双柱联合基础设计参考

《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。

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－，最大冻深－，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，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，第一层为厚的杂填土，第二层为的粉质粘土，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）——轴为柱下钢筋混凝土独立基础，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；取基础底面高时最好取至持力层下，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+=。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

持力层承载力特征值a f （先不考虑对基础宽度的修正）

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 基础底面积：21075.6725.12003.2981780m d f F A G a k =⨯-=⋅-=γ 由于偏心不大，基础底面积按20％增大，即：

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：

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

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 l 5.3=，m b 4.2=，m b a c t 45.0==，m a c 45.0=

初步选定基础高度mm h 800=，分两个台阶，每阶高度均为400mm ，mm h 750)1040(8000=+-=（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 4.295.175.0245.020=<=⨯+=+=，

因偏心受压，n p 取KPa p n 57.264max ,=

冲切力：

抗冲切力：

KN KN 87.4789.900>=，满足

<2>、变阶处抗冲切验算

m b a t 5.11==，m a 9.11=，mm h 3505040001=-=

m b m h a a t b 4.22.235.025.1201=<=⨯+=+=，取m a b 2.2= 冲切力：⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=2011011max ,2222h b b b h a l P F n l =⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯235.025.124.24.235.029.125.357.264 抗冲切力：

KN KN 1.28315.648>=，满足

5.配筋计算

选用的HRB335 级钢筋，2/300mm N f y =

偏心受压柱基础底板配筋计算简图

<1>、基础长边方向

1-1截面（柱边）

柱边净反力：()min ,max ,min ,2n n c n Ⅰn P P l

a l P P -++= 悬臂部分净反力平均值：

弯矩： ()()c c n b b a l p M +-=224

121 钢筋面积： 26

011,1.2428750

3009.0107.4919.0mm h f M A y s =⨯⨯⨯== 3-3 截面（变阶处）

变阶处净反力：()min ,max ,1min 3,2n n n n P P l

a l P P -++= 弯矩： ()()1213,max ,322241

b b a l P P M n n +-⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=