土力學(xué)課程設(shè)計(jì)

1、2010-2011 年下學(xué)期2008 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書工程概況：某五層教學(xué)樓，現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，底層柱網(wǎng)平面如圖所示。2地質(zhì)資料 :自上而下：第一層：素填土，厚2.5m ， 17.8kN/m 3 ；第二層：砂礫石，厚7.0m ， 18.7kN/m 3 。上部荷載：軸處3.1外柱： B 軸，基礎(chǔ)承受上部荷載 M=64kN.m ，F(xiàn)=3540kN；D 軸，基礎(chǔ)承受上部荷載 M=109kN.m ，F(xiàn)=2871kN；3.2內(nèi)柱： C 軸，基礎(chǔ)承受荷載上部荷載 M=138kN.m， F=3355kN。設(shè)計(jì)要求：4.1設(shè)計(jì)柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)、兩柱聯(lián)合基礎(chǔ)；4.2繪制基

2、礎(chǔ)平面布置圖 (1:100)、配筋圖 (1:30)，并編寫施工說明；設(shè)計(jì)步驟：5.1根據(jù)持力層承載力特征值f k350kPa 確定持力層修正后的承載力特征值；5.2按持力層承載力特征值確定基底尺寸；5.3基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5.4必要時(shí)驗(yàn)算地基沉降量；5.5繪制施工圖。設(shè)計(jì)要求6.1設(shè)計(jì)計(jì)算過程條理清楚，內(nèi)容完整；6.2設(shè)計(jì)步驟合理，設(shè)計(jì)圖紙清晰；6.3計(jì)算書要求用 A4 紙打印，字體統(tǒng)一（題目為三號黑體，標(biāo)題用小四黑體，正文為小四宋體）。6.4手繪施工圖，圖紙一律用鉛筆按比例繪制，要求線條清楚，繪圖正確。7進(jìn)度和考核集中設(shè)計(jì)一周，按百分制記分。參考文獻(xiàn)8.1代國忠主編，土力學(xué)與基礎(chǔ)工程機(jī)械工業(yè)出版

3、社8.2中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007 2002）北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002第1頁共13頁2010-2011 年下學(xué)期2008 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書1、確定基礎(chǔ)埋深： 根據(jù)任務(wù)書所提供的地質(zhì)資料可知，第一層素填土不可作為持力層，故施工時(shí)全部挖掉；由第二層砂礫石作為持力層，得：d2.5m 。2、持力層承載力特征值修正由埋深 d2.5m ，假設(shè) b 3m，查表 7-9得： d4.4f afakd m (d 0.5) 3504.4 17.8(2.5 0.5)506.64kPa3、柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3.1 確定基底尺寸：由

4、架柱梁定位平面可知：柱截面600 mm600mm ，3540Fk2622.22kN1.35AFk2622.225.74m2fa20d506.64 202.5偏心距：M64e0.0018mF3540由于偏心荷載不大，基礎(chǔ)底面積初步增大10%，于是A1.15.746.314m2?。?l3.2m ， b 2m3m（不需修正特征值）持力層強(qiáng)度驗(yàn)算：FkGk2622.22202.5 3.22滿足pkA3.22459.72k P a fapk maxpk6e475.35kPa 1.2 f a607.97kPa滿足pk min1444.09kPa 0l3.2 確定基礎(chǔ)高度3.2.1 現(xiàn)基礎(chǔ)選用 C30 混凝

5、土，一級 HPB235 鋼筋，查得：f t1.43 N mm2 ， f y210 N mm2設(shè) 100mm 厚 C15 混凝土墊層， as40mm取基礎(chǔ)高度 h700mm， h0660mm；分兩級，下階 h1400mm第2頁共13頁2010-2011 年下學(xué)期2008 級房屋建筑 2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)l11ac16001900mm取 l11800mml320022b11 bbc120006001300mm取 b11200mm22基礎(chǔ)平面圖與剖面圖如下圖：基礎(chǔ)平面圖與剖面圖單位： m3.2.2 地基凈反力F3540pnm a x pn m i npn553.13k P a pn2A3.

