土力學(xué)與基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

1、江西農(nóng)業(yè)大學(xué)本科 土力學(xué)與基礎(chǔ)工程 課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、教學(xué)要求根據(jù)本課程教學(xué)大綱的要求，學(xué)生應(yīng)通過(guò)本設(shè)計(jì)掌握天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的原理與方法，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、實(shí)際運(yùn)算和繪制施工圖的能力，以鞏固和加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原理的理解。二、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)四川南充某辦公樓的基礎(chǔ)，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)及地基條件用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。三、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50007-2002）和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50010-2002）。四. 設(shè)計(jì)資料1、上部結(jié)構(gòu)資料：上部結(jié)構(gòu)為四層框架，層高，框架、主梁、次梁、柱為現(xiàn)澆整體，主梁，次梁,樓板厚,柱截面,室內(nèi)外高差。2、下部地基資料：該建筑位于非地

2、震區(qū),不考慮地震影響。建筑場(chǎng)地地質(zhì)情況復(fù)雜，地質(zhì)由雜填土、亞粘土、淤泥質(zhì)亞粘土及細(xì)粉砂組成（表1）。各層地基土的物理力學(xué)指標(biāo)見下表。圖1 柱網(wǎng)平面圖土層編號(hào)土層名稱層底深度 （m）kn/m3 (%)ileskpackpa°fakpa人工填土1.518亞粘土6.519.535.30.950.6551002816180淤泥質(zhì)亞粘土13.11836.01.101.012002411105粉、細(xì)砂19.119950030160注:地下水位于粉、細(xì)砂層底3、基礎(chǔ)選用材料：基礎(chǔ)混凝土選用，鋼筋選用，墊層采用素混凝土，100厚。五設(shè)計(jì)步驟1、根據(jù)地質(zhì)條件確定基礎(chǔ)的埋置深度2、根據(jù)地基承載力與荷載計(jì)

3、算基底面積，并進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算：對(duì)于偏心受壓基礎(chǔ)兩邊長(zhǎng)之比一般l/b2，最大不超過(guò)3。3、根據(jù)建筑層數(shù)及地質(zhì)條件確定基礎(chǔ)類型4、地基變形驗(yàn)算5、基礎(chǔ)剖面設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)計(jì)算（1）按沖切強(qiáng)度要求，設(shè)計(jì)底板高度。（2）根據(jù)柱邊或變階處的彎矩值進(jìn)行底板配筋計(jì)算。6、繪制基礎(chǔ)施工圖，編寫施工說(shuō)明書。設(shè)計(jì)要求：1、設(shè)計(jì)a、b、c柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；2、計(jì)算a、b、c柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，并按容許變形值調(diào)整基底尺寸；3、繪制施工圖（基礎(chǔ)平面圖（局部）,基礎(chǔ)詳圖）及編寫施工說(shuō)明。提示 ：1、熟悉題目要求及場(chǎng)地工程地質(zhì)條件；2、選擇持力層、確定基礎(chǔ)埋深；3、確定基礎(chǔ)類型及材料；4、按容許承載力確定基礎(chǔ)尺寸；5、下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算；

4、6、分別計(jì)算a、b、c柱基礎(chǔ)沉降；7、按允許沉降差調(diào)整基底尺寸；8、基礎(chǔ)高度驗(yàn)算；9、配筋計(jì)算；10、繪制施工圖。3jiangxi agricultural university本 科 課 程（設(shè) 計(jì)）題目： 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 工程管理 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 二 0 一 五 年 六 月江西農(nóng)業(yè)大學(xué)本科 土力學(xué)與基礎(chǔ)工程 課程設(shè)計(jì)目錄1 基本條件確定12 確定基礎(chǔ)埋深13 確定基礎(chǔ)類型及材料14 確定基礎(chǔ)底面尺寸14.1 確定b柱基底尺寸24.2 確定c柱基底尺寸25 軟弱下臥層驗(yàn)算35.1 b柱35.2 c柱46 計(jì)算柱基礎(chǔ)沉降

