某辦公樓土力學(xué)課程設(shè)計

1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計指 導(dǎo) 書主編：孫鴻玲西南石油大學(xué)建筑工程學(xué)院2010-06基礎(chǔ)工程課程設(shè)計任務(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)通過本設(shè)計掌握天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計的原理與方法，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、實際運算和繪制施工圖的能力，以鞏固和加強對基礎(chǔ)設(shè)計原理的理解。二、設(shè)計任務(wù)設(shè)計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立基礎(chǔ)。三、設(shè)計要求設(shè)計依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2002）。四. 設(shè)計資料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、2、下部地基資料：該建筑位于非地震區(qū),不考慮地震影響。建筑場地地質(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)平面圖土層編號土層名稱層底深度 （m）kN/m3 (%)ILEskPaCkPafakPa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)計步驟1、根據(jù)地質(zhì)條件確定基礎(chǔ)的埋置深度2、根

3、據(jù)地基承載力與荷載計算基底面積，并進行軟弱下臥層驗算：對于偏心受壓基礎(chǔ)兩邊長之比一般L/B2，最大不超過3。3、根據(jù)建筑層數(shù)及地質(zhì)條件確定基礎(chǔ)類型4、地基變形驗算5、基礎(chǔ)剖面設(shè)計與結(jié)構(gòu)計算（1）按沖切強度要求，設(shè)計底板高度。（2）根據(jù)柱邊或變階處的彎矩值進行底板配筋計算。6、繪制基礎(chǔ)施工圖，編寫施工說明書。設(shè)計要求：1、設(shè)計A、B、C柱下獨立基礎(chǔ)；2、計算A、B、C柱下獨立基礎(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）及編寫施工說明。提示 ：1、熟悉題目要求及場地工程地質(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；

4、5、下臥層強度驗算；6、分別計算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)高度驗算；9、配筋計算；10、繪制施工圖。六設(shè)計參考進度第一天：布置設(shè)計任務(wù)，閱讀設(shè)計任務(wù)書、指導(dǎo)書及設(shè)計例題，復(fù)習(xí)有關(guān)課程內(nèi)容。第二天第三天：進行基礎(chǔ)計算；第四天第五天：繪制基礎(chǔ)施工圖。七設(shè)計成果要求1、設(shè)計說明書要求寫出完整的計算說明書，包括荷載計算，基礎(chǔ)類型及材料選擇、埋深確定、底面尺寸確定、剖面尺寸確定及配筋量計算。2、圖紙繪制2號圖一張（獨立基礎(chǔ)平面、剖面圖）。八設(shè)計成果要求成績評定與考核標(biāo)準(zhǔn)實踐技能考核實行等級制，分優(yōu)秀、良好、及格、不及格四個等級。技能考核不及格者，需重新進行技能訓(xùn)練，然后

5、進行補考，直至達到標(biāo)準(zhǔn)等級為止。關(guān)于技能考核成績等級的界定：優(yōu)秀：能獨立、熟練掌握該項技能。良好：能獨立掌握該項技能。及格：基本掌握該項技能。不及格：不能掌握該項技能。課程設(shè)計的目的是使學(xué)生鞏固所學(xué)的專業(yè)理論知識，結(jié)合具體（或模擬）工程，初步掌握方案的設(shè)計程序，掌握設(shè)計說明書的編寫方法，設(shè)計圖紙的繪制。初步訓(xùn)練學(xué)生查閱規(guī)范、手冊標(biāo)準(zhǔn)圖集、產(chǎn)品樣本等設(shè)計資料的能力。1、優(yōu)秀A課程設(shè)計內(nèi)容完整，分析問題正確，計算準(zhǔn)確。B設(shè)計中能正確地綜合運用本課程基礎(chǔ)知識，熟練正確掌握課程設(shè)計方法，能做到理論聯(lián)系實際。C全面完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)，說明書內(nèi)容完整，分析透徹，字跡工整，有關(guān)計算準(zhǔn)確清晰。設(shè)計圖紙符合制圖

6、標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量高。2、良好A課程設(shè)計內(nèi)容完整，分析問題正確，計算準(zhǔn)確。B能完成規(guī)定的全部設(shè)計任務(wù)，說明書內(nèi)容完整，分析較全面，書寫整潔，有關(guān)計算正確。設(shè)計圖紙符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量較高。3、中等介于良好和及格的評分標(biāo)準(zhǔn)之間。4、及格A課程設(shè)計內(nèi)容完整，分析問題基本正確，計算無原則性錯誤。B能完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)，說明書內(nèi)容基本完整，計算基本正確。設(shè)計圖紙基本符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量一般。5、不及格A課程設(shè)計內(nèi)容不完整，有嚴(yán)重的原則性錯誤，設(shè)計內(nèi)容沒有達到基本要求或沒有完成規(guī)定的設(shè)計任務(wù)。B設(shè)計時不加消化地照搬照抄。設(shè)計圖紙不符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求，質(zhì)量差。范 本目 錄1 基本條件的確定 .102 確定基

