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
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
(2)班
姓名: 丘俊宏
学号: 1208080703230
二〇一四年十二月三十一日
柱下独立基础设计计算书 一、 设计资料
B轴柱下独立基础,10号荷载:
柱底荷载效应
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
组合值:=2205kN,=309kN?m,=117kN。 MVFkkk柱底荷载效应基本组合值:F=2866kN,M=402kN?m,V=153kN。 持力层选用?号土层,承载力特征值=180kPa,框架柱截面尺寸为500mmfak
×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。 ? 号土层:杂填土,层厚约0.5m,含部分建筑垃圾。 ? 号土层:粉质黏土,层厚1.2m,软塑,潮湿,承载力特征值=130kPa。 fak? 号土层:黏土,层厚1.5m,可塑,稍湿,承载力特征值=180kPa。 fak? 号土层:细砂,层厚2.7m,中密,承载力特征值=240kPa。 fak? 号土层:强风化砂质泥岩,厚度未揭露,承载力特征值f=340kPa。 ak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?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。
F=2205kN 柱 k
M=309kN?m Fkk
V=117kN k
MVkk
图一 基础剖面示意图
3、求地基承载力特征值 fa
根据黏土e=0.58,=0.78,查表得=0.3,=1.6。 I,,Lbd基底以上土的加权平均重度为:
=[18×0.5+20×1+(20—10)×0.2+(19.4—10)×0.5] / 2.2=16.23kN/m? ,m
持力层承载力特征值(先不考虑对基础宽度修正)为: fa
=+(d—0.5)=180+1.6×16.23×(2.2—0.5)=224.15kPa ff,,maakd
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:=2205kN,=309kN?m,=117kN。 FMVkkk计算基础和回填土重时的基础埋置深度为: Gk
d=1/2×(2.2+2.65)=2.425m
基础底面积为:
=/(—d)=2205/(224.15—0.7×10—1.725×20)=12.07? AFf,0Gka
由于偏心不大,基础底面积按20%增大,即
A=1.2=1.2×12.07=14.48? A0
l初步选定基础底面面积A=b=4×4=16? 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
,f,=224.15+(b—3)=224.15+0.3×19.4×(4—3)=229.97kPa ab
基础底面面积为:
AFf,=/(—d)=2205/(229.97—0.7×10—1.725×20)=11.70? 0Gka
AA=1.2=1.2×11.70=14.04? 0
实际采取基底面积为4×4=16?>14.04? 5、验算持力层地基承载力
基础和回填土重为:
=d A=(0.7×10+1.725×20)×16=664kN G,Gk
基底抵抗矩为:
22lW= ?/6=4×/6=10.67m? b4
基底边缘最大与最小应力为:
kmax=[(+)/A]?(/W)=[(2205+664)(/4×4)] ?[(309+117×0.8) /10.67] FGMpkkkkmin
217.05,kPa 141.57
验算基础底面应力
?(+)/2=(217.05+141.57)/2=179.31kPa<=229.97kPa,安全。 ppfkmaxkmina?=217.05kPa<1.2=1.2×229.97=275.96kPa,安全。 pfkmaxa
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=2866kN,M=402kN?m,V=153kN。
基础边缘处的最大和最小净反力为:
228.28kPasmax,=F/A?M/W=[2866/(4×4)] ?[(402+153×0.8) /10.67] p129.98kPasmin
7、基础高度(采用阶梯形基础)
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:=h—45=755mm h0
因为=+2=0.5+2×0.755=2.01m
()=×(0.5+)=681.40mm 0.53.22,h,tt022满足要求。
? 变阶处抗冲切验算
由于有
b=2.25m,h=400—45=355mm t0
所以
bbh=+2=2.25+2×0.355=2.96m()=×(2.25+)=226.16mm 2.252.24,h,tt022
满足要求。
8、配筋计算
? 基础台阶宽高比为875/400=2.19<2.5。
l? 偏心距为:e=M/N=(402+153×0.8)/2866=0.186=4/6=0.67
? 柱与基础交界处的弯矩,由公式得
212G,,' Mlabbpp=2,,,,,,,,1maxmin,,48A,,
122664,,,40.5,=××× 240.5,,,,228.28129.98,,,,,,4816,,
=597.11kN?m
6=597.11×10N?mm
6M597.11,1021 ===2929.16mm As10.9hf0.9,,755300y0
? 变阶处的弯矩,由公式得:
212G,,' Mlabbpp=2,,,,,,,,2maxmin,,48A,,
122664,,,42.25,242.25,, =××× ,,228.28129.98,,,,,,4816,,
=180.01 kN?m
610=180.01×N?mm
6M180.01,1022mmA===1878.04 s20.9hf0.9,,355300y0
AAA比较和,应按配筋,实际配26 12@160,则钢筋根数为 s2s1s1
4000n=+1=26 160
2mmA=113.1×26=2940.6 s ? 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A、C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:=1598kN,=365kN?m,=120kN。 MVFkkk
C轴:=1727kN,=428kN?m,=114kN。 MVFkkk由前面计算得持力层承载力特征值(未进行宽度修正前)=224.15kPa,计算fa基础和回填土重时的基础埋置深度d=2.425m, Gk
?A轴基础底面积为:
=/(—d)=1598/(224.15—0.7×10—1.725×20)=8.75? AFf,0Gka
基础底面积按20%增大,即
A=1.2=1.2×8.75=10.5? A0
l初步选定基础底面面积A=b=3.5×3=10.5?,且b=3m,不需要再对进行fa
修正。
?C轴基础底面积为:
A=F/(f—,d)=1727/(224.15—0.7×10—1.725×20)=9.46? 0Gka
基础底面积按20%增大,即
AA=1.2=1.2×9.46=11.35? 0
lf初步选定基础底面面积A=b=4×3=12?>11.35,且b=3m,不需要再对进a
行修正。
11、A、C两轴持力层地基承载力验算
?A轴承载力验算:
基础和回填土重为:
G,=d A=(0.7×10+1.725×20)×10.5=435.75kN Gk
基底抵抗矩为:
22l3.5bW= ?/6=3×/6=6.13m?
基底边缘最大与最小应力为:
kmax=[(+)/A]?(/W)=[(1598+435.75)/(3.5×3)] ?[(365+120×FGMpkkkkmin
0.8) /6.13]
268.89,kPa 118.49
验算基础底面应力
?(+)/2=(217.05+141.57)/2=193.69kPa<=224.15kPa,安全。 ppfkmaxkmina?=268.98kPa=1.2=1.2×224.15=268.98kPa,安全。 pfkmaxa
所以,最后确定基础底面面积长3.5m,宽3m。 ?C轴承载力验算:
基础和回填土重为:
=d A=(0.7×10+1.725×20)×12=498kN G,Gk
基底抵抗矩为:
22lW= ?b/6=3×/6=8m? 4
基底边缘最大与最小应力为:
kmax=[(+)/A]?(/W)=[(1727+498)/(4×3)] ?[(428+114×0.8) /8] FGMpkkkkmin
250.32,kPa 120.52
验算基础底面应力
ppf?(+)/2=(250.32+120.52)/2=185.42kPa<=224.15kPa,安全。 kmaxkmina
pf?=250.32kPa<1.2=1.2×224.15=268.98kPa,安全。 kmaxa
所以,最后确定基础底面面积长4m,宽3m。 11、 设计图纸
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、?0.000相当于绝对标高见建筑图。
f2、本工程持力层选用?号土层,地基承载力特征值=180kPa。 ak3、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