基础综合项目工程专业课程设计计算报告书.doc

11级土木基础工程课程设计
柱下钢筋混凝土独立基础设计

设计题目：
某教学楼为多层现浇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450mm。柱网部署图所表示。基础方案采取柱下钢筋混凝土独立基础。
工程地质条件：
该地域地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察，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=210KN/m2；
④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值fak=230KN/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1

地
层
代
号

土
名
天然地基土
重度（γ）
孔隙比
（e）
凝聚力
（c）
内摩
擦角
（Φ）
压缩
系数
(a1-2)
压缩
模量
（Es）
抗压
强度
（frk）
动力触探或标准贯入击数
KN/m³

度

①
杂填土
18

②
粉质粘土
20
0.65
34
13
0.20
10.0

③
粘土
19
0.58
25
23
0.22
8.2

④
全风化砂质泥岩
20

22
30

0.8
N=40
⑤
强风化砂质泥岩
22

20
25

3.0
N63.5＝15
⑥
中风化砂质泥岩
24

15
40

4.0
N63.5＝25
水文资料为：地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位深度在地表下1.5m。
建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化土。
设计参数：柱截面尺寸为500mm×500mm。上部结构作用在B轴柱底荷载标准值为Fk=1615 KN，Mk =125 KN•m，Vk =60 KN；上部结构作用在B轴柱底荷载效应基础组合设计值为F =2100 KN，M =163 KN•m，V =78 KN。
依据以上提供设计资料，完成以下内容设计：
（一）确定基础埋置深度
（二）确定地基承载力特征值
（三）确定基础底面尺寸
（四）持力层强度及下卧层验算
（五）确定基础高度
（六）基础底板配筋计算
（七）绘制基础结构施工图（含平面图、详图），提出必需技术说明
（八）编制设计计算书

柱下钢筋混凝土独立基础设计
 ——计算书

1.确定基础埋置深度
地下水在地表下1.5m且对混凝土结构无侵蚀性。而因为荷载值较大，故初步选定③号土层为持力层。又取基础底面时最好取至持力层下0.5m，所以考虑取室外地坪到基础底面距离为0.5+1.2+0.5=2.2m。
2.确定地基承载力特征值
③号土层承载力特征值fak=210KN/m2；
因为可塑③号土层性质为可塑，则液限：，则查表可得，。
基底以上土加权平均重度为：
。
故持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正值）为：

上式d按室外地面算起。
3.确定基础底面尺寸
柱底荷载标准值为：。
取基础埋置深度为：

采取矩形基础。令基础长宽比为，则基础基底面积为。基础荷载因有偏心，初定时，将面积增大20%， 则：

故得：
所以，取：，
因，故无需再对地基承载力特征值进行修正。
4.持力层强度及下卧层验算
基础自重和基础上回填土重:

偏心距： ， 满足要求。
基底最大压应力：
基底最小压应力：
，满足要求。
，满足要求。
因为不存在软弱下卧层，故无需对下卧层进行验算。
计算基底净反力：
柱底荷载效应基础组合设计值为：
F =2100 KN，M =163 KN•m，V =78 KN。
净偏心距为：

则：
基础边缘处最大和最小净反力为：

5.确定基础高度
1：柱边截面
基础选择C20混凝土，HRB400级钢筋，查得，
垫层采取C10混凝土。初步选定基础高度h=800mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。
则： ，，。
因为：，所以。

因偏心受压，故计算时取。
则冲切力：

抗冲切力：
，满足要求。
2：变阶处截面
对下阶：
取：，则
则冲切力：

抗冲切力：
，满足要求。
6.基础底板配筋计算
选择HRB400级钢筋，。
1：基础长边方向
因为长边方向有偏心，故采取公式：
。
对I-I截面：

则：

同理，对III-III截面：

则：

比较和，应按配筋，现于2.7m宽度范围内配钢筋，
根数（根），
2：基础短边方向
因为短边方向没有偏心，故采取公式：
。
设采取钢筋，短边方向钢筋铺在长边方向钢筋之上，
则：
对II-II截面，

对IV-IV截面，

比较和，应按配筋，现于3.4m宽度范围内配钢筋，
根数（根），