柱下獨立基礎設計

1、課程設計說明書 課程名稱： 基礎工程課程設計 設計題目： 柱下獨立基礎設計 專 業(yè)： 建工 班 級：建工0903 學生姓名: 鄧煒坤 學 號: 0912080319 指導教師: 周 友 香 湖南工業(yè)大學科技學院教務部 制2011年 12 月 1 日 引 言“土力學與地基基礎”課程是土木工程專業(yè)及相關專業(yè)的主干課程，也是重要的專業(yè)課程?！巴亮W與地基基礎課程設計”是“土力學與地基基礎”課程的實踐教學環(huán)節(jié)，著手提高學生的綜合應用能力，主要為了鞏固與運用基礎概念與基礎知識、掌握方法以及培養(yǎng)各種能力等諸多方面。作為建筑類院校專業(yè)課的一種實踐教學環(huán)節(jié)，課程設計師教學計劃中德一個有機組成部分；是培養(yǎng)學生綜

2、合運用所學各門課程的基本理論、基本知識和基本技能，以分析解決實際工程問題能力的重要步驟；是學生鞏固并靈活運用所學專業(yè)知識的一種比較好的手段；也是鍛煉學生理論聯(lián)系實際能力和提高學生工程設計能力的必經(jīng)之路。課程設計的目的是： 1.鞏固與運用理論教學的基本概念和基礎知識 2.培養(yǎng)學生使用各種規(guī)范及查閱手冊和資料能力 3.培養(yǎng)學生概念設計的能力 4.熟悉設計步驟與相關的設計內容 5.學會設計計算方法 6培養(yǎng)學生圖子表達能力 7.培養(yǎng)學生語言表達能力 8.培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力目 錄一、設計資料二、獨立基礎設計1、 選擇基礎材料2、 選擇基礎埋置深度3、 計算地基承載力特征值4、 初步選擇

3、基底尺寸5、 驗算持力層的地基承載力6、 軟弱下臥層的驗算7、 計算基底凈反力8、 驗算基礎高度9、 基礎高度（采用階梯形基礎）10、 地基變形驗算11、 變階處抗沖切驗算12、 配筋計算13、 基礎配筋大詳圖14、 確定a、b兩軸柱子基礎底面尺寸15、 a、b兩軸持力層地基承載力驗算16、 設計圖紙柱下獨立基礎課程設計一、設計資料3號題軸柱底荷載： 柱底荷載效應標準組合值：fk=1720kn，mk=150knm，vk=66kn。 柱底荷載效應基本組合值：f=2250kn，m=195knm，v=86kn。持力層選用號土層，承載力特征值fak=240kpa，框架柱截面尺寸為500mm500mm，

4、室外地坪標高同自然地面，室內外高差450mm。2、 獨立基礎設計1. 選擇基礎材料基礎采用c25混凝土，hpb235級鋼筋，預估基礎高度0.8m。2. 選擇基礎埋置深度根據(jù)柱下獨立基礎課程設計任務書要求和工程地質資料選取。 號土層：雜填土，層厚約0.5m，含部分建筑垃圾。 號土層：粉質粘土，層厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130kpa。 號土層：粘土，層厚1.5m，稍濕，承載力特征值fak=180kpa。 號土層：細砂，層厚3.0m，中密，承載力特征值fak=240kpa。 號土層：強風化砂質泥巖，很厚，中密，承載力特征值fak=300kpa。擬建場區(qū)地下水對混凝土結構無腐蝕性，

5、地下水位深度：位于地表下1.5m。取基礎地面高時最好至持力層下0.5m，本設計取號土層為持力層，所以考慮取室外地坪到基礎地面為0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得到基礎剖面示意圖如下圖所示?；A剖面簡圖3.求地基承載力特征值fa根據(jù)細沙e=0.62，查表得=2.0，=3.0。基地以上土的加權平均重度為=13.68持力層承載力特征值fa（先不考慮對基礎寬度修正）為+d（d-0.5)=240+3.013.68(3.7-0.5)=371.33kpa上式d按室外地面算起。4. 初步選擇基礎尺寸取柱底荷載標準值：fk=1720kn，mk=150knm，vk=66kn。計算基礎和回填土gk 時

6、的基礎埋置深度為d=3.925m基礎底面積為a0=由于偏心不大，基礎底面積按20%增大，即a=1.2a0=1.25.46=6.56m2初步選定基礎地面面積，且b=2.4m3m不需要再對fa 進行修正。5. 驗算持力層地基承載力基礎和回填土重為偏心距為0，滿足要求?；刈畲髩毫Γ?.2fa (=445.60kpa)所以，最后確定基礎底面長2.8m，寬2.4m。6. 計算基地凈反力取柱底荷載效應基本組合值：f=2250kn，m=195knm，v=86kn。凈偏心距為=0.12m基礎邊緣處的最大和最小凈反力為7. 基礎高度（采用階梯型基礎）柱邊基礎截面抗沖切驗算（如下圖）沖切驗算簡圖（柱下沖切）沖切

