基础工程课程设计..doc

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《基础工程》课程设计任务书

1设计资料

1）基础类型：

柱下独立基础。

2）地形、拟建场地平整，无不良地质现象。

3）工程地质资料。

自上而下依次为：

①杂填土：

厚约0.5m，含部分建筑垃圾，承载力特征值。

②粉土：

厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值。

③黏土：

厚约1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值。

④粉砂：

厚约2.7m，承载力特征值。

⑤砾砂：

厚约3.0m，承载力特征值。

⑥稍密卵石：

厚约4.0m，承载力特征值。

⑦中密卵石：

厚约3.5m，承载力特征值。

如图.1地层分布图所示：

（单位：

cm）

图.1地层分布图

各层地基岩土物理力学参数见表.1所示

表.1地基岩土物理力学参数表

地层代号

土名

天然地基土

重度

孔隙比

液性指数

粘聚力

内摩擦角

压缩模量

变形模量

承载力特征值

①

杂填土

18.0

10

4.0

90

②

粉土

20.0

0.65

0.8

25

14

8.2

130

③

黏土

19.4

0.58

0.78

34

10

12.6

180

④

粉砂

18.3

18

13.5

195

⑤

砾砂

20.0

24

15

240

⑥

稍密卵石

21.0

30

25

440

⑦

中密卵石

21.5

35

32

700

4）水文资料：

地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表以下1.5m。

5）上部结构资料：

上部结构为多层全现浇框架结构，横向承重。

框架柱截面尺寸为，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

柱网如图.2所示。

图.2柱网平面布置图

6）上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值见表.2所示，上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值见表.3所示。

表.2柱底荷载效应标准组合值

题号

混凝土

标号

钢筋

等级

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

---

---

1

975

1548

1187

140

100

198

46

48

44

C25

HRB400

2

1032

1615

1252

164

125

221

55

60

52

C30

HRB335

3

1090

1730

1312

190

150

242

62

66

57

C25

HRB400

4

1150

1815

1370

210

175

371

71

73

67

C30

HRB335

5

1218

1873

1433

235

193

397

80

83

74

C25

HRB400

6

1282

1883

1496

257

218

325

86

90

83

C30

HRB335

7

1339

1970

1560

284

242

355

96

95

89

C25

HRB400

8

1402

2057

1618

231

266

377

102

104

98

C30

HRB335

9

1534

2140

1677

335

288

402

109

113

106

C25

HRB400

10

1598

2205

1727

365

309

428

120

117

114

C30

HRB335

表.3柱底荷载效应基本组合值

题号

混凝土

标号

钢筋

等级

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

---

---

1

1268

2012

1543

182

130

257

60

62

58

C25

HRB400

2

1342

2100

1628

213

163

287

72

78

67

C30

HRB335

3

1417

2249

1706

247

195

315

81

86

74

C25

HRB400

4

1495

2360

1781

273

228

482

92

95

88

C30

HRB335

5

1583

2435

1863

306

251

516

104

108

96

C25

HRB400

6

1667

2448

1945

334

283

423

112

117

108

C30

HRB335

7

1741

2561

2028

369

315

462

125

124

116

C25

HRB400

8

1823

2674

2103

300

346

490

133

135

128

C30

HRB335

9

1994

2782

2180

436

374

523

142

147

138

C25

HRB400

10

2077

2867

2245

475

402

556

156

152

148

C30

HRB335

7）材料：

混凝土等级C25-C30，钢筋HPB300、HRB335、HRB400级。

2设计分组

根据以上所给资料及学生人数，可划分若干个组，如：

第一组共10人，基础持力层选用③土层，设计A轴柱下基础，；

第二组共10人，基础持力层选用④土层，设计B轴柱下基础，；

第三组共10人，基础持力层选用③土层，设计C轴柱下基础，。

第四组共10人，基础持力层选用③土层，设计B轴柱下基础，。

3设计要求

每人根据所在组号和题号，完成各自要求的轴线柱下独立基础设计。

只要求根据所给荷载确定其他轴线基础底面尺寸，以便完成整体基础平面布置图。

4设计内容

设计柱下独立基础，包括确定基础埋深，基础底面尺寸确定，对基础进行结构内力分析，强度计算，确定基础高度，进行配筋计算并满足构造设计要求，编写设计计算书。

绘制基础施工图，包括基础平面布置图，基础大样图，并提出必要的技术说明。

5设计成果

A设计计算书

1）确定地基持力层和基础埋置深度；

2）确定基础底面尺寸，验算地基承载力；

3）对基础进行抗冲切承载力验算，确定基础高度；

4）对基础进行正截面受弯承载力颜色，确定基础底板配筋。

B设计图

1）基础平面布置图（A2图纸），附必要的技术说明；

2）独立基础大样图（A2图纸），附必要的技术说明。

设计图可以手绘亦可CAD绘图，线型、比例、标准等均应符合制图规范。

要求：

分析过程详细，计算步骤完整，设计计算书的编写应具有条理性，图样整洁清晰。

6参考文献

[1]《基础工程》，陈小川等编著，机械工业出版社，2013.

