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1、基础工程课程设计(1)柱下独立基础设计姓 名： 学 号：班 级： 指导教师： 设计条件：1、某框架结构建筑物设计安全等级为乙级，柱网尺寸为6.5m6.5m，柱截面尺寸为400mm400mm。经过上部结构验算，作用于基础顶面的荷载效应准永久组合及标准组合分别为F=2520kN；Fk=2800kN，Mk=80kN.m(逆时针)，Hk=50kN()，荷载效应基本组合由永久荷载控制。2、天然土层分布00.8m，填土，=17kN/m3；0.82.0m，粉质粘土，=18kN/m3，IL=0.82，Es=3.3MPa，fak=185kPa；2.06.0m，粉土(粘粒含量为8%)，=19kN/m3， Es=5
2、.5MPa，fak=300kPa；地下水位在地面下6.0m处。6.010.0m，粘土，sat=19kN/m3，=0.83，=0.81， Es=6.0MPa，fak=280kPa；10.012.0m为淤泥质粘土，饱和容重=17.4kN/m3， fak=146kPa，压缩模量=1.5MPa。12.0m以下为密实粘性土，sat=20kN/m3，=0.65，=0.5， Es=30MPa，fak=430kPa。要求：设计该柱下基础（提示：按照讲述的基础设计步骤进行，注意需要验算地基变形！）一 选择基础类型及材料选择柱下独立基础，基础采用C20混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.95m。二 选择持
3、力层（确定基础埋深）选择号土层为持力层，基础进入持力层0.5m。基础埋深为2+0.5=2.5m。三 确定地基承载力特征值fa=8%，查表2-15得,b=0.5,d=2.0。基底以上土的加权平均重度为：m=170.8+181.2+190.52.5=17.88kN/m3持力层承载力特征值为： fa=fak+dmd-0.5=300+217.882.5-0.5=371.52kPa四 确定基础底面尺寸取柱底荷载标准值：Fk=2800kN，Mk=80kN.m，Hk=50kN。基础底面积为：A0=Fkfa-Gd=2800371.52-2.520=8.71m2由于偏心不大，基础底面积按20%扩大，即： A=1
4、.2A0=10.452m2初步选定基础底面积A=lb=43=12m2，不需要对fa进行修正。五 地基验算1.持力层地基承载力验算Pk=Fk+Gbl=2800+2.5204343=283.3kPafa=371.52kPa 符合要求。偏心距：ek=MkFk+Gk=802800+2.52012=0.02l6=0.67 符合要求。基底最大压力：Pk max=Fk+GkA1+6ekl =2800+2.52012121+60.024 =291.83kPa1.2fa=445.82kPa 符合要求。2.抗冲切承载力验算（1）基底净反力：Pj max=1.35FkA+1.35Mk+Hkhw =1.3528001
5、2+1.3580+500.9516423 =336.52kPaPj min=293.48kPa（2）判断冲切椎体是否在基础底面以内：基础有效高度：h0=h-0.045=0.95-0.0450.91m（有垫层）bc+2h0=0.7+20.91=2.52mFl=1615.196kN 符合要求。3.软弱下卧层验算号土层为软土，需进行验算。fak=146kPa查表2-15得，d=1.0。faz=fak+dmd+z-0.5 =146+1170.8+181.2+194+1941010-0.5 =323.84kPa由于zb0.5，故应力扩散角=24.Pz=Pk-Pcblb+2ztanl+2ztan=22.1
6、5kPaPcz=170.8+181.2+194+194=187.2kPaPz+Pcz=22.15+187.2=209.35kPafaz=323.84kPa 符合要求4.地基沉降计算P0=P-mh=Fk+GkA-mh=283.33-17.882.5=238.63kPalb=431.3第一层土： z0=0 z1=3.5 zb=3.53=1.17 0=1 1=0.67第二层土： z1=3.5 z2=7.5 zb=7.53=2.5 1=0.67 2=0.41第三层土： z2=7.5 z3=9.5 zb=9.53=3.17 2=0.41 3=0.34zn=b2.5-0.4lnb=32.5-0.4ln3=
7、6.18m故计算时取至基底下第二层土。s0=i=1np0Esiizi-i-1zi-1=238.630.673.5-105.5+0.417.5-0.673.56=130.78mm查表2-20可得：z=0.6mz1=7.5-0.6=6.9mzb=6.93=2.31=0.44sn=238.630.417.5-0.446.96=1.55mm0.025s0=3.27mm故取地基以下两层满足规范要求。查表2-18可得：s=0.85s=ss0=0.85130.87=111.24mm0.03L=195mm 满足要求。 六 配筋计算基底净反力：Pj max=336.52kPa Pj min=293.48kPa
8、a1=a-ac2=4-0.82=1.6Pj1=Pj max-a1lPj max-Pj min=336.52-1.64336.52-293.48=319.304kPaM1=124Pj max+Pj122b+bcl-ac2 =124336.52+319.30426+0.74-0.82 =937.39kNmM2=124pj2l+acb-bc2 =124336.52+293.4828+0.83-0.72 =610.995kNmAs1=M10.9fyh0=937.391060.9210910=5450mm2 取18根直径20mm钢筋As2=M20.9fyh0=610.9951060.9210910=3553mm2 取18根直径16mm钢筋布筋如下图：
