柱下獨(dú)立(聯(lián)合)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱：根底工程設(shè)計(jì)題目：柱下獨(dú)立〔聯(lián)合〕根底設(shè)計(jì)院系：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：2012年月日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目柱下獨(dú)立〔聯(lián)合〕根底設(shè)計(jì)學(xué)生姓名所在院系專業(yè)、年級(jí)、班設(shè)計(jì)要求：按照以下所給資料進(jìn)行根底設(shè)計(jì)。1、設(shè)計(jì)資料〔1〕上部結(jié)構(gòu)資料：上部結(jié)構(gòu)為多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，框架柱截面尺寸為500×500mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布置見(jiàn)圖1。圖1柱網(wǎng)平面圖〔2〕上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載〔橫向框架荷載取值按軸對(duì)稱分布考慮〕：題號(hào)為：A軸荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值為：A軸荷載效應(yīng)根本組合值為：B軸荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值為：B軸荷載效應(yīng)根本組合值為：〔3〕地形：擬建建筑場(chǎng)地平整，土層起伏不大。〔4〕工程地質(zhì)資料：自上而下依次為：①雜填土：厚約0.5m，含局部建筑垃圾；②粉質(zhì)粘土：厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130KN/m2；③粘土：厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值fak=180KN/m2；④全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚2.7m,承載力特征值fak=240KN/m2；⑤強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚3.0m,承載力特征值fak=300KN/m2；⑥中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚4.0m,承載力特征值fak=620KN/m2；表1地基巖土物理力學(xué)參數(shù)表地層代號(hào)土名天然地基土重度〔γ〕孔隙比〔e〕凝聚力〔c〕內(nèi)摩擦角〔Φ〕壓縮系數(shù)(a1-2)壓縮模量〔Es〕抗壓強(qiáng)度〔frk〕承載力特征值〔fak〕kN/m3kPa度①雜填土18②粉質(zhì)粘土200.6534130.2010.0130③粘土19.40.5825230.228.2180④全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2122300.8240⑤強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2220253.0300⑥中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2415404.0620〔5〕水文資料為： 地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。地下水位深度：位于地表下1.5m?！?〕材料：混凝土等級(jí)Ｃ20～C25，鋼筋HPB300、HPRB335級(jí)。2、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立根底，包括確定根底埋深、根底底面尺寸，對(duì)根底進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、強(qiáng)度計(jì)算，確定根底高度、進(jìn)行配筋計(jì)算并滿足構(gòu)造設(shè)計(jì)要求，編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。繪制根底施工圖，包括根底平面布置圖、根底施工圖，并提出必要的技術(shù)說(shuō)明。學(xué)生應(yīng)完成的工作：1.設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)(A4、正文字號(hào)小四、1.5倍行距)〔1〕確定地基持力層和根底埋置深度；〔2〕確定根底底面尺寸，驗(yàn)算地基承載力；〔3〕對(duì)根底進(jìn)行抗沖切承載力驗(yàn)算，確定根底高度；〔4〕對(duì)根底進(jìn)行正截面受彎承載力驗(yàn)算，給根底底板配筋；2.設(shè)計(jì)圖紙(A3或A2)〔1〕根底平面布置圖〔2〕獨(dú)立根底施工圖要求分析過(guò)程詳細(xì)，計(jì)算步驟完整，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)應(yīng)具有條理性，圖紙整潔清晰。參考文獻(xiàn)閱讀：[1]華南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)編，根底工程〔第二版〕[M]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009[2]《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50009-2001〕[S]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002[3]《建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50007-2002〕[S]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002[4]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50010-2010〕[S]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010工作方案：課程設(shè)計(jì)時(shí)間：一周。