[2]《基础工程简明设计手册》，郭继武主编，机械工业出版社，2008.

[3]GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》，中国建筑工业出版社，2011.

[4]GB50009-2012《建筑结构荷载规范》，中国建筑工业出版社，2012.

[5]GB50010-2010《混凝土结构设计规范》，中国建筑工业出版社，2010.

14

一、设计资料

2号题B轴柱底荷载：

①柱底荷载效应标准组合值:

②柱底荷载效应基本组合值:

持力层选用ƒ号黏土层，厚约1.5米，承载力特征值，框架柱截面尺寸为500mm500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

二、独立基础设计

1.选择基础材料

基础采用C30混凝土，HRB335级钢筋。

2.选择基础埋置深度

根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。

拟建厂区地下水对混凝土结构无侵蚀性，地下水位于地表下1.5m。

取基础底面高时最好取至持力层下0.5m，本设计取ƒ号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+0.5=2.2m，预估基础高度0.8m。

由此得基础剖面示意图，如图1.1

图1.1基础剖面示意图

3.求地基承载力特征值

根据全风化砂质泥岩，查表得=0.3，=1.6。

基底以上土的加权平均重度为：

由于持力层为粘土，地基承载力特征值为：

持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正值）为

上式d按室外地面算起。

4.初步选择基底尺寸

取柱底荷载标准值：

计算基础和回填土重时的基础埋置深度为

基础底面积为

由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即

初步选定基础底面积，且b=2.8m3m不需要再对进行修正。

5.验算持力层地基承载力

基础和回填土重为

偏心距

，满足要求。

故最后确定基础底面面积长3.7m，宽2.8m。

6.计算基底反力

取柱底荷载效应基本组合设计值：

静偏心距为：

基础边缘处的最大和最小净反力为：

7.基础高度的确定

（1）柱边基础截面抗冲切验算（图1.2a）

（a）

（b）

图1.2冲切验算简图

（a）柱下冲切（b）变阶处冲切

取l=3.7m,b=2.8m,,初步选定基础高度h=800mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。

，则取

。

取=2.0m。

因此，可得

因为偏心受压，，冲切力：

抗冲切力为

因此满足要求。

（2）变阶处抗冲剪验算（图1.2b）

由于有

则取

所以取，

冲切力为

抗冲切力为

因此满足要求。

8.配筋计算（图1.4）

选用HPB335钢筋，。

1）基础长边方向

对于Ⅰ-Ⅰ截面，柱边净反力为

悬臂部分净反力平均值为

弯矩为

钢筋的面积为

对于Ⅲ-Ⅲ截面（变阶处），有

弯矩为

钢筋的面积为

因此比较和，应取配筋，实际配，则钢筋根数为

配筋面积为

最小配筋率验算

2）基础短边方向

因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取

与长边方向的配筋计算方法相同，对于

Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）的计算：

弯矩为

Ⅳ-Ⅳ截面（变阶处）的计算：

弯矩为

因此，按在短边方向配筋，实际配钢筋根数为

配筋面积为

最小配筋率验算

9.确定B.C两轴柱子基础底面尺寸

由任务书得：

2号题B、C两柱子基底荷载分别为：

A轴：

C轴：

由前面计算得持力层承载力特征值

计算基础和回填土重时的基础埋深

A轴基础底面积

基础底面积按20%增大，即

初步选定基础底面面积，且b=2.3m<3m,不需要再对进行修正。

C轴基础底面积

基础底面积按20%增大，即

初步选定基础底面面积，且b=2.5m<3m,不需要再对进行修正。

10.A、C两轴持力层地基承载力验算（略）

根据以上计算，可以绘制出基础平面布置图和B轴柱子基础大样图，如图1.3、1.5所示。

由于上部结构为横向框架承重，基础长边应横向布置（图1.3）.

图1.3基础平面图

图1.4

图1.5基础大样图

设计说明：

1.0.000相当于绝对标高，见建筑图。

2.本工程持力层选用ƒ号土层，地基承载力特征值

3.基坑开挖后需通知甲方及勘察单位验槽，符合要求后方可施工垫层。

4.材料：

混凝土C30，钢筋HRB335级。

5.保护层：

40mm。

6.垫层做法：

混凝土C10，厚100mm，出基础边100mm。