7、礎(chǔ)埋深103 確定基礎(chǔ)類型及材料104 確定基礎(chǔ)底面尺寸114.1確定B柱基底尺寸4.2確定C柱基底尺寸5 軟弱下臥層驗算125.1 B柱軟弱下臥層驗算5.1 C柱軟弱下臥層驗算6 計算柱基礎(chǔ)沉降136.1計算B柱基礎(chǔ)沉降6.2計算C柱基礎(chǔ)沉降7 按允許沉降量調(diào)整基底尺寸.188 基礎(chǔ)高度驗算 188.1 B柱基礎(chǔ)高度驗算8.2 C柱基礎(chǔ)高度驗算9 配筋計算249.1 B柱配筋計算9.2 C柱配筋計算1 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/p>

8、0M（kN.m）250238338土層編號土層名稱層底深度 （m）kN/m3 (%)ILEskPaCkPafakPa人工填土1.518亞粘土6.51932.30.950.6552002815150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

9、載力特征值（先不考慮對基礎(chǔ)寬度進行修正）： 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=0不需要對進行修正。持力層承載力驗算基礎(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：不需要對進行修正。持力層承載力驗算基礎(chǔ)和回填土重：偏心距：基礎(chǔ)底面處的平均壓力

10、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l=5.2m，b=3.3m。5 軟弱下臥層驗算5.1 B柱軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力：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散角軟弱下臥層頂面處的附加壓力：驗算：（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：驗算：（滿足）6 計算柱基礎(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： 確定基礎(chǔ)沉降計算深度因為不存在相鄰荷載的影響，可按下式估算基礎(chǔ)沉降計算深度： 因 ，故 。按該深度，沉降量計算至淤泥質(zhì)亞粘土層。 沉降計算沉降計算見表

11、。其中應(yīng)用 “角點法”，即將基礎(chǔ)分為4塊相同的小面積，查表時按查，查得的平均應(yīng)力系數(shù)應(yīng)乘以4。 校核根據(jù)規(guī)范規(guī)定，計算出（179.29mm），得0.003180.0250，表明所取=10.6m符合要求。表 B柱基礎(chǔ)最終沉降量計算點號10 1.38040.2500=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=0.4788839

12、26.8282.440.11259.2768.84.5140.11395=0.45524005.7678.940.11258.8879.44.8240.1082=0.43284068.7362.970.11257.08810.05.1340.10315=0.412584125.857.070.11256.42178.720.0359910.65.4440.0985=0.3944176.450.60.011250.569179.290.00318 確定沉降經(jīng)驗系數(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： 確定

13、基礎(chǔ)沉降計算深度因為不存在相鄰荷載的影響，可按下式估算基礎(chǔ)沉降計算深度：因 ，故 。按該深度，沉降量計算至淤泥質(zhì)亞粘土層。 沉降計算沉降見表。其中應(yīng)用 “角點法”，即將基礎(chǔ)分為4塊相同的小面積，查表時按查，查得的平均應(yīng)力系數(shù)應(yīng)乘以4。表 C柱基礎(chǔ)最終沉降量計算點號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=0.495283318.380.470.09790.04691.6560.0

14、005 校核根據(jù)規(guī)范規(guī)定，計算出91.656mm），得0.00050.0250，表明所取=6.7 m符合要求。6.2.4 確定沉降經(jīng)驗系數(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)高度驗算8.1 B柱基礎(chǔ)高度驗算 計算基底反力偏心距：基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力：基礎(chǔ)高度（選用階梯形基礎(chǔ)）柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗算（見圖1），初步選擇基礎(chǔ)高度h=1000，從下至上分300，300，400三個臺階，（有墊層）， 。，取，因偏心受壓沖切力： = =846.98KN抗沖切力：

15、 =1125.32KN846.98KN。可以。結(jié)論：柱邊對基礎(chǔ)抗沖切強度滿足要求。 變階處抗沖切驗算.1 第一階基礎(chǔ)截面抗沖切驗算（見圖2） 沖切力： = =541.7KN抗沖切力： =757.87KN541.7KN?？梢?。.2 第二階基礎(chǔ)截面抗沖切驗算（見圖3） 沖切力： = =124.98KN抗沖切力： =722.31KN124.98KN。可以。8.2 C柱基礎(chǔ)高度驗算 計算基底反力偏心距：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300，300，400三個臺階，（有墊層）， 。，取，因偏心

16、受壓沖切力： = =690.97KN抗沖切力： =1125.32KN690.97KN?？梢?。結(jié)論：柱邊對基礎(chǔ)抗沖切強度滿足要求。8.2.3變階處抗沖切驗算.1 第一階基礎(chǔ)截面抗沖切驗算（見圖5） 沖切力： = =467.9KN抗沖切力： =1002.35KN467.9KN?？梢浴?2 第二階基礎(chǔ)截面抗沖切驗算（見圖6）沖切力： = =158.98KN抗沖切力： =611.19KN158.98KN?？梢?。9 配筋計算選用HPB235鋼筋，9.1 B柱配筋計算（見圖7） 基礎(chǔ)長邊方向-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，實際配基礎(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算。取計算。 -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)）配筋。但是，不能符合構(gòu)造要求。實際按構(gòu)造配筋9.2 C柱配筋計算（見圖8） 基礎(chǔ)長邊方向-截面（柱邊）柱邊凈反力懸臂部分凈反力平均值彎矩-