1、课程名称：基础工程设计题目：柱下钢筋混凝土独立基础院系： 土木工程系 专业： 年级： 学号： 姓名： XXX 指导教师： 课程设计任务书专业 姓名 学号 开题日期： 2012 年4 月6日完成日期： 2012 年 4 月 30 日一、设计的目的 通过本次设计，让学生初步掌握柱下钢筋混凝土独立基础的设计步骤、方法及具体的计算过程。培养从事基础工程浅基础的设计能力二、设计的内容每人按照本班学习委员的安排，根据所在组号和题号，完成各自要求的轴线基础设计。对另外两根轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸。 1、柱下独立基础的设计及设计依据； 2、柱下独立基础的计算； 3、柱下独立基础的配筋；
2、4、绘制相应的基础平面图、立面图、剖面图；三、设计要求： 1、设计柱下独立基础，包括确定基础埋深、基础底面尺寸，对基础进行结构的内力分析、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。 2、绘制基础施工图，包括基础平面布置图、基础大样图，并提出必要的技术说明，提出施工方法的建议。三、指导教师评语四、成绩指导教师 (签章)年月日第一部分 课程设计资料（一）设计题目：柱下钢筋混凝土独立基础（二）设计资料：1、地形：拟建建筑场地平整2、工程地质资料：自上而下依次为： 填土：厚约 0.5m，含部分建筑垃圾；粉质粘土：厚 1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值 fak=130KN
3、/m2；粘土：厚 1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值 fak=180KN/m2；全风化砂质泥岩：厚 2.7m,承载力特征值 fak=240KN/m2；强风化砂质泥岩：厚 3.0m,承载力特征值 fak=300KN/m2；中风化砂质泥岩：厚 4.0m,承载力特征值 fak=620KN/m2；地基岩土物理力学参数表表 2.1地层代号土名天然地基土重度（）孔隙比（e）凝聚力（c）内摩擦角（）压缩系数(a1-2)压缩模量（Es）抗压强度（frk）承载力特征值（fak）KN/mKPa度MPa-1MPaMPaKPa杂填土18粉质粘土200.6534130.2010.0130粘土19.40.5825230.
4、228.2180全风化砂质泥岩2122300.8240强风化砂质泥岩2220253.0300中风化砂质泥岩2415404.06203、水文资料为：地下水对混凝土无侵蚀性。地下水位深度：位于地表下 1.5m。4、上部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm。柱网布置见下图,图中仅画出了 1-6 列柱子，其余 7-10 列柱子和 3-1 列柱子对称。图 2-1 柱网平面图上部结构作用在柱底的荷载标准值见表 2：上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合设计值见表 3：柱底荷载标准值表 2柱号Fk (KN)Mk (KNm)Vk (KN)A 轴B 轴C 轴A 轴
5、B 轴C 轴A 轴B 轴C 轴197515481187140100198464844210321615125216412522155605231090173013121901502426266574115018151370210175271717367512181873143323519329780837461282188314962572183258690837133919701560284242355969589814022057161823126637710210498915342140167733528840210911310610159822051727365309428120117
6、114柱底荷载效应基本组合设计值表 3柱号F (KN)M (KNm)V (KN)A 轴B 轴C 轴A 轴B 轴C 轴A 轴B 轴C 轴11268201215441831302586062582134221001627214163288727867314182250170624819531581867441496236017822742283539395885158424351863306251386104108966166724481945334284423112117108717412562202836931546212512411681823267421043913464911331361
7、289199527832181425375523142147138102078286622454554025571561531495、材料：混凝土等级25C30，钢筋、级。6、根据以上所给资料及学生人数，可划分为若干个组。如：第 1 组共十人，基础持力层选用土层，设计 A 轴柱下独立基础； 第 2 组共十人，基础持力层选用土层，设计 B 轴柱下独立基础；第 3 组共十人，基础持力层选用土层，设计 C 轴柱下独立基础；基础及地层情况一、A-6 柱基础的设计（1） 确定基础埋深 d、初拟地基尺寸 bl根据设计要求，基础持力层为土层且为室内柱，故假定 d=2500mm。地基岩土物理力学参数表 2.1
