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1、精选优质文档-倾情为你奉上土力学与地基基础课程设计计算书一、 柱下独立基础设计1. 边柱设计（400mm500mm）（1） 初步确定基础埋深H=1.6m已知设计组合值：M=130.0KNm,N=890.0KN,V=25.0KN，按建筑地基规范得，由荷载标准值计算荷载设计值取荷载综合分项系数1.35。则标准值为：Mk=96.30KNm,Nk=659.26KN,Vk=18.52KN设计参数及相关数据见下图基础放置在粉土上，fak=160KPa,粘粒含量c10%，查表得b=0.3，d=1.5，先假设基底宽度不大于3m，则粉土修正后的地基承载力特征值： fa=fak+b(b-3)+ dm(d-0.5)
2、 =160.0+1.5(1.117+0.516.5) (1.6-0.5)/1.6 =187.786KPa1.1fak=176kpa初步设计基底尺寸： A0=Fk/(fa-Gd)=659.26/(187.786-201.6)=4.23m2由于偏心不大，按20%增大 即A=1.2A0=5.076m2初步选择基础底面积A=Lb=2.91.8=5.22m2(5.076 m2)b=1.8m3.0m，不再对fa进行修正2、持力层承载力验算 Gk=rGdA=201.65.22=167.04KNek=Mk/(Fk+Gk)=(96.30+18.520.6)/(659.26+167.04)=0.130mPk=(F
3、k+Gk)/A=(659.26+167.04)/5.22=158.30 KPa fa=187.786，满足Pk,max=Pk(1+6ek/L)=158.30(1+60.130/2.9)=160.26KPa0,满足柱下独立基础内力分析计算：（1） 计算基底净反力 偏心矩：en,0=M/F=(130+250.6)/890=0.163m 基础边缘处的最大和最小净反力 Pn,max=F(1+6en,0/L)/Lb=(890/5.22)(1+60.163/2.9) =227.99 KPa Pn,min= F(1-6en,0/L)/Lb =（890/5.22(1-60.163/2.9) =112.99 K
4、Pa（2） 基础高度（采用阶梯形基础），计算图如下：(a) 柱边基础截面抗冲切验算L=2.9m,b=1.8m,at=ac=0.4m,bc=0.5m基础高度h=600mm，从下至上分350mm,250mm两个台阶，h0=550mm（有垫层）at+2 h0=0.4+20.55=1.50m261.62KN，可以（b）变阶处抗冲切验算at=bl=0.9m,a1=1.45m,h01=350-50=300mmat+2h01=0.9+20.3=1.50m169.28KN，可以（3） 配筋计算 选用HPB235级钢筋，fy=210N/mm2 （a） 基础长边方向 1-1截面（柱边） 柱边净反力：Pn,1= P
5、n,min+(L+ac)( Pn,max- Pn,min)/2L =112.99+(2.9+0.5) (227.99-112.99)/(22.9) =180.40 KPa悬臂部分净反力平均值：1/2（Pn,max+ Pn,1）=1/2（227.99+180.40） =204.20KPa弯矩：M1=(1/24)1/2（Pn,max+ Pn,1）（L-ac）2(2b+bc) =(1/24)204.20(2.9-0.5)2(21.8+0.4)=196.03KNmAS,1= M1/0.9 fyh0=196.03106/(0.9210550)=1885mm2 3-3截面（变阶处）净反力：Pn,3= Pn
6、,min+(L+a1)( Pn,max- Pn,min)/2L =112.99+(2.9+1.45) (227.99-112.99)/(22.9) =199.24 KPa弯矩：M3=(1/24)1/2（Pn,max+ Pn,3）（L-L1）2(2b+b1) =(1/24)213.62(2.9-1.45)2(21.8+0.9)=84.21KNmAS,3= M3/0.9 fyh01=84.21106/(0.9210300)=1485mm2比较AS,1和AS,3，应按AS,1配筋，实际配916，AS=1890mm2（b） 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
7、匀分布计算，取Pn=1/2(Pn,max+ Pn,min)计算 Pn=1/2（227.99+112.99）=170.49 KPa M2= Pn/24（b-bc）2(2L+ac) =170.49/24(1.8-0.4)2(22.9+0.5)=87.72KNm AS,2= M2/0.9 fyh01=87.72106/(0.9210550)=844mm2M4= Pn/24（b-b1）2(2L+a1) =170.49/24(1.8-0.9)2(22.9+1.45)=41.72KNm AS,4= M4/0.9 fyh01=41.72106/(0.9210300)=736mm2 因此按AS,2配筋，实配1
