柱下钢筋混凝土独立基础和双柱联合基础课程设计.docx
土力学与根底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。底层柱网平面如下图，柱截面尺寸均为450un×45o2、地质资料(1)地基土自上而下：第一层：素填土，厚1根，/=7.SkNZm3；第二层：粉质黏土，厚9根，=18.7Wm3,e=0.885,Es=1.5MPa,c=15kpa.=20°.fak=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)西宁地区标准冻深一1.16m,最大冻深一1.34m,土的冻胀类别属不冻胀。3、荷载(1)外柱：A、D轴，根底承受上部荷载Mn=220ZNM,Fkx=1780kN,Vxk=48AsTVo(2)内柱：B、C轴，根底承受荷载F2k=1560kNo二、设计内容1、设计轴外柱下钢筋混凝土独立根底、内柱下双柱联合根底；2、绘制根底平面布置图(1:100)、配筋图(1:30),并编写施工说明;三、设计步骤1、确定根底的埋置深度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、根底结构设计；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,。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，土力学与根底工程，武汉理工大学出版社。2、中华人民共和国国家标准，建筑地基根底设计标准(GB50007-2011).北京：中国建筑工业出版社，2011o土力学与地基工程课程设计计算书一、确定根底持力层及根底的类型地基土自上而下分为两层，第一层为LOm厚的杂填土，第二层为9.Om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，将根底底部落在粉质粘土上，那么可以采取浅根底形式。各框架柱的内力较大，且有弯矩、剪力作用，故采用钢筋混凝土根底(柔性根底)一一A.D轴为柱下钢筋混凝土独立根底，B.C轴为双柱联合根底。二、轴外注下钢筋混凝土独立根底设计1 .根底埋置深度确实定：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T.34m;m,本设计取第二层土为持力层，所以考虑取室外地坪到根底底面为。由此得根底剖面示意图如下：2 .确定地基承载力特征值fa根据地质资料，查表得d=0%=l0基底以上土的加权平均重度持力层承载力特征值。(先不考虑对根底宽度的修正)3 .初步选择基底尺寸<1>、取柱底荷载标准值：Mbt=22()女Nm,Fkl=1780kN,Vxk=48ArTV计算根底和回填土重&时的根底埋深根底底面积:A)Fz .1780fa-c'd 298.03 - 20×1.725=6.75/由于偏心不大，根底底面积按20%增大，即:初步选定根底底面面积A=0=3.5x2.4=8.4m2,且b=2.4m<3机不需要再对A进行修正。<2>、验算持力层地基承载力：回填土和根底重：偏心距:220+48x0.81780 + 289.8=0.125 in < = 0.58ZH 6基底最大压力:=Fz+Gk ( 6讨 1780+289.8 J 6x0.125)max AI I )8.4.13.5 )= 299.2KE <1.2力(=357.64KR)心向 >0,满足所以，最后确定根底底面尺寸为x? = 3.56X2.4机<3>、计算基底净反力外净偏心距Mlk _ 220 + 48 x 0.8 Tr = -i-=0.145 m根底边缘处的最大和最小净反力4.确定根底高度(采用阶梯形根底)<1>.柱边根底截面抗冲切验算娜处冲切冲嬷算殖=35%,b=2.4m,al=bi.=0.45w,ac=0.45w初步选定根底高度=800wm,分两个台阶，每阶高度均为400nn,o=800-(40+10)=750/W?(有垫层)，混凝土采用C30,工=1.43%/叼2,保护层为：40(11111；垫层：混凝土C15,厚IOonmb出根底边100lnmoab=Cil+2%=0.45+2×0.75=1.95/?<b=2Am,因偏心受压，ptlpfimax=264.57KPa冲切力：抗冲切力：=900.93>478.87KN,满足<2>、变阶处抗冲切验算at=bx=.5m,a=1.9m,0l=400-50=350w?ab=at-2hm=1.5+2×0.35=2.2m<b=2.4m,取生=2.2m冲切力:耳=&max=264.57×f-0.351x2.4-f-0.35抗冲切力：=648.15>283.1M,满足5 .