基础工程课程设计浅基础修订稿

基础工程课程设计浅基

础

Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】

专业班级建筑工程技术1002班学号

姓名肖庆

日期

《基础工程》课程设计专业班级建筑工程技术1002班

学号

姓名肖庆

日期

基础工程课程设计任务书

设计题目：武汉一中学宿舍楼基础

设计

班级建工10级

学生肖庆

指导教师杨泰华、王瑞芳

武汉科技大学城市建设学院

二O12年五月

一.设计题目:武汉一中学宿舍楼基础设计

二.建设地点：武汉市

三.设计原始资料：

1.地质、水文资料:

根据工程地质勘测报告，拟建场地地势较为平坦，该场地地表以下土层分布情况如表1所示。

地下水位距地表最低为-1.8m ，对建筑物基础无影响。 2.气象资料:

全年主导风向为偏南风，夏季主导风向为东南风，冬季主导风向为北偏西风；常年降雨量为1283.7mm 左右，基本风压为m 2。

3.底层室内主要地坪标高为士，相当于绝对标高6.564m 。 四.上部结构资料

上部结构为框架结构，采用粉煤灰轻渣空心砌块，3/8m kN =γ，底层填充墙高为3.4m 。地基基础设计等级为乙级。柱截面尺寸为400mm*500mm;传至底层柱下端的荷载分别为：

传到边柱A 、D 轴线的荷载为：（1）k F =（1234+3n ）kN ，m kN n M k .)250(+=,剪力k H =(30+2n)kN 。（其中，k k H M ,沿柱截面长边方向作用；n 为学生学号最后两位数）；

传到 中柱B 、C 轴线的荷载为：轴力k F =(1643+2n)kN ，m kN n M k .)360(+= 所有柱剪力作用在基础顶面；基础梁截面尺寸取为250mm*400mm 。 五、设计内容及要求A.柱下独立基础

对于边柱，采用柱下独立基础。设计参照教材例2-2及例2-3. B.双柱联合基础

对于间距小的中柱，可采用双柱联合基础。 轴线

C.轴线3及J 相交的柱；轴线K 及2相交的柱荷载同边柱A 、D 轴线的柱； 轴线1及C 相交的柱和轴线2及B 相交的柱采用双柱联合基础。

D.计算步骤

（1）确定基础底面尺寸；

（2）持力层（软弱下卧层）承载力验算；

（3）确定基础高度，并进行抗冲切验算；

（4）基础底板的配筋计算。

六、设计成果

1.基础平面布置：包括柱和基础底板平面布置图、基础梁的布置及各自编号；

2、柱下独立基础和双柱联合基础的详图；

3.、必要的设计说明。

建议图纸采用A3幅面，表达要清楚；计算说明书一律用A4幅面；装订顺序：封面（包含信息：《基础工程》课程设计，专业班级，学号，姓名，日期），设计任务书，计算说明书，施工图（图纸折叠成A4大小）。

七.设计参考资料

①混凝土结构（教材）

②高层建筑结构设计（教材）

③土力学与地基基础（教材）

④混凝土结构设计规范（GB50010-2001）

⑤建筑结构荷载规范（GB50009-2001）

⑥建筑地基基础设计规范（GB50007-2001）

⑦《建筑桩基技术规范》 JGJ 94-2008

⑧相关的构造图集

注：每个班学号为单号的学生做浅基础的设计；为双号的同学做桩基础的设计。学生也可以自由选择设计题目。

结构平面布置图为：（每根梁上均有轻质墙体，墙厚250mm）

计算说明书

一、轴线A、D上边柱采用柱下独立基础(JC-1)