其中：1、布置任務(wù)、熟悉設(shè)計(jì)資料0.5天；2、確定設(shè)計(jì)方案、計(jì)算3天；3、寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、繪圖2.5天；4、打印并上交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、圖紙1天。任務(wù)下達(dá)日期：2012年月日任務(wù)完成日期：2012年月日指導(dǎo)教師〔簽名〕：學(xué)生〔簽名〕：柱下獨(dú)立〔聯(lián)合〕根底設(shè)計(jì)摘要：為了讓同學(xué)們更好的學(xué)習(xí)《根底工程》這門(mén)課程，加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握，提高同學(xué)們的動(dòng)手能力，學(xué)校組織了這次關(guān)于根底工程的課程設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)柱下獨(dú)立根底和聯(lián)合根底進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)開(kāi)始首先進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)計(jì)算，確定出根底的受力狀態(tài)，然后設(shè)計(jì)根底尺寸。根底尺寸設(shè)計(jì)后進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算符合要求，然后進(jìn)行配筋的計(jì)算，配筋完成以后就開(kāi)始繪制根底施工圖，施工圖完畢，經(jīng)過(guò)校核無(wú)誤，本次設(shè)計(jì)完成。關(guān)鍵詞：埋深基底尺寸根底根底高度配筋施工圖目錄1.設(shè)計(jì)背景…………12.設(shè)計(jì)方案…………23.方案實(shí)施………54結(jié)果與結(jié)論……………………115.收獲與致謝……………………126.參考文獻(xiàn)………137.附件……………141.設(shè)計(jì)背景某多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)房屋，上部框架柱截面尺寸為500×500mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布置見(jiàn)圖1。圖1柱網(wǎng)平面圖上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載為，A軸柱底荷載：①柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值：，，；②柱底荷載效應(yīng)根本組合值：，，。B軸柱底荷載：①柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值：，，；②柱底荷載效應(yīng)根本組合值：，，。擬建建筑場(chǎng)地平整，土層起伏不大。工程地質(zhì)資料見(jiàn)表1：表1場(chǎng)地工程地質(zhì)資料地層代號(hào)土名天然地基土重度〔γ〕孔隙比〔e〕凝聚力〔c〕內(nèi)摩擦角〔Φ〕壓縮系數(shù)(a1-2)壓縮模量〔Es〕抗壓強(qiáng)度〔frk〕承載力特征值〔fak〕kN/m3kPa度①雜填土18②粉質(zhì)粘土200.6534130.2010.0130③粘土19.40.5825230.228.2180④全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2122300.8240⑤強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2220253.0300⑥中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2415404.0620地下水位于地表下1.5m，地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。2.設(shè)計(jì)方案2.1材料選用C25混凝土〔=11.9N/mm2，=1.27N/mm2〕；HPB300鋼筋〔=270N/mm2〕；HRPB335鋼筋〔=300N/mm2〕。2.2.根底埋深選擇根據(jù)任務(wù)書(shū)要求和工程地質(zhì)資料：第一層土：雜填土，厚0.5m；第二層土：粉質(zhì)粘土，厚1.2m,承載力特征值=130kN/m2；第三層土：粘土，厚1.5m,承載力特征值=180kN/m2；第四層土：全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚2.7m,承載力特征值=240kN/m2。第五層土：強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚3.0m，承載力特征值=300kN/m2第六層土：中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚4.0m，承載力特征值=620kN/m2地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性，地下水位于地表下1.5m。持力層選用第三層粘土，承載力特征值kPa，設(shè)根底在持力層中的嵌固深度為0.2m，室外地坪標(biāo)高同自然地面，那么室外埋深為1.9m，室內(nèi)埋深2.35m〔室內(nèi)外高差0.45m〕。由此得土層分布及根底剖面示意圖如下：圖2土層分布及根底剖面示意圖2.3確定根底底面積〔1〕A柱1〕求地基承載力特征值根據(jù)持力層為粉質(zhì)粘土故取基底以上土的加權(quán)平均重度〔加權(quán)土重度，其中雜填土容重18，粘土取9.4〕持力層承載力特征值〔先不考慮對(duì)根底寬度修正〕〔上式d按室外地面算起〕2〕初步選擇基底尺寸取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：，，根底底面積：設(shè)，取，，且不需要再對(duì)進(jìn)行修正。3〕驗(yàn)算持力層地基承載力回填土和根底重：偏心距：，基底最大壓力：，滿足要求?！?〕B柱 1〕根底底面尺寸確定因B、C軸間距僅2.7m，B、C柱分別設(shè)為獨(dú)立根底場(chǎng)地不夠，所以將兩柱做成雙柱聯(lián)合根底。因梁柱荷載對(duì)稱，所以聯(lián)合根底近似按中心受壓設(shè)計(jì)根底，根底埋深2.35m，如下列圖：圖3.B-C柱聯(lián)合根底埋深設(shè)，取，，。

