基础工程课程设计--钢筋混凝土柱下独立基础设计.doc
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1、基础工程课 程 设 计目录1、钢筋混凝土柱下独立基础设计1 1.1 已知条件1 1.2 持力层的选择1 1.3 地基承载力特征值及修正1 1.4 确定基础底面尺寸2 1.5 软弱下卧层承载力验算3 1.6 计算沉降量3 1.7 基础剖面设计及配筋计算5 1.8 绘制施工图72、桩基础设计8 2.1 已知条件8 2.2 桩的类型及截面尺寸的选择8 2.3 桩端持力层、承台埋深的选择及单桩竖向承载力的计算8 2.4 确定桩数、间距及平面布置9 2.5 承台设计10 2.6 沉降计算13 2.7 绘制施工图15 设计一:钢筋混凝土柱下独立基础设计1.1 已知条件 按照基础工程课程设计任务书(见附录)
2、中的要求得知:竖向力;力矩M=155KNm;水平荷载H=10+9=19KN;准永久组合F=609-50=559KN。1.2持力层的选择依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2011(以下简称规范),在保证建筑安全和正常使用的前提下,基础应尽量浅埋,一般情况下不小于0.5m。根据荷载和地基条件,应初步考虑以层黏土层为独立基础的持力层。基地埋深为2.0m,选择矩形基础。1.3地基承载力特征值及修正由表一知:黏土层承载力特征值为、孔隙比、液性指数。查表(参3)2-15得: 那么修正地基承载力特征值公式:其中: 估计基础宽度小于3m,那么取b=2。则 1.4确定基础底面尺寸1.4.1按中心荷载初步
3、估算基底面积 1.4.2考虑到偏心荷载作用,将基地面积扩大1.3倍,即 采用。1.4.3验算基底面积按照建筑地基基础设计规范,基底应力必须满足一下要求: 按假定的基础底面面积,基底的最大和最小的边缘压力: 其中: 那么: 满足要求1.5软弱下卧层承载力验算下卧层承载力验算要满足:1.5.1基底压力 1.5.2作用于软弱下卧层上的压力软弱下卧层顶面的自重应力: 软弱下卧层顶面的附加应力: z=3.6m,z/b=1.8,。查(参3)表2-17,取应力扩散角。数据代入式中得: 1.5.3下卧层顶面总压力 满足要求1.6计算沉降量地基沉降计算采用分层总和法,荷载组合采用准永久组合。1.6.1基地附加压
4、力基地压力:基底附加压力: 1.6.2沉降量据规范5.3.5条,则 a/b=3/2.1=1.43,则平均附加应力系数表:z/mz/bEs/001.08.40.60.30.9698.41.80.90.7708.42.41.20.6638.43.61.80.5138.44.62.30.42935.62.80.33636.63.30.32011.87.63.80.28411.88.44.20.26011.8 =36.04计算到基础地面以下7.6m即可。 1.7基础剖面设计及配筋计算 混凝土采用C20(),钢筋选用HRB335,钢筋抗拉强度设计值为fy=300;采用锥形基础,基础高度取600mm,基底
5、有100mm垫层,保护层取50mm厚。1.7.1荷载组合进行扩展基础的计算应采用作用的基本组合。按地基设计规范,作用的基本组合可采用标准组合乘以1.35的分项系数,即。因此作用在基础上的外荷载,。1.7.2基础地面净反力荷载偏心距 基底净反力 1.7.3基础冲切验算(1)面积上地基总净反力计算由(参3)式(2-66) =0.8375按面积上作用着计,则 (2)验算冲切破坏面的抗剪承载力 因为混凝土,其轴心抗压强度设计值为 满足 1.7.4柱边基础弯矩计算柱边与远侧基础边缘距离 柱边处的基底净反力 I截面弯矩: = =202.5II截面弯矩: = =58.461.7.5配筋计算对于I-I截面:
6、钢筋面积 采用15B12200的钢筋,平行于II截面布置。对于II-II截面:钢筋面积 采用6B10200的钢筋,平行于I-I截面布置。1.8施工图绘制 见1号图纸结构1,独立基础平面图和剖面配筋图。设计二:桩基础设计2.1已知条件 按照基础工程课程设计任务书中的要求得知:竖向力;力矩;准永久组合D的竖向力F=6409-50=6359KN。2.2桩的类型及截面尺寸的选择 采用截面为的预制钢筋混凝土、竖向抗压、非挤土、端承方桩。2.3桩端持力层、承台埋深的选择及单桩竖向承载力的计算2.3.1桩端持力层及承台埋深根据荷载和地质条件,应初步考虑以第层中sha层为桩端持力层。桩端进入持力层为1.3m,
7、桩长10m,承台埋深为1.6m。2.3.2单桩竖向承载力据规范8.5.6-1条,估算单桩承载力特征值: 其中: 查表2数据得: =749.8kN2.4确定桩数、间距及平面布置2.4.1确定桩数初步确定桩数先假设承台尺寸为,厚度为,承台及其上土平均重度为,则承台及其上土自重的标准值为: 根据(参3)式(4-37) 可取9根桩,设承台的平面尺寸,图见群桩中单桩承载力验算 按照设计的承台尺寸,计算单桩的平均竖向力: 故符合要求。按照(参3)式(4-39)计算单桩偏心荷载下最大竖向力为 =748.52+=798.4 因 故满足要求。承台可取9根桩进行设计。2.4.2间距及平面布承台平面尺寸为,桩间间距
8、取1200mm。平面布置图下:2.5承台设计在承台设计中,取相应于作用基本组合有效的设计值,可按下式计算:,所以,。承台下设厚度100mm,强度等级为C10的混凝土垫层,保护层为50mm,则;混凝土强度等级取C20,混凝土抗拉强度为,钢筋选用HRB335,钢筋抗拉强度设计值为。2.5.1抗弯计算与配筋设计各桩不计承台以及其上土重G部分的净反力为:各桩平均竖向力最大竖向力 对于I-I断面: 钢筋面积为采用25B22135的钢筋,平行于轴布置。对于II-II断面: 钢筋面积为采用24B22140的钢筋,平行于轴布置。2.5.2承台抗冲切验算据规范8.5.19条:柱的向下冲切验算有则 =柱顶的平均净
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