土力学课程设计柱下独立基础设计.doc

目 录一、柱下独立基础设计 1、设计资料 2、设计步骤 求地基承载力特征值.2 初步选择基地尺寸.2 验算持力层基础承载力.2 基础基底净反力.2 基础高度（采用阶梯型基础）.2 变阶处抗冲切验算.2 配筋计算.2 确定B.C轴柱子基础底面.2 设计总说明.2二、桩基础设计 1、设计资料 2、设计步骤 单桩承载力的计算.2 初选承台的尺寸.2 承台受冲切承载力验算.2 承台受剪切承载力验算.2 承台受弯承载力计算.2 桩身结构设计.2 估算B，C轴柱下桩数.2 三、基础设计图（详图）柱下独立基础设计（一）设计资料1、地形拟建建筑场地平整。2、工程地质条件 自上而下土层依次如下：号土层，杂填土，层厚0.5m，含部分建筑垃圾。号土层，粉质黏土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值。号土层，黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值号土层，细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值。号土层，强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值：1402 ：311 ：102F： 1823 M： 391 V： 133选号土层为持力层。设计轴柱下独立基础3、岩土设计技术参数地基岩土物理力学参数如表1.1所示。表1.1 地基岩土物理力学参数土层编号土的名称重度孔隙比液性指数粘聚力内摩擦角压缩模量标准贯入锤击数N承载力特征值杂填土18粉质黏土200.650.8434137.56130黏土19.40.580.7825238.211180细砂210.623011.616240强风化砂质泥岩2218223004、水文地质条件拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。地下水位于地表下1.5m，为了保护基础不受人类和其他生物活动等的影响，基础宜埋置在地表以下，其最小埋置深度为0.5m。此处取d=0.5m。室外到基础底面高度为h=05+1.2+0.5=2.2m。5、上部结构资料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为。室外地坪标高同自然地面，室内外高差。柱网布置如图1.1所示。图1.1 柱网平面图6、本组数据上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表1.2所示，上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表1.3所示。表1.2 柱底荷载效应标准组合值题号轴轴轴轴轴轴轴轴轴814022057161831126637710210498表1.3 柱底荷载效应基本组合值题号轴轴轴轴轴轴轴轴轴8182326742104391346491133136128本工程选用3号土层为持力层，。材料选用：混凝土C25，钢筋HPB235级。保护层为50mm.垫层做法：选用C10混凝土，厚度为100mm，两边突出基础各100mm。 7、混凝土、钢筋等级 混凝土的强度等级C25C30，钢筋采用HPB235、HRB335级（二）设计步骤 1、求地基承载力特征值e=0.58<0.85，=0.78<0.85，查表b=0.3，d=1.6地基地面以上土的平均重度：=16.23持力层承载力特征值上式中d按室外地面算起。2、初步选择基地尺寸取柱底荷载标准值：1402 ：311 ：102计算基础和回填土重时的基础埋深为基础底面积为因为偏心不大，基础底面积按20%增大，即初步选择基础底面积,且b=2.6m<3m不需要再对进行修正。3、验算持力层基础承载力基础和回填土重偏心距即，满足。基底最大压力：<所以确定基础底面面积4、基础基底净反力取柱底荷载效应基本组合设计值：F： 1741 M： 369 N： 133净偏心距为基础边缘处的最大和最小净反力为5、基础高度（采用阶梯型基础） 柱边基础截面抗冲切验算 如图2.1 初步选定基础高度为h=800mm,分两阶，每阶高为400mm.所以(有垫层)则所以冲切力为抗冲切力为>518.23满足要求。 图2.1 柱边基础截面抗冲切、变阶处抗冲切6、变阶处抗冲切验算如图2.1由于有所以，取所以抗冲切力为抗冲切力为满足要求。7、配筋计算选用HPB235级钢筋进行计算，基础长边方向I截面(柱边)柱边净反力为悬臂部分净反力平均值为弯矩为对截面（变阶处）有 = 比较和,取配筋。 实际配筋（2）基础短边方向，因为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 =配筋实际按构造配筋8、确定B.C轴柱子基础底面B轴： 2057 ：266 ：104 F： 2674 M： 346 V： 136C轴： 1618：377 ：98F： 2104M： 491 V： 128由前面计算得持力层承载力特征值为=224.15，d=2.425mB轴基础底面积为基础底面按20%增大，即初步选定基础底面积为A=取b=3m,不需要再对进行修正C轴基础底面积为=初步选定基础底面面积A=取b=3m,不需要再对进行修正B轴持力层验算基础和回填土重为：偏心距为即满足要求。