课 程 设 计 务 书
设计题目
柱独立(联合)基础设计
学生姓名
院部
土木建筑工程学院
专业年级班
土木工程
设计求: 资料进行基础设计
1设计资料
(1)部结构资料:部结构层全现浇框架结构框架柱截面尺寸600 mm×600 mm室外坪标高然面室外高差450mm柱网布置见图1
图1 柱网布置图
(2) 横框架柱力组合(般组合)
横框架柱力组合(般组合)
A柱
力
恒载
活载
右风
力组合
M
114
348
2523
188
N
99273
1714
147
15081
V
632
193
867
1042
B柱
M
914
267
2838
1496
N
11791
26073
147
18473
V
514
149
1053
548
横框架柱力组合(考虑震)
A柱
力
恒载
活载
右风
力组合
M
114
175
34758
46763
N
99273
8565
20848
156508
V
632
097
11136
15352
B柱
M
914
113
35084
44377
N
117912
13014
13822
17508
V
514
073
13018
16219
(3)场条件
拟建建筑场整土层起伏场水类型潜水水位表25m混凝土侵蚀性场土层等效剪切波速146ms场稳定场场类Ⅱ类土层分布:
①杂填土:厚约05m含部分建筑垃圾
②粉质黏土:厚09m软塑潮湿承载力特征值
③粉质黏土:厚25m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30m承载力特征值
⑥中风化砂质泥岩:厚40m承载力特征值
场物理力学性质指标:
表1 场物理力学指标
层号
天然重度
()
孔隙
黏聚力
()
摩擦角
(˚)
压缩模量
()
抗压强度
()
承载力特征值
()
①
172
②
193
065
34
13
100
130
③
194
062
25
23
81
185
④
175
110
18
73
27
95
⑤
22
20
25
30
300
⑥
24
15
40
40
620
(4)材料:混凝土等级C20~C30钢筋HPB300HPRB335级
2设计容
设计柱独立基础包括确定基础埋深基础底面尺寸基础进行结构力分析强度计算确定基础高度进行配筋计算满足构造设计求编写设计计算书
绘制基础施工图包括基础面布置图基础施工图提出必技术说明
学生应完成工作:
1设计计算书(A4)
(1)确定基持力层基础埋置深度
(2)确定基础底面尺寸验算基承载力
(3)基础进行抗切承载力验算确定基础高度
(4)基础进行正截面受弯承载力验算基础底板配筋
2 设计图纸(A4A3)
(1)基础面布置图
(2)基础配筋图
求分析程详细计算步骤完整设计说明书编写应具条理性图纸整洁清晰
参考文献阅读:
[1] 华南学浙江学湖南学编基础工程(第二版)[M] 中国建筑工业出版社2011
[2]建筑结构荷载规范(GB500092012)[S]中国建筑工业出版社2012
[3]建筑基基础设计规范(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
中:
1布置务熟悉设计资料05天
2确定设计方案计算2天
3整理设计说明书绘图15天
4印交设计说明书图纸1天
务达日期:2013 年12月16日
务完成日期:2013 年12月20日
目 录
摘关键词…………………………………………………………………1
1设计背景……………………………………………………………………2
2设计方案……………………………………………………………………4
3方案实施 …………………………………………………………………11
4结果结 ………………………………………………………………18
5参考文献 …………………………………………………………………19
6附件 ………………………………………………………………………20
柱独立(联合)基础设计
摘 :根相关柱网布置荷载理条件等方面求设计桩基础设计容基础基础结构型式材料面布置确定基础埋置深度d 计算基承载力特征值深度宽度修正确定修正基承载力特征值 根作基础顶面荷载 F 深宽修正基承载力特征值计算基础底面积计算基础高度确定剖面形状基持力层部存软弱土层时需验算软弱卧层承载力进行配筋计算配筋绘制施工图
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部结构资料
部结构层全现浇框架结构框架柱截面尺寸600 mm×600 mm室外坪标高然面室外高差450mm柱网布置见图1
柱网布置图
(2) 横框架柱力组合(般组合)
