基础工程独立浅基础课程设计.docx
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基础工程独立浅基础课程设计
课程名称：
《基础工程》
设计题目：
柱下钢筋混凝土独立基础院系：
土木工程系
专业：
建筑工程1班
年级：
2013级
学号：
姓名：
张旭
指导教师：
西南交通大学
2016年4月10日
《基础工程》课程设计（2013张旭）
课程
设
计
任
务书
专业建筑工程
姓
名
张旭
学号2013
开题日期：
2016年4
月2日
完成日期：
2016年4月20日
题目柱下钢筋混凝土独立基础
一、设计的目的
通过该设计使学生初步掌握柱下钢筋混凝土独立基础（浅基础）的设计方法，设计思路，
熟练浅基础设计的计算理论及具体步骤。
通过该课程设计的联系，达到应用浅基础的设计理
论解决工程实际问题的目的。
二、设计的内容及要求
1、选择浅基础具体类型；
2、拟定基础埋深d、基础高度h和立面型式；
3、计算地基承载力、基础底面积并判断是否满足设计要求；并进行地基基础检算;
4、计算并分析设计基础是否满足抗冲切、抗弯承载力（并有配筋计算分析）等；
5、用CA蔭制施工图，包括立面、剖面、平面图；
6、并作简单的施工说明；
7、图文排版按照教务网上有关“毕业设计排版要求”一致。
三、指导教师评语
四、成绩ECD
指导教师（签章）
2016年月日
《基础工程》课程设计（2013张旭）
第一部分课程设计资料-4-
1.1设计题目-4-
1.2设计资料-4-
1）地形-4-
2）工程地质资料-4-
1.3水文资料为-5-
1.4上部结构资料-5-
1.5材料-5-
1.6分组-5-
第二部分课程设计-6-
2.1柱子以及荷载-6-
2.1.1选择柱子（⑦一B）-6-
2.1.2柱下荷载-6-
2.2基础材料及立面形式-6-
2.3确定持力层选择及基础埋置深度d-6-
2.4具体设计计算错误！
未定义书签。
1）已知常用数据错误！
未定义书签。
2）地基承载力特征值的确定错误！
未定义书签。
3）基础底面尺寸错误！
未定义书签。
4）基础高度的确定错误！
未定义书签。
5）内力计算错误！
未定义书签。
6）抗弯钢筋的配置错误！
未定义书签。
7）基础施工图错误！
未定义书签。
2.5相邻轴线（A、C轴）柱底尺寸设计错误！
未定义书签。
1）地基承载力特征值的确定错误！
未定义书签。
2）基础底面尺寸（A轴）错误！
未定义书签。
3）基础底面尺寸（C轴，基底承载力特征值同A轴）错误！
未定义书签。
《基础工程》课程设计（2013）
第一部分课程设计资料
1.1设计题目
柱下钢筋混凝土独立基础
1.2设计资料
1）地形
拟建建筑场地平整
2）工程地质资料
自上而下依次为：
1杂填土：
厚约0.5m，含部分建筑垃圾；
2粉质粘土：
厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130kN/m2；
3粘土：
厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180kN/m2；
4全风化砂质泥岩：
厚2.7m，承载力特征值fak=240kN/m2；
5强风化砂质泥岩：
厚3.0m，承载力特征值fak=300kN/m2；
6中风化砂质泥岩：
厚4.0m，承载力特征值fak=620kN/m2；
地基岩土物理力学参数表表2.1
地
层代号
土
名
天然地基土
厚度
重度
（丫）
孔隙比
（e）
凝聚力
（c）
内摩
擦角
（①）
压缩
系数
（a1-2）
压缩
模量
（Es）
抗压
强度
（frk
）
承载
力特征值
（fak
）
m
KN/m3
KPa
度
MPa」
MPa
MPa
KPa
①
杂填土
0.5
18
②
粉质粘土
1.2
20
0.65
34
13
0.20
10.0
130
③
粘土
1.5
19.4
0.58
25
23
0.22
8.2
180
④
全风化砂
质泥岩
2.7
21
22
30
0.8
240
⑤
强风化砂
3.0
22
20
25
3.0
300
质泥岩
⑥
中风化砂
质
4.0
24
15
40
4.0
620
1.3水文资料为
地下水对混凝土无侵蚀性。
地下水位深度：
位于地表下1.5m
1.4上部结构资料
上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差
450mm。
柱网布置见图1,图1中仅画出了1-6列柱子，其余7-10列柱子和3-1列柱子对称。
图1柱网平面图
EXCEL
上部结构作用在柱底的荷载标准值，荷载效应基本组合设计值见
1.5材料
上部结构作用在柱底的
混凝土等级C25~C30,钢筋I、U级
第二部分课程设计
2.1柱子以及荷载
2.1.1选择柱子（⑦一B）
根据班级分配，本设计为⑦一B柱子。
2.1.2柱下荷载
柱底所受荷载表4
项目
FK（kN）
MK（kNm）
VK（kN）
标准值
1590
124
53
设计值
2012
130
62
2.2基础材料及立面形式
选择“C25”混凝土，1级（HPB300）钢筋，立面形式初步定为锥形
则有：
C25混凝土：
ft=1.27Nmm2=1270kPa
1级（HPB300）钢筋：
fy=270Nmm2=270MPa
表丄2.普通钢筋强度设计值（N/mm1）
牌号
杭拉强度设计值A
抗压强度设计值f；
HPB300
17Q
270■
⑷0
HRB4（MkvHRAF40D%RRB400
HRBSOOsHRBF5Q0
435
410
^4.L4-2混凝土軸心杭拉强度设计值（M/rnm3!
