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柱下独立基础设计计算书
柱下独立基础课程设计
班级:
12土木工程
(2)班
姓名:
丘俊宏
学号:
1208080703230
二0—四年十二月三十一日
柱下独立基础设计计算书
设计资料
B轴柱下独立基础,10号荷载:
柱底荷载效应标准组合值:
Fk=2205kNMk=309kN-mVk=117kN。
柱底荷载效应基本组合值:
F=2866kNM=402kNmV=153kN
持力层选用③号土层,承载力特征值fak=180kPa,框架柱截面尺寸为500mm:
500mm室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm
二、独立基础设计
1、选择基础材料
基础采用C25混凝土,HRB335级钢筋,预估基础高度0.8m。
2、选择基础埋置深度
根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。
1号土层:
杂填土,层厚约0.5m,含部分建筑垃圾。
2号土层:
粉质黏土,层厚1.2m,软塑,潮湿,承载力特征值fak=130kPa
3号土层:
黏土,层厚1.5m,可塑,稍湿,承载力特征值fak=180kPa
4号土层:
细砂,层厚2.7m,中密,承载力特征值fak=240kPa
5号土层:
强风化砂质泥岩,厚度未揭露,承载力特征值fak=340kPa
拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性,地下水位于地表下1.5m。
取基础底面高时最好取至持力层下0.5m,本设计取③号土层为持力层,所以
考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+0.5=2.2m.由此得基础剖面示意图,如
图一所示。
3、求地基承载力特征值fa
根据黏土e=0.58,IL=0.78,查表得b=0.3,d=1.6。
基底以上土的加权平均重度为:
m=[18X0.5+20X1+(20—10)X0.2+(19.4—10)X0.5]/2.2=16.23kN/m3
持力层承载力特征值fa(先不考虑对基础宽度修正)为:
fa=fak+dm(d—0.5)=180+1.6X16.23X(2.2—0.5)=224.15kPa上式d按室外地面算起。
4、初步选择基地尺寸
取柱底荷载标准值:
Fk=2205kN,Mk=309kN•mVk=117kN=
计算基础和回填土重Gk时的基础埋置深度为:
d=1/2X(2.2+2.65)=2.425m
基础底面积为:
A0=Fk/(fa—Gd)=2205/(224.15—0.7X10—1.725X20)=12.07m2由于偏心不大,基础底面积按20%增大,即
A=1.2A0=1.2X12.07=14.48m
初步选定基础底面面积A=lb=4X4=16m
因基底宽度超过3m地基承载力特征值还需重新进行宽深修正。
地基承载力特征值宽深修正
fa=224.15+b(b—3)=224.15+0.3X19.4X(4—3)=229.97kPa
基础底面面积为:
A0=Fk/(fa—Gd)=2205/(229.97—0.7X10—1.725X20)=11.70mA=1.2A0=1.2X11.70=14.04m
实际采取基底面积为4X4=16m>14.04m
5、验算持力层地基承载力
基础和回填土重为:
Gk=GdA=(0.7X10+1.725X20)x16=664kN
基底抵抗矩为:
W=l•b2/6=4X42/6=10.67m3
基底边缘最大与最小应力为:
kmaxPkmin
=[(Fk+GQ/A]±(Mk/W)=[(2205+664)/(4X4)]±[(309+117X0.8)
/10.67]
217.05
141.57kPa
验算基础底面应力
®(Pkmax+Pkmin)/2=(217.05+141.57)/2=179.31kPa ②pkmax=217.05kPa<1.2fa=1.2X229.97=275.96kPa,安全。 所以,最后确定基础底面面积长4m,宽4m 6、计算基底净反力 取柱底荷载效应基本组合设计值: F=2866kNM=402kNmV=153kN 基础边缘处的最大和最小净反力为: 图二冲切验算简图 (a)柱下冲切(b)变阶处冲切 初步选定基础高度h=800mm分两个台阶,每阶高度均为400mm有垫层 则有: h0=h45=755mm 因为bb=bt+2h0=0.5+2X0.755=2.01m 所以进行受冲切承载力验算(见图二)。 ①柱边基础截面抗冲切验算 l=4m,b=2.8m,bb=2.1m,bt=0.5m,可 得: bm=(bb+bt)/2=(500+2010/2=1255mm 因偏心受压,Ps取Psmax=228.28kPa,ft=1.27N/mm2=1270kPahp=1。 根据 C= b2 bt2 420.52 10.7 hp Ps 0.71 1270 228.28 =3.22 公式得: h0=755mmi(bt、厂C)=*X(0.5+.0.52一3.22)=681.40mm满足要求。 ②变阶处抗冲切验算由于有 bt=2.25m,ho=400—45=355mm 所以 bb=bt+2h0=2.25+2X0.355=2.96m 取bb=2.96m。 因此,可得 bm=(bb+bt)/2=(2.25+2.96)/2=2.61m 因偏心受压,ps取psmax=228.28kPa,ft=1.27N/mm2=1270kPa,hp=1。 根据 公式得: 2.25+2.2522.24)=226.16mm h0=355mm>(b 2 As2= M2 6 =180.0110 0.9h°fy 0.9355300 =1878.04mm2 满足要求 &配筋计算 ①基础台阶宽高比为875/400=2.19<2.5 ②偏心距为: e=MN=(402+153X0.8)/2866=0.18 “1, 1 2' 2G M1=l a 2bb Pmax Pmin 48 A =1X 4 2 0.5X 24 0.5X 228.28129.98 2664 48 16 ③柱与基础交界处的弯矩,由公式得 =597.11kN•m =597.11X106N•mm 1 '2' 2G M2=l a2bb pmaxpmin 48 A ④变阶处的弯矩,由公式得: =180.01kN•m =180.01X106N-mm 比较As1和As2,应按As1配筋,实际配26令2@160,则钢筋根数为 +1=26 4000 n= 160 As=113.1X26=2940.6mm2 ⑤因为该基础为正方形基础,所以两向配筋均按26£_12@160配筋。 9、基础配筋大样图 基础配筋大样图二所示。 10、确定AC两轴柱子基础底面尺寸 由柱下独立基础课程设计任务书得: 10号荷载A、C两柱子基底荷载分别如下: A轴: Fk=1598kNMk=365kN-m,Vk=120kN。 C轴: Fk=1727kN,Mk=428kN-m,Vk=114kN= 由前面计算得持力层承载力特征值(未进行宽度修正前)fa=224.15kPa,计 算基础和回填土重Gk时的基础埋置深度d=2.425m, 1A轴基础底面积为: A0=Fk/(fa—Gd)=1598/(224.15—0.7X10—1.725X20)=8.75m2 基础底面积按20%曾大,即 A=1.2A0=1.2X8.75=10.5m 初步选定基础底面面积A=lb=3.5X3=10.5m,且b=3m不需要再对fa进行修正。 2C轴基础底面积为: A0=Fk/(fa—Gd)=1727/(224.15—0.7X10—1.725X20)=9.46m 基础底面积按20%曾大,即 A=1.2A^=1.2X9.46=11.35m 初步选定基础底面面积A=lb=4X3=12m>11.35,且b=3m不需要再对fa进行 修正。 11、A、C两轴持力层地基承载力验算 ①A轴承载力验算: 基础和回填土重为: Gk=GdA=(0.7X10+1.725X20)x10.5=435.75kN 基底抵抗矩为: W=l•b2/6=3X3.52/6=6.13m3 基底边缘最大与最小应力为: kmaxpkmin =[(Fk+Gk)/A]±(Mk/W)=[(1598+435.75)/(3.5X3)]±[(365+120 X0.8)/6.13] 268.89 118.49kPa 验算基础底面应力 ◎(Pkmax+Pkmin)/2=(217.05+141.57)/2=193.69kPa ②pkmax=268.98kPa=1.2fa=1.2x224.15=268.98kPa,安全。 所以,最后确定基础底面面积长3.5m,宽3m ①C轴承载力验算: 基础和回填土重为: Gk=GdA=(0.7X10+1.725X20)X12=498kN 基底抵抗矩为: W=l•b2/6=3X42/6=8n3 基底边缘最大与最小应力为: pkkmmianx=[(Fk+Gk)/A]±(Mk/W)=[(1727+498)/(4X3)]±[(428+114X0.8) /8] 250.32 120.52kPa 验算基础底面应力 ◎(pkmax+pkmin)/2=(250.32+120.52)/2=185.42kPa ②pkmax=250.32kPa<1.2fa=1.2x224.15=268.98kPa,安全。 所以,最后确定基础底面面积长4m,宽3m 11、设计图纸 oo -1350 0 4 G) Clb^蛊土垂品 土6000 -2.650 根据以上计算,可以绘制出基础平面布置图和B轴柱子基础大样图(见图三) 设计说明: 1、土0.000相当于绝对标高见建筑图 2、本工程持力层选用③号土层,地基承载力特征值fak=180kPa。 3、基坑开挖后需通知甲方及勘察单位验槽,符合要求后方可施工垫层。 4、材料: 混凝土C25,钢筋: HRB335 5、保护层: 45mm。 6垫层做法: 混凝土C15,厚100mm出基础边100mm 图三基础施工图 WelcomeTo Download! ! ! 欢迎您的下载,资料仅供参考!
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