横框架柱力组合(般组合)
A柱
力
恒载
活载
右风
力组合
M
114
348
2523
188
N
99273
1714
147
15081
V
632
193
867
1042
B柱
M
914
267
2838
1496
N
11791
26073
147
18473
V
514
149
1053
548
横框架柱力组合(考虑震)
A柱
力
恒载
活载
右风
力组合
M
114
175
34758
46763
N
99273
8565
20848
156508
V
632
097
11136
15352
B柱
M
914
113
35084
44377
N
117912
13014
13822
17508
V
514
073
13018
16219
场条件:拟建建筑场整土层起伏场水类型潜水水位表25m混凝土侵蚀性场土层等效剪切波速146ms场稳定场场类Ⅱ类土层分布:
①杂填土:厚约05m含部分建筑垃圾
②粉质黏土:厚09m软塑潮湿承载力特征值
③粉质黏土:厚25m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30m承载力特征值
⑥中风化砂质泥岩:厚40m承载力特征值
场物理力学性质指标:
表1 场物理力学指标
层号
天然重度
()
孔隙
黏聚力
()
摩擦角
(˚)
压缩模量
()
抗压强度
()
承载力特征值
()
①
172
②
193
065
34
13
100
130
③
194
062
25
23
81
185
④
175
110
18
73
27
95
⑤
22
20
25
30
300
⑥
24
15
40
40
620
2.设计方案
21 荷载计算
基础承载力计算时应采荷载标准组合
恒+09(活k+风k)恒k+活k取两者中者
轴线⑥计算单元进行基础设计部结构传柱底荷载标准值详见表814
(1)边柱柱底
恒+09(活k+风k):
kN·m
kN
kN
恒k+活k:
kN·m
kN
kN
恒+09(活k+风k)<恒k+活k组合采(恒k+活k)
(2)中柱柱底
恒+09(活k+风k):
kN·m
kN
kN
恒k+活k:
kN·m
kN
kN
恒+09(活k+风k)<恒k+活k组合采(恒k+活k)
(3)基础连系梁
设计基础连系梁底面基础顶面位标高连系梁设计截面尺寸:连系梁传荷载标准值:
kNm
(4)底层墙
底层墙高包括两部分首层框架梁底高度:360630m二基础连系梁顶面高度:49360409m底层墙重:
:kNm(墙体采轻质填充砌块)
:kNm(采般黏土砖)
基础连系梁底层墙传荷载标准值:
(轴距离018m)
根计算结果柱A柱B基础受荷载标准值(见图91)
Vk
Mk
Fk1
Fk
Fk1
Fk
Mk
Vk
图91柱A柱B基础受力示意图
柱A基础:框架柱传竖力kN
底层墙基础连系梁重kN偏离轴018m
基础顶面传柱底弯矩kN·m
基础顶面传柱底剪力kN
柱B基础:框架柱传竖力kN
底层墙基础连系梁重kN偏离轴018m
基础顶面传柱底弯矩kN·m
基础顶面传柱底剪力kN
22 选择基础埋深
根工程质条件取第③层粉质黏土作持力层基承载力特征值kPa设基础持力层中嵌固深度015m室外坪标高天然面室外埋深145m室埋深19m(室外高差045m)土层分布基础埋深示意图:
图92 土层分布基础埋深示意图
24 确定基础底面积
1.A柱
(1)初估基底尺寸
基底尺寸未知持力层承载力特征值先仅考虑深度修正持力层粉质黏土查
基底土加权均重度:
基承载力修正值:
kPa
(d天然面算起加权土重度中杂填土容重172 kNm3粉质黏土取193 kNm3黏土取194 kNm3)
基础受竖荷载标准组合值:
基础底面积:
设<30m
取mm
(2)持力层强度验算基底尺寸
回填土基础重:kN
基底形心处竖力:kN
基底形心处弯矩:kN·m
偏心距:m
基底压力:kPakPa
基底压力:
满足求
(3)软卧层强度验算基底尺寸
需进行软卧层承载力验算
软卧层顶面处土重应力:
kPa(水位土取浮重度)
软卧层顶面土加权重度:kNm3
已知软卧层承载力特征值:
软卧层承载力修正:
kPa
查建筑基基础设计规范
软卧层顶面处附加应力:
kPa
软卧层承载验算:kPa
2.B柱
(1)初估基底尺寸
BC轴间距仅3mBC柱分设独立基础场够两柱做成双柱联合基础
两柱荷载称联合基础似中心受压设计基础基础埋深19m图93:
图93 BC柱联合基础埋深示意图
基础受竖荷载标准组合值:kN
基础底面积:
设m>3m尚需基承载力进行宽度修正03
kPa
设m
取
(2)软卧层承载力验算
