地基基础课程设计

地基基础课程设计

学生姓名： *** 学 号：*********** 指导教师： *** 专业班级：14土木升本 所在学院： 工程学院

中国·大庆

2015年11月

地基基础课程设计 目 录

1、设计资料 .................................. 错误!未定义书签。 2、设计要求 .................................................. 3 3、确定持力层 基础埋深 ....................................... 3 4、确定基础尺寸 .............................................. 5 5、下卧层强度验算 ............................................ 6 6、柱基础沉降计算 ............................................ 7 7、调整基底尺寸 .............................................. 8 8、基础高度验算 .............................................. 8 9、 配筋计算 ................................................ 10 10、 绘制施工图 ............................................. 12

地基基础课程设计 地基基础课程设计任务书

1.设计资料

某多层现浇的钢筋混凝土框架结构，其柱网布置如图1所示，柱截面尺寸为500×600mm，室外地坪标高同天然地面，室内外地面高差为0.45m。建筑场地地质条件见表A，作用于基础顶面的荷载见表B。

图1 柱网布置图

表A（地下水位在天然地面下2.2m）

编土层名称 号 Ⅰ 多年素填土 Ⅱ 粉土 淤泥质粉质Ⅲ 黏土 Ⅳ 粉、细砂 10.1 19.0

土层厚度(m) 1.6 5.2 γ ω(%) (kN/m) 17.8 18.9 26.0 3Es е IL (MPa) 7.5 28 15 C(kPa) Φ(°) Fak (kPa) 94 167 0.82 0.65 2.2 17.0 51 1.44 1.0 2.5 24 12 78 10 30 160 地基基础课程设计 表B B-1 柱底荷载标准组合

柱号 B柱 C柱

柱号 B柱 C柱 Nk（kN） 1025 825

表B B-2 柱底荷载准永久组合

Nq（kN） 915 725 Mq（kN.m） 57 92 Vq（kN） 30 23 Mk（kN.m） 65 105 Vk（kN） 35 28 2.选择持力层、确定基础埋深

根据工程地质资料和设计要求：本持力层选用Ⅱ土层，故初定基础埋置深度取d=1.6m

地基承载力特征值确定，根据工程地质资料和基础埋置深度的选择，可知地基承载力特征值 fak167Kpa

3.确定基础尺寸

3.1 地基承载力特征值的确定

《建筑地基规范》规定：当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时从荷载试验或其他原则测试，经验值等方法确定的地基承载力特征值尚应按下式修正： fafakb(b3)dm(d0.5) 由于基础高度尚未确定，假定b＜3m，首先进行深度修正。

根据粉土10%， 查表7.10得b=0.5 ，d=2.0，持力层承载力特征值fa（先不考虑对基础宽度进行修正）：

m117.8kN/m3

fafakdm1(d0.5)1672.017.8(1.60.5)206.2kPa

初步选择基底尺寸计算基础和回填土Gk时的基础埋深

d=

由A1.62.051.825m 2Fk得：

faGd

地基基础课程设计 10256.04m2

206.2201.825825 C柱 A04.86m2

206.2201.825 由于偏心不大，基础底面积按20％增大，即：

B柱 A0 B柱 A1.2A01.26.047.248m2 C柱 A1.2A01.24.865.832m2 初步选择基础底面积：

B柱 Alb32.47.2m27.248m2 b2.4m3m，不需要对fa进行修正；

C柱 Alb2.825.6m25.832m2 b2m3m，不需要对fa进行修正。 3.2 验算持力层地基承载力 基础和回填土重

GkGd

B柱 Gk201.8257.2262.8kN C柱

Gk201.8255.6204.4kN

初步选择基础高度h800mm。 偏心距 ekMk

FKGKB柱 ek 即Pkmin0满足； C柱 ek 即Pkmin0满足。

65350.80.072(l30.5)

b61025262.8105280.80.124(l2.80.47)

b6825204.4 基底最大压力 PkmaxB柱 Pk,max6eFKGK(1k) Al1025262.860.072(1)204kPa1.2fa247.4kPa,满足；

7.23

地基基础课程设计 825204.460.124(1)232.7kPa1.2fa247.4kPa,满足。

5.62.8 最终基底尺寸：

B柱基础底面 长L=3m， 宽b=2.4m C柱基础底面 长L=2.8m， 宽b=2m

C柱 Pk,max4.下卧层强度验算

gds(1w)wg18.91./cm3 101.0.821.23

(10.26)1edse(1w)wdsewsatgsat 1ede1.230.82satswg1011kN/m3

1e10.82 软弱下卧层顶面处自重应力

satPcz17.81.82518.90.6(1110)4.648.425kPa

软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度

m248.4257.0256.N/m3

由淤泥质粘土fak78kPa,查表7.10得b0,d1.0故：

fazfakdm2(d0.5)781.06.(7.0250.5)122.96kPa

由

Es17.5z3以及6.81.62.170.5,查表7.19得: 2.52.4Es2bB柱 地基压力扩散角23° 同理，

z6.81.62.60.5，查表7.19得：

2bC柱 地基压力扩散角23° 软弱下卧层顶面处附加应力

Pzlb(Pkm1d)(l2ztan)(b2ztan)

