm；垫层：混凝土C15，厚100mm，出基础边100mm。

m

b

m

h

a

a

t

b

4.2

95

.1

75

.0

2

45

.0

2

=

<

=

⨯

+

=

+

=，

mm

a

a

a b

t

m

1200

2

1950

450

2

=

+

=

+

=

因偏心受压，

n

p取KPa

p

n

57

.

264

max

,

=

冲切力：

⎥

⎥

⎦

⎤

⎢

⎢

⎣

⎡

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

-

-

-

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

-

-

=

2

max

,2

2

2

2

h

b

b

b

h

a

l

P

F c

c

n

l

KN

78

.

478

75

.0

2

45

.0

2

4.2

4.2

75

.0

2

45

.0

2

5.3

57

.

264

2

=

⎥

⎥

⎦

⎤

⎢

⎢

⎣

⎡

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

-

-

-

⨯⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

-

-

⨯

=

抗冲切力：

75

.0

2.1

10

43

.1

0.1

7.0

7.03

⨯

⨯

⨯

⨯

⨯

=

h

a

f

m

t

hp

β

KN

KN87

.

478

9.

900>

=，满足

<2>、变阶处抗冲切验算