需进行软卧层承载力验算
软卧层顶面土重应力:
kPa(水位土取浮重度)
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
(处原面标高0450m室面标高±0000范围填土作外荷载加入)
查
kPa
软卧层承载力验算:kPa
3.抗震验算
根建筑抗震设计规范(GB50011—2010)工程需进行基抗震验算力取表815数采荷载标准组合:恒载+05(雪+活)+震作
(1)A柱
部传竖力:kN
底层墙重:kN
总竖力:kN
部传弯矩:kN·m
底层墙产生弯矩:kN·m
总弯矩:kN·m
柱底剪力:kN
(2)(BC)柱
部传竖力:kN
底层墙重:kN
总竖力:kN
(3)A柱基础持力层承载力验算
基础形心处竖力:kN
弯矩:kN
偏心距:
<
(根现行抗规150 kPa<186kPa<300 kPa取)
kPa
满足求
(4)(BC)柱
kPa
满足求
3.方案实施
采C30混凝土()HPB300 级钢筋(Nmm2)HRB335 级钢筋(Nmm2)垫层采C15素混凝土
31荷载设计值
基础结构设计时需荷载效应基组合设计值进行计算预估基础高度600mm
A柱:
kN
kN·m
(BC)柱:
kN
kN·m
32荷载设计值
1.A柱
(1)基净反力
kPa
kPa
(2)基础高度
①柱边截面
柱边基础截面抗切验算(见图95)
求:
取mm
mm
已知柱截面尺寸:
(破坏椎体落基础面部)
偏心受压取
切力:kN
抗切力:
基础高度满足求
②变阶处截面
基础分两级阶取
切力:
抗切力:
满足求
(3)配筋计算
计算基础长边方弯矩设计值
ⅠⅠ截面(柱边):
柱边净反力:
ⅢⅢ截面(变阶处):
较应配筋现25m宽度范围(行长边方)配21ϕ12@125置层
图5 基础剖面尺寸示意图
计算基础短边方弯矩设计值轴心受压计算前已算
ⅡⅡ截面(柱边):
(注:行短边钢筋放长边钢筋方存效计算高度差12mm)
ⅣⅣ截面(变阶处):
较应配筋现30m宽度范围(行短边方)布置16 ϕ 12@200置层
2.(BC)柱
初选基础高度(等厚)
(1)基底净反力
前已算
(2)切计算
图6 切验算计算简图
求
满足求
(3)力计算
弯矩剪力计算结果见图:
图8 弯矩剪力计算结果
(4)抗剪验算
柱边剪力:
满足求
(5)配筋计算
板底筋:选HRB335钢筋
选配2116@155(实配)
板顶筋:选HPB300钢筋
构造求配筋φ10@200(实配)
(6)横配筋
柱等效梁宽:
柱边弯矩:
板底横筋:选HRPB335钢筋300Nmm2
板底:两柱143m范围分布置1120@140(实配4418)横受力钢筋该范围外构造求布置φ10@200横钢筋
板顶:构造求布置φ8@250横分布钢筋仅起固定板顶钢筋作
基础施工图详见附加基础详图
33 绘制基础施工图
根计算绘制出基础面布置图A轴BC柱子基础配筋图(见附件)
4结果结
根务书求通计算设计验算出满足设计求结果:
1A轴D轴设计柱独立基础
①基底面标高190m持力层位第③层粘土承载力特征值kPa②基础底面尺寸mm
③阶形截面高06m
④基础底板双配筋采HPB300级钢筋
行短边构造求配筋 16ф12@200置层行长边配筋:21ф12@125置层
⑤混凝土强度等级C30基础采100mm厚C15素混凝土垫层
2BC轴设计双柱联合基础
①基底面标高190m持力层位第③层粘土承载力特征值kPa
②基础底面尺寸 m
③基础底板等厚板厚060m
④基础板顶板底均配筋采HPB300HRB335级钢筋
板底选2116@155板顶未产生负弯矩构造求配筋ф10@200板底横:两柱143m范围分选配1120@155余构造配筋ф10@200板顶横:配置仅起固定作横构造筋ф8@250
⑤混凝土强度等级C30基础采100mm厚C15素混凝土垫层
5参考文献
[1] 华南学浙江学湖南学编基础工程(第二版)[M] 中国建筑工业出版社201110
[2]建筑结构荷载规范(GB500092012)[S]中国建筑工业出版社2012
[3]建筑基基础设计规范(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
6附件
设计说明:
1工程持力层选第层土基承载力特征值
2材料:混凝土C20钢筋HPB300HRB335
3ZJ2中分两柱116m范围选配718@190该范围外构造配ф10@200
4保护层:40mm
5垫层做法:素混凝土C15厚100mm出基础边100mm
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