3.方案實(shí)施3.1根底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)〔混凝土選用C25〕(1)荷載設(shè)計(jì)值eq\o\ac(○,1)A柱：柱底荷載效應(yīng)根本組合值：，，；②B柱：柱底荷載效應(yīng)根本組合值：，，?！?〕A柱預(yù)估根底高度0.60m。1〕基底凈反力〔根底高度初步估算0.60m計(jì)算〕2〕沖切驗(yàn)算根底高度(采用錐形根底)柱邊根底截面抗沖切驗(yàn)算〔見(jiàn)圖4〕圖4沖切驗(yàn)算簡(jiǎn)圖，，，。初步選定根底高度，〔有墊層〕。，所以破壞椎體在根底平面內(nèi)部；取因偏心受壓，取沖切力：抗沖切力：根底高度滿足要求。3〕配筋計(jì)算圖5根底剖面尺寸示意圖選用的HPB300級(jí)鋼筋，,HRB335級(jí)鋼筋，?-?截面〔柱邊〕：柱邊凈反力：選18ф16〔As=3618mm2〕Ⅱ-Ⅱ截面：按構(gòu)造要求配筋:實(shí)配12ф16〔As=2412mm2〕〔注：短邊鋼筋放在長(zhǎng)邊鋼筋上方，所以有效計(jì)算高度差10mm〕〔3〕B-C柱，，，初選根底高度H=0.60m〔等厚〕；1〕基底凈反力2〕沖切計(jì)算圖6沖切驗(yàn)算計(jì)算簡(jiǎn)圖要求，所以滿足要求。3〕縱向內(nèi)力計(jì)算彎矩和剪力的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下列圖：圖7彎矩和剪力計(jì)算結(jié)果4)抗剪驗(yàn)算柱邊剪力：,滿足要求。5〕縱向配筋計(jì)算〔選用HRPB335鋼筋=300N/mm2〕板底配筋：選16@110板頂配筋：按構(gòu)造要求φ8@110〔注意：假設(shè)柱間有負(fù)彎矩，板頂需按該式，進(jìn)行配筋計(jì)算?！?〕橫向配筋柱下等效梁寬為：柱邊彎矩：選925〔布置在柱下1.86m范圍內(nèi)〕，根底頂面配橫向構(gòu)造筋φ12@2503.2繪制根底施工圖。根據(jù)以上計(jì)算，可以繪制出根底平面布置圖和A軸、B-C柱子根底大樣圖〔見(jiàn)附件〕。

4.結(jié)果與結(jié)論結(jié)果：本次課程設(shè)計(jì)由于地形較好，沒(méi)有軟弱地層，所以無(wú)需進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算。計(jì)算時(shí)選取第三層粘土層作為持力層。由于地下水位深度1.5m，所以在計(jì)算時(shí)，位于地下水位以下局部在計(jì)算重度時(shí)應(yīng)減去水的重度。經(jīng)過(guò)計(jì)算，獨(dú)立根底的面積為，滿足條件；聯(lián)合根底的面積為：，滿足條件。在配筋計(jì)算時(shí)，獨(dú)立根底Ⅰ-Ⅰ截面配筋18Φ16〔As=3618mm2〕，Ⅱ-Ⅱ截面配筋12Φ16〔As=2412mm2〕；聯(lián)合根底縱向配筋Φ16@110，橫向配筋18Φ18。結(jié)論：本次設(shè)計(jì)所得出的結(jié)論是，當(dāng)持力層下面有軟弱地基時(shí)，要進(jìn)行軟弱層驗(yàn)算，驗(yàn)算符合要求才可以進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。當(dāng)根底高度>0.60m時(shí)，要設(shè)置兩節(jié)臺(tái)階式的根底，這樣才能保證地基的穩(wěn)定性。5.收獲與致謝5.1收獲紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。一周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們不僅拓寬了自己的知識(shí)面，而且在實(shí)踐過(guò)程中穩(wěn)固和加深了自己所學(xué)的知識(shí)。使我的技術(shù)素質(zhì)和實(shí)踐能力有了進(jìn)一步的提高。通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程的鍛煉，自己分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力得到了提高和鍛煉，完善了自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。5.2致謝經(jīng)過(guò)一周的時(shí)間，在趙青老師的精心指導(dǎo)下我們完成了本次課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。在本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們得到趙青老師的悉心指導(dǎo)。在計(jì)算及繪圖的過(guò)程中，趙青老師屢次給我們分析思路，講解計(jì)算方法，開(kāi)拓視角，在我們遇到困難想放棄的時(shí)候給予了我最大的支持和鼓勵(lì)。史老師趙青老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，踏實(shí)堅(jiān)韌的工作精神，將使我們終生受益。在此，謹(jǐn)向趙青老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。

6.參考文獻(xiàn)[1]華南大學(xué)，浙江大學(xué)，湖南大學(xué)編，根底工程〔第二版〕[M]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009[2]《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50009-2001〕[S]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002[3]《建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50007-2002〕[S]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002[4]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50010-2010〕[S]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010

7.附件〔附件見(jiàn)圖紙〕指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：課程設(shè)計(jì)報(bào)