7、驗算簡圖（變階處沖切）l=2.8m，b=2.4m，。初步選定基礎高度h=800mm，分兩個臺階，每個臺階均為400mm。=800-（40+10）=750mm（有墊層），則323.44kn滿足要求。8. 變階處抗沖切驗算由于有，所以329.06kn滿足要求。9. 配筋計算選用hpb235級鋼筋，。（1） 基礎長邊方向。對于-截面（柱邊），柱邊凈反力為懸臂部分凈反力平均值為彎矩為對于截面-（變階處），有比較和,應按配筋，實際配1616135as=3217.6mm23182.1mm2（2） 按基礎短邊方向。因為該基礎受單向偏心荷載作用，所以，在基礎短邊方向的基底反力可按均勻分布計算，取對于-截面（柱

8、邊）彎矩為對于v-v截面（變階處）彎矩為比較和,應按配筋，實際配1116200as=2212.1mm22167.3mm210. 基礎配筋大樣圖基礎配筋大樣圖如下圖所示11. 確定、軸柱子基礎底面尺寸由柱下獨立基礎課程設計任務書得：3號題、兩柱子基底荷載分別如下。軸：fk=1090kn，mk=190knm，vk=62kn。軸：fk=1:312kn，mk=242knm，vk=57kn。由前面計算得持力層承載力特征值，計算基礎和回填土重時的基礎埋深d=3.925m，軸基礎底面積為基礎底面積按20%增大，即初步選定基礎地面面積為（大于4.15m2），且b3m，不需要再對進行修正。軸基礎底面面積為基礎底

9、面積按20%增大，即初步選定基礎地面面積為（大于5.00m2），且b3m，不需要再對進行修正。12. 、兩軸持力層地基承載力驗算a軸，基礎和回填土重為偏心距為0，滿足要求。基礎最大壓力：1.2fa 所以，最后確定基礎地面長2.4m，寬2.0m。軸，基礎和回填土重為0，滿足要求?；A最大壓力：1.2fa 所以，最后確定基礎地面長2.6m，寬2.2m。13. 設計圖紙根據(jù)以上的計算，可以繪制出基礎平面布置圖和b軸柱子基礎大樣圖，如下圖所示?；A平面圖設計說明：1、 0.000相當于絕對標高建筑圖。2、 本工程持力層選4號土層，地基承載力特征值。3、 基坑開挖后需通知甲方及勘察單位驗槽，符合要求后方

10、可施工墊層。4、 材料：混凝土c25，鋼筋hpb235.5、 保護層40mm。6、 墊層做法：混凝土c10.厚100mm，出基礎邊100mm。7、 未盡事宜，請按現(xiàn)行相關規(guī)范執(zhí)行。主要參考文獻：（要求按國標gb 771487文后參考文獻著錄規(guī)則書寫）1 趙明華.土力學與基礎工程.第3版.武漢：武漢理工大學出版社，20092 周景星.基礎工程. 第2版.北京：清華大學出版社，20073 吳培明.混凝土結構(上).第2版.武漢：武漢理工大學出版社，20034 建筑結構荷載規(guī)范（gb 500092001）.中國建筑工業(yè)出版社，20025 建筑地基基礎設計規(guī)范（gb 500072002）.中國建筑工業(yè)

11、出版社2002 6 混凝土結構設計規(guī)范（gb 500102001）.中國建筑工業(yè)出版社，20027 程小川，周莉莉.土木工程專業(yè) 土力學與地基基礎課程設計指南. 第1版.北京：中國水利水電出版社，20098 將隆敏，劉錫軍.混泥土結構設計原理. 第1版.長沙：中南大學出版 附錄最后感謝周老師的指導課程設計任務書課程名稱： 基礎工程課程設計 設計題目： 柱下獨立基礎設計 專 業(yè)： 建工 班級：建工0903學生姓名: 鄧煒坤 學 號: 0912080319 起迄日期: 2011年11月28日 2011年 12月2日指導教師: 周 友 香 湖南工業(yè)大學科技學院教務部 制課程設計任務書1課程設計的內容

12、和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：一、設計題目柱下獨立基礎設計二、設計資料1、地形擬建建筑場地已經(jīng)四通一平（包括場地平整）。2、工程地質條件自上而下依次如下: 號土層：雜填土，層厚約0.5m，含部分建筑垃圾。 號土層：粉質粘土，層厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130kpa。 號土層：粘土，層厚1.5m，稍濕，承載力特征值fak=180kpa。 號土層：細砂，層厚3.0m，中密，承載力特征值fak=240kpa。 號土層：強風化砂質泥巖，很厚，中密，承載力特征值fak=300kpa。3、巖土設計技術參數(shù)地基巖土物理力學參數(shù)如表1所示表1土層編號土的名稱重度（kn/m3）