B柱

Pz32.4(178.917.81.825)20.86kPa (325.2tan23)(2.425.2tan23)

地基基础课程设计 C柱 验算

Pz2.82(183.817.81.825)18.29kPa (2.825.2tan23)(225.2tan23)B柱 PczPz48.42520.8669.3kPafaz112.96Pa 满足 C柱 PczPz48.42518.2966.7kPafaz112.96kPa 满足

5.柱基础沉降

B柱

ekMk157301.60.0(l0.5)bFkGk915262.8

FkGk915262.8163.58kPaA7.2

6e60.0Pk,maxPk(1k)163.58(1)192.7kPal3 6e60.0Pk,minPk(1k)163.58(1)134.5kPal3

PkC柱

ekMk92231.60.138(l0.47)bFkGk925204.4

FkGk725204.4165.96kPaA5.6

6e60.138Pk,maxPk(1k)165.96(1)215kPal2.8 6e60.138Pk,minPk(1k)165.96(1)116.9kPal2.8

求基底压力和基底附加压力

PmaxPmin192.7134.5P163.6kPa B柱 22PPmin215116.9C柱 Pmax165.95kPa

22Pk 基础底面处土的自重应力

czrd17.81.82532.5kPa

则基地附加压力

B柱 P0Pcz163.632.5131kPa0.131Mpa C柱

P0Pcz165.9532.5133kPa0.133Mpa

地基基础课程设计 （1）确定确定沉降计算深度Zn

因为不存在相邻荷载的影响，可按下式估算：

Znb(2.50.4lnb)

B柱 Zn2.4(2.50.4ln2.4)5.160m取Zn=7.4m（z=0.6m） C柱 Zn2(2.50.4ln2)4.445m取Zn=7.4m（z=0.3m） （2）沉降计算见表

表1 用规范方法计算基础最终沉降量（B柱）

点号 ziml b zbi zii izi1i1zi1mmp00.13EsiEsiSi Si SiSi(b2.4)2 0 32 mm 0.025 4×0.25 =1.0 0 2415.9 97.4 14.5 0 0 1 5.2 2 6.8 3 7.4 4.2 2.424×0.11615 2415.9 =0.46 4×0.0924 2513.3 =0.3696 4×0.08 2527.8 =0.3416 0.017 41.07 0.052 0.052 5.04 5.7 6.2 1.25 0.75 46.86 0.016 表2 用规范方法计算基础最终沉降量（C柱）

点号 ziml b zbi zii izi1i1zi1mmp00.13EsiEsiSi Si SiSi(b2.4)2 0 2.82 mm 0.025 4×0.25 =1.0 0 2134.1 128 14.1 0 0 1 5.2 2 7.1 3 7.4 5.2 224×0.1026 2134.1 =0.4104 4×0.7965 2262.1 =0.3185 4×0.0769 2276.1 =0.3076 0.018 38.41 0.053 0.053 6.78 7.1 7.4 1.4 0.75 45.94 0.016 确定沉降经验系数s

地基基础课程设计 ①计算 EsAP(ziaza)A((zaza)/EE)Pii0i1i1i10iii1sisi

2415.92513.32527.83.19MPa

2415.92513.32527.87.52.52.52134.12262.12276.1C柱 Es3.18MPa

2143.12262.12276.17.52.52.5B柱 Es②s值确定

假设P0fak按表4.4插值得

s=1.05(B柱）s=1.06（C柱）

③基础最终沉降量

B柱 ssSi1.3546.8663.26mm C柱 ssSi1.3545.9462mm

6.调整基底尺寸

根据SBSC63.26621.26mm0.002l0.002600012mm，满足； 所以基础不需进行地基变形验算。

7.基础高度验算 7.1 基础类型的确定

采用阶梯形基础，选用C25的混凝土浇筑，基础底下用100厚C10混凝土垫层。 表B B-3 柱底荷载效应基本组合设计值 柱号 B柱 C柱 Nk(kN) Mk(kNm) Vk(kN) 1384 1114 88 142 47 38 计算基底净反力

