柱下钢筋混凝土独立基础设计例题.docVIP

PAGE  PAGE 6 设计题目 某教学楼为多层现浇框架结构，底层平面图布置如图一所示，已知上部结构传递至桩顶的荷载设计值为轴力N=1150KN，弯矩M=200KN·m，柱截面尺寸为800mm*600mm,土层分布及各土层的物理力学指标如表1所示，地下水距离地表2.0m,试设计此钢筋混凝土独立基础。 图1 底层平面布置 表1 各土层物理力学指标 土 层 序 号土层名称层底 埋深 （m）容重 γ （KN/m3）含水量 ω（%）孔隙比 e液性指数 I粘聚力 （kpa）内摩擦角 φ（°）压缩模量 E （Mpa）①浅黄色粘土5.019.427.80.790.2333.01811.9②褐黄色粉质粘土8.020.021.80.640.3720.021.08.1③强风化泥质砂岩15.025.068.025.024.9 主要内容 （1）确定基础埋置深度 （2）确定地基承载力特征值 （3）确定基础地面尺寸 （4）确定基础的高度 （5）基础底板的配筋计算 （6）绘制施工图（平面图，详图） 具体要求 （1）结构设计必须依据必威体育精装版出版的有关技术规范或教程，设计图纸必须符合建筑制图国家标准，图面整洁美观，可采用手工或者Autocad软件绘制。 （2）设计说明书要求论据充分、调理清楚、文正句通，可采用手工抄写或电脑打印。 （3）必须严格遵守设计纪律，独立按时完成指导教师制定的各项设计任务，不得无故缺席或从事与设计无关的其它事务，有特殊情况必须经知道教师同意，否则作违纪处理。 完成后应上交的材料 （1）基础平面布置图（1:100） （2）基础详图（底板配筋图、平面图、剖面图）（1:50） （3）设计说明书 参考文献 （1）《基础工程》，莫海鸿、杨小平等主编，中国建筑工业出版社。 （2）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中国建筑工业出版社。 （3）《土力学》（陈仲颐、周景星、王洪瑾 编著，清华大学出版社）。 指导教师 签名日期 年 月 日 系 主 任 审核日期 年 月 日 设计过程： 一、确定基础埋置深度 由《建筑地基基础设计规范》（GB500007-2002）（下称《规范》）可知，在满足地基稳定和变形要求的前提下，地基宜浅埋，而基础埋深不宜小于0.5m和基础宜埋置在地下水位以上。故取基础埋深为h=1.0m。则持力层为浅黄色粘土层。 二、确定地基承载力特征值 《土力学》（陈仲颐、周景星、王洪瑾 编著，清华大学出版社）表8-6 ，由浅黄色粘土力学指标e和I查得浅黄色粘土的承载力基本值f=245kPa. 由于埋深大于0.5m，需要对地基承载力进行修正（此处暂时忽略基础宽度的修正）： f= f+ηγ（d-0.5）=245+1.6*19.4*（1.0-0.5）=261kPa η=1.6，查《基础工程》承载力修正系数表得知 三、确定基础底面尺寸 计算基础及其上土的重力G的基础埋置深度为： d=（1.0+1.0）/2=1.0m 由于埋深范围内没有地下水，h=0，初步基础底面面积为： A=F/( f-γd)=1150/(261-20*1)=4.772㎡ 考虑荷载偏心，将基底面积初步增大20%，得： A=1.2 A=1.2*4.772=5.726㎡ 取基底长短边之比n=l/d=1.4，于是： b===2.02，取b=2.0m 则l=1.4b=2.8m 因b=2.0m3.0m，故f无需作宽度修正。 验算荷载偏心距e： 基底处的总竖向力：F+ G=1150+20*2.8*2*1=1262kN 基底处的总力矩：M=200kN·m 偏心距：e= M/（F+ G）=200/1262=0.16ml/6=0.47m 故可以。 验算基底最大压力P P= （F+ G）（1+6e/l）/bl= 1262*（1+6*0.16/2.8）/2.8*2=303kN1.2 f=313kN 可行，不需要调整底面尺寸。 四、确定基础的高度 采用C20混凝土，HPB235级钢筋，查得f=1.10N/mm，f=210N/mm。 垫层用C10混凝土，厚度100mm，各边伸出基础底面100mm。 计算基底净反力设计值： P=F/bl=1150/(2*2.8)=205.4kPa 净偏心距： e=M/F=200/1150=0.174m 基底最大和最小净反力设计值： P=F(1+6e/l)/bl=205.4*(1+6*0.174/2.8)=282kPa P=F(1+6e/l)/bl=205.4*(1-6*0.174/2.8