柱下钢筋混凝土独立基础设计.docx
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柱下钢筋混凝土独立基础设计
柱下钢筋混凝土独立基础设计任务书
(一)设计题目
某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构,柱下独立基础,柱网布置如图所示,
试设计该基础。
(二)设计资料
⑴工程地质条件
该地区地势平坦,无相邻建筑物,经地质勘察:
持力层为粘性土,土的天然
32
重度为18kN/m,地基承载力特征值fak=230kN/m,地下水位在-6.3m处。
相关
数据可查阅规范。
⑵给定参数
柱截面尺寸为450mm×450mm,在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合,
荷载由上部结构传来有以下五种情况:
①单柱轴心荷载为900kN,弯矩值为100kN·m,水平荷载为20kN。
②单柱轴心荷载为850kN,弯矩值为80kN·m,水平荷载为15kN。
③单柱轴心荷载为850kN,弯矩值为90kN·m,水平荷载为15kN。
④单柱轴心荷载为800kN,弯矩值为70kN·m,水平荷载为10kN。
⑤单柱轴心荷载为800kN,弯矩值为50kN·m,水平荷载为10kN。
⑶材料选用
2
混凝土:
采用C20(可以调整)(ft=1.1N/mm
);
2
钢筋:
采用HRB335(可以调整)(fy=210N/mm
)。
(三)设计内容(只需设计一个独立基础)
⑴定基础埋置深度;
⑵定地基承载力特征值;
⑶确定基础的底面尺寸;
⑷确定基础的高度;
⑸基础底板配筋计算;
⑹绘制施工图(平面图、详图)。
(四)设计要求
⑴计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。
⑵制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准,图纸
上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰,中文书写为仿宋字。
(五)设计成果要求
课程设计结束各位同学须按时提交以下成果并统一用档案袋装好:
⑴设计任务书一份;
⑵设计计算书一份;
⑶基础设计施工图纸一张(A1#图纸)图纸应该包括:
基础平面布置图、
基础配筋图、基础配筋详图以及相应的剖面图等。
(六)具体各组设计任务如下:
(2~3人一组)
第一组:
设计第①种荷载下的柱下独立基础;
第二组:
设计第②种荷载下的柱下独立基础;
第三组:
设计第③种荷载下的柱下独立基础;
第四组:
设计第④种荷载下的柱下独立基础;
第五组:
设计第⑤种荷载下的柱下独立基础。
2
柱下钢筋混凝土独立基础设计
Ⅰ设计资料
一、设计题目
某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构,采用柱下独立基础,柱网布置如图1-3所示,
试设计该基础。
1-3柱网布置图
二、设计资料
(一)工程地质条件
该地区地势平坦,无相邻建筑物,经地质勘察:
持力层为粘性土,土的天然重度为
18kN/m3,地基承载力特征值
f=230kN/m2,地下水位在-6.3m处。
ak
(二)给定参数
柱截面尺寸为450mm×450mm,在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合,由上部结构
传来轴心荷载为8000kN,弯矩值为70kN·m,水平荷载为10kN。
(三)材料选用
混凝土:
采用C20(可以调整)(
2
f1.1N/mm)
t
钢筋:
采用HPB235(可以调整)(
2
f)
y210N/mm
3
Ⅱ设计内容
一、设计依据
1.建筑结构设计术语(GB/T50087-97)
2.建筑结构荷载规范(GB50009-2001)
3.砌体结构设计规范(GB50003-2001)
4.建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)
5.混凝土结构设计规范(GB50010-2002)
6房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-2001)
7.建筑结构制图标准(GB/T50105-2001)
二、设计步骤
(一)假定基础埋置深度d=1.0m,将该独立基础设计为阶梯型,取基础高度为650m,基础
分两级,室内外高差450mm
(二)确定地基承载力特征值fa假设b<3m,因d=1.0m>0.5m,
故对地基承载力特征值只需进行深度修正
faf
ak
ηdm()
γ0.5=
d-[230
1.1×18×﹙1.0-0.5﹚]=239
(三)确定基础的底面尺寸
1.初步估算基底面积首先按轴心受压估算
A
0
d=﹙﹙1.
0.45
﹚
m=1.225m
2
A
0
≥
F
K
=
fa-γd
G
800
239﹣39×
1.225
=3.73㎡
考虑偏心荷载的影响,将
A增大20%
0
A=1.2A0=1.2×3.73=4.476㎡
取矩形基础长短边之比l/b1.5,
b=
A
=
1.5
4.476
1.5
m=1.73m
取b=1.8m,l=2.7mA=1.8×2.7=4.86㎡
(四)持力层强度验算作用在基础形心的竖向力值、力矩值分别为
F
+G
K
=800+
K
γA
m
d=﹙﹙800+2×4.86×1.225﹚=919.07KN
M
=M+Vh=﹙﹙70+1×0.65
K
﹚=76.5KN
4
e=
0
M
K
F
K
+G
K
=
6.