强度
4
混凝土强度等级
CIS
C20
C25
C30
C35
C40
C45
C50
CSS
C60
C65
C70
€75jC30
ft
0.9〕
L10
L27
J43
L57.L71
I.8U
1.89
1.96
2.04
XO9
X14
X18：
2.22
2.3确定持力层选择及基础埋置深度d
±0.00
基础示意图
根据地质资料，综合考虑，选择第O3层粘土层作为本基础的持力层,
基础底面取至持力层下0.3m处，则可得基础埋深为：
d=0.450.51.20.5=2.65
2.4具体设计计算
1）已知常用数据
基底以上基础、土等的平均重度g=20kN/m3；
基底在地下水位以下时，水下部分采用浮重度w=10kN/m3；
室内回填土的重度=17.5kN/m3
由于选择粘土层作持力层，且孔隙比e=0.58，故基础埋深的地基承载力修正
系数d=1.6；
基础垫层保护层厚度d=50mm；
受冲切截面的高度影响系数，当h乞800mm时，胡。
；
C25混凝土:
ft=1270kPa；
1级（HPB300）钢筋：
fy=270Nmm2=270MPa
2）地基承载力特征值的确定
基底以上土的加权平均重度为:
料17.5汇0.45+18汉0.5+（20-10）汉0.2+（19.4-10）汉0.5“一、，3
2.65
m16.44kN/m
持力层承载力特征值fa（假设基础宽度小于等于3m,不考虑基础宽度
地基承载力修正系数）为:
a二fa'kdm（d-0.5）=1801.616.442.6-5）.）5=236.55kP
3）基础底面尺寸的确定
由FkA0Gd-A0whW-A0fa得.
Fk
1590
氏—fa-^Gd+%hw一236.55—20汉2.65+10汉（2.65—1.5）一*15m
由于偏心不大，基础底面积按20%增大,
A=1.2A）=1.28.15=9.78m2
初选定基础底面积:
A二bl=3.33=9.9m29.78m2
且I=3乞3，故不需要再对fa进行修正。
验算持力层地基承载力:
基底以上基础、土等的自重：
Gk=20（1.50.45）10（2.65-0.45-1.5）19.9=455.4kN
假设基础高度为600mm,偏心距:
e「124530J0.08芒壬755
1590455.466
基底最大压力:
J590V.^g）=236.66kPa
3.3
FkGk
Pk.max
—k（1
A9.9
<1.2fa=1.2236.55=283.86kPa
满足要求
所以基础面积确定为bI=3.33m2。
4）基础高度的确定
柱底荷载效应基本组合设计值:
F=2012kN
M=130kN・mV=62kN
净偏心距为:
M130620.6
2012
e00.08
F
基础边缘的最大和最小反力为:
p_F（16e。
、2012（160.08、232.79kPa
j.ma^A_b_9.9（_3.3_173.67kPa
j.minA
9.9
3.3
Ai
at
（b—h。
）"—L—二―h°）2=（
222222
2".30.5-0.55）3-（3-0.5-0.55）2
22
=2.06m2
ab
=at2h0=1.6m
由上部荷载资料可知，上部结构为多层全现浇框架结构，故宜选现浇独
立基础，且按要求立面形式初步选为锥形。
初步拟定基础高度h=600mm,按地基规范要求，铺设垫层时保护层厚
度不小于40mm，假设钢筋重心到混凝土外表面的距离为50mm，故基础的
有效高度h0=600-50=550mm。
且由设计资料知:
at=bt=0.5mb=3300mm=3.3mI=3000mm=3m
则:
at
2h0=0.520.55=1.6乞I=3
atab』51d1..05m
因偏心受压，片=Pj.max=232.79kPa
则：
Fl=PjAl=232.792.06二479.55kN
0.7'hpftamh^0.71.012701.050.55=513.30kN
F|E0.7Spftamh0，且比较经济合理
故能够满足抗冲切承载力要求，所以基础高度确定为600mm。
（第一次选择的高度为800mm，算得369.74<833.44,很大一部分承载力不能发挥，后改为600mm，更合理）
5）内力计算
500±0.00
3300
已知数据：
