《基础工程》课程设计计算书班级：11级建筑二班学号：1100506069姓名：郭超超设计任务书一、设计资料（一）工程概况某五层办公楼，全框架结构。

底层柱网平面如图所示，柱截面尺寸均为 500mm×500mm ，室内外高差为0.45m 。

（二）设计资料1．气象条件（1）温度：常年夏季平均气温16.3℃，冬季平均气温-8.6℃，夏季最高气温30℃，冬季最低气温-26.6℃。

（2）主导风向：全年为西北风，夏季为东南风，基本风压W 0=0.35kN/m 2； （3）雨雪条件：基本雪压0.25 kN/m 2。

2．工程地质条件 （1）自地面而下①素填土：厚1m ，3/18m kN =γ；②粉质粘土：厚9m ，3/8.18m kN =γ，828.0=e ，52.0=l I ，MPa E a 5.7=，kPa c 15=， 20=ϕ ，a k a kp f 280=；③碎石土：很厚，中密。

（2）地下水：建设场地内地表以下无地下水；（3）西宁地区标准冻深－1.16m ，最大冻深－1.34m ，土的冻胀类别属不冻胀。

3、荷载（1）外柱：A 、D 轴，基础承受上部荷载M kN M k ⋅=2201，kN V kN F k k 48178011==，。

（2）内柱：B 、C 轴，基础承受荷载kN F k 15602=。

二、设计内容1、设计③轴外柱下钢筋混凝土独立基础、内柱下双柱联合基础；2、绘制基础平面布置图(1:100)、基础配筋图(1:30)，并编写施工说明； 三、设计步骤1、选择基础的材料、类型和平面布置；2、选择基础的埋置深度；3、确定地基承载力特征值；4、确定基础的底面尺寸；5、进行基础结构设计（按基础布置进行内力分析、强度计算和满足构造要求）；6、绘制基础施工图，提出施工说明；四、设计要求1、设计计算过程条理清楚，内容完整；2、设计步骤合理，设计图纸清晰；3、提交手写稿和打印稿计算说明书各一份，打印稿一律用A4纸打印，题目为三号黑体，标题用小四黑体，正文为小四宋体，1.25行间距。

4、手绘施工图，图纸一律用铅笔按比例绘制，要求线条清楚，绘图正确。

五、进度和考核集中设计一周，按百分制记分。

六、参考文献1、华南理工大学等合编.基础工程.北京：中国建筑工业出版社,2008.2、中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范（GB50007－2011）.北京：中国建筑工业出版社,2011。

○3轴外柱下基础1. 基础材料，类型及布置基础采用C30混泥土，HRB400级钢筋，采用柱下独立基础，预估基础高度800mm 。

2. 选择基础埋置深度根据任务书要求和工程地质条件，第一层土：填土，厚1m ；第二层土：粉质粘土，厚9m ，280=ak f kpa ； 第三层土：碎石土，很厚。

取基础底面高时最好取至持力层下0.5m ，由于软弱土层厚度1m ＜2m,取第二层土为持力层。

所以室外取地坪到基础底面为1+0.5=1.5m 。

由此得基础剖面示意图如下：图1基础剖面示意图3.求地基承载力特征值af根据粉质粘土828.0=e ＜0.85，查表2.5得 3.0=b η，6.1=d η基底以上土的加权平均重度3/3.185.18.185.0118m KN r m =⨯+⨯=持力层承载力特征值af)5.05.1(3.186.1280)5.0(-⨯⨯+=-+=d f f m d ak a γηa KP 3.309=（上式d 按室外地面算起）4.确定基础的底面尺寸（1）初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：KN F k 1780=，m KN M k ⋅=220，KN V k 48= 计算基础和回填土重kG 时的基础埋深()m d 725.195.15.121=+=基础底面积：2048.620725.13.3091780m d f F A G a k =⨯-=⋅-=γ由于偏心不大，基础底面积按20％增大，即：2078.748.62.12.1m A A =⨯==取基底长短边之比n =lb =2，于是b =√An =√7.782=1.97m ，取b=2m ，l=nb=2×2=4m 且m m b 30.2<=不需要再对af 进行修正。