配筋计算选用的HRB335级钢筋，fy=3OONmm2偏心受压柱根底底板配筋计算简图<1>、根底长边方向IT截面（柱边）柱边净反力：Pnj = min21悬臂局部净反力平均值:弯矩:Ml =(»"(-/)2(2人 + )钢筋面积： Avj4917×1°6 2428.1W0.9v 0.9 × 300×7503-3截面（变阶处）变阶处净反力:P3=P . +Ltk(p -P .),3wmin .max n,mn /弯矩:4 =3 241 ( 4ma + K,3(/-4)2(2 )钢筋面积:53 094%339 XIo6 =3591.6/10.9 × 300×350比拟ASJ和A53，应按Ag3=3591.6?？酉己筋AQSQIA每米宽配筋面积A=%=与?=14965m/配16130A,=1547mm2>A；满足钢筋根数:2400-100130+ 1 = 19满足实配钢筋面积A-=19×201.1=3820.9制2>3591.6三2即实配钢筋为1916(g)130<2>、根底短边方向因为该根底受单向偏心荷载作用，所以，在根底短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取：Ptt=L(>jma+pnmin)=1x(264.57÷159.24)=21.9KPa2-2截面(柱边)弯矩：2=与缶一)2(2+q)钢筋面积:M09"°250.12×1060.9 × 300 × 750=1235.2?24-4截面(变阶处)弯矩：M4="©-仇)2(2/+%)钢筋面积:A.4此09f的63.65 × IO6- 0.9 × 3OO×35O=673.5/w/w2比拟A512和AU，应按4.2=1235.2?，配筋,每米宽配筋面积Q%等=228.7版配10 2004$ =393zwi2>A; 满足钢筋根数=350100+l=18实配钢筋而树=18×78.5=1413mm2>235.2mm2满足即实配钢筋为186102006 .根底配筋大样图：见施工图三、轴内柱下双柱联合根底设计1.确定荷载的合力和合力作用点作用在根底顶面的竖向荷载为：入2=1560KN,合力F=2F2k=3120KNI1=24(X)mm,由Mb=0有Fx0=Fk2Z1得XO=早=1.2mF3120=L21.6"7去/=.5m以合力作用点作为基底的形心，那么基底长度为=2(x0+0)=2×(1.2+1.5)5.4m此时基底压力均匀分布2 .确定根底底面宽度有所以，根底底面尺寸为/X人=5.4mx2.2m满足设计要求3 .按静定梁计算根底内力根底沿纵向的净反力由剪力为0的截面确定最大弯矩的截面位置，假定弯矩最大截面至根底左端距离为X那么V=bRxF，当V=O时有X=&=改=2.7mbpn577.8最大负弯矩最大正弯矩抗冲切强度验算：考虑沿柱全周边的冲切作用<1>、柱1:冲切力F1=F2k-P/AP.=£=12=262,63bl5.4×2.2破坏锥体实际底面积：A,=(/o+?+%'(H+2%)=(L5+竽+%'x(0.45+2%)=2后+3.9%+0776上下周边平均值：bm=2q+=20+(+)=2×fl.5+-+ol+O.45+o=30+3.9I2J2.J由F1.lhpflbmho有2k-PnA1W07%也也即1560-262.63(2睛+3.9%+0.776)0.7×1.43×IO3×BhO+39)%解得：%275nn那么=+40=35mm取=500ZmI则实际的%=50040=460"M由>1=要2=400加机即根底高度大于柱距的1/6,因此无需配置受剪钢筋66<2>、柱2的计算同柱1< 3>、抗冲切验算：计算截面在冲切破坏锥体底面边缘处:< 1>、纵向钢筋A.底面配筋:每米宽配筋面积小务甯=2379.配18100AS=2545mm2>A,s满足钢筋根数:i°T%l = 22100实际配筋：AS=22x254.5=5599三2>5233.Ifiim2满足即实配钢筋为2218（g）100B.顶面配筋每米宽配筋面积Q务翳=856.68,加配中12130As=870三2>a;满足痴Iv'粕特2200100钢筋根数n=+1=17130实际配筋A5=17×113.1=1922.7三2>1884.7mn2满足即实配钢筋为17中12130< 2>、横向配筋（等效梁根底横向宽度为b,在柱下取一垂直于根底纵向的假想等效梁进行计算。宽度沿根底的纵向）A.柱1等效梁宽度为2=4+0.75儿那么等效梁底面积为4=。（勺+0.75%）其基底净压力为Pn=-7&7=7-r=891.94b(ae+0.75%)2.2X(0.45+0.75×0.46)i柱截面弯矩为横向钢筋面积,M310.23×1062A=2497.8wS0.9v0.9×3×460每米宽配筋面积a，A2497.8ZIGg,A=462.5611wI5.4配中10160As=49mm2>A,s满足钢筋根数5400-1001zln=+1=34160实际配筋Av=34x78.6=2669mm2>2487.8三r满足即实配钢筋为3410160B.柱2的计算同柱16.根底配筋大样图：见施工图
