土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

湘而n季窿地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)學(xué)生姓名： 專業(yè)： 班級： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師：—職稱完成時(shí)間： 《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)1.1設(shè)計(jì)資料1、 地形：擬建建筑場地平整2、 工程地質(zhì)資料：自上而下依次為：雜填土：厚約0.5m，含部分建筑垃圾；粉質(zhì)粘土：厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值f=130kPaak粘土：厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值fkk=180kPa；全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚2.7m,承載力特征值f^=240kPa強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚3.0m，承載力特征值f^=300kPa中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚4.0m，承載力特征值f^=620kPa地基巖土物理力學(xué)參數(shù)表 表2.1地層代□土天然地基土重度(y)孔隙比凝聚力(C)內(nèi)摩擦角壓縮系數(shù)(al-2)壓縮r"n模里(Ee)抗壓強(qiáng)度(frk)承載力特征值(fak)KN/m3炯度MPa1MPaMPaKPa①雜埴土18粉盾粘土200.6534130.2010.0130③粘土19.40.5825230.228.2180④全風(fēng)化砂廟泥巖2122300.8240⑤強(qiáng)風(fēng)化砂廟泥巖2220253.0300中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2415404.06203、 水文資料為：地下水對混凝土無侵蝕性。地下水位深度：位于地表下1.5m。4、 上部結(jié)構(gòu)資料：上部結(jié)構(gòu)為多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布

置見下圖:上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載標(biāo)準(zhǔn)值見表2：柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值 表2題號Fk(KN)Mk(KNAU)VI(KN)A軸B軸C軸諭日軸C軸A軸日軸C軸1975154311871401001?84643442103216151252164125力1556052310901730131219015024262說57411501§1513702101752717173675121818731433235193霧7808374612S21SS3149S2572183258S90831133P1970156028424235596P583S14022057ISIS231頊377102104舞91534214015773352SS4021OP113血10159822051727365309428120117114上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值見表3：柱底荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值 表3題號FcTOT)V(JOT)A軸B軸匚軸A軸日軸C軸A軸E軸C軸11268201215441S313025S60625B2134221001627214163288727S67314182250170624819531581867441496B60178227422835393955158424351363306251386104108師62443194533423442311211710S7174125S220283693154S212512411681B23257421043913464911331361289159527832181425375523142147138102078236622454554025571561531495、材料：混凝土等級C25?C30，鋼筋1、11級。1.2設(shè)計(jì)要求：每班分為3個組。第1組共十八人，基礎(chǔ)持力層選用③土層，設(shè)計(jì)A軸柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；第2組共十八人，基礎(chǔ)持力層選用④土層，設(shè)計(jì)B軸柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；第3組共十八人，基礎(chǔ)持力層選用③土層，設(shè)計(jì)C軸柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；每人根據(jù)所在組號和題號，完成各自要求的軸線基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。對另外兩根軸線的基礎(chǔ)，只要求根據(jù)所給荷載確定基礎(chǔ)底面尺寸。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容1、 設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)包括確定基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)底面尺寸，對基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析、強(qiáng)度計(jì)算，確定基礎(chǔ)高度、進(jìn)行配筋計(jì)算，并滿足構(gòu)造設(shè)計(jì)要求，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書。2、 繪制基礎(chǔ)施工圖包括基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)大樣圖，并提出必要的技術(shù)說明。1.4地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成果1地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)計(jì)算書封面封面上應(yīng)寫明設(shè)計(jì)題目、學(xué)生姓名、專業(yè)、年級、指導(dǎo)教師姓名、完成日期目錄及正文格式(格式另見附屬文件)。2設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求：繪制比例為1：100或1：200 A3圖紙打印稿目錄TOC\o"1-5"\h\z設(shè)計(jì)計(jì)算書 5\o"CurrentDocument"B軸與④軸線相交柱下基礎(chǔ)埋置深度的選擇 5\o"CurrentDocument"地基承載力特征值的確定 5\o"CurrentDocument"地基承載力特征值的修正 5\o"CurrentDocument"基礎(chǔ)底面尺寸的確定 6\o"CurrentDocument"4.1初步選擇基底尺寸 6\o"CurrentDocument"4.1.1軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積 6\o"CurrentDocument"4.2驗(yàn)算持力層地基承載力 7\o"CurrentDocument"4.2.1基礎(chǔ)和回填土重 7\o"CurrentDocument"4.2.2基地最大壓應(yīng)力 7\o"CurrentDocument"軟弱下臥層的驗(yàn)算 7\o"CurrentDocument"地基變形驗(yàn)算及沉降量計(jì)算 7\o"CurrentDocument"基礎(chǔ)高度的確定 8\o"CurrentDocument"7.1基礎(chǔ)類型的確定 8\o"CurrentDocument"7.2計(jì)算基底凈反力 8\o"CurrentDocument"7.3系數(shù)C 8\o"CurrentDocument"7.4基礎(chǔ)的有效高度h0 8\o"CurrentDocument"7.5基礎(chǔ)底板厚度h 8\o"CurrentDocument"7.6設(shè)計(jì)采用階梯形基礎(chǔ)底板厚度h 8\o"CurrentDocument"7.7基礎(chǔ)臺階寬度b及寬高比驗(yàn)算 9\o"CurrentDocument"7.8基礎(chǔ)大樣圖 9基礎(chǔ)板底配筋計(jì)算 10\o"CurrentDocument"8.1柱邊凈反力 108.2彎矩 10\o"CurrentDocument"8.3基礎(chǔ)底板受力鋼筋面積計(jì)算 108.4基礎(chǔ)配筋圖 11