8、310，AS=1020.5mm2844mm2 其配筋和大样图见详图1-12. 内柱设计（400mm400mm）(1) 初步确定基础埋深H=1.6m已知设计组合值：M=70.0KNm,N=1800.0KN,V=18.0KN，按建筑地基规范得，由荷载标准值计算荷载设计值取荷载综合分项系数1.35。则标准值为：Mk=51.85KNm,Nk=1333.3KN,Vk=13.3KN设计参数及相关数据见下图基础放置在粉土上，fak=160KPa,粘粒含量c10%，查表得b=0.3，d=1.5，先假设基底宽度不大于3m，则粉土修正后的地基承载力特征值： fa=fak+b(b-3)+ dm(d-0.5) =16
9、0.0+1.5(1.117+0.516.5) (1.6-0.5)/1.6 =187.786KPa1.1fak=176kpa初步设计基底尺寸： A0=Fk/(fa-Gd)=1333.3/(187.786-201.6)=8.56m2由于偏心不大，按20%增大 即A=1.2A0=10.27m2初步选择基础底面积A=Lb=42.6=10.4m2(10.27 m2)b=2.6m3.0m，不再对fa进行修正2、持力层承载力验算 Gk=rGdA=201.610.4=332.8KNek=Mk/(Fk+Gk)=(51.85+13.30.6)/(1333.3+332.8)=0.036mPk=(Fk+Gk)/A=(
10、1333.3+332.8)/10.4=160.20 KPa fa=187.786，满足Pk,max=Pk(1+6ek/L)=160.20(1+60.036/4)=168.85KPa0,满足柱下独立基础内力分析计算：（4） 计算基底净反力 偏心矩：en,0=M/F=(70+180.6)/1800=0.045m 基础边缘处的最大和最小净反力 Pn,max=F(1+6en,0/L)/Lb=1800/10.4(1+60.036/4) =182.42 KPa Pn,min= F(1-6en,0/L)/Lb =1800/10.4(1-60.036/4) =163.73 KPa（5） 基础高度（采用阶梯形基
11、础），计算图如下：(b) 柱边基础截面抗冲切验算L=4m,b=2.6m,at=ac=0.4m,bc=0.4m基础高度h=600mm，从下至上分350mm,250mm两个台阶，h0=550mm（有垫层）at+2 h0=0.4+20.55=1.50m537.68KN，可以（b）变阶处抗冲切验算at=bl=1.3m,a1=2m,h01=350-50=300mmat+2h01=1.3+20.3=1.90m309.66KN，可以（6） 配筋计算 选用HPB235级钢筋，fy=210N/mm2（c） 基础长边方向 1-1截面（柱边） 柱边净反力：Pn,1= Pn,min+(L+ac)( Pn,max- P
12、n,min)/2L =163.73+(4+0.4) (182.42-163.73)/(24) =174.01 KPa悬臂部分净反力平均值：1/2（Pn,max+ Pn,1）=1/2（182.42+174.01） =178.21KPa弯矩：M1=(1/24)1/2（Pn,max+ Pn,1）（L-ac）2(2b+bc) =(1/24)178.21(4-0.4)2(22.6+0.4)=538.91KNmAS,1= M1/0.9 fyh0=538.91106/(0.9210550)=5184mm2 3-3截面（变阶处）净反力：Pn,3= Pn,min+(L+a1)( Pn,max- Pn,min)/
13、2L =163.73+(4+2) (182.42-163.73)/(24) =177.75 KPa弯矩：M3=(1/24)1/2（Pn,max+ Pn,3）（L-L1）2(2b+b1) =(1/24)180.09(4-2)2(22.6+1.3)=195.10KNmAS,3= M3/0.9 fyh01=195.10106/(0.9210300)=3441mm2比较AS,1和AS,3，应按AS,1配筋，实际配2616150，AS=5224mm2（d） 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算，取Pn=1/2(Pn,max+ Pn,min)计算 Pn=