8、:e=0.58，可塑土：0.25IL0.75,查表ak（3-4），得 b=0.3, d=1.6。仅对深度进行修正。 f= 180KN / m2g = 18(0.45 + 0.5) +1.0 20 + 0.2 (20 -10) + 0.8 (19.4 -10) = 15.80KN / m3m2.95fa = fak +hg(bb- 3) +hgmb(d - 5) = 180 + 0 +1.6 15.8(2.5 - 0.5) = 230.56Kpa Fk = 1282KN fa = 230.56kpag H = 20 (1.5 + 0.45) +10 = 44.5kpaGA Fk2=1282= 6
9、.89m2 ，取 A = 7m2fa -lG H230.56 - 44.51令 A = 1.2 A1= 1.2 7 = 8.4 m2拟定地面尺寸b l = 3400mm 3000mm ， A = 10.2m2计算基地荷载：Gk = gG HA = 44.510.2 = 453.9KNMk = 257 + 86 (2.5 + 0.45) = 510.7KN / mW = 1 lb2 = 1 3 3.42 = 5.78m3166（2） 、持力层检算承载力验算：P= Fk + Gk + Mk= 1282 + 453.9 + 510.7 = 258.42kpa 0k minAW110.25.78P =
10、 Pk max + Pk mink2= 258.42 + 81.71 = 170.07kpa f2a偏心距验算：e =Mk=510.7= 0.294m b = 3 = 0.5mFk + Gk1282 + 453.966故持力层承载力满足要求（3） 基地净反力的计算P= F M= 1667 334 +112 (2.5 + 0.45) = 278.38kpa j maxj minAW110.25.78 48.49kpa（4） 确定基础高度初拟基础高度 h=700mm。按照地基规范要求，铺设垫层时保护层厚度不小于 40mm，因此可假设基础重心到混凝土外表面距离为 50mm。故钢筋的有效高度为 h0=
11、700-50=650mm。ab = at + 2h0 = 500 + 2 650 = 1800mm l = 3000mma = at + ab m2= 500 +1800 = 1150mm 2A = ( b - bt - h ) l - ( l - at - h )2 = (3400 - 500 - 650) 3000 - (3000 - 500 - 650)2 = 2.04m2 l2202202222F1 = Pj max A1 = 278.38 2.04 = 567.8KN式0.7bhp ft amh0 中， h0 =700mm800mm,故 hp=1.0，基础混凝土采用C25，ft=1.
12、27 MPa0.7bhpft amh0= 0.7 1.0 1.27 103 1.15 0.65 = 664.53KNF1 0.7bhp ft am h0故 h=700mm 时，能够满足抗冲切要求。（5） 、基础底板配筋计算内力计算偏心距：e =Mk=510.7= 0.294m b = 3 = 0.5mFk + Gk1282 + 453.966台阶宽高比为 b - bc2h= 3400 - 500 = 2.07 2.52 700故可以按照公式（3-51）以及（3-52）计算弯矩。a = b - b = 3400 - 500 = 1450a = 500mmb = 500mmI2M = 12a 2
13、(2l + a)(P+ P )+ (P- P )lI12 Ij maxIj maxI= 1 1.452 (2 3.0 + 0.5)(278.38 +180.34)+ (278.38 -180.34) 3.0 12= 573.95KN mM II= 1 (l - a)2 (2b + b)(Pj max48+ Pj min )= 1 (3 - 0.5)2 (2 3.4 + 0.5)(278.38 + 48.49) 48= 310.7KN m根据混凝土设计原理，按照悬臂梁假设，对锥形地基进行配筋。抗弯钢筋的配置。采用 HPB235 级钢筋，其 fy=210N/ mm2 。沿 b 边方向配筋：by由
14、M I = 573.95KN m ， h0I = 650mm ，宽度 3000mm， 按照悬臂梁进行配筋。假定受力钢筋按一排布置，则a1 = 1.0 ， fc有公式得= 11.9N / mm2 ， f= 210N / mm2 ，x = 0.614a =M I=573.95106 N mm=saf bh2111.9N / mm2 3000mm 6502 mm20.0381查表可得1 c0xI = 0.0389 xb = 0.614所需纵向受拉钢筋面积为fsI0A = xlh a 1 fc = 0.0389 3000mm 650mm y1.0 11.9N / mm2210N / mm2= 4282