6、2 2基底凈反力分布pnmax pmaxG1.35 md1.35 pk maxA1.35 475.3520 2.5 574.22 k P a第3頁共13頁2010-2011 年下學(xué)期2008 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)pnminpminG1.35 pk min 1.35 mdA1.35 444.09202.5532.02k P apnIpn minlacpn maxpn min2l3.20.6532.02574.22532.02557.08k P apn I I I pn minll1 pn maxpn min2l532.023.21.8 574.22532.02 564.99k

7、 P a23.23.2.3抗沖切驗(yàn)算h700mm 800mm ，取hp1.03.2.3.1 柱邊抗沖切驗(yàn)算驗(yàn)算沖切破壞錐體是否全部落于基礎(chǔ)底面積內(nèi)：b2000mm bc2h01600 26601920mmlacbbc2Alh01bh0122223.20.620.620.6620.661.278m22222bmbch016006601260mm驗(yàn)算： Flpn maxAl574.22 1.278 733.85kN0.7f t hpbm h010.71.431.01260660 832.43kN得： Fl 0.7 fthpbmh013.2.3.2 變階處抗沖切驗(yàn)算驗(yàn)算沖切破壞錐體是否全部落于基礎(chǔ)底

8、面積內(nèi)：b 2000mm b12h021200 2 360 1920mmll1bb12Alh02bh022222是滿足是第4頁共13頁2010-2011 年下學(xué)期2008 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)3.21.821.220.3620.360.678m22222bm b1h0212003601560mm驗(yàn)算： Flpn maxAl574.22 0.678 389.32kN0.7 f thpbm h020.71.431.01560360 562.16kN得： Fl 0.7 fthpbmh013.3 計(jì)算彎矩并配筋3.3.1 縱向（ l 方向）配筋M IpnmaxpnI lac2bc2

9、b48574.22557.083.20.6 20.622732.89kNm48M IIIpn maxpnIIIll12b12b48574.22564.993.21.8 2 1.222241.90kNm48AsIM I732.8910620.9 f yh010.9 3004112.74mm660AsIIIM III241.901062488.68mm20.9 f yh020.9300 360選擇較大值進(jìn)行配筋：As4112.74mm2實(shí)配： 17 18120As4 3 2.56mm23.3.2 橫向（ b 方向）配筋M IIpn maxpn minbbc2ac2l48553.1320.6 20.

10、623.2316.21kNm24滿足滿足第5頁共13頁2010-2011 年下學(xué)期2008 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)M IVpn maxpn min bb12 l12l48553.1321.2 21.823.2120.95kNm24AsIIM II316.21 1061774.44mm20.9 f y h010.9 300660AsIVM IV120.951061244.36mm20.9 f yh020.9300360選擇較大值進(jìn)行配筋： As 1774.44mm2實(shí)配： 16 12200As1824mm2滿足3.3.3 插筋與箍筋配置如基礎(chǔ)配筋圖所示鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)配筋圖3

11、.4 地基沉降量驗(yàn)算基礎(chǔ)底面壓力： pFkGk2622.222.5459.72kPaA3.2202基底附加壓力： p0pd459.7217.82.5415.22kPa沉降計(jì)算深度： zb 2.50.4 ln b2 2.50.4ln 2 4.45m 取 4.5m計(jì)算成果表（ sp0ziizi 1 i 1）如下：Esi沉降量計(jì)算成果表第6頁共13頁2010-2011 年下學(xué)期2008 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)zl/b2z/bazi izi i zi 1 i 1Esisssi/mi/mm/mm/mm/Mpa/mm01.6040.251.000004.51.64.540.11910.4

12、7642.14382.14381559.3459.34最終沉降量由 Es15Mpa 、 p0415.22Kpa fak350Kpa查表得： s0.4得最終沉降量： sss59.34 0.423.74mm安全4、柱下鋼筋混凝土雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)4.1 確定基底尺寸（對稱）：由架柱梁定位平面可知：l12700mm ,l01 2 l11350mm 1800mm , 取 l0 1300mm23得： ll12l05300mmFkF1F2335528714611.85kN1.351.35M kM1M 2F1F2 l1109138 (3355 2871) 2.7900.4KN m22eM900.4mF3355

13、0.1452871bFk4611.85ml ( f a20d )5.3(506.64201.912.5)因偏心擴(kuò)大，取 b2.6m 3m （不需修正特征值）持力層強(qiáng)度驗(yàn)算：pkFk Gk4611.85 202.5 5.32.6滿足A5.32.6384.68k P a fapk maxpk16e447.83kPa 1.2 f a607.97kPa滿足pk minl321.59kPa 04.2 按靜定梁計(jì)算內(nèi)力第7頁共13頁2010-2011年下學(xué)期2008 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)沿縱向凈反力（線荷載） ： bpnF1F23355 2871l5.31174 .72 KN / m在

14、 V0處有最大負(fù)彎矩，距基礎(chǔ)左端距離xxF1F1l33555.32.86mF233552871M max1bpn x2F1xl 0121174.722.8623355( 2.861.3)429.23KNm2在柱中心線處有最大正彎矩：M max1bpnl 0211174.72 1.32992.64 KN m22基底荷載簡化分布圖4.3 確定基礎(chǔ)高度（因F1 F2 ，故各驗(yàn)算以柱一安全為整體安全）4.3.1 現(xiàn)基礎(chǔ)選用 C30 混凝土，二級 HRB335 鋼筋，查得：f t1.43 N mm2 ， f y300 N mm2設(shè) 100mm 厚 C15 混凝土墊層， as40mm取基礎(chǔ)高度 h 700