14、1/2（182.42+163.73）=173.08 KPa M2= Pn/24（b-bc）2(2L+ac) =173.08/24(2.6-0.4)2(24+0.4)=293.20KNm AS,2= M2/0.9 fyh01=293.20106/(0.9210550)=2820mm2M4= Pn/24（b-b1）2(2L+a1) =173.08/24(2.6-1.3)2(24+2)=121.88KNm AS,4= M4/0.9 fyh01=121.88106/(0.9210300)=2149mm2 因此按AS,2配筋，实配1416，AS=3215mm22820mm2基础配筋图见详图12.二、人工
15、挖孔桩基础设计 深基础设计：以白云岩为持力层设计人工挖孔桩基础 设计用材：C25混凝土，ft=1.27N/mm2,fc=11.9 N/mm2;HRB335级钢筋，fy= fy=300 N/mm21. 确定桩的类型、截面尺寸和承台底标高 初步采用人工挖孔灌注桩，桩端嵌入持力层中风化泥质白云岩600mm。由设计要求承台顶面至地面为1000mm，取承台底面埋深D=1.8m，即承台厚度为800mm，取桩径：外桩d=1200mm(含护壁)，内桩d=1400mm(含护壁)，护壁厚度设为150mm。3. 嵌岩单桩竖向承载力标准值： Quk=Qsk+Qrk+Qpk=upsiqsikli+uprfrchr+pf
16、rcAp 查表得相关系数：侧阻力发挥系数s1=0（杂填土），s2=0.8（粉土），s3=0.7（砂类土），s4=1.0（其它）侧阻力标准值qs1k=26（填土），qs2k=60（粉土），qs3k=110（沙砾）岩石饱和单轴抗压强度标准值frc=3000KPa桩身嵌岩深度hr取0.6m则有内柱：hrd=0.61.4=0.429，r=0.021，p=0.5；外柱：hrd=0.61.2=0.5，r=0.025，p=0.5所以外桩：Quk=1.2（0.8604.2+0.71104）+1.20.02530000.6+0.530001.22/4=1920.17+169.56+1695.6=3785.33
17、KN内桩：Quk=1.4（0.8604.2+0.71104）+1.40.02130000.6+0.530001.42/4=2240.2+166.17+2307.9=4714.27 KN设计值：R= Qsk/rs+ (Qrk+Qpk)/rp取系数：rs= rp=1.7，有：外桩：R1=3785.33/1.7=2226.66KN； 内桩：R2=4714.27/1.7=2773.1KN4. 确定桩数初选桩数 外桩：nF/R=890/2226.66=0.40 内桩：nF/R=1800/2773.1=0.65故暂取1根直接按构造为单桩设计承台，桩径外桩1200mm，内桩1400mm，取承台为2m2m的方
18、形承台，由前设知承台厚为800mm。取承台及其上土的平均重度为G=20KN/m3则有：G=221.820=144KN按中心受压确定桩数 外桩：n=(F+G)/R=（890+144）/2226.66=0.46内桩：n=(F+G)/R=（1800+144）/2773.1=0.70考虑偏心荷载作用：外桩：n=1.2 n=1.20.46=0.55内桩：n=1.2 n=1.20.70=0.84所以，最后确定外桩基础与内桩基础皆取为单桩4. 单桩承载力验算（竖向、水平、桩身材料强度）（1）单桩竖向承载力验算 由桩基规范：承受轴心荷载的桩基，0R 承受偏心荷载的桩基，0Nmax1.2R 对该设计，二级建筑的
19、柱下单桩桩基取0=1.1 由设计资料取N= Nmax 对外桩：0N=1.1890=979KNR=2226.66KN对内桩：0N=1.11800=1980KNR=2773.1KN故满足要求。（2）由于水平较小，可满足要求（3）由桩基规范，桩身材料应满足，0VfcA 外桩：0V=251.1=27.5KN fcA=11.91031.22/4=13451.8KN内桩：0V=181.1=19.8KN fcA=11.91031.42/4=18209.3KN故桩身材料完全满足要求。5. 承台配筋综合前述设计，该承台为2m2m的方形承台，承台埋深1.8m，承台高0.8m，承台顶面距地面为1m，桩顶伸入承台15
20、0mm，钢筋保护层取60mm。 对承台进行构造配筋：承台板的分布构造钢筋可用1012150200.所以，对承台实配12160（即1212），钢筋沿平行方向X、Y轴方向均匀布置。外桩： Ap1=1.22/4=1.13m2内桩： Ap2=1.42/4=1.54m2所以桩实配筋：C25混凝土，ft=1.27N/mm2,fc=11.9 N/mm2;HRB335级钢筋，fy= fy=300 N/mm2 ，=1.0，c=0.7由R=(cfc Ap+ fy Ag)得外桩：R=(cfc Ap1+ fy Ag)，式中cfc Ap1就已经满足强度要求，所以所配纵筋为构造配筋，外桩配820，AS=2513mm2。同理内桩配1020，AS=3142mm2。箍筋采用8200的螺旋箍筋，钢筋笼每隔2m设一道16的加劲箍筋。构造配筋图见图02。专心-专注-专业