15、.98mm2取 AsI= 4283mm2 ，选用30f14 100 （钢筋总面积为4618mm2 ）。沿 L 边方向配筋： M II = 310.7KN m采用 HPB235 级钢筋，其 fy=210N/ mm2, h0= 650mm ， 宽度 3400mm。 按照悬臂梁进行配筋by假定受力钢筋按一排布置，则a1 = 1.0 ， fc有公式得= 11.9N / mm2 ， f= 210N / mm2 ，x = 0.614a =M I=310.7 106 N mm=saf bh2111.9N / mm2 3400mm 6502 mm20.0181查表可得1 c0xII = 0.0183 xb =
16、 0.614所需纵向受拉钢筋面积为fsII0A= xbh a 1 fc = 0.0183 3400mm 650mm y1.0 11.9N / mm2210N / mm2= 2291.77mm2取 AsII= 2292mm2 ，选用30f10 110 （钢筋总面积为2356mm2 ）。基础的施工图如下，其中基础长度超过了 2500mm，其受力钢筋的长度取计算长度的 0.9 倍，并交错布置。二、B-6 柱基础的设计（1）确定基础埋深 d、初拟地基尺寸 bl根据设计要求，基础持力层为土层且为室内柱，故假定 d=3500mm。地基岩土物理力学参数表 2.1:k=30，g= 21KN / mCk=22k
17、pa,再查续表 3-5 得：Mb=1.90、Md=5.59、Mc=7.95。f= 240KN / m2 ：akg = 18(0.5 + 0.45) +1.0 20 + 0.2 (20 -10) +1.5 (19.4 -10) + 0.3(21-10) = 14.61KN / m3m3.5fa = Mbgb + Mdlmd + McCk = 1.90 (21-10) 3 + 5.59 14.61 3.5 + 7.95 22 = 523.45kpa Fk = 1883KN fa = 230.56kpag H = 20 (1.5 + 0.45) +10 = 44.5kpaG1A Fk2=1883=
18、3.93m2 ，取 A = 4m2fa -lG H523.45 - 44.51令 A = 1.2 A1= 1.2 4 = 4.8 m2拟定地面尺寸b l = 2500mm 2500mm ， A = 6.25m2计算基地荷载：Gk = gG HA = 44.5 6.25 = 278.125KNMk = 218 + 90 (3.5 + 0.45) = 573.5KN / mW = 1 lb2 = 1 2.5 2.52 = 2.60m3166（3）、持力层检算承载力验算：P= Fk + Gk + Mk= 1883 + 278.125 + 573.5 = 566.36kpa 0 k minAW16.2
19、52.6P = Pk max + Pk mink2= 533.36 +125.2 = 345.78kpa f2a偏心距验算：e =Mk=573.5= 0.265m b = 2.5 = 0.417mFk + Gk1883 + 278.12566故持力层承载力满足要求三、C-6 柱基础的设计（1）确定基础埋深 d、初拟地基尺寸 bl根据设计要求，基础持力层为土层且为室内柱，故假定 d=2500mm。地基岩土物理力学参数表 2.1:e=0.58，可塑土：0.25IL0.75,查表ak（3-4） 得 b=0.3,d=1.6。仅对深度进行修正。 f= 180KN / m2g = 18(0.45 + 0.
20、5) +1.0 20 + 0.2 (20 -10) + 0.8 (19.4 -10) = 15.80KN / m3m2.95fa = fak +hg(bb- 3) +hgmb(d - 5) = 180 + 0 +1.6 15.8(2.5 - 0.5) = 230.56Kpa Fk = 1496KN fa = 230.56kpag H = 20 (1.5 + 0.45) +10 = 44.5kpaGA Fk2=1496= 8.04m2 ，取 A = 8.2m2fa -lG H230.56 - 44.51令 A = 1.2 A1= 1.2 8.2 = 9.84 m2拟定地面尺寸b l = 4000
21、mm 3000mm ， A = 12m2计算基地荷载：Gk = gG HA = 44.512 = 534KNMk = 325 + 83(2.5 + 0.45) = 569.85KN / mW = 1 lb2 = 1 3 42 = 8m3166（4）、持力层检算承载力验算：P= Fk + Gk + Mk= 1496 + 534 + 569.85 = 240.40kpa 0 k minAW1128P = Pk max + Pk mink2= 240.4 + 97.94 = 169.17kpa f2a偏心距验算：e =Mk=569.85= 0.281m b = 3 = 0.5mFk + Gk1496 + 53466故持力层承载力满足要求