13、孔隙比e液性指數(shù)il粘聚力c(kpa)內摩擦角（）壓縮模量es(mpa)標準貫入錘擊數(shù)n承載力特征值fak(kpa)雜填土18粉質粘土200.650.8434137.56130粘土19.40.580.7825238.211180細砂210.623011.616240強風化砂質泥巖2218223004、水文地質條件（1）擬建場區(qū)地下水對混凝土結構無腐蝕性。（2）地下水位深度：位于地表下1.5m。5、上部結構荷載資料擬建建筑物是多層全現(xiàn)澆框架結構，框架柱截面尺寸為500mm500mm，室外地坪標高同自然地面，室內外高差450mm柱網(wǎng)布置如圖1所示。圖1 柱網(wǎng)平面布置圖6、上部結構作用上部結構作用在

14、柱底的荷載效用標準組合值如表2所示，上部結構作用在柱底的荷載效用基本組合如表3。表2 柱底荷載效用標準組合值題號fkmkvk軸軸軸軸軸軸軸軸軸1975154811871401001984648442103216151252164125221556052310901720131219015024262665741150181513702101752717173675121818731433235193297808374612821883149625721832586908371339197015602842423559695898140220571618301266377102104989150

15、0210016503302953951121091101015982205172736530942812011711411136020301590250252360100989212146020981635280275390105108102表3 柱底荷載效用基本組合題號fkmkvk軸軸軸軸軸軸軸軸軸11268201215441831302586062582134221001627214163288727867314182250170624819531581867441496236017822742283539395885158424351863306251386104108966166724

16、4819453342844231121171087174125622028369315462125124116818232674210439134649113313612891950273021454293845141461421431020782866224545540255715615314911176826392067325328468130127120121898272721263643585071371401337、材料混凝土強度等級為c25c30，鋼筋采用hpb235、hrb335級。8、地基基礎等級：丙級。三、設計要求每人根據(jù)所在的班級組號和題號（另見課程設計計劃表）采用相應設計

17、資料，保質保量按時完成組號和題號中指定軸線的基礎設計。對于另外兩個軸線的基礎，只要求根據(jù)所給荷載確定基礎底面尺寸，以便畫出基礎平面布置施工圖。要求分析過程詳細（例如下臥層承載力和沉降變形是否需要驗算和計算，也要說明分析過程，參照課程設計指南指導書），計算步驟完整；設計說明書的編寫應具有條理性，層次分明；圖紙整潔清晰，布局合理。四、設計內容（1）設計柱下獨立基礎，包括確定基礎埋置深度、基礎底面尺寸，承載力驗算，沉降變形計算，對基礎進行結構內力分析、強度計算，確定基礎高度，進行配筋計算并滿足構造設計要求，編寫設計計算書。（2） 繪制基礎施工圖，包括基礎平面布置圖、獨立基礎大樣圖，并提出必要的技術說

18、明。2對課程設計成果的要求包括圖表、實物等硬件要求：（1） 設計計算書【封面-目錄-設計計算內容-參考文獻-附錄（包括任務書和鋼筋選用表等設計依據(jù)資料）致謝-封底用a4紙打印裝訂】確定地基持力層的基礎埋置深度確定基礎底面尺寸,驗算地基承載力（包括下臥層的驗算）地基變形驗算（如不需要驗算，也要說明分析過程）對基礎進行抗沖切承載力驗算,確定基礎高度對基礎進行正截面受彎承載力驗算,確定基礎底板配筋（長向和短向的臺階及柱邊截面都要有計算過程）（2） 設計圖紙依據(jù)國家制圖標準房屋建筑制圖標準（gb/t50001-2001）和建筑結構制圖標準（gb/t50105-2001），采用鉛筆手繪（用a1圖幅），設計內容滿足規(guī)范的要求，圖面布置合理，表達正確，文字規(guī)范，線條清楚，達到施工圖的要求?；A平面布置圖，比例1:100獨立基礎大樣圖，比例1:101:20設計說明注意：凡不符合房屋建筑制圖標準（gb/t50001-2001）和建筑結構制圖標準（gb/t50105-2001），圖紙表達不清、不正確、結構構造關系混亂和文字不規(guī)范者，一律返工重畫。3主要參考文獻：（要求按國標gb 771487文后參考文獻著錄規(guī)則書寫）1 趙明華.土力學與基礎工程.第3版.武漢：武漢理工大學出版社，20092 周景星.基礎工程. 第2版.