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独立基础课程设计
一、设计资料
10号A轴柱底荷载: ①柱底荷载效应标准组合值:
FK1598KN,MK365KNm,Vk120KN;② 柱底荷载效应基本组合值:
F2078KN,M455KNm,V156KN。持力层选用 ③ 号粘土层,承载力特征值
fak180KPa,框架柱截面尺寸500mm500mm,室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm。
二、独立基础设计
1、选用基础材料:C30混凝土,HRB335钢筋,预计基础高度0.8m。
2、基础埋深选择:根据任务书要求和工程地质资料,第一层土:杂填土,厚0.5m,含部分建筑垃圾;
第二层土:粉质粘土,厚1.2m,软塑,潮湿,承载力特征值
第三层土:粘土,厚1.5m,可塑,稍湿,承载力特征值
第四层土:全风化砂质泥岩,厚2.7m,承载力特征值
地下水对混凝土无侵蚀性,地下水位于地表下1.5m。
取基础底面高时最好取至持力层下0.5m,本设计取第三层土为持力层,所以考虑
取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+0.5=2.2m。由此得基础剖面示意图如下:
ffak130KPa;180KPa;
akfak240KPa;
3、求地基承载力特征值
fa
根据粘土e=0.58,IL0.78,查表2.6得b0.3,d1.6
基础以上土的加权平均重度 m180.5201100.29.40.516.23KN/3
m2.2 持力层承载力特征值
fa(先不考虑对基础宽度修正)
fafakd(d0.5)1801.616.23(2.20.5)224.15KPa
m(上式d按室外地面算起)
4、初步选择基础尺寸
取柱底荷载标准值:Fk1598KN,MK365KNm,Vk120KN
计算基础和回填土重Gk时的基础埋深d(2.22.65)2.425m
基础底面积:
12A0fdaGFk159828.75m
224.150.7101.72520
由于偏心不大,基础面积按20%增大,即:
A1.2A01.28.7510.08m2
2初步选定基础底面面积Alb3.82.810.64m,且b=2.1m
5、验算持力层地基承载力
回填土和基础重:
GkGdA(0.7101.72520)10.64441.56KN
偏心距: ek0.8kFM3651200.226m
Pkmin>0,满足要求。
基地最大压力:
P6ekkFkGkmaxA(110.6456l)1598441.(1630..8216)
260.1KPa1.2fa(268.98KPa)
所以,最后确定基础地面面积长3.8m。宽2.8m。
6、计算基底净反力
取柱底荷
载
效
应
基
本
组
合设
计
值F2078KN,M455KNm,V165KN.净偏心距
e4551560.n,0MN207880.28m
基础边缘处的最大和最小净反力 :
Pn,maxF16en,02078n,minlb(l)(160.28)281.64KPa3.82.83.8108.96KPa7、基础高度
柱边基础截面抗冲切验算(见图2)
:
l3.8m,b2.8m,atbc0.5m,ac0.5m.初步选定基础高度h800mm,分两个台阶,每阶高度均为400mm的。h0800(4010)750mm(有垫层)。
aa2h0.520.752m
bt0batamab250020001250mm
2因偏心受压,Pn取Pn,max281.64KPa
冲切力:
因 b2.8mbc2h00.520.752m(即:冲切在地面范围内)
bbac[()b]()hFPh0222222.10.53.80.50.75)]
281.64[(220.75)2.8(22lcln,max02664.67KN抗冲切力:
0.7hpftamh00.71.01.431031.250.75938.44KN664.67KN,满足要求!
8、变阶处抗冲切验算
b1.5m,a2.0m,h40050350mma
aa2h1.520.352.2mb2.8mt1101bt0取ab=2.2m
ama1.52.2a1.85m t2b冲切力:
Flla1b[()b(1h01)]Pn,max22h01222b2 281.64[(3.820.35)2.82.80.5(0.35)] 2222408.38KN抗冲切力:
0.7hpftamh010.71.01.431031.850.35648.15KN408.38KN
满足要求。
9、配筋计算
选用HRB335级钢筋,(1)
基础长边方向
1—1截面(柱边)
柱边净反力:
fy300Nmm
2lac(pPn,IPnmin2lPn,min)n,max3.80.5108.96(281.64108.96)
23.8206.66KPa悬臂部分净反力平均值:
1(1(281.64206.66)244.15KPa )2Pn,maxpn,I弯矩:
221Pn,maxPn,I(l)(2b)1244.15(3.80.5)(22.80.5)bc24ac MI24 2675.78KNm6675.782M10I3337.2mm AS,10.9f0.9300750yh0
III—III截面(变阶处)
la1(Pn,maxPn,min)Pn,Ⅲ2l3.82.0(281.64108.96)
108.9623.8240.74KPaPn,min
21Pn,maxPn,Ⅲ(la1)(2b)b1MⅢ24221281.64240.74(3.82.0)(22.81.5)242250.35KNm250.35102MⅢ
2649mmAS,Ⅲ0.9fyh010.9300350比较AsⅠ 和As,Ⅲ,应AsⅠ按配筋,实际配 16@180 ,则钢筋根数:
62800402n117,180
As201.1173418.7mm2(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 按均布分布计算,取
11Pn(pn,maxpn,min)(281.64108.85)261.19KPa
22弯矩: II-II截面:
21Pn,maxPn,min(bbc)(2lac)M24221261.19(2.80.5)(23.80.5)
24466.32KNm466.32106MI2303mm2 AS,0.9fyh00.9300750IV-IV截面(变阶处)MV1Pn,maxPn,min2bb1)(2la1)(24221281.64108.96(2.81.5)(23.82)242176.5KNmAS,IV176.5102MⅢ1868mm