5、46.1 b柱46.2 c柱67 按允許沉降量調(diào)整基底尺寸88 基礎(chǔ)高度驗(yàn)算88.1 b柱基礎(chǔ)高度驗(yàn)算88.2 c柱基礎(chǔ)高度驗(yàn)算109 配筋計(jì)算129.1 b柱配筋計(jì)算129.2 c柱配筋計(jì)算14151 基本條件確定人工填土不能作為持力層，選用亞粘土作為持力層。柱標(biāo)準(zhǔn)組合準(zhǔn)永久組合基本組合b柱n（kn）240022803240m（kn.m）210200284c柱n（kn）180016202430m（kn.m）250238338土層編號(hào)土層名稱層底深度 （m）kn/m3 (%)ileskpackpa°fakpa人工填土1.518亞粘土6.51932.30.950.65520028151

6、50淤泥質(zhì)亞粘土12.11836.01.101.010002412100粉、細(xì)砂19.11910000301602 確定基礎(chǔ)埋深選擇基礎(chǔ)埋深根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中給出的數(shù)據(jù)，人工填土，因持力層應(yīng)選在亞粘土層處，故取3 確定基礎(chǔ)類型及材料 基礎(chǔ)類型為：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)基礎(chǔ)材料：混凝土采用c25，鋼筋采用hpb235。4 確定基礎(chǔ)底面尺寸根據(jù)亞粘土e=0.95，查表得。因d=2.0m?；A(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度：地基承載力特征值（先不考慮對(duì)基礎(chǔ)寬度進(jìn)行修正）： 4.1 確定b柱基底尺寸由于偏心力矩不大，基礎(chǔ)底面面積按20增大，即a=1.2=20.96。一般l/b=1.22.0，初步選擇基礎(chǔ)底面尺寸：,但=

7、0不需要對(duì)進(jìn)行修正。4.1.1持力層承載力驗(yàn)算基礎(chǔ)和回填土重：偏心距：基礎(chǔ)底面處的平均壓力值：基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值：基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓力值：滿足要求。確定該柱基礎(chǔ)底面長(zhǎng)l=5.4m，b=3.9m。4.2 確定c柱基底尺寸由于偏心力矩不大，基礎(chǔ)底面面積按30增大，即a=1.3=17.03。一般l/b=1.22.0，初步選擇基礎(chǔ)底面尺寸：不需要對(duì)進(jìn)行修正。4.2.1持力層承載力驗(yàn)算基礎(chǔ)和回填土重：偏心距：基礎(chǔ)底面處的平均壓力值： 基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值：基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓力值：滿足要求。確定該柱基礎(chǔ)底面長(zhǎng)l=5.2m，b=3.3m。5 軟弱下臥層驗(yàn)算5.1 b柱軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力：

8、軟弱下臥層頂面以上土的加權(quán)平均重度：由灰褐色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土由查表得地基壓力擴(kuò)散角軟弱下臥層頂面處的附加壓力：驗(yàn)算：（滿足）5.2 c柱軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力：軟弱下臥層頂面處的附加壓力：驗(yàn)算：（滿足）6 計(jì)算柱基礎(chǔ)沉降6.1 b柱基礎(chǔ)底面處的自重應(yīng)力：基底壓力：基底附加壓力：6.1.1 確定基礎(chǔ)沉降計(jì)算深度因?yàn)椴淮嬖谙噜徍奢d的影響，可按下式估算基礎(chǔ)沉降計(jì)算深度： 因 ，故 。按該深度，沉降量計(jì)算至淤泥質(zhì)亞粘土層。6.1.2 沉降計(jì)算沉降計(jì)算見表。其中應(yīng)用 “角點(diǎn)法”，即將基礎(chǔ)分為4塊相同的小面積，查表時(shí)按查，查得的平均應(yīng)力系數(shù)應(yīng)乘以4。6.1.3 校核根據(jù)規(guī)范規(guī)定，計(jì)算出（179.29mm）

9、，得0.003180.0250，表明所取=10.6m符合要求。表 b柱基礎(chǔ)最終沉降量計(jì)算點(diǎn)號(hào)101.38040.2500=1.000024.52.3140.1744=0.69783139.93139.90.021667.8237.03.5940.1339=0.53543748.08608.10.112568.4247.63.9040.12646=0.505843844.3896.30.112510.8358.24.2140.11972=0.478883926.8282.440.11259.2768.84.5140.11395=0.45524005.7678.940.11258.8879.44.