（2）验算持力层地基承载力回填土和基础重：4220725.1⨯⨯⨯=⋅⋅=A d G G k γKN 276= 偏心距： m lm G F M e kk k k 67.0612.027617808.048220=<=+⨯+=+=，m in >k P ，满足。

基底最大压力： ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=412.0610.8276178061max l e AG F P k kk k )16.371(2.126.303a a a KP f KP =<=所以，最后确定基础底面面积长m 0.4，宽m 0.2。

（3）.计算基底净反力取柱底荷载效应基本组合设计值：KN F 231417803.1=⨯=，m KN M ⋅=⨯=27522025.1，KN V 4.62483.1=⨯=。

净偏心距 e 0=M F=275+62.4×0.82314=0.14m基础边缘处的最大和最小净反力)0.414.061(0.20.42314)61(0max ,j min,j ⨯±⨯⨯=±=l e lb F pa a kP kP 99.34451.228=（4）.基础高度(采用阶梯形基础)柱边基础截面抗冲切验算（见图2）图2 冲切验算简图（a ）柱下冲切；（b ）变阶处冲切m l 0.4=，m b 0.2=，m b c 5.0a c ==。

初步选定基础高度mm h 800=，分两个台阶，每阶高度均为400mm 。

mm h 750)1040(8000=+-=（有垫层）。

m b m h b 0.2275.025.02b b 0c ===⨯+=+=，取m b 2b =mm b m 1250220005002b b b t =+=+=因偏心受压，j p 取KPa p 99.349max ,j =冲切力：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=200max ,j 2222h b b b h a l P F cc l⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯=275.025.020.20.275.025.020.499.349KN 98.699=抗冲切力：75.0）75.05.0（1043.10.17.0）h b （7.0300c ⨯+⨯⨯⨯⨯=+h f t hp β KN KN 98.69984.938>=，满足（5）.变阶处抗冲切验算基础分两级，下阶ℎ1=400mm ，ℎ01=400−50=350mm ，l 1≤12(l +a c )=12(4+0.5)=2.25m ，取l 1=2.2mb 1≤12(b +bc )=12(2+0.5)=1.25m ，取b 1=1.2mm b m h 0.295.135.022.12b 011=<=⨯+=+冲切力：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=2011011max ,j 222l 2h b b b h l P F l⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯=235.022.120.20.235.022.220.499.349KN 11.384=抗冲切力：35.055.11043.10.17.0b 7.0301⨯⨯⨯⨯⨯=h f m t hp βKN KN 11.38404.543>=，满足（6）.配筋计算选用的HRB400级钢筋，2/360mm N f y =○1 基础长边方向 І-І截面（柱边） 柱边净反力：()min ,j max ,j min j ,j 2P P la l P P cⅠ-++= ()51.22899.3490.425.00.451.228-⨯⨯++=a KP 84.296=弯矩： M I =148[(P j ，max +P j ，I )+(2b +b c )+(P j ，max −P j ，I )b]（l −a c ）2=148[(349.99+296.84)×(2×2+0.5)+（349.99−296.84）×2]×（4−0.5）2m KN ⋅=97.769260,31697503609.01097.7699.0mm h f M A y ⅠIs =⨯⨯⨯== Ⅲ-Ⅲ 截面（变阶处）P j,Ш=228.51+4+2.22×4×(349.99−228.51)=322.66K P a M Ш=148[(P j ，max +P j ，Ш)+(2b +b 1)+(P j ，max −P j ，Ш)b]（l −l 1）2 =148[(349.99+322.26)+(2×2+1.2)+（349.99−322.26）×2]（4−2.2）2 m KN ⋅=19.2412601,21263503609.01019.2419.0mm h f M A y ⅢⅢs =⨯⨯⨯== 比较1,S A 和ⅢS A ,，应按1,S A 配筋，实际配21C 16@100则钢筋根数：2111002000=+=n ，2231694224mm mm A s ≥= ○2 基础短边方向 因为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：()()a