6.土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計 柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計 參考資料

1、 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計第二部分 柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計一、柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計任務(wù)書（一）設(shè)計題目某教學(xué)樓為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱網(wǎng)布置如圖4-7所示，試設(shè)計該基礎(chǔ)。（二）設(shè)計資料工程地質(zhì)條件 該地區(qū)地勢平坦，無相鄰建筑物，經(jīng)地質(zhì)勘察：持力層為粘性土，土的天然重度為18 kN/m3，地基承載力特征值fak=230kN/m2，地下水位在-7.5m處，無侵蝕性，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.0m（根據(jù)地區(qū)而定）。 給定參數(shù) 柱截面尺寸為350mm500mm，在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，由上部結(jié)構(gòu)傳來軸心荷載為680kN，彎矩值為80kNm，水平荷載為10kN。 材料選

2、用混凝土：采用C20（可以調(diào)整）（ft=1.1N/mm2）鋼筋：采用HPB235（可以調(diào)整）（fy=210 N/mm2）（三） 設(shè)計內(nèi)容確定基礎(chǔ)埋置深度 確定地基承載力特征值 確定基礎(chǔ)的底面尺寸 確定基礎(chǔ)的高度 基礎(chǔ)底板配筋計算 繪制施工圖（平面圖、詳圖） （四）設(shè)計要求計算書要求 書寫工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂。制圖要求 所有圖線、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書寫端正、排列整齊、筆畫清晰，中文書寫為仿宋字。設(shè)計時間 三天。二、柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書（一） 確定基礎(chǔ)埋置深度d 同前所述 （二）確定地基承載特征值fa 同前所述 （三）確定基礎(chǔ)的底面

3、面積 A式中各符號意義同前所述（四）持力層強(qiáng)度驗算 1.2fafa式中 pk相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值(kPa)； pkmax相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值(kPa)； pkmin 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓力值(kPa)； Fk相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值kN)； Gk基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重(kN)； A基礎(chǔ)底面面積(m2)； e0偏心距(m)； fa修正后的地基承載力特征值(kPa)； l矩形基礎(chǔ)的長度(m)。 （五）確定基礎(chǔ)的高度 Fl0.7式中 Fl相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時作用在Al上的地基土凈反

4、力設(shè)計值(kN)； hp受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時，hp取1.0；當(dāng)大于等于2000mm時，hp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用； ft混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(kPa)； am沖切破壞錐體最不利一側(cè)計算長度(m)；h0基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度(m)。（六）底板配筋計算 ； ； 式中 AsI、AsII 分別為平行于l、b方向的受力鋼筋面積(m2)； MI 、MII分別為任意截面I-I 、II-II處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的彎矩設(shè)計值(kNm)； l、b分別為基礎(chǔ)底面的長邊和短邊(m)； fy鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)； pjmax、pjmin 相應(yīng)于荷載效應(yīng)基

5、本組合時的基礎(chǔ)底面邊緣最大和最小地基凈反力設(shè)計值（kPa）； pjI、pjII 任意截面I-I 、II-II處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的基礎(chǔ)底面地基凈反力設(shè)計值（kPa）； az、bz分別為平行于基礎(chǔ)長邊和短邊的柱邊長(m)；（七）繪制施工圖（2號圖紙一張） 合理確定繪圖比例（平面圖1：100、詳圖1：201：30）、圖幅布置；符合建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)。三、參考文獻(xiàn)1.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007-2002）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，20022.孫維東主編. 土力學(xué)與地基基礎(chǔ). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20033.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50

6、003-2001）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，20024.沈克仁主編. 地基與基礎(chǔ). 中國建筑工業(yè)出版社，1993四、設(shè)計實例 1.設(shè)計題目 某教學(xué)樓為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱網(wǎng)布置如圖4-7所示，在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，由上部結(jié)構(gòu)傳來的軸心荷載為680kN，彎矩值為80kNm，水平荷載為10kN。柱永久荷載效應(yīng)起控制作用，柱截面尺寸為350mm500mm，試設(shè)計該基礎(chǔ)。 圖4-7柱網(wǎng)布置圖2.工程地質(zhì)情況 該地區(qū)地勢平坦，無相鄰建筑物，經(jīng)地質(zhì)勘察：持力層為粘性土（b=0、d=1.0），土的天然重度為18 kN/m3，fak =230kN/m2，地下水位在-

7、7.5m處，無侵蝕性，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.0m（根據(jù)地區(qū)而定）。 3.基礎(chǔ)設(shè)計確定基礎(chǔ)的埋置深度dd=Z0+200 =（1000 +200）mm=1200 mm 根據(jù)GB50007-2002規(guī)定，將該獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計成階梯形，取基礎(chǔ)高度為650 mm，基礎(chǔ)分二級，室內(nèi)外高差300mm，如圖4-8所示。圖4-8基礎(chǔ)高度和底板配筋示意確定地基承載特征值fa 假設(shè)b3m,因d=1.2m0.5m故只需對地基承載力特征值進(jìn)行深度修正, 確定基礎(chǔ)的底面面積 A考慮偏心荷載影響，基礎(chǔ)底面積初步擴(kuò)大12%，于是 取矩形基礎(chǔ)長短邊之比l/b=1.5，即l=1.5b 取b=1.6 m則l=1.5b=2.4 m A= lb=

8、2.41.6 m=3.84 m2持力層強(qiáng)度驗算作用在基底形心的豎向力值、力矩值分別為 符合要求。 1.2fa=1.2242.6kN/m2=291.12kN/m2 fa=242.6kN/m2故持力層強(qiáng)度滿足要求。基礎(chǔ)高度驗算現(xiàn)選用混凝土強(qiáng)度等級C20，HPB235鋼筋，查得混凝土ft=1.1N/mm2=1100 kN/m2，鋼筋fy=210 N/mm2。地基凈反力由圖4-8可知，h=650mm，h0=610mm；下階h1=350mm，h01=310mm；az1=1200mm，bz1=800mm。1) 柱邊截面 bz+2 h0=(0.35+20.61)m=1.57mb=1.6m F1=171.2kN符合要求。2) 變階處截面 bz1+2 h01=(0.8+20.31)m=1.42mb=1.6m F1=143.53kN符合要求?；A(chǔ)底板配筋計算1）計算基礎(chǔ)的長邊方向，I-I截面柱邊地基凈反力 III-III截面： 比較AsI和ASIII，應(yīng)按AsI配筋，在平行于l方向1.6m寬度范圍內(nèi)配1212140（As=1356mm21319.28mm2