土力學(xué)獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

土力學(xué)獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料二、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1、選擇基礎(chǔ)材料2、選擇基礎(chǔ)埋置深度3、計(jì)算地基承載力特征值4、初步選擇基底尺寸5、驗(yàn)算持力層的地基承載力6、計(jì)算基底凈反力7、驗(yàn)算基礎(chǔ)高度8、基礎(chǔ)高度（采用階梯形基礎(chǔ)）9、變階處抗沖切驗(yàn)算10、配筋計(jì)算11、基礎(chǔ)配筋大詳圖12、確定A、B兩軸柱子基礎(chǔ)底面尺寸13、設(shè)計(jì)圖紙（附圖紙）三、設(shè)計(jì)技術(shù)說明及主要參考文獻(xiàn)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程一、設(shè)計(jì)資料3號題○B(yǎng)軸柱底荷載：○1柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值：FK=1720KN，MK=150KN·m，VK=66KN?！?柱底荷載效應(yīng)基本組合值：F=2250KN，M=195KN·m，V=86KN。持力層選用○4號土層，承載力特征值fak=240kPa，框架柱截面尺寸為500mm×500mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。二、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.選擇基礎(chǔ)材料基礎(chǔ)采用C25混凝土，HPB235級鋼筋，預(yù)估基礎(chǔ)高度0.8m。2.選擇基礎(chǔ)埋置深度根據(jù)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料選取。①號土層：雜填土，層厚約0.5m，含部分建筑垃圾。②號土層：粉質(zhì)粘土，層厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130kPa。③號土層：粘土，層厚1.5m，稍濕，承載力特征值fak=180kPa。④號土層：細(xì)砂，層厚3.0m，中密，承載力特征值fak=240kPa。⑤號土層：強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，很厚，中密，承載力特征值fak=300kPa。擬建場區(qū)地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，地下水位深度：位于地表下1.5m。取基礎(chǔ)地面高時(shí)最好至持力層下0.5m，本設(shè)計(jì)取○4號土層為持力層，所以考慮取室外地坪到基礎(chǔ)地面為0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得到基礎(chǔ)剖面示意圖如下圖所示?；A(chǔ)剖面簡圖3.求地基承載力特征值fa根據(jù)細(xì)沙e=0.62，查表得bη=2.0，dη=3.0?；匾陨贤恋募訖?quán)平均重度為7.35.0115.14.92.010-201205.018?+?+?+?+?=）（mγ=13.683mKN持力層承載力特征值fa（先不考慮對基礎(chǔ)寬度修正）為akaff=+mγηd（d-0.5)=240+3.0×13.68×(3.7-0.5)=371.33KPa上式d按室外地面算起。4.初步選擇基礎(chǔ)尺寸取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：FK=1720KN，MK=150KN·m，VK=66KN。計(jì)算基礎(chǔ)和回填土GK時(shí)的基礎(chǔ)埋置深度為d=)15.47.3(21+=3.925m基礎(chǔ)底面積為A0=246.520725.1102.233.3711720mdfFGak=?-?-=-γ由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20%增大，即A=1.2A0=1.2×5.46=6.56m2初步選定基礎(chǔ)地面面積272.64.28.2mlbA=?==，且b=2.4m<3m不需要再對fa進(jìn)行修正。5.驗(yàn)算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重為KNdAGGk32.39056.6)20725.1105.2(=??+?==γ偏心距為mGFMekkkk096.032.21108.20232.39017208.066150==+?+=+=<=""l=""p="">=minkp>0，滿足要求。基地最大壓力：kPaleAGFPkkkk95.387)8.2096.061(56.632.3901720)61(max=?++=++=<1.2fa(=445.60kPa)所以，最后確定基礎(chǔ)底面長2.8m，寬2.4m。6.計(jì)算基地凈反力取柱底荷載效應(yīng)基本組合值：F=2250KN，M=195KN·m，V=86KN。凈偏心距為22508.0861950?+==NMen=0.12m基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力為kPakPannnlelbFP82.42177.2470maxmin)8.212.061(8.22250)61(=?±=±=7.基礎(chǔ)高度（采用階梯型基礎(chǔ)）柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（如下圖）沖切驗(yàn)算簡圖（柱下沖切）沖切驗(yàn)算簡圖（變階處沖切）l=2.8m，b=2.4m，mambacct5.0,5.0===。初步選定基礎(chǔ)高度h=800mm，分兩個(gè)臺階，每個(gè)臺階均為400mm。0h=800-（40+10）=750mm（有墊層），則mhaatb25.15.020=+=+=<p="">取mab2=.因此，可得mmaaabtm1250220005002=+=+=因偏心受壓，np取maxnp=421.87kPa，所以沖切力為KNhbbbhalPFlccn12.388])75.025.024.2(4.2)75.025.028.2[(87.421])22()22[(2200max=---?--=-----=抗沖切力為=07.0hafmthpβ0.7×1×1.25×103×1.25×0.75=820.31KN>323.44KN滿足要求。8.變階處抗沖切驗(yàn)算由于有mbat2.11==，ma4.11=，mmh3505040001=-=所以9.135.022.1201=?