土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)99196

1、湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(chǎng)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 ak =130 kPa ； 全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚2.7m,承載力特征值fak =240kPa 強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚3.0m,承載力特征值fak =300kPa 中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚4.0m,承載力特征值fak =620kPa3、水文資料為：地下水對(duì)混凝土無侵蝕性。地下水位深度：位于地表下1.5m。0湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基

2、礎(chǔ)設(shè)計(jì)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：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3：1湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5、材料：混凝土等級(jí)25C30 ，鋼筋、級(jí)。1.2 設(shè)計(jì)要求：每班分為3 個(gè)組。第 1 組共十八人，基礎(chǔ)持力層選用土層，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(hào)和題號(hào)，完成各自要求的軸線基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。對(duì)另外兩根軸線的基礎(chǔ)，只要求

3、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、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(duì)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。、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（ 1）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(jí)、指導(dǎo)教師姓名、完成日期（ 2）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： 200A3 圖紙打印稿2湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)目錄1 B 軸與軸線相交柱下基礎(chǔ)埋

4、置深度的選擇2 地基承載力特征值的確定3 地基承載力特征值的修正4 基礎(chǔ)底面尺寸的確定4.1 初步選擇基地尺寸4.1.1 軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積4.2 驗(yàn)算持力層地基承載力4.2.1 基礎(chǔ)和回填土重4.2.2 基地最大壓應(yīng)力5 軟弱下臥層的驗(yàn)算6 地基變形驗(yàn)算及沉降量計(jì)算7 基礎(chǔ)高度的確定7.1 基礎(chǔ)類型的確定7.2 計(jì)算基底凈反力7.3 系數(shù) C7.4 基礎(chǔ)的有效高度 h07.5 基礎(chǔ)底板厚度 h7.6 設(shè)計(jì)采用階梯形基礎(chǔ)底板厚度h7.7 基礎(chǔ)臺(tái)階寬度 b 及寬高比驗(yàn)算8 基礎(chǔ)板底配筋計(jì)算9 A 軸柱下基礎(chǔ)埋置深度的選擇10 地基承載力特征值的確定11 地基承載力特征值的修正12 基礎(chǔ)底

5、面尺寸的確定12.1 初步選擇基底尺寸12.1.1 軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積12.1.2 考慮偏心荷載作用的影響，取A0 = (1.1 1.4)A12.2 驗(yàn)算持力層地基承載力12.2.1 基礎(chǔ)和回填土重3湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)12.2.2 偏心距12.2.3 基底最大壓應(yīng)力13 C 軸柱下基礎(chǔ)埋置深度的選擇14 地基承載力特征值的確定15 地基承載力特征值的修正16 基礎(chǔ)底面尺寸的確定16.1 初步選擇基地尺寸16.1.1 軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積16.1.2 考慮偏心荷載作用的影響，取A0 = (1.1 1.4)A16.2 驗(yàn)算持力層地基承載力16.2.1 基礎(chǔ)和回填

6、土重16.2.2 偏心距16.2.3 基底最大壓應(yīng)力設(shè)計(jì)心得與感想?yún)⒖嘉墨I(xiàn)4湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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：A 軸：B 軸：C 軸：Fk1282KNMk210KNm；Vk71KNFk1883KNF2448KNMk218KNm， M284KN m；Vk90KNV117KNFk1187 KNMk198KNm；Vk44KN1、B 軸與軸線相交柱下基礎(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)持力層選用土層，故初定基礎(chǔ)埋置深度取 d =0.45+0.5+1.2+1.5=3.65m 。2、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

7、選擇d=3.65m，可知地基承載力特征值f ak = 240 kPa 。3、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(cè)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：f af akb(b3)dm (d0.5)式中：5湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)f a 修正后的地基承載力特征值kPa；f ak 地基承載力特征值kPa；b 、 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（ kN / m3）；m 基底以上土的加權(quán)平均重度，地

8、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(duì)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：b=2.0d =3.0m = 0.95181.2 2019.41.5

9、=19.23 kN / m33.65faf akb(b 3)d m (d0.5) =240+0+3 19.23 （3.65-0.5） =421.72 kPa4、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FkGkFkG Ad FkG df apkAAA由得 AFk18835.16G d421.7220 3.6510fa1.7初步選擇基礎(chǔ)底面面積A = L×b = 2.7×2.7 = 7.29由于 b 3.0，不需要再對(duì)f a 進(jìn)行寬度修正。4.2驗(yàn)算持力層地基承載力6湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)4.2.1基礎(chǔ)和回填土重Gk =G

10、· d· A =20× 3.65-10 × 1.7 × 7.29 = 408.24 KN4.2.2基地最大壓應(yīng)力k minFk Gk1883 408.24= 314.3 kPaP k max=7.29APk = (P k max + P k min )/2 = 314.3 kPa <f a =421.72 kPaPk max =314.3<1.2f a =506.06 kPa故滿足要求。5、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 = 3.65 m ，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

11、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。6、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(jí)建筑；2、地基承載力特征值大于130kPa，且是體型較簡(jiǎn)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。7、基礎(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 Ps =F= 2448=335.8 kPaLb2.7 2.77湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)7.3系數(shù)

12、 C已知 f t = 1.27N/mm2 , bt =0.5m,hp =1.0, Ps =335.8 kPa根據(jù)公式 C=b2bt 2=2.720.52ft=1.9310.71270hpps10.71.0 335.87.4基礎(chǔ)的有效高度h0有公式： h0 = 1-bt(b2tc) =488mm27.5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(jí)臺(tái)階，各層取 h1 = 350 mm實(shí)際基礎(chǔ)有效高度 h0 = h1240 = 660mm7.7基礎(chǔ)臺(tái)階寬度b 及寬高比驗(yàn)算取基礎(chǔ)臺(tái)階寬 b=550mm基礎(chǔ)臺(tái)階寬高比：b550

