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双柱联合基础设计参考
《土力学与基础工程》课程设计任务书
一、设计资料
1、工程概况
某五层综合楼,全框架结构。底层柱网平面如图所示,柱截面尺寸均为
450mm×450mm,室内外高差为。
2、地质资料
(1)地基土自上而下:
第一层:素填土,厚1,;
第二层:粉质黏土,厚9,,,,
c=15kpa,,
第三层:碎石土:很厚,中密
(2)地下水:建设场地内地表以下无地下水;
(3)西宁地区标准冻深-,最大冻深-,土的冻胀类别属不冻胀。
3、荷载
(1)外柱:A、D轴,基础承受上部荷载
,。
(2)内柱:B、C轴,基础承受荷载
。
设计内容
1、设计③轴外柱下钢筋混凝土独立基础、内柱下双柱联合基础;
2、绘制基础平面布置图(1:100)、配筋图(1:30),并编写施工说明;
设计步骤
1、确定基础的埋置深度
2、确定持力层承载力特征值;
3、按持力层承载力特征值确定基底尺寸;
4、基础结构设计;
5、绘制施工图并附施工说明。
四、设计要求
1、设计计算过程条理清楚,内容完整;
2、设计步骤合理,设计图纸清晰;
3、计算说明书一律用A4纸打印,题目为三号黑体,标题用小四黑体,正文为小四
宋体,行间距。
4、手绘施工图,图纸一律用铅笔按比例绘制,要求线条清楚,绘图正确。
五、进度和考核
集中设计一周,按百分制记分。
六、参考文献
1、赵明华主编,《土力学与基础工程》,武汉理工大学出版社。
2、中华人民共和国国家标准,建筑地基基础设计规范(GB50007-2011).北京:中国建筑工业出版社,2011。
《土力学与地基工程》课程设计计算书
一、确定基础持力层及基础的类型
地基土自上而下分为两层,第一层为厚的杂填土,第二层为的粉质粘土,第三层为很厚的碎石类土。杂填土层成分较杂乱,均匀性较差,不能作持力层,将基础底部落在粉质粘土上,则可以采取浅基础形式。各框架柱的内力较大,且有弯矩、剪力作用,故采用钢筋混凝土基础(柔性基础)——轴为柱下钢筋混凝土独立基础,轴为双柱联合基础。
二、③轴外注下钢筋混凝土独立基础设计
基础埋置深度的确定:
根据任务书要求和工程地质资料,建筑场内地表以下无地下水,最大冻深;取基础底面高时最好取至持力层下,本设计取第二层土为持力层,所以考虑取室外地坪到基础底面为1+=。由此得基础剖面示意图如下:
根据地质资料,查表得
基底以上土的加权平均重度
持力层承载力特征值(先不考虑对基础宽度的修正)
<1>、取柱底荷载标准值:,
计算基础和回填土重时的基础埋深
基础底面积:
由于偏心不大,基础底面积按20%增大,即:
初步选定基础底面面积,且不需要再对进行修正。
<2>、验算持力层地基承载力:
回填土和基础重:
偏心距:,
基底最大压力:
,满足
所以,最后确定基础底面尺寸为
<3>、计算基底净反力
净偏心距
基础边缘处的最大和最小净反力
(采用阶梯形基础)
<1>、柱边基础截面抗冲切验算
,,,
初步选定基础高度,分两个台阶,每阶高度均为400,(有垫层),混凝土采用C30,,保护层为:40mm;垫层:混凝土C15,厚100mm,出基础边100mm。
,
因偏心受压,取
冲切力:
抗冲切力:
,满足
<2>、变阶处抗冲切验算
,,
,取
冲切力:
=
抗冲切力:
,满足
选用的HRB335级钢筋,
偏心受压柱基础底板配筋计算简图
<1>、基础长边方向
1-1截面(柱边)
柱边净反力:
悬臂部分净反力平均值:
弯矩:
钢筋面积:
3-3截面(变阶处)
变阶处净反力:
弯矩:
钢筋面积:
比较和,应按配筋
每米宽配筋面积
配
钢筋根数:
实配钢筋面积
即实配钢筋为
<2>、基础短边方向
因为该基础受单向偏心荷载作用,所以,在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算,取:
2-2截面(柱边)
弯矩:
钢筋面积:
4-4截面(变阶处)
弯矩:
钢筋面积:
比较和,应按配筋,
每米宽配筋面积
配
钢筋根数
即实配钢筋为
:见施工图
三、③轴内柱下双柱联合基础设计
作用在基础顶面的竖向荷载为:,
由有得
以合力作用点作为基底的形心,则基底长度为此时基底压力均匀分布
取去b=
有
所以,基础底面尺寸为满足设计要求
按静定梁计算基础内力
基础沿纵向的净反力
由剪力为0的截面确定最大弯矩的截面位置,假定弯矩最大截面至基础左
端距离为则,当有
最大负弯矩
最大正弯矩
抗冲切强度验算:考虑沿柱全周边的冲切作用
<1>、柱1:
冲切力
破坏锥体实际底面积:
上下周边平均值:
由
有
即
解得:则
取
由即基础高度大于柱距的1/6,因此无需配置受剪钢筋
<2>、柱2的计算同柱1
<3>、抗冲切验算:
计算截面在冲切破坏锥体底面边缘处:
<1>、纵向钢筋
:
每米宽配筋面积
配
钢筋根数:
实际配筋:满足
即实配钢筋为
每米宽配筋面积
配
钢筋根数
实际配筋满足
即实配钢筋为
<2>、横向配筋
基础横向宽度为b,在柱下取一垂直于基础纵向的假想等效梁进行计算。(等效梁宽度沿基础的纵向)
等效梁宽度为
则等效梁底面积为
其基底净压力为
柱截面弯矩为
横向钢筋面积
每米宽配筋面积
配
钢筋根数
实际配筋满足
即实配钢筋为
:见施工图