偏心距 en,0B柱 en,0M N88470.80.091ml30.5

b61384

地基基础课程设计 C柱 en,0142380.80.155ml2.80.47

b61114 基础边缘处的最大和最小净反力 B柱 Pn,maxn,min6en,oF138460.091227.2kPa11157.2kPa lbl32.436en,oF111460.1552.9kPa11132.9kPa

lbl2.822.8n,maxC柱 Pn,min 基础高度（采用阶梯型基础） a）柱边基础截面抗冲切验算

B柱 L=3m b=2.4m atbc0.5m ac0.6m C柱 L=2.8m b=2m atbc0.5m ac0.6m

初步选择基础高度h=800mm，从下至上分400mm、400mm两个台阶。

h0h40d2080040750mm 22B柱 abat2h00.520.752b2.4m，取ab2m C柱 abat2h00.520.752b2m，取ab2m

amatab50020001250mm 22 因偏心受压pn取pnmax 冲切力

bblaFLPnmax(ch0)b(ch0)2

22222.40.530.60.75)2.4(0.75)2236.3kN B柱 FL227.2(222220.52.80.60.75)2(0.75)2185.43kN C柱 FL2.9(2222 抗冲切力：

0.7hpftamh00.71.01.431031.250.75938kNFl B，C柱均可

b）变阶处抗冲切验算

地基基础课程设计 B柱 atb11.2m a11.5m h0140050350mm

at2h011.220.351.9mb2.4m取ab1.9m

amatab1.21.91.55m 22C柱 atb11m a11.4m h0140050350mm

at2h01120.351.7mb2m取ab1.7m

am 冲切力：

atab11.71.35m 22bblaFLPnmax(1h01)b(1h01)2

22222.41.231.50.35)2.4(0.35)2190.28kN A柱 FL227.2(2222212.81.40.35)2(0.35)2179.47kN B柱 FL2.9(2222 抗冲切力：

0.7hpftamh010.71.01.431031.550.353kNFl190.28kN ,B柱可以 0.7hpftamh010.71.01.431031.350.35473kNFl179.4kN,C柱可以

8.配筋计算

选用HRB400钢筋fy=360N/mm2 （1）基础长边方向

Ⅰ—Ⅰ截面（柱边）柱边净反力

pnIpnminlac(pnmaxpnmin) 2lB柱 pnI157.230.6(227.2157.2)199.2kN 232.80.6(2.9132.9)213kN

22.8C柱 pnI132.9

地基基础课程设计 悬臂部分净反力平均值

11B柱 (pnmaxpnI)(227.2199.2)213.2kN

2211C柱 (pnmaxpnI)(2.9213)239kN

22 弯矩：

pnI1pMI(nmax)(lac)2(2bbc)

2421B柱 MI213.2(30.6)2(22.40.5)271.2kNm

241C柱 MI239(2.80.6)2(220.5)216.9kNm

24MI271.2106B柱 AsI1116mm2

0.9fyh00.9360750MI216.9106C柱 AsI3mm2

0.9fyh00.9360750 Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处）

la1(pn,maxpn,min) 2l31.5B柱 Pn,III257.2(227.2157.2)209.7kPa

232.81.4C柱 Pn,III132.9(2.9132.9)231.9kPa

22.8 弯矩：

Pn,IIIpn,minMIII1Pn,maxpn,III()(ll1)2(2bb1) 242B柱MIIIA柱MIII1227.2209.7()(31.5)2(22.41.2)122.9kNm 24212.9231.9()(2.81.4)2(221)101.4kNm 242As,IIIMIII

0.9fyh01B柱 As,III122.91061084mm2 0.9360350101.4106.4mm2 0.9360350C柱 As,III

地基基础课程设计 B柱 比较As,I和As,III,应按AsI配筋，实配814，As1231mm21116mm2 A柱 比较As,I和As,III,应按As,III配筋，实配614 As923mm24mm2 a） 基础短边方向

因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匀分布计

1算，取pn(pn,maxpn,min)计算。

21B柱 pn(227.2157.2192.2kPa

21C柱 pn(2.9132.9)198.9kPa

2弯矩：

MII241Pn,maxPn,min2()bbc2lac 242B柱 MII1209.7(2.40.5)2(230.6)208.2kNm C柱 MII1231.9(20.5)2(22.80.6)134.8kNm

24As,M

0.9fyh0B柱 As,208.2106857mm2 0.9360750134.8106555mm2 C柱 As0.9360750IV-IV截面（变阶处）

MIV241Pn,maxPn,min2()bb12la1 242B柱 MIV1209.7(2.41.2)2(231.5)94.4kNm C柱 MIV1231.(212(22.81.4)67.6kNm

24As,IVMIV

0.9fyh01B柱 As,IV94.4106832mm2 0.9360350

地基基础课程设计 A柱 As,IV67.6106596mm2 0.9360350B柱 比较As,II和As,IV,A柱应按As,II配筋，实配614，As923mm2857mm2 C柱 比较As,II和As,IV,A柱应按As,IV配筋，实配612，As678mm2596mm2

地基基础课程设计

图2 A柱配筋示意图

地基基础课程设计 图3 B柱基础配筋示意图