13、 =1.57 2.5h13508、基礎(chǔ)板底配筋計(jì)算選用 HRB335鋼筋， fy = 300 N/mm2(1) 柱邊凈反力PPsPmaxPmin335.8 kPa(2) 彎矩M1l ac2 2b bc Pmax Pmin2G=312.69 KN m48A(3) 基礎(chǔ)底板受力鋼筋面積計(jì)算AsM 1312.69106=17552, 每米寬 As, =1755=650mm20.9 f yh0=660mm2.70.9 3008湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)際配筋 As =2079mm2 （ 14200）。9、A 軸柱下基礎(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，初定基礎(chǔ)埋置深度d = 0

14、.95+1.2=2.15 m10、 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 = 2.15 m ，可知地基承載力特征值f ak = 180 kPa11、 地基承載力特征值的修正由于基礎(chǔ)寬度尚未確定，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，空隙比e=0.58 ，由查表可知b=0.3d=1.6m 18 0.95 20 1.0 0.2 (20 -10) =18.19 kPa 2.15faf akb(b3)dm (d0.5) =180+0+1.6×18.19 ×(2.15-0.5) =228 kPa12、 基礎(chǔ)底面尺寸的確定12.1初步選擇基底尺寸

15、12.1.1軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積FkGkFkG Ad FkG df a由pkAAA得Fk=1282=6.86 A228202.15 10f aG d0.212.1.2考慮偏心荷載作用的影響，取A0 = (1.1 1.4)A9湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)則 A 0 = (1.1 1.4)× 6.86 = (7.559.61)初步選擇基礎(chǔ)底面面積A = L×b = 3.2×3 = 9.6由于 b3.0 ，不需要再對(duì)f a 進(jìn)行寬度修正。12.2驗(yàn)算持力層地基承載力12.2.1基礎(chǔ)和回填土重Gk =G · d· A =20×

16、; 1.95+10× (2.15-1.95)× 9.6 = 393.6 KN12.2.2偏心距kkk· d = 210 + 71×2.15= 225.05KN ·mM =M+ VF = Fk + G k = 1282 + 393.6 = 1675.6 KNe k= Mk/ F = 225.05/1675.6 = 0.1343m(L/6=0.583 m)即 p k min > 0滿足。12.2.3基地最大壓應(yīng)力Pkkminmax=(Fk G k ) ×(16ek ) =(1282 393.6) ×(16 0.1343 )

17、AL9.63.5=214.73 kPa134.36Pk= (Pk max + Pk min )/2 = 174.55 kPa <fa =228 kPaPk max =214.73<1.2 f a =273.6 kPa故滿足要求。13、 C 軸柱下基礎(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，初定基礎(chǔ)埋置深度d = 0.95+1.2=2.15 m14、 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 = 2.15 m ，可知地基承載力特征值f ak = 180 kPa10湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)15、 地基承載力特征值的修正由于基礎(chǔ)寬度尚未確定，首先進(jìn)行

18、深度修正：根據(jù)基礎(chǔ)埋置深度所在的持力層為粘土，空隙比e=0.58 ，由查表可知d=1.6m 18 0.95 20 1.0 0.2 (20 - 10) =18.2 kPa 2.15faf akb(b3)dm (d0.5) =180+0+1.6×18.2 ×(2.15-0.5) =228 kPa16、 基礎(chǔ)底面尺寸的確定16.1初步選擇基底尺寸16.1.1軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積FkGkFkG Ad FkG df a由pkAAA得Fk=1187=6.35A22820f aG d2.15 10 0.216.1.2 考慮偏心荷載作用的影響，取A = (1.11.4)A0則 A 0

19、 = (1.1 1.4)× 6.35 = (6.988.89)初步選擇基礎(chǔ)底面面積A = L ×b = 2.5×3.5 = 8.75 由于 b 3.0，不需要再對(duì)f a 進(jìn)行寬度修正。16.2驗(yàn)算持力層地基承載力16.2.1基礎(chǔ)和回填土重Gk =G · d· A =20× 1.95+10× (2.15-1.95)× 8.75 = 358.75 KN16.2.2偏心距kkk· d = 198 + 44×2.15= 292.6 KN ·mM =M+ VFk = F k + G k = 11

20、87 + 358.8= 1545.8 KNek =M/ F = 292.6/1545.75 = 0.189m(L/6=0.583 m)即 p k min > 0滿足。11湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)16.2.3基地最大壓應(yīng)力P=k min=(Fk Gk)× (16ek) =(1187 358.8)×(160.189)k maxAL8.753.5233.9kPa119.4Pk = (P k max + P k min )/2 = 176.7 kPa <f a =228 kPaPk max =233.9<1.2 f a =273.6 kPa故滿足要求。12湖南工學(xué)院建筑工程系土力學(xué)與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)心得與感想時(shí)間過得真是挺快的，課程設(shè)計(jì)的期限轉(zhuǎn)眼間也到了，終于通過自己的努力和老師的幫助完成了這次課程設(shè)計(jì)任務(wù)，如釋重負(fù)。通過此次課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)建筑有了更深層次的理解，對(duì)建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的步驟及方法有了更全面的掌握。從只能從書本上一步步的去分解建筑構(gòu)件，上升到了借助老師和同學(xué)的幫助可以初步的設(shè)計(jì)一棟簡(jiǎn)單框架結(jié)構(gòu)建筑獨(dú)立基礎(chǔ)，做到了學(xué)以致用。此次的小試牛刀讓我更加深愛