柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)設(shè)計方案

1、柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)設(shè)計設(shè)計題目：某教學(xué)樓為多層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，室外地坪標高同自然地面，室內(nèi)外高差 450mm。柱網(wǎng)布置如圖所示?；A(chǔ)方案采用柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)。該地區(qū)地勢平坦，無相鄰建筑物，經(jīng)地質(zhì)勘察，工程地質(zhì)資料：自上而下依次為:雜填土：厚約 0.5m,含部分建筑垃圾；粉質(zhì)粘土：厚1.2m,軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130KN/m 2;粘土：厚1.5m,可塑，稍濕，承載力特征值fak=210KN/m 2；全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚2.7m,承載力特征值fak=230KN/m 2;強風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚3.0m,承載力特征值fak=300KN/m 2;中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚4.0m,承載

2、力特征值fak=620KN/m 2;地基巖土物理力學(xué)參數(shù)表表1地層代號土名天然地基土重度(Y)孔隙比(e)凝聚力(c)內(nèi)摩 擦角 ()壓縮系數(shù)(a1-2)壓縮模量(Es)抗壓強度(frk)動力觸探或標準貫入擊數(shù)KN/m3KPa度MPa 1MPaMPa雜填土18粉質(zhì)粘土200.6534130.2010.0粘土190.5825230.228.2全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2022300.8N=40強風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2220253.0N63.5 = 15中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2415404.0N63.5 = 25水文資料為：地下水對混凝土無侵蝕性，地下水位深度位于地表下1.5m。建筑物所處場地抗震設(shè)防烈度為7度，場地內(nèi)無可液

3、化土。設(shè)計參數(shù)：柱截面尺寸為500mme 500mm。上部結(jié)構(gòu)作用在 B軸柱底的荷載標準值為Fk=1615 KN , Mk =125 KN?m , Vk =60 KN ;上部結(jié)構(gòu)作用在 B軸柱底的荷載效應(yīng)基本組合 設(shè)計值為 F =2100 KN , M =163 KN?m , V =78 KN。根據(jù)以上提供的設(shè)計資料，完成以下內(nèi)容的設(shè)計：（一）確定基礎(chǔ)埋置深度（二）確定地基承載力特征值（三）確定基礎(chǔ)的底面尺寸（四）持力層強度及下臥層驗算（五）確定基礎(chǔ)的高度（六）基礎(chǔ)底板配筋計算（七）繪制基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工圖（含平面圖、詳圖） ，提出必要的技術(shù)說明（八）編制設(shè)計計算書柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)設(shè)計計算書1

4、 .確定基礎(chǔ)埋置深度地下水位于地表下1.5m且對混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性。而由于荷載值較大，故初步選定號土層為持力層。又取基礎(chǔ)底面時最好取至持力層下0.5m,所以考慮取室外地坪到基礎(chǔ)底面距離為 0.5+1.2+0.5=2.2m。2 .確定地基承載力特征值號土層承載力特征值fak=210KN/m 2；由于可塑號土層性質(zhì)為可塑，則液限：0.25 IL 0.75,則查表可得，b=0.3, d=1.6。基底以上土的加權(quán)平均重度為：316.1KN /m。0.5 18 1 20 0.2 (20 10) 0.5 (19 10) m0.5 1.2 0.5故持力層承載力特征值fa (先不考慮對基礎(chǔ)寬度修正值)為：fa

5、fakd m(d 0.5) 210 1.6 16.1 (2.2 0.5) 253.8Kpa上式d按室外地面算起。3 .確定基礎(chǔ)的底面尺寸柱底荷載標準值為：Fk 1615KN ,Mk 125KN m,VK 60KN?；A(chǔ)剖面圖如下：1d 2.2 2.2 0.452.425m2基礎(chǔ)剖面簡圖則基礎(chǔ)平均埋置深度為:采用矩形基礎(chǔ)。令基礎(chǔ)長寬比為n l/b 1.25 ,則基礎(chǔ)基底面積為 A bl 1.25b2?；A(chǔ)荷載因有偏心，初定時，將面積增大 20%,則：1.25b2 英fa Gd whw1.2 1615253.8 20 2.425 10 0.79.13m2故得:因此,因bGkGdwhw A 20 2

6、.425 10 0.79.18 380.97KN偏心距：e0MkFkGk125 60 2.21615 380.970.13m - 60.57m, 滿足要求。b 2.70m,l 1.25b 3.38m?。篵 2.7m,l 3.4m, A bl 9.18m22.7m 3m ,故無需再對地基承載力特征值進行修正。4.持力層強度及下臥層驗算基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的回填土重基底最大壓應(yīng)力:FkGk .pkmax16e0l1615 380.976 0.139.183.4267.2Kpa 1.2 fa 304.6Kpa基底最小壓應(yīng)力:FkGkpk min.1A6e0l1615 380.976 0.139.183.

