工程结构课程设计设计题目柱下独立基础设计专业农业水利工程.docVIP

工程结构课程设计 设计题目： 柱下独立基础设计 专 业： 农业水利工程 班 级： 学生姓名: 学 号： 指导教师: 基础工程设计 一、设计资料 12号题4号土层B轴柱底荷载： 柱底荷载效应标准组合值：Fk=2098KN,Mk=275KN·m,Vk=108KN。 柱底荷载效应基本组合值：F=2727KN,M=358KN·m,V=140kN。 持力层选用4号土层，承载特征值fak=240KPa，框架柱截面尺寸为500mm*500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。 二、独立基础设计 选择基础材料 基础采用C25混泥土，HPB235级钢筋，预估基础高度1.0m。 选择基础埋置深度 根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。 1号土层：杂填土，层厚约0.5m，含部分建筑垃圾。 2号土层：粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KPa。 3号土层：粘土，层厚1.5m，可朔，稍湿，承载特征值fak=180KPa。 4号土层：细沙,层厚2.7m，中密，承载特征值fak=240KPa。 5号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载特征值fak=300KPa。 土 层 编 号 土的名称 重度γ （kN/m3） 孔 隙 比 e 液性 指数 Il 粘聚 力c (kPa) 内摩 擦角? （°） 压缩 模量Es (MPa) 标准贯入 锤击数 N 承载力 特征值 fak (kPa) ① 杂填土 18 ② 粉质粘土 20 0.65 0.84 34 13 7.5 6 130 ③ 粘土 19.4 0.58 0.78 25 23 8.2 11 180 ④ 细砂 21 0.62 30 11.6 16 240 ⑤ 强风化砂质 泥岩 22 18 22 300 拟建场区地下水对混泥土结构无腐蚀性，地下水位于地表下1.5m。 取地基底面高时最好取至持力层下0.5m，本设计取4号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得 基础底面剖面图示意图。 求地基承载力特征值fa 根据细砂查表可得nb=2.0,nd=3.0。 基地以上土的平均重度为 rm=（18*0.5+20*1+10*0.2+9.4*1.5+0.5*21）/3.7=15.03KN/m3 持力层承载力特征值fa为 Fa=fak+nbrm(d-0.5)=240+3.0*15.03*(3.7-0.5)=384.192KPa 上式d按室外底面算起。 初步选择基底尺寸 取柱底荷载标准值：Fk=2098kN,Mk=275kN·m,Vk=108kN。 计算基础和回填土Gk时的基础埋置深度为 d=1/2*(3.7+4.150)=3.925m 基础底面积为 A0=Fk/(fa-rGd)=2098/(384.192-20*1.5+（0.225-2.2）-2.2*10)=6.40m2 由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即 A=1.2A0=1.2*6.40=7.68m2 初步选定基础底面积A=l*b=3.2*2.4=7.68m2,且b=2.4m3m不需要再对fa进行修正。 验算持力层地基承载力 基础和回填土重为 Gk=rGdA=(20*(1.5+0.225)+2.2*10)*7.68=433.92kN 偏心距为 ek=Mk/(FK+Gk)=275/(2098+433.92) =0.109m3.2/6=0.533m Pkmin0,满足要求。 基底最大压力： Pkmax=（Gk+Fk）/A*(1+6ek/l)=(2098+433.92)/7.68*(1+6*0.109/3.2) =397.054KPa1.2fa=461.03KPa 所以，最后确定基础底面面积长3.2m,宽2.4m。 计算基底净反力 柱底荷载效应基本组合设计值：F=2727KN,M=358KN.m,V=140KN。 净偏心距为en0=M/N=(358+140*1)/2727=0.183m 基础边缘处的最大和最小净反力为： Pminmax=F/(lb)*(