基础工程课程设计柱下独立基础

柱下独立基础课程设计

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指导老师：罗晓辉

目录

一、设计任务书 (2)

二、不考虑地基处理和角边柱影响中柱的沉降验算 (2)

三、地基处理后边柱J-1基础设计 (4)

四、地基处理后边柱J-2的设计 (7)

五、地基处理后角柱J-3的设计 (10)

六、地基处理后中柱J-4的设计 (12)

七、地基处理后中柱J-5的设计 (14)

八、基础结构布置平面图 (16)

一、设计任务书

采用柱下独立基础方案。

材料采用C25，基底设置C15、厚度100mm 的混凝土垫层；配筋采用Ⅱ级普通圆钢筋。承受轴心荷载的基础底板一般采用正方形，若偏心荷载则采用矩形底板，其长宽比采用1.2。设计计算容：

（1）在不考虑地基处理和角、边柱的影响时，中柱按地基承载力确定的基础底面积是否满足沉降要求？

（2）若通过地基处理（地基处理深度从基础底面以下5.5m ），使得地基承载力设计值达到160kPa ，进行如下设计计算：

1）根据地基强度确定中柱、角与边柱的（角与边柱需考虑100kN·m 的力矩荷载。力矩作用方向根据右手螺旋法则确定，且指向柱网平面惯性轴）柱下基础底面尺寸；

2）基础配筋、冲切验算；

3）完成有关计算部分的计算简图、基础配筋图等。

二、不考虑地基处理和角边柱影响中柱的沉降验算

不考虑地基处理和角、边柱的影响时，中柱按地基承载力确定的基底面积是否满足沉降要求？

（1）按承载力确定基础尺寸

由勘察报告可知，基础的埋深为2.4m ，持力层为粘土层。地基承载力kPa f k 100 。 对埋深进行修正：

设杂填土的重度为3

/18m kN

基础底面以上土的重度：3

/194.2)4.024218(m kN m =⨯+⨯=γ

kPa d f f m d ak a 54.150)5.04.2(194.1100)5.0(=-⨯⨯+=-+=γη

中柱承受轴心荷载，基础底板采用正方形。

m b d f F b A G a k 198.4,4

.22054.1501807

2≥⨯-=-≥

=γ，取b=4.2m ，

（2）基底压力的计算

基底压力：kPa A G F p 64.1452

.42.44

.22.42.4181807=⨯⨯⨯⨯+=+=

基础以上土的平均重度：3/194

.224

4.0182m kN m =⨯+⨯=γ

基底平均附加应力：kPa p p ch 04.1004.21964.1450=⨯-=-=σ

m b b z n 89.9)2.4ln 4.05.2(2.4)ln 4.05.2(=⨯-⨯=-=，取10m 。

（3）基础的最终沉降量：

mm s s n

i i 2161

=∆=∑=

由《规》，体型简单的高层建筑基础的平均沉降量为200mm, 不满足要求。

三、边柱J-1基础设计

给各个柱按荷载的不同编号如下图：

(1)地基承载力的修正

假设b<3m, kPa d f f m d k a 54.210)5.04.2(194.1160)5.0(=-⨯⨯+=-+=γη (2)确定基础底面积

采用矩形截面。基础有偏心，初定面积增大10%。l/b=1.2

m d f F b a k 61.22

.1)4.22054.210(1207

1.1

2.1)20(1.1=⨯⨯-⨯=⨯-≥

取b=2.6m ，m l 12.36.22.1=⨯=，取m l 2.3=，b<3m ，不需进行地基承载力宽度修正。

m G F M e k k k 062.04

.2202.36.21207100

=⨯⨯⨯+=+=

kPa f kPa A G F p a k k k 54.21007.1932.36.22

.36.24.2201207=<=⨯⨯⨯⨯+=+=

kPa f kPa l e A G F p a k k k 65.2522.151.215)2.3062

.061(07.193)61(max =<=⨯+=++= 063.170)61(min

>=-+=kPa l

e A G F p k k k 满足要求。

基底净反力：

kPa p j 07.1452

.36.21207

=⨯=

kPa l e p p j j 93.161)2

.3062

.061(07.145)61(max =⨯+=+=

kPa l e p p j

j 21.128)2

.3062.061(07.145)61(min =⨯-=-

=

(3)确定基础高度：

基础选用C25混凝土，MPa f t 27.1=,II 级普通钢筋，2

/300mm N f y =

初选,560,6000mm h mm h ==

mm h 800<，所以1=hp β，mm b mm mm h b c 26001620)5602500(20=<=⨯+=+，

冲切力为：

kN F 67.27256.025.026.26.256.026.022.393.1612

1=⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯=

抗冲切力：

kN kN 67.27252756.0)56.05.0(127017.0>=⨯+⨯⨯⨯满足。

基础分二阶，下阶mm h 3501=，mm h 2502=，mm h 31001=，取m b 3.11=，m l 6.11=。 （4）计算变阶截面

因 m b m h b 6.292.131.023.12011=<=⨯+=+ 冲切力为

kN 61.19031.023.126.26.231.026.122.393.1612

=⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯

抗冲切力为

kN kN kN 61.19070.44331.0)31.03.1(12707.0>=⨯+⨯⨯满足要求。

（5）基础底板配筋

1)kPa l

p p l l p p j j c j j 23.1482

.32)

21.12893.161)(6.02.3(21.1282)

)((min max min 1=⨯-++

=-++

=