已知条件：

柱尺寸为400mm*500mm，荷载为

F F=(1234+3×57)KN=1405KN M K=(50+

2×57)KNm=166KNmH K=(30+2×57)KN=144KN

假定基础埋深为d=，采用C20混凝土，HRB335级钢筋，设置C10厚100混凝土垫层，室内外高差，则平均埋深d?=1.6+2.05

2

=1.825m，f t=1100KPa，βhp=1.0

（1）承载力修正

对粉砂，查教材《基础工程》表2-4得：ηb=2.0，ηd=3.0

先不考虑宽度修正，则

f a=f ak+ηdγm(d?0.5)

=230+3×0.6×18.5+1.0×19.5

0.6+1.0

×(1.6?0.5)

=293.1KPa

（2）A=(1.1?1.4)F K

f a?γG d?=（1.1~1.4）×1405

293.1?20×1.825

=

6~7.7m2确定基底面积

由于力矩较大，可取较大面积b=，F=3.0m

（3）P kmax

P kmin

=P k±M

W

=1405+20×2.5×3×1.825

2.5×3

±6×(164+144×1.825)

32×2.5

=

{337.6kpa<1.2f a

=351.7kpa

110kpa>0验算持力层承载力

且P?=223.8kpa

ηb=0，ηd=1.0由E S2

E S3=5

1.1

≈5，Z

b

=2

2.5

=0.8>0.5，查教材

《基础工程》表2-5得θ=25°，查表2-4得对于淤泥质土

则有：软弱下卧层顶面处附加压力σz =

Fb（P k ?σcd）

(b +2ztanθ)（F +2ztanθ）=

2.5×3×（22

3.8?0.6×18.5?19.5×1)

(2.5+2×2×tan25°)(3+2×2×tan25°)

=68.2kpa

软弱下卧层顶面处自重应力为

σcz =γ1d 1+γ2d 2+γ3d 3=18.5×0.6+19.5×1.2+9.5×1.8

=51.6kpa

软弱下卧层顶面处地基承载力修正特征值为

f az

=f akz +ηd γm (d +z ?0.5)=78+1×51.6

3.6

×(3.6?0.5)

=122.4kpa

由于σz +σcz =68.2+51.6=119.8kpa

考虑柱钢筋锚固直线段长度及混凝土保护层：30d+40≈640mm ，初步取基础高度为h=800mm ，采用二级台阶形基础，每级400mm 。

基底净反力：P jmax P jmin =F bF ±M W =1.35×14052.5×3±1.35×(164+144×1.825)×6

32×2.5=

{

406.5KPa

99.3KPa

① 验算柱边冲切：h 0=(800?45)mm =0.755m

F bl =P jmax A l =P jmax [(F 2

?h 2

?h 0)×b ?(b

2

?

a t 2

?h 0)2

]

=406.5×[(32?0.52?0.755)×2.5?(2.52?0.4

2

?0.755)2

]

=

0.7βhp f t a m h 0=0.7×1.0×1100×(0.4+0.755)×0.755

=>F bl = (满足要求)

② 验算台阶处的冲切： h 0=(400?45)mm =0.355m

F bl =P jmax A l =P jmax [(F 2

?h 2

?h 0)×b ?(b

2

?

a t 2

?h 0)2

]

=×[(32

?0.85?0.355)×2.5?(

2.52

?0.6?0.355)2

]

=

0.7βhp f t a m h 0=0.7×1.0×1100×(1.2+0.355)×0.355

=﹥F bl = (满足要求)

(6)基础底板配筋： 柱边弯矩： 已知

P jⅠ=406.5?(406.5?99.3)×（2.5?0.4）2?2.5?=277.5kpa

则：M Ⅰ=a 1212

[(2b +a ′)(P jmax +P jⅠ)+（P jmax ?P jⅠ）b ]

=

1.5212

[(2×2.5+0.4)(406.5+277.5)+（406.5?277.5）×2.5]

=753KN ·m

M Ⅱ

=148

(F ?a ′)2

(2b +b ′)(P jmax +P jmin )