0.9fyh010.93003506比较AS,II 和AS,IV,应AS,II按配筋,实际配 22 12@180 则钢筋根数:
3800402n12218010、基础详图配筋大样图:
见施工图
三、B、C两轴计算
2113.1222488.2mmAs1、由任务书得:10号B轴柱子基底荷载为 :
B轴:Fk2205KN,Mk309KNm,Vk117KN;
试取
A'0lb43.614.4m
持力层承载力特征值:
ff(b3)(d0.5)aakbdm
1800.39.4(3.63)1.616.23(2.20.5)
225.84KPa
基础底面积:
22052 11.96mA0faGd225.840.7101.72520Fk
基础面积按20%增大,即:
A1.2A01.211.9614.35m2
2初步选定基础底面面积Alb43.614.4m2、验算持力层地基承载力
回填土和基础重:
GkGdA(0.7101.72520)14.4597.6KN
3091170.8lMk
偏心距: ek0.145m0.8m
597.66FkGk220P>0,满足要求。
kmin
基地最大压力:
Al14.44.8229.9KPa1.2fa1.2224.15268.98KPaPkmaxG6e2205597.660.145F(1)(1)kkk
所以,最后确定基础地面面积长4m;宽3.6m。
3、计算基底净反力
取柱底荷载效应 基本组合设计值:
F2866KN,M402KNm,V153KN.净偏心距 : en,0M4021530.80.183m N2866 基础边缘处的最大和最小净反力 :
Pn,maxn,minF16en,0286660.183244.56KPa ()(1)153.50KPalbl4.03.64.84、基础高度
柱边基础截面抗冲切验算(见图3)
l4.0m,b3.6m,atbc0.5m,ac0.5m.初步选定基础高度h800mm,分两个台阶,每阶高度均为400mm的。h0800(4010)750mm(有垫层)。
aa2hbt00.520.752mb3.6m
取ab2m
atamnab250020001250mm
2P取Pn,max244.56KPa
冲切力:
因 b2.8mbc2h00.520.752m(即:冲切在地面范围内)
FlblatPn,max[(h0)b(bch0)]2222223.60.534.00.5244.56[(0.75)3.6(0.75)]2222723.90KN抗冲切力:
0.7hp ftamh00.71.01.43101.250.75938.44KN732.90KN39
满足要求!
5、变阶处抗冲切验算
atb11.5m,a12.0m,h0140050350mm
abat2h011.520.352.2mb3.6m
取ab=2.2m
ama1.52.2a1.85m t2b冲切力:
Flbb1la1Pn,max[(h01)b(h01)]2222223.60.54.02281.64[(0.35)3.6(0.35)]2222452.44KN抗冲切力:
0.7hpftamh010.71.01.43101.850.35648.15KN452.44KN3满足要求。
6、由任务书得:10号C 轴柱子基底荷载为 :
C轴:Fk1727KN,Mk428KNm,Vk114KN;
试取
A'0lb43.614.4m 由A轴计算得持力层承载力特征值:
2f224.15KPa a12计算基础和回填土重Gk时的基础埋深d(2.22.65)2.425m 基础底面积:
17272 9.46mA0faGd224.150.7101.72520Fk
由于偏心不大,基础面积按20%增大,即:
A1.2A01.29.4611.35m2初步选定基础底面面积Alb3.8311.4m,且b=3m不需再对进行修正。
7、验算持力层地基承载力
回填土和基础重:
faGkGdA(0.7101.72520)11.4473.1KN
4281140.8lMk
偏心距: ek0.236m0.633m
6FkGk1727473.10
P>0,满足要求。
kmin
基地最大压力:
Al11.43.8264.91KPa1.2fa1.2224.15268.98KPaPkmaxG6e1727473.1060.236F(1)(1)kkk
所以,最后确定基础地面面积长3.8m;宽3.0m。
8、计算基底净反力
取柱底荷载效应 基本组合设计值:
F2245KN,M557KNm,V149KN.净偏心距 : en,0M5571490.80.301m N2245 基础边缘处的最大和最小净反力 :
Pn,maxn,minF16en,0224560.301290.52KPa ()(1)103.34KPalbl3.83.03.89、基础高度
柱边基础截面抗冲切验算(见图3)
l3.8m,b3.0m,atbc0.5m,ac0.5m.初步选定基础高度h800mm,分两个台阶,每阶高度均为。h800(4010)750mm(有垫层)0400mm的。
aa2hbt00.520.752mb3.0m
取ab2m
atamnab250020001250mm
2P取Pn,max290.52KPa
冲切力:
因 b3.0mbc2h00.520.752m(即:冲切在地面范围内)
FlblatbPn,max[(h0)b(ch0)]2222223.00.53.80.5290.52[(0.75)3.0(0.75)]2222711.77KN抗冲切力:
0.7hpftamh00.71.01.431031.250.75938.44KN711.77KN满足要求!
10、变阶处抗冲切验算
atb11.5m,a12.0m,h0140050350mm
abat2h011.520.352.2mb3.0m
取ab=2.2m
atamab21.52.21.85m
冲切力:
FlPn,max[(bla1h01)b(b1h01)]222222290.52[(3.00.53.820.35)3.0(0.35)]2222432.87KN抗冲切力:
0.7hpftamh010.71.01.43101.850.35648.15KN432.87KN3 满足要求。
根据以上计算,可以绘制出基础平面布置图和A轴柱子基础大样图。见基础平面布置图。
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