b=3.3mbc=0.5mmh=600mme
a，=at=0.5m=b，
aI二
b-b，
1
2
0.08
.4m
控制截面在柱边，即上图的I
由于台阶的高宽比为:
b-be
2h
3.3一0.5=2.33：
：
：
2.5
20.6
且偏心距e：
：
：
-
6
故:
R=Pj.min
十口1（P._P.i）
j.maxj,min
b
33—14
3.3
-173.67（232.79-173.67）
=272.83kPa
1
Mi=—a（2^a/）（Pj.max+R）（Pj.max—R）I】
12
=11.42（23.00.5）（232.79207.71）-（232.79-207.713.0】
=479.95kN・m
1/2/
Mn-（1-a）（2bb）（Pj.maxPj.min）
48
二丄（3.0—0.5）2（23.30.5）（232.79173.67）
48
=407.23kN*m
6）抗弯钢筋配置
选用1级（HPB300）钢筋,
fy=270N/mm2二270MPa
As
由
M
0.9fyh。
得:
沿长边方向:
479.951062
:
3591mm
0.9270550选用18/16@190实配面
2一h°
积3618mm。
故实际的
二h-a-d=600-40-16二552mm
22，大于原先假定
的550mm，上述钢筋显然满足要求。
沿短边方向的钢筋应该置于长边钢筋之上，并假设采用：
J10钢筋，故
d/
h0=h-a-d=539mmASn
2，则
A"23106=3109mm2沙皿讣
0.9270539选22」10@140
2
实配面积3142mm。
7）基础施工图
1&016号=
苗6@190
±0.00
o
m
—*F
22如0z
O
m
3300
O
Ln
9z
2.5
1）
相邻轴线（AC轴）柱底尺寸设计
地基承载力特征值的确定
045d0.51.20.5=2.425m
基础埋深：
2
基底以上土的平均重度：
0.45
17.5汇——+18x0.5+20x1+（20—10）x0.2+（19.4—10）x0.5m216.35kN/m3
2.425
则可得:
fa=180+1.6域16.35汉（2.425-0.5）=230.36kPa
2）
基础底面尺寸（A轴）
由荷载资料Fk=980kNMk=145kN*mV^47kN
Fk
则:
A0二fa-Gdwh
980
230.36-202.425100.7
二5.20m2
（16—°14）=245.71kPa
3.2
Fk
则：
乓二fa-Gdwh
1252
w230.36-202.425100.7一6.63m
由于偏心不大，故按20%增大：
A=1.2Ao=6.23m2
ryr\
初选定基础底面积：
A=b丨=3.22二6.4m■6.23m
且丨^<3，故不需要再对fa进行修正。
验算持力层地基承载力:
基底以上基础、土等的自重:
Gk叮20（1.50.45）-100.76.4=265.6kN
2
假设基础高度为600mm,偏心距:
145_47_0.%.14—“53
980265.666
基底最大压力:
cFk+Gk“[6ek、980+265.6
Pk.max（1*）二
Ab6.4
<1.2fa=1.2230.36二276.43kPa
满足要求
所以基础面积确定为b丨=3.22m2
3）基础底面尺寸（C轴）
Vk二64kN
由荷载资料Fk=1252kNMk=234kN«m
由于偏心不大，故按20%增大：
A=1.2A0=7.96m2
初选定基础底面积：
A=b丨=42=8.00m27.96m2
且丨^<3，故不需要再对fa进行修正。
验算持力层地基承载力:
基底以上基础、土等的自重:
6.4=265.6kN
045
Gk二20（1.5•）-100.7
IL2
假设基础高度为600mm,偏心距:
e「23464也=0.11—0.67
1252265.666
基底最大压力:
Pk.max
Ab84
240.92kPa
：
：
：
1.2fa=1.2230.36=276.43kPa
满足要求
所以基础面积确定为b丨=42m2
2.6草纸验算过程
查附页
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