柱下独立（联合）基础设计课程设计.doc

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课程设计任务书
设计题目
柱下独立(联合)基础设计
学生姓名
所在院部
土木与建筑工程学院
专业、年级、班
土木工程
设计要求:按照以下所给资料进行基础设计。
1、设计资料
(1)上部结构资料:上部结构为多层全现浇框架结构,框架柱截面尺寸为600mm×600mm,室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm。柱网布置见图1。
图1柱网布置图
(2)横向框架柱内力组合(一般组合)
横向框架柱内力组合(一般组合)
A柱
内力
恒载
活载
右风
内力组合
M




N


-

V
-
-
-
-
B柱
M
-
-

-
N




V

-
-

横向框架柱内力组合(考虑地震)
A柱
内力
恒载
活载
右风
内力组合
M




N




V
-
-
-
-
B柱
M
-
-


N




V


-
-
(3)场地条件
拟建建筑场地平整,土层起伏不大。场地地下水类型为潜水,,对混凝土无侵蚀性。场地土层等效剪切波速为146m/s,
2
。场地为稳定场地,场地类别为Ⅱ类。自上而下土层分布如下:
①杂填土:,含部分建筑垃圾;
②粉质黏土:,软塑,潮湿,承载力特征值;
③粉质黏土:,可塑,稍湿,承载力特征值;
④淤泥质粉质黏土:厚2m,承载力特征值;
⑤强风化砂质泥岩:,承载力特征值;
⑥中风化砂质泥岩:,承载力特征值。
场地物理力学性质指标如下:
表1场地物理力学指标
层号
天然重度
()
孔隙比
黏聚力
()
内摩擦角
(˚)
压缩模量
()
抗压强度
()
承载力特征值
()
①

②


34
13

130
③


25
23

185
④


18


95
⑤
22
20
25

300
⑥
24
15
40

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(4)材料:混凝土等级C20~C30,钢筋HPB300、HPRB335级。
2、设计内容
设计柱下独立基础,包括确定基础埋深、基础底面尺寸,对基础进行结构内力分析、强度计算,确定基础高度、进行配筋计算并满足构造设计要求,编写设计计算书。
绘制基础施工图,包括基础平面布置图、基础施工图,并提出必要的技术说明。
学生应完成的工作:
1、设计计算书(A4)
(1)确定地基持力层和基础埋置深度;
(2)确定基础底面尺寸,验算地基承载力;
(3)对基础进行抗冲切承载力验算,确定基础高度;
(4)对基础进行正截面受弯承载力验算,给基础底板配筋;
2、设计图纸(A4或A3)
(1)基础平面布置图
(2)基础配筋图
3
要求分析过程详细,计算步骤完整,设计说明书的编写应具有条理性,图纸整洁清晰。
参考文献阅读:
[1]华南大学,浙江大学,湖南大学编,基础工程(第二版)[M],中国建筑工业出版社,2011
[2]《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)[S],中国建筑工业出版社,2012
[3]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)[S],中国建筑工业出版社,2012
[4]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)[S],中国建筑工业出版社,2011
工作计划:
课程设计时间:5天。
其中:
1、布置任务、;
2、确定设计方案、计算2天;
3、整理设计说明书、
4、打印并上交设计说明书、图纸1天。
任务下达日期:2013年12月16日
任务完成日期:2013年12月20日
目录
4
摘要、关键词…………………………………………………………………1
……………………………………………………………………2
……………………………………………………………………4
…………………………………………………………………11
………………………………………………………………18
…………………………………………………………………19
………………………………………………………………………20
8
1
柱下独立(联合)基础设计
摘要:根据相关的柱网布置、荷载、地理条件等方面的要求设计一桩基础,设计的内容主要有基础的基础的结构型式、材料与平面布置;确定基础的埋置深度d;计算地基承载力特征值,并经深度和宽度修正,确定修正后的地基承载力特征值;根据作用在基础顶面荷载F和深宽修正后的地基承载力特征值,计算基础的底面积;计算基础高度并确定剖面形状;若地基持力层下部存在软弱土层时,则需验算软弱下卧层的承载力;进行配筋的计算并配筋;最后绘制施工图。
关键词:独立基础联合基础基础埋深底面尺寸基础高度配筋施工图
2