所以确定基础尺寸为 C轴持力层验算基础和回填土重为： 偏心距 满足要求。所以确定基础尺寸为灌注桩设计（一）设计资料1、地形拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。2、工程地质条件自上而下土层依次如下：号土层：素填土，层厚1.5m，稍湿，松散，承载力特征值。号土层：淤泥质土，层厚3.3m，流塑，承载力特征值。号土层，粉砂，层厚6.6m，稍密，承载力特征值。号土层，粉质黏土，层厚4.2m，湿，可塑，承载力特征值。号土层，粉砂层，厚度未揭穿，中密密实，承载力特征值。3、岩土设计技术参数地基岩土物理力学参数如表3.1和表3.2所示。表3.1 地基岩土物理力学参数土层编号土的名称孔隙比含水量液性指数标准贯入锤击数N压缩模量承载力特征值素填土5.0淤泥质土1.0462.41.083.865粉砂0.8127.6147.5110粉质黏土0.7931.20.749.2165粉砂层0.583116.8280 表3.2 桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值 单位：土层编号土的名称侧阻力端阻力土层编号土的名称侧阻力端阻力素填土22粉质黏土60900淤泥质土28粉砂层752400粉砂454、水文地质条件（1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。（2）地下水位深度：位于地表下3.5m。5、上部结构资料拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差。柱截面尺寸均为，横向承重，柱网布置如图3.1所示。图3.1 柱网平面布置图其中纵向尺寸为5A，横向尺寸为9.6m，A值分别取以下2组：。6、本级数据上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表3.3所示，该表中弯矩、水平力均为横向方向。上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表3.4所示，该表中弯矩、水平力均为横向方向。 表3.3 柱底荷载效应标准组合值题号轴轴轴轴轴轴轴轴轴8276035503410299264256183190170表3.4 柱底荷载效应基本组合值题号轴轴轴轴轴轴轴轴轴83360442040103323152692252242167、混凝土、钢筋等级混凝土的强度等级C25C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。（二）、设计步骤 假定承台高度为0.95m，埋深1.5m，桩顶深入承台0.05m，以5号土为持力层，初步定桩长为15m，对于砂土来说，桩尖插入持力层不小于1.5d,d为500的圆形灌注桩。1、单桩承载力的计算 单桩竖向承载力便准值的计算因承台底部为砂土，所以不用考虑承台效应确定桩数： 所以取n=4。桩心距为s=3.5d=1.75m,桩心距承台边缘为525mm。2、初选承台的尺寸采用HRB335级钢筋，。钢筋保护层为35mm。所以有效高度为承台及其上土的总重为桩顶平均竖向力：满足要求，所以初步设计是合理的。由于桩基为圆形，所以计算时应将截面换算成方桩，3、承台受冲切承载力验算.柱边冲切，求得冲垮比（满足0.25-1.0）因h=0.95m,故=满足冲切要求。角桩向上冲切，从角柱内边缘距离所以=满足要求。 图2.1 承台4、承台受剪切承载力验算剪跨比与上冲垮比相同。故对1-1斜截面：（如图2.1）（满足0.3931.0）故剪切系数为因满足要求。2-2截面按计算，其受的剪切承载力更大，故验算从略。5、承台受弯承载力计算选用，沿平行y轴方向均匀分布。选用，沿平行x轴方向均匀分布。6、桩身结构设计灌注桩选用C25混凝土，预制桩尖选用C30，钢筋选用HPB235级。桩身轴向承载力验算应满足 对于灌注桩来说 所以桩身轴向承载力满足要求。桩身水平承载力验算,所以每根基桩承受水平荷载力为 桩身按结构配筋，桩身配桩身配筋率满足0.2%0.65%之间。对于配筋率小于0.65%的灌注桩，单桩水平承载力特征值按因为桩身为圆形截面，所以 查表得装侧水平抗力系数的比例系数圆形桩桩身的计算宽度为根据 对C25混凝土有对HPB235级钢筋有扣除保护层桩直径为由于桩身入土为15m，桩与承台为故接。所以有前面得=所以桩身水平承载力满足要求配筋长度：基桩为端承摩擦型桩，配筋长度应不小于桩长的 则配筋长度为10m。锚入承台箍筋配置采用，因为钢筋笼长度没超过4m ,所以不用设置焊接加劲钢筋。7、估算B，C轴柱下桩数 B,C轴单桩极限承载力便准值与A轴一样， 桩数估算B轴： C轴： 承台尺寸确定因为B,C轴桩数一样，所以可设承台尺寸一致。取，桩中心间距1.75m，桩心距承台边缘均为525mm. 三 、详图 1、柱下独立基础平面网 2、基础配筋图3、基础总体样图及基础底面荷载分布图基础工程课程设计评 语 指导教师(签名)： 年 月 日