7、4167.6Kpa 0,滿足要求。PkmaxPkminpk2一F =2100 KN,M =163 KN?m , V =78 KN。267.21676_ 217.4Kpa fa 253.8Kpa ,滿足要求。由于不存在軟弱下臥層，故無需對下臥層進行驗算。計算基底凈反力：柱底荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計值為:凈偏心距為:則:ek0Pjlb163 78 2.2 0.16m21002100Kpa 228.8Kpa3.4 2.7基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力為:pjminx pj 1 6eko228.8 1 6 30416293.3 Kpa164.35.確定基礎(chǔ)的高度1 ：柱邊截面柱邊截面沖切驗算簡圖如下:柱邊截

8、面沖切驗算簡圖基礎(chǔ)選用 C20 混凝土，HRB400 級鋼筋，查得 ft 1.10N / mm2, fy 360N / mm2墊層采用 C10混凝土。初步選定基礎(chǔ)高度h=800mm,分兩個臺階，每階段高度均為400mm。20則：h0800 40 一 mm 750mm, bc 500mm, 1c 500mm。2因為：h 800mm,所以 hp 1.0。 pb+2h0= 500 2 750 mm=2000mm b 2700mm c 0因偏心受壓，故計算時Pj取Pjmax。2則沖切力:p j maxbbc2 2293.33.40.50.752.72.7收 0.75518.41KN抗沖切力：0.7 h

9、pft bc+h0 h00.7 1.0 1100 0.5 0.75 0.75721.88KN 518.41KN ,滿足要求。2:變階處截面變階處截面沖切驗算簡圖如下:?。簂11.7m,b11.35m,則匕+2廿 1.35 20.35 m=2.05m b 2.7m則沖切力:pj max293.33.41.70.352.72.721.350.3523G0 8bO 8S0 3SC一3九1364.98KN抗沖切力：0.7 hpft b1+hd h010.7 1.0 1100 1.35 0.35 0.35458.15KN 364.98KN ,滿足要求。6.基礎(chǔ)底板配筋計算選用 HRB40ca鋼筋，fy

10、360N/mm-變階處截面沖切驗算簡圖20對下階：h| 400mm,h01400 40 一 mm 350mm 。計算簡圖如下圖所示：IVII偏心荷載作用下的獨立基礎(chǔ)簡圖1:基礎(chǔ)長邊方向由于長邊方向有偏心，故米用公式:一 1,2 ，M I p j maxp jllac2bbc。48l a.對 I-I 截面： 力 pjmin_2l Pjmax pjmin3.4 0.5164.3 293.3 164.32 3.4238.3Kpa1.則：M IpjmaxpjIl481= 293.3 238.32ac 2b b cc23.4 0.52 2.7 0.548=549.5KN ?mAsMI0.9fyh0549

11、.5 1062mm0.9 360 7502261mm2同理，對 III-III 截面： pjIII pjminl-l pjmax pjmin3 4 1 72 3.4164.3 293.3 164.3261.1Kpa1. . 2人:M IIIpjmax pjIII l l1 2b bi4812=293,3 261.1 3.4 1.7 2 2.7 1.3548=225.3KN ?m4225.3 106 mm, 1987mm20.9fyho1 0.9 360 350比較Asi與Asm ,應(yīng)按Asi配筋，現(xiàn)于2.7m寬度范圍內(nèi)配鋼筋12140 ,，2700222根數(shù) nzlrr1 20 （根），As2

12、0 113.1mm22262mm22261mm21402：基礎(chǔ)短邊方向由于短邊方向沒有偏心,Mii故采用公式：1p j max p j min482bbc2lac 。設(shè)采用10鋼筋，短邊方向鋼筋鋪在長邊方向鋼筋之上,則:h°ii10800 40 12 一 2mm 733mm1. 2對 ii-ii 截面，Mu Pj max Pjmin b bc2l %48293.3 164.3 2.7 0.5 2 2 3.4 0.548336.8KN ?mAsiiMii336.8 1060.9fyh0ii0.9 360 7332 mm1418mm212對 iV-iV 截面，Miv Pjmax Pjmin b b121al48293.3 164.3 2.7 1,35 2 2 3.4 1.748147.7KN ?mAsiVMiV147.7 1060.9fyh0iV0.9 36