n KP P P P 25.28951.22899.3492121min .j max .j =+⨯=+=Ⅱ－Ⅱ截面M Ⅱ=1P j (b −b c )2（2l +a c ） =124×289.25×（2−0.5）2×（2×4+0.5）= 230.5KN ·mA s ，Ⅱ=M Ⅱ0.9f y （ℎ0−d ）=230.5×1060.9×360×（750−16）=969mm 2Ⅳ－Ⅳ截面M Ⅳ=1P j (b −b 1)2(2l +l 1) =124×289.25×（2−1.2）2×（2×4+2.2）=78.68KN ·mA s ，Ⅳ=M Ⅳ0.9f y （ℎ0−d ）=78.68×1060.9×360×（350−16）=727mm 2按构造要求配筋21C 12@200则钢筋根数 2112004000=+=n ，229692375211.113mm mm A s >=⨯= 5.基础配筋大样图：见施工图③轴内柱下双柱联合基础设计 1.选用C30混泥土，HRB400级钢筋，采用双柱联合基础 2.选择基础埋置深度：（1.5m ）3.确定地基承载力：f a =309.3KP a ，基础高度500mm4.确定荷载的合力和合力作用点（1）计算基底形心位置及基础长度（F k2=F 2k ）mml KN 2400KN 4212221062F ，KN 2106156035.135.1122k 2F F F==⨯===⨯==，由 0=∑B M 有 120l F Fx = 得 l 0=(13~23)l 1=0.8~1.6m ，取 l 0=1.5m 以合力作用点作为基底的形心，则基底长度为 ()()m 4.55.12.12x 200=+⨯=+=l l 此时基底压力均匀分布（2）计算基础底面宽度 （荷载采用荷载效应标准组合） ()()m d f l G a 1.2725.1203.3094.531202b F k2=⨯-⨯=-=γ（3）计算基础内力基础沿纵向的净反力P j =F bl =42122.1×5.4=371.43KN ／m 2 m KN P /78043.3711.2b j =⨯=由剪力为 0 的截面确定最大弯矩的截面位置，假定弯矩最大截面至基础左端距离为x 则2j b F x P V -=，当时0=V 有m b F x 7.27802106p j2=== 最大负弯矩 ()()m 9.3155.1-7.22106-7.278021212022j max ⋅=⨯⨯⨯=--='KN l x F x bp M 最大正弯矩 5.8775.17802121220j max =⨯⨯====l bp M M M C B KN ·m （4）确定基础高度抗冲切强度验算： 考虑沿柱全周边的冲切作用F l ≤0.7βℎp f t u m ℎ0取h=500mm ，ℎ0=500−（40+10）=450mm○1 柱1: 冲切力 1j 2l A p F F -= a kp bl F p 43.3711.24.54212j =⨯==破坏锥体实际底面积： ()()08.345.0250.045.0250.05.1220001=⨯+⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=h b h a l A c c m 2 上下周边平均值：()35.5）45.05.0（45.0250.05.1222u 000=++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⨯=++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=h b h a l c c m m F l =2106−371.43×3.08=962KN0.7βℎp f t u m ℎ0=0.7×1.0×1430×5.35×0.45=2410KN >F l =962KN（可以）由于基础高度较大, 因此无需配置受剪钢筋○2 柱2的计算同柱1 ○3 抗冲切验算： 计算截面在冲切破坏锥体底面边缘处：07.0bh f V t c β≤KN h a l b F V c 39045.025.05.1780210621P 00j 2=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-= 满足＞95.94545.01.21043.10.17.07.030VKN bh f t c =⨯⨯⨯⨯⨯=β 5.配筋计算○1 纵向钢筋 A. 底面配筋： 260max 60194503609.0105.8779.0mm h f M A y s =⨯⨯⨯== 钢筋根数： 2111001002100=+-=n 实际配筋： 226019＞1.79821.38021mm mm A s =⨯= 满足即实配钢筋为21C 22@100B.顶面配筋 260max 21674503609.0109.3159.0mm h f M A y s =⨯⨯⨯='= 钢筋根数 2111001002100=+-=n 实际配筋 222167＞9.3231mm mm A s = 满足即实配钢筋为21C 14@100○2 横向配筋 基础横向宽度为b ，在柱下取一垂直于基础纵向的假想等效梁进行计算。