8.
=0.083m<
L
6
=
1.2
6
=0.45m
(符合规范要求)
kmax
P
=
kmin
F
K
+G
A
K
(1
6e
0
±
L
)
=
2.6×
0.46
﹙1﹚
±﹙1﹚
1.2262.7
1.6
=KP≤a
a1.2f=1.2×=286.8KPa
239154.23
P223.99+154.23
+Pkmaxkmin
P=189.11KPa<f=239KPa
==
Ka
22
故持力层满足要求
(五)基础高度验算。
现选用混凝土强度等级C20,钢筋HPB235,
查得混凝土C20
2
f1.1N/mm,钢筋HPB235
t
f
y210N/mm
2
地基净反力
P
j
max
=P
max
-
G
A
=1.35P
max
-
4.477G
K
A
=
﹙1.35
1.6
×223.99
-
××
204.86×
1.225
﹚KPa
4.86
269.31KPa
P
j
=P
min
min
-
G
A
min
=1.35P-
1.35G
A
K
=
﹙1.35
×154.23
-
1.35×20
×
4.86×1.225
﹚KPa
4.86
175.14KPa
设h=650mm,有垫层基础,则h=650-40=610mm;下阶
0
h=350mm上,阶h=310mm;
101
a=1200mm,
z1
b=800mm。
基础高度及配筋
z1
如图1-4
5
图1-4基础高度及配筋图
柱边截面:
b+2h0=0.45+2
×
z
7.=1.67m<b=1.8m
A﹙bz+h0﹚h0=﹙0.45+0.61﹚×0.61=0.65㎡
=2
Labb
cc
2
A
=﹙--h-
﹚b-﹙
1-h﹚
00
2222
9.
2
=﹙
-
1.3
2
-0.61﹚
×
3.
0.47
-﹙-
2
1.227
2
2
-0.61﹚
=0.923㎡
F=A1Pjmax=0.923
1
×
1.7KN=248.57KN
4.478hpftA2=0.71.011000.65KN=500.5KN>F1=248.57KN
β×××
符合要求
变阶处截面:
b2h0.820.311.42m﹤b1.6m
z101
babb
2z1z1
A(h)b(h)
10101
2222
1.71.21.60.8
222
[(0.31)1.6(0.31)]m0.4559m
2222
2Abhhm
2(z101)01[(0.80.31)0.31]0.3441
F1A1pjmax(0.4559279.99)kN127.65kN
1.226hpftA0.71.011000.3441264.96kNF127.65kN
21
符合要求
6
(六)底板配筋计算
1、计算基础长边方向,
Ⅰ—Ⅰ截面
la
z
pp(pp)
jIjminjmaxjmin
2l
2.40.5
22
[127.33(279.99127.33)]kN/m219.56kN/m
22.4
1
2
M(la)(2bb)(pp)
1zzjmaxj1
48
1
2
[(2.40.5)(21.60.35)(279.99219.56)]kNm133.38kNm
48
6
M133.3810
I22
Amm1156.90mm
s
I
10.fh0.9210610
y0
Ⅲ—Ⅲ截面
1
2
M(la)(2bb)(pp)
Ⅲz1z1jmaxjI
48
1
48
2
(2.41.2)(21.60.80)(279.99241.83)62.62kNm
la
z1
pp(pp)
jIjminjmaxjmin
2l
1.41.2
2
4.(179.99127.33)241.83kN/m
5.22.4
6M62.6210
Ⅲ
22
Amm1068mm
s
Ⅲ
0.48fyh0.9210310
0
比较AsI和AsⅢ,应按AsI配筋,在1.6m宽度范围内配12Φ14@130钢筋
2
As=1184mm>1156.90
2
mm)
2、计算基础短边方向,
Ⅱ—Ⅱ截面
1
2
M(bb)(2la)(pp)
Ⅱzzjmaxjmin
48
1
2
[(1.60.35)(22.40.50)(279.99127.33)]kNm70.27kNm
48
7
6
M70.2710
Ⅱ
2
A609.5m1m
s
Ⅱ
1.9fh0.9210610
y0
Ⅳ—Ⅳ截面
1
2
M(bb)(2la)(pp)
Ⅳ
z1z1jmaxmijn
48
1
2
[(1.60.8)(22.41.2)(279k.9N9m127.33kN)]m32.59
48
6M32.5910
Ⅳ22
Amm556.23mm
s
Ⅳ
11.fyh0.9210310
0
比较AsⅡ和AsⅣ,应按AsⅡ配筋,在2.4m宽度范围内按构造配12Φ12@180钢筋
(As=628
2
mm>609.51
2
mm)
(七)绘制施工图(见附录)
8
9
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- 关 键 词:
- 钢筋混凝土 独立 基础 设计