+=+=haatbmaaabtm55.129.12.12=+=+=沖切力為KNhbbbhalPFln06.329])35.022.124.2(4.2)35.024.128.2[(87.421])22()22[(220101max=---?--=-----=抗沖切力為KNhafmthp69.47435.155.11025.117.07.030=?????=β>329.06KN滿足要求。選用HPB235級鋼筋，2210mmNfy=。（1）基礎(chǔ)長邊方向。對于Ⅰ-Ⅰ截面（柱邊），柱邊凈反力為kPapplalppnncnnI36.35059.10277.247)77.24787.421(6.55.08.277.247)(2minmaxmin=+=-?++=-++=懸臂部分凈反力平均值為kPappnIn12.386)36.35087.421(21)(21max=+=+彎矩為mKNbbalPPMccnInI?=??=+-+=07.4513.53.22412.386)2())(2(24122max2601.31827502109.01007.4519.0mmhfMAyIsI=???==對于截面Ⅲ-Ⅲ（變階處），有kPapplalpnnn66.4481.1746.54.18.277.247)(2pminmax1minnIII=?++=-++=mKNbbalPPMnIIInIII?=???+=+-+=08.2230.64.122487.42166.448)2())(2(2412121max2601801008.2239.0mmhfMAyIIIsI=???==比較sIA和sIIIA,應(yīng)按sIA配筋，實(shí)際配16φ16@135As=3217.6mm2>3182.1mm2（2）按基礎(chǔ)短邊方向。因?yàn)樵摶A(chǔ)受單向偏心荷載作用，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kPapppnnn82.334)77.24787.421(21)(21minmax=+=+=對于Ⅰ-Ⅰ截面（柱邊）彎矩為mKNalbbpMccnII?=+?-=+-=21.307)5.06.5()5.14.2(2482.334)2()(24222603.21677502109.01021.3079.0mmhfMAyIIsII=???==對于ⅠV-ⅠV截面（變階處）彎矩為mKNalbbpMnIV?=+?-=+-=62.140)4.16.5()2.14.2(2482.334)2()(24212126018.21253502109.01062.1409.0mmhfMAyIVsIV=???==比較sIIA和sIVA,應(yīng)按sIIA配筋，實(shí)際配11φ16@200As=2212.1mm2>2167.3mm210.基礎(chǔ)配筋大樣圖基礎(chǔ)配筋大樣圖如下圖所示1004004008002Ф8預(yù)留插筋同柱配筋圖21C10混凝土墊層B-B-0.450±0.000-3.350-4.150335011.確定○A、○C軸柱子基礎(chǔ)底面尺寸由柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書得：3號題○A、○C兩柱子基底荷載分別如下?！餉軸：FK=1090KN，MK=190KN·m，VK=62KN。○C軸：FK=1:312KN，MK=242KN·m，VK=57KN。由前面計(jì)算得持力層承載力特征值kPafa33.371=，計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重kG時(shí)的基礎(chǔ)埋深d=3.925m，○A軸基礎(chǔ)底面積為2046.320725.1102.233.3711090mdfFAGak=?-?-=-=γ基礎(chǔ)底面積按20%增大，即2015.446.32.12.1mAA=?==初步選定基礎(chǔ)地面面積為28.40.24.2mlbA=?==（大于4.15m2），且b<3m，不需要再對af進(jìn)行修正?！餋軸基礎(chǔ)底面面積為2017.420725.1102.233.3711312mdfFAGak=?-?-=-=γ基礎(chǔ)底面積按20%增大，即2000.517.42.12.1mAA=?==初步選定基礎(chǔ)地面面積為272.52.26.2mlbA=?==（大于5.00m2），且b<3m，不需要再對af進(jìn)行修正。12.○A、○C兩軸持力層地基承載力驗(yàn)算A軸，基礎(chǔ)和回填土重為KNdAGGk2.2718.4)20175.1102.2(=??+?==γ偏心距為mGFMekkkk18.02.13616.2392.27110908.062190==+?+=+=<=""p="">37.06=minkp>0，滿足要求。基礎(chǔ)最大壓力：kPaleAGFPkkkk54.422)8.218.061(8.42.2711090)61(max=?++=++=<1.2fa所以，最后確定基礎(chǔ)地面長2.4m，寬2.0m?！餋軸，基礎(chǔ)和回填土重為KNdAGGk18.32372.5)20175.1102.2(=??+?==γmGFMekkkk17.018.16356.28718.32313128.057242==+?+=+=<43.066.26==lminkp>0，滿足要求?；A(chǔ)最大壓力：kPaleAGFPkkkk30.397)6.217.061(72.518.3231312)61(max=?++=++=<1.2fa所以，最后確定基礎(chǔ)地面長2.6m，寬2.2m。13.設(shè)計(jì)圖紙根據(jù)以上的計(jì)算，可以繪制出基礎(chǔ)平面布置圖和B軸柱子基礎(chǔ)大樣圖，如下圖所示?；A(chǔ)平面圖1004004008002Ф8預(yù)留插筋同柱配筋圖21C10混凝土墊層B-B-0.450±0.000-3.350-4.1503350設(shè)計(jì)說明：1、±0.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高建筑圖。2、本工程持力層選4號土層，地基承載力特征值kPafak240=。3、基坑開挖后需通知甲方及勘察單位驗(yàn)槽，符合要求后方可施工墊層。4、材料：混凝土C25，鋼筋HPB235.5、保護(hù)層40mm。6、墊層做法：混凝土C10.厚100mm，出基礎(chǔ)邊100mm。7、未盡事宜，請按現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。主要參考文獻(xiàn)：（要求按國標(biāo)GB7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》書寫）[1]趙明華.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程.第3版.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2009[2]周景星.基礎(chǔ)工程.第2版.北京：清華大學(xué)出版社，2007[3]吳培明.混凝土結(jié)構(gòu)(上)