設(shè)計(jì)計(jì)算書根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書數(shù)據(jù)取值如下:B軸:'B軸:'Fk=1815KN<Mk=175KN-mVk=73KN[F=2360KNM=228KN-mV=95KNB軸與④軸線相交柱下基礎(chǔ)埋置深度的選擇根據(jù)工程地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)要求，本軸線的基礎(chǔ)持力層選用④土層，故初定基礎(chǔ)埋置深度取d=0.5+1.2+1.5=3.2m。這里取d=3.7m地基承載力特征值的確定根據(jù)工程地質(zhì)資料和基礎(chǔ)埋置深度的選擇d=3.7m，可知地基承載力特征值fak=240kPa。地基承載力特征值的修正根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí)，從載荷試驗(yàn)或其他原位測試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值，尚應(yīng)按下式修正：fa=fak+nbY(b-3)+ndYm(d-0.5)式中：fa 修正后的地基承載力特征值kPa；fak 地基承載力特征值kPa；L、門d——基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查教材表4——基底以下土的重度，地下水位以下取浮重度Y'(kN/m3)；Ym——基底以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度(kN/m3)；b 基礎(chǔ)底面寬度(m)；當(dāng)寬度小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；d——基礎(chǔ)埋置深度(m)；當(dāng)埋深小于0.5m時(shí)按0.5m取值，一般自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時(shí)，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時(shí)，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起；當(dāng)采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時(shí).應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。由于基礎(chǔ)寬度尚未確定，假定b<3m，首先進(jìn)行深度修正：根據(jù)基礎(chǔ)埋置深度所在的持力層為粘土，由查表可知：門b=0.3門d=1.6m=笊5xl8+1；；°+19.4xl.5=19削/m3f=fk+nbY(b-3)+叩dY(d-0.5)=240+0+1.6x19x(3.7-0.5)=337.28kPa基礎(chǔ)底面尺寸的確定4.1初步選擇基底尺寸4.1.1軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積p=Fk^="G^d=JdJf由kA A AGJa得A>—F—= 1815 =6.57皿f-yGd337.28-20x4.15+10x2.2初步選擇基礎(chǔ)底面面積A=LXb=2.7X2.7=7.29皿由于bV3.0，不需要再對fa進(jìn)行寬度修正。4.2驗(yàn)算持力層地基承載力4.2.1基礎(chǔ)和回填土重Gk=7G?d?A=〔20X4.15-10X2.2)X7.29=444.69KN4.2.2基地最大壓應(yīng)力=310kPaP"=F+G-1815+444.69kmaxA 7.29=310kPaPk=(Pkmax+Pk"2=310kPa<fa=337.28kpaP =310<1.2fa=404.736kPa故滿足要求。軟弱下臥層的驗(yàn)算根據(jù)工程地質(zhì)資料和基礎(chǔ)埋置深度的選擇d=3.7m,可知在持力層以下無軟弱土層且其下土層承載能力高于持力層的地基承載能力，滿足承載能力的要求，故不需進(jìn)行軟弱下臥層的驗(yàn)算。地基變形驗(yàn)算及沉降量計(jì)算1、 該建筑是多層框架結(jié)構(gòu)，屬于丙級建筑；2、 地基承載力特征值大于130kPa，且是體型較簡單的建筑；3、 該基礎(chǔ)地基的持力層是巖石，且不是荷載很大的偏心作用;4、地基內(nèi)有厚度不大且厚薄均勻的填土。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》可知，以上的條件的基礎(chǔ)不需進(jìn)行地基變形驗(yàn)算?；A(chǔ)高度的確定7.1基礎(chǔ)類型的確定采用階梯形基礎(chǔ)，選用C25的混凝土澆筑，基礎(chǔ)底下用100厚C10混凝土墊層。7.2計(jì)算基底凈反力由P= =2360 =323.8kPa，Lxb2.7x2.77.3系數(shù)C已知ft=1.27N/mm2,b=0.5m,&飯=1.0,P=323.8kPa根據(jù)公式C=b2-bt" =—a7」°* =1.881+0.7&f1+0.7x1.0x—70hpp 323.8s7.4基礎(chǔ)的有效高度h0有公式：h=1[-b+、；(b2+c)]=488mm02vf7.5基礎(chǔ)底板厚度hh=h0+40+10=488+50=538mm7.6設(shè)計(jì)采用階梯形基礎(chǔ)底板厚度h采用2級臺階，各層取h1=350mm實(shí)際基礎(chǔ)有效高度h0=h1X2-40=660mm7.7基礎(chǔ)臺階寬度b及寬高比驗(yàn)算取基礎(chǔ)臺階寬b=550mm基礎(chǔ)臺階寬高比：-=550=1.57〈2.5h1 3507.8