1、上部结构资料
上部结构为多层全现浇框架结构,框架柱截面尺寸为600mm×600mm,室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm。柱网布置见图1。
柱网布置图
(2)横向框架柱内力组合(一般组合)
横向框架柱内力组合(一般组合)
A柱
内力
恒载
活载
右风
内力组合
M




N


-

V
-
-
-
-
B柱
M
-
-

-
N




V

-
-

横向框架柱内力组合(考虑地震)
A柱
内力
恒载
活载
右风
内力组合
M




N




V
-
-
-
-
B柱
M
-
-


N




V


-
-
场地条件:拟建建筑场地平整,土层起伏不大。场地地下水类型为潜水,,对混凝土无侵蚀性。场地土层等效剪切波速为146m/s,。场地为稳定场地,场地类别为Ⅱ类。自上而下土层分布如下:
①杂填土:,含部分建筑垃圾;
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②粉质黏土:,软塑,潮湿,承载力特征值;
③粉质黏土:,可塑,稍湿,承载力特征值;
④淤泥质粉质黏土:厚2m,承载力特征值;
⑤强风化砂质泥岩:,承载力特征值;
⑥中风化砂质泥岩:,承载力特征值。
场地物理力学性质指标如下:
表1场地物理力学指标
层号
天然重度
()
孔隙比
黏聚力
()
内摩擦角
(˚)
压缩模量
()
抗压强度
()
承载力特征值
()
①

②


34
13

130
③


25
23

185
④


18


95
⑤
22
20
25

300
⑥
24
15
40

620
1
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基础承载力计算时,应采用荷载标准组合。
恒+(活k+风k)或恒k+活k,取两者中大者。
以轴线⑥为计算单元进行基础设计,上部结构传来柱底荷载标准值详见表8-14。
(1)边柱柱底
恒+(活k+风k):
kN·m
kN
kN
恒k+活k:
kN·m
kN
kN
由于恒+(活k+风k)<恒k+活k,则组合采用(恒k+活k)。
(2)中柱柱底
恒+(活k+风k):
kN·m
kN
kN
恒k+活k:
kN·m
kN
kN
由于恒+(活k+风k)<恒k+活k,则组合采用(恒k+活k)。
1
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(3)基础连系梁
设计基础连系梁底面与基础顶面位于同一标高,连系梁设计截面尺寸为:,则连系梁传来荷载标准值为:
kN/m
(4)底层墙
底层墙高包括两部分。一是首层框架梁底至,高度为:-=;二是至基础连系梁顶面,高度为:--=。则底层墙重为:
以上:kN/m(墙体采用轻质填充砌块,)
以下:kN/m(采用一般黏土砖,)
基础连系梁、底层墙传来荷载标准值为:
()
根据以上计算结果,柱A、柱B下基础所受荷载标准值如下()。
Vk
Mk
Fk1
Fk
Fk1
Fk
Mk
Vk
、柱B基础受力示意图
柱A基础:框架柱传来的竖向力kN;
底层墙、基础连系梁重kN,;
基础顶面传来的柱底弯矩kN·m;
基础顶面传来的柱底剪力kN。
柱B基础:框架柱传来的竖向力kN;
底层墙、基础连系梁重kN,;
基础顶面传来的柱底弯矩kN·m;
1
6
基础顶面传来的柱底剪力kN。

根据工程地质条件,取第③层粉质黏土作为持力层,地基承载力特征值kPa。,室外地坪标高同天然地面,,()。土层分布及基础埋深示意图如下:



(1)初估基底尺寸
由于基底尺寸未知,持力层的承载力特征值先仅考虑深度修正,持力层为粉质黏土,查得。
基底以上土的加权平均重度:
地基承载力修正值:
kPa
(d按从天然地面算起,加权土重度,,,)
基础受竖向荷载标准组合值:
基础底面积:
设,<
1