10、8240.1082=0.43284068.7362.970.11257.08810.05.1340.10315=0.412584125.857.070.11256.42178.720.0359910.65.4440.0985=0.3944176.450.60.011250.569179.290.003186.1.4 確定沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)壓縮層范圍內(nèi)土層壓縮模量的平均植：，查表得=1.09則基礎(chǔ)最終沉降量：6.2 c柱基礎(chǔ)底面處的自重應(yīng)力：基底壓力：基底附加壓力：6.2.1 確定基礎(chǔ)沉降計(jì)算深度因?yàn)椴淮嬖谙噜徍奢d的影響，可按下式估算基礎(chǔ)沉降計(jì)算深度：因 ，故 。按該深度，沉降量計(jì)算至淤泥質(zhì)亞粘土層。

11、6.2.2 沉降計(jì)算沉降見表。其中應(yīng)用 “角點(diǎn)法”，即將基礎(chǔ)分為4塊相同的小面積，查表時(shí)按查，查得的平均應(yīng)力系數(shù)應(yīng)乘以4。表 c柱基礎(chǔ)最終沉降量計(jì)算點(diǎn)號(hào)101.58040.2500=1.000024.52.7340.1638=0.65522948.42948.40.018855.4336.13.7040.1359=0.543923317.913317.910.097936.1846.74.2440.1238=0.495283318.380.470.09790.04691.6560.0005 6.2.3 校核根據(jù)規(guī)范規(guī)定，計(jì)算出91.656mm），得0.00050.0250，表明所取=6.7 m

12、符合要求。6.2.4 確定沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查表得=1.0307則基礎(chǔ)最終量： 7 按允許沉降量調(diào)整基底尺寸由于b柱1.069mpa，c柱0.8387mpa，由于小于4mpa，屬于高壓縮土 ， 。符合要求。8 基礎(chǔ)高度驗(yàn)算8.1 b柱基礎(chǔ)高度驗(yàn)算8.1.1 計(jì)算基底反力偏心距：基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力：8.1.2基礎(chǔ)高度（選用階梯形基礎(chǔ)）柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖1），初步選擇基礎(chǔ)高度h=1000，從下至上分300，300，400三個(gè)臺(tái)階，（有墊層）， 。，取，因偏心受壓沖切力： = =846.98kn抗沖切力： =1125.32kn846.98kn。可以。結(jié)論：柱邊對(duì)基礎(chǔ)抗沖切強(qiáng)度滿足要求

13、。 8.1.3變階處抗沖切驗(yàn)算8.1.3.1 第一階基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖2） 沖切力： = =541.7kn抗沖切力： =757.87kn541.7kn?？梢浴?.1.3.2 第二階基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖3） 沖切力：=124.98kn抗沖切力： =722.31kn124.98kn。可以。8.2 c柱基礎(chǔ)高度驗(yàn)算8.2.1 計(jì)算基底反力偏心距：基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力： 8.2.2基礎(chǔ)高度（選用階梯形基礎(chǔ)）柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖4），初步選擇基礎(chǔ)高度h=1000，從下至上分300，300，400三個(gè)臺(tái)階，（有墊層）， 。，取，因偏心受壓沖切力：= =690.97kn抗沖切力：=

14、1125.32kn690.97kn?？梢浴＝Y(jié)論：柱邊對(duì)基礎(chǔ)抗沖切強(qiáng)度滿足要求。8.2.3變階處抗沖切驗(yàn)算8.2.3.1 第一階基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖5） 沖切力：= =467.9kn抗沖切力：=1002.35kn467.9kn?？梢浴?.2.3.2 第二階基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖6）沖切力 =158.98kn抗沖切力：=611.19kn158.98kn。可以。9 配筋計(jì)算選用hpb235鋼筋，9.1 b柱配筋計(jì)算（見圖7）9.1.1 基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向-截面（柱邊）柱邊凈反力 懸臂部分凈反力平均值彎矩-截面（第一變階處） -截面（第二變階處） 比較應(yīng)按配筋，實(shí)際配9.1.2基礎(chǔ)短邊方向-截面因該基礎(chǔ)受單向偏心荷載，所以在基礎(chǔ)短邊方向的基底反力可按均勻分布計(jì)算。取計(jì)算。 -截面（第一變階處）-截面（第二變階處） 比較應(yīng)按配筋，現(xiàn)在短邊方向（5.4m寬度范圍內(nèi)）