15、mm ， h01660mm；分兩級，下階 h1 400mm, h02660mm第8頁共13頁2010-2011 年下學(xué)期2008 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)平面圖與剖面圖單位： m4.3.2 抗沖切驗(yàn)算F1 F233552871pn5.3451.82k P a，A2.6h700mm 800mm ，取hp1.04.3.2.1 柱邊抗沖切驗(yàn)算（以F1 為主）Alac2h01bc2h010.620.66 0.6 2 0.663.686m2bm12acbc4h0122 60046605040mmFtF1pn Al3355451.823.6861689.61KN0.7ft hp

16、bm1h010.71.43 1.050406603329.73kN驗(yàn)算得： Ft0.7 ft hpbm1h01滿足4.3.2.2 變階處抗沖切驗(yàn)算All12h01b12h011.620.36 1.62 0.365.38m2bm12l1b14h0222 160043607840mmFtF1pn Al3355451.825.38924.21KN0.7 f t hpbm1h010.7 1.43 1.0 78403602536.93kN驗(yàn)算得： Ft 0.7 f t hpbm1h01滿足4.3.3 抗剪切強(qiáng)度驗(yàn)算第9頁共13頁2010-2011 年下學(xué)期2008 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)

17、計(jì)4.3.3.1 柱邊抗剪切強(qiáng)度驗(yàn)算V F1bpn l0ach01233551174.72 1.30.30.66700.13KN得： V0.7 ft bh01 0.7 1.43 2600660 1717.72KN滿足4.3.3.2 柱邊抗剪切強(qiáng)度驗(yàn)算V F1bpn l0l1h02233551174.72 1.30.80.36465.19KN得： V0.7 ft bh020.71.43 2600360 936.94KN滿足4.4 配筋計(jì)算4.4.1基底縱向鋼筋M max992.641062As0.93005570.37mm0.9 f yh01660實(shí)配： 18 20 150As5 6 5.65m

18、m2滿足4.4.2基頂縱向鋼筋M max429.431062As0.93002409.82mm0.9 f yh01660實(shí)配： 13 16 200As2 6 1.34mm2滿足4.4.3 基底橫向鋼筋（以F1 側(cè)取等效梁為準(zhǔn)配置）A1 b ac1.5h012.6 0.6 1.50.664.134m2F13355pn1811.56k P aA14.134pn1b2bcac 1.5h01M 122811.562.60.620.61.50.66645.19KNm22M 1645.191062As0.93006603620.60mm0.9 f yh01第10頁共13頁2010-2011 年下學(xué)期200

19、8 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)實(shí)配： 15 18110As3817.5mm2 （在基底通長布置）滿足4.4.4 基頂橫向鋼筋按構(gòu)造配筋22 10 200滿足鋼筋混凝土雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)配筋圖4.5 地基沉降量驗(yàn)算基礎(chǔ)底面壓力： pFkGk4611.852.5384.68kPaA5.3202.6基底附加壓力： p0pd384.6817.82.5340.18kPa沉降計(jì)算深度： zb 2.50.4ln b2.6 2.50.4ln 2.65.5m計(jì)算成果表sp0zi izi 1i1Esizl/b2z/baziizi i zi 1 i 1Esisssi/mi/mm/mm/mm/Mpa/mm02

20、.0040.251.000005.52.04.2340.13130.52522.88862.88861565.5165.51最終沉降量由 Es15Mpa 、 p0340.18Kpafak 350Kpa查表得：s0.4得最終沉降量： sss65.51 0.426.20mm安全5、柱間地梁設(shè)計(jì)5.1 外墻地梁設(shè)計(jì)l9.3m 設(shè)混凝土保護(hù)層as35mm第11頁共13頁2010-2011 年下學(xué)期2008 級房屋建筑2 班土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)荷載設(shè)計(jì)值 q1.35 3.90.60.3 7.50.30.62516.10KN / m彎矩 M1 ql 2116.19.32174.1KNm88受力筋A(yù)sM174.110621 1 4mm10.9 f y h0 0.9 3 0 0 5 6 5實(shí)配： 4 20As1256mm2箍筋102 0 0滿足5.2 內(nèi)墻地梁設(shè)計(jì)l9.3m 設(shè)混凝土保護(hù)層as35mm荷載設(shè)計(jì)值 q1.35 3.90.60.2 7.50.30.62512.76KN / m彎矩 M1 ql 2112.769.32138KNm88受力筋A(yù)sM138106904.33mm20.9 f y h0 0.9 300 565實(shí)配： 3 20As9 4 mm12箍筋102 0 0滿足6、繪制施工圖（附）包