基础工程课程设计

课 程 设 计 任 务 书

摘要、关键词…………………………………………………………………1

1.设计背景……………………………………………………………………2

2.设计方案……………………………………………………………………4

3.方案实施 …………………………………………………………………11

4.结果与结论 ………………………………………………………………18

5.参考文献 …………………………………………………………………19

6.附件 ………………………………………………………………………20

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

1. 设计背景

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600 mm×600 mm，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）

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，水位在地表下2.5m，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：厚约0.5m，含部分建筑垃圾；

②粉质黏土：厚0.9m，软塑，潮湿，承载力特征值；

③粉质黏土：厚2.5m，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：厚3.0m,承载力特征值；

⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,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

2．设计方案

2.1 荷载计算

基础承载力计算时，应采用荷载标准组合。

恒+0.9（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+0.9（活k+风k）：

kN·m

kN

kN

恒k+活k：

kN·m

kN

kN

由于恒+0.9（活k+风k）<恒k+活k，则组合采用（恒k+活k）。

（2）中柱柱底

恒+0.9（活k+风k）：

kN·m

kN

kN

恒k+活k：

kN·m

kN

kN

由于恒+0.9（活k+风k）<恒k+活k，则组合采用（恒k+活k）。

（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：3.6-0.6=3.0m；二是至基础连系梁顶面，高度为：4.9-3.6-0.4=0.9m。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：

（与纵向轴距离0.18m）

根据以上计算结果，柱A、柱B下基础所受荷载标准值如下（见图9.1）。

图9.1柱A、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，偏离纵向轴0.18m；

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，偏离纵向轴0.18m；

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。

2.2 选择基础埋深

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。设基础在持力层中的嵌固深度为0.15m，室外地坪标高同天然地面，则室外埋深为1.45m，室内埋深1.9m（室内外高差0.45m）。土层分布及基础埋深示意图如下：

图9.2 土层分布及基础埋深示意图

2.4 确定基础底面积

1．A柱

（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，其中杂填土容重17.2 kN/m3，粉质黏土取19.3 kN/m3,黏土取19.4 kN/m3）

基础受竖向荷载标准组合值：

基础底面积：

设， <3.0m

取m， m

（2）按持力层强度验算基底尺寸

回填土和基础重： kN

基底形心处竖向力： kN

基底形心处弯矩： kN·m

偏心距： m

基底压力： kPakPa

基底最大压力：

满足要求。

（3）按软卧层强度验算基底尺寸

由于，所以需进行软卧层承载力验算。

软卧层顶面处土的自重应力：

kPa（地下水位以下土取浮重度）

软卧层顶面土的加权重度： kN/m3

已知软卧层承载力特征值：

软卧层承载力修正：

kPa

由，，查《建筑地基基础设计规范》，得

软卧层顶面处的附加应力：

kPa

软卧层承载验算： kPa <kPa

所以满足要求。

2．B柱

（1）初估基底尺寸

因B、C轴间距仅3m，B、C柱分别设为独立基础场地不够，所以将两柱做成双柱联合基础。

因两柱荷载对称，所以联合基础近似按中心受压设计基础，基础埋深1.9m，如图9.3：

图9.3 B-C柱联合基础埋深示意图

基础受竖向荷载标准组合值： kN

基础底面积：

设， m>3m，尚需对地基承载力进行宽度修正， =0.3。

kPa

设， m

取，。

（2）软卧层承载力验算

由于，所以需进行软卧层承载力验算。

软卧层顶面土的自重应力：

kPa（地下水位以下土取浮重度）

已知软卧层承载力特征值：

软卧层承载力修正：

kPa

基底压力： kPa

(此处将原地面标高-0.450m至室内地面标高±0.000范围内的填土作为外荷载加入。）

由，，查得

kPa

软卧层承载力验算： kPa <kPa

所以满足要求。

3．抗震验算

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010），本工程需进行地基抗震验算。内力取表8.15数据，采用荷载标准组合：恒载+0.5（雪+活）+地震作用。

（1）A柱

上部传来竖向力： kN

底层墙重： kN

总竖向力： kN

上部传来弯矩： kN·m

底层墙产生弯矩： kN·m

总弯矩： kN·m

柱底剪力： kN

（2）（B-C）柱

上部传来竖向力： kN

底层墙重： kN

总竖向力： kN

（3）A柱基础持力层承载力验算

基础形心处竖向力： kN

弯矩： kN

偏心距：

<

（根据现行《抗规》，150 kPa<=186kPa<300 kPa，取）

kPa

满足要求。

（4）（B-C）柱

kPa

满足要求。

3．方案实施

采用C30混凝土（）；HPB300 级钢筋（N/mm2）、HRB335 级钢筋（N/mm2）；垫层采用C15素混凝土。

3.1荷载设计值

基础结构设计时，需按荷载效应基本组合的设计值进行计算，预估基础高度600mm。

A柱：

kN

kN·m

（B-C）柱：

kN

kN·m

3.2荷载设计值

1．A柱

（1）地基净反力

kPa

kPa

（2）基础高度

①柱边截面

柱边基础截面抗冲切验算（见图9.5）

要求：

取mm

则， mm

已知柱截面尺寸：

由于， (破坏椎体落在基础平面内部）

所以，

偏心受压，取

冲切力： kN

抗冲切力：

所以基础高度满足要求。

②变阶处截面

基础分两级，下阶，，取，。

冲切力：

抗冲切力：

满足要求。

（3）配筋计算

计算基础沿长边方向的弯矩设计值。

Ⅰ-Ⅰ截面（柱边）：

柱边净反力：

Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处）：

比较和，应按配筋，现于2.5m宽度范围内（平行于长边方向）配21ϕ12@125，，并置于下层。

图5 基础剖面尺寸示意图

计算基础沿短边方向的弯矩设计值。按轴心受压计算，前已算得。

Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）：

（注：平行于短边的钢筋放在长边钢筋上方，所以存在有效计算高度差12mm）

Ⅳ-Ⅳ截面（变阶处）：

比较和，应按配筋，现于3.0m宽度范围内（平行于短边方向）布置16 ϕ 12@200，，并置于上层。

2．（B-C）柱

，，，初选基础高度（等厚）。

（1）基底净反力

前已算得

(2）冲切计算

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/7de1f18c700abb68a882fb51.html