=1

48

(3?0.4)2(2×2.5+0.5)(406.5+99.3)=391.8 KN·m

则有A sⅠ=

M

Ⅰ

0.9h0f y

=753×106

0.9×755×300

=3694mm2

每米A s=3694

2.5

=1478mm2∕m配14@110

同理A sⅡ=MⅡ

0.9（h0?d）f y =391.8×106

0.9（755?10）×300

=1948mm2

每米A s=1948

3

=649mm2∕m配10@120

二、轴线B、C上的中柱采用双柱联合基础(JC-2)

已知条件：

柱尺寸为400mm*500mm，荷载为

F F=(1643+2×57)KN=1757KN,

M K=(60+3×57)KNm=231KNm，(由室内算起)埋深为，由于M B、M C方向相反，故整体不存在偏心荷载。f t=1100KPa，βhp=1.0

(1)确定基础形心位置及基础长度；

基础两侧挑出长度为

F1=(1

4?1

3

)×6300=1575mm?2100mm

取F1=2100mm，则基础长度为

F=2×2.1+2.1=6.3m 根据基础的对称性知基础形心即在B、C轴线中点

f a=f ak+ηdγm(d?0.5)=230+3×1.05×18.5+1.0×19.5

2.05

×(2.05?0.5)=318.3KPa（2）承载力修正查表得ηb=2.0，ηd=3.0，先不考虑宽度修正，则

（3）确定基础宽度

荷载采用荷载效应标准组合，于是

b=F K1+F K2

F(f a?γG)=1757×2

6.3×(318.3?20×2.05)

=2.01m取b=

（4）计算基础内力

净反力设计值p j=F1+F2

Fb =1757×2×1.35

6.3×2

=376.5KPa

bp

j

=2×376.5=753KPa 由剪力和弯矩的计算结果绘出V图、M图（5）确定基础高度

取h=F1

5?=

2100

5

?=525mm，则h0=525?45=480mm

①受冲切承载力验算

根据对称性知两柱受冲切情况一致，故只需验算任意一个柱对柱1而言

F F=F1?P j(a c1+2h0)(b c1+2h0)=1757×1.35?

376.5×(0.5+2×0.48)×(0.4+2×0.48)=1360.8KN且b m= 2(a c1+b c1)+4h0=2×0.9+4×0.48=3.72m

0.7βh f t b m h0=0.7×1×1100×3.72×0.48=1375KN

>F F=1360.8KN (可以)

②受剪承载力验算

同理：取柱1冲切破坏锥体底面边缘处截面为计算截面，该截面剪力值为

V=V max?bP j(0.5a c1+h0)=966.3?2×376.5×(0.25+0.48) =416.6KN

0.7βh f t bh0=0.7×1×1100×2×0.48=739.2KN>V

(可以)

（6）配筋计算

①纵向钢筋

由弯矩图知柱间无负弯矩，故基础顶面只需按构造配筋，可配10@100由图知最大正弯矩为M=·m，所需钢筋面积为：

A S=

M

0.9f y h0

=

830.2×106

0.9×360×480

=5338mm2

综上知：基础底面选用HRB400钢筋，配11 25，其中1/2（5根）通长布置；基础顶面选用HPB235级钢筋，配1010@120，其中1/3（4根）通长布置。

②横向钢筋（采用HPB335级钢筋，查《混凝土结构》f y=300N/mm2）

根据基础的对称性知柱1、2的等效梁宽相等，只需计算一个柱的配筋即可，对柱1，等效梁宽为：

a c1+1.5h0=0.5+1.5×0.48=1.22m

基底净压力：P n1=F1

b（a c1+1.5h0）=1757×1.35

2×1.22

=972.1KPa

柱边截面弯矩为：M1=0.5P n1(b?b c1

2

)2（a c1+1.5h0）

=0.5×972.1×(2?0.4

2

)2×1.22=379.5KN?m

则A s=M

0.9f y h0=379.5×106

0.9×300×480

=2928.2mm2

每米A s=2928.2

1.22

=2400.2mm2/m

选用14@70，A s=2199mm2/m