土力学与地基基础课程设计--柱下钢筋混凝土独立基础

土力学与地基基础课程设计--柱下钢筋混凝土独立基础 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 《土力学与地基基础》课程设计任务书 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目:柱下钢筋混凝土独立基础 1.1 设计资料 1、 地形:拟建建筑场地平整 2、 工程地质资料:自上而下依次为: ? 杂填土:厚约0.5m，含部分建筑垃圾; ;? 粉质粘土:厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值=130 kPafak;? 粘土:厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值=180kPa fak ? 全风化砂质泥岩:厚2.7m,承载力特征值=240kPa fak ? 强风化砂质泥岩:厚3.0m,承载力特征值=300kPa fak kPa? 中风化砂质泥岩:厚4.0m,承载力特征值=620 fak 3、水文资料为: 地下水对混凝土无侵蚀性。 地下水位深度:位于地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 下1.5m。 0 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 4、上部结构资料: 上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置见下图: 上部结构作用在柱底的荷载 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 值见表2: 上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合设计值见表3: 1 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 5、材料:混凝土等级,25~C30，钢筋?、?级。 1.2 设计要求: 每班分为3个组。 第1组共十八人，基础持力层选用?土层，设计 A轴柱下独立基础; 第2组共十八人，基础持力层选用?土层，设计 B轴柱下独立基础; 第3组共十八人，基础持力层选用?土层，设计 C轴柱下独立基础; 每人根据所在组号和题号，完成各自要求的轴线基础设计。对另外两根轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸。 1.3 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，对基础进行结构的内力分析、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。 1.4 地基基础设计成果 1 地基基础设计计算书 (1)设计计算书封面 封面上应写明设计题目、学生姓名、专业、年级、指导教师姓名、完成日期 (2)目录及正文格式 (格式另见附属文件)。 2 设计图纸 设计要求:绘制比例为1:100或1:200 A3图纸打印稿 2 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 目 录 1 B轴与?轴线相交柱下基础埋置深度的选择 2 地基承载力特征值的确定 3 地基承载力特征值的修正 基础底面尺寸的确定 4 4.1初步选择基地尺寸 4.1.1轴心荷载作用下基础底面面积 4.2验算持力层地基承载力 4.2.1基础和回填土重 4.2.2基地最大压应力 5 软弱下卧层的验算 6 地基变形验算及沉降量计算 7 基础高度的确定 7.1基础类型的确定 7.2计算基底净反力 7.3系数C 7.4基础的有效高度 h0 7.5基础底板厚度h 7.6设计采用阶梯形基础底板厚度h 7.7基础台阶宽度b及宽高比验算 8 基础板底配筋计算 9 A轴柱下基础埋置深度的选择 10 地基承载力特征值的确定 11 地基承载力特征值的修正 12 基础底面尺寸的确定 12.1初步选择基底尺寸 12.1.1轴心荷载作用下基础底面面积 12.1.2考虑偏心荷载作用的影响，取A0 = (1.1,1.4)A 12.2验算持力层地基承载力 12.2.1基础和回填土重 3 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 12.2.2偏心距 12.2.3基底最大压应力 13 C轴柱下基础埋置深度的选择 14 地基承载力特征值的确定 15 地基承载力特征值的修正 16 基础底面尺寸的确定 16.1初步选择基地尺寸 16.1.1轴心荷载作用下基础底面面积 16.1.2考虑偏心荷载作用的影响，取A0 = (1.1,1.4)A 16.2验算持力层地基承载力 16.2.1基础和回填土重 16.2.2偏心距 16.2.3基底最大压应力 设计心得与感想 参考文献 4 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 设计计算书 根据课程设计任务书数据取值如下: Fk,1282KN, ,A轴: ; Mk,210KN,m, ,Vk,71KN, Fk,1883KNF,2448KN,, ,,B轴: ， ; Mk,218KN,mM,284KN,m,, ,,Vk,90KNV,117KN,, Fk,1187KN, ,C轴: ; Mk,198KN,m, ,Vk,44KN, 1、 B轴与?轴线相交柱下基础埋置深度的选择 根据工程地质资料和设计要求，本轴线的基础持力层选用?土层，故初定基础埋置深度取d =0.45+0.5+1.2+1.5=3.65m。 2、 地基承载力特征值的确定 根据工程地质资料和基础埋置深度的选择d=3.65m，可知地基承载力特征值fak= 240 kPa。 3、 地基承载力特征值的修正 根据《建筑地基基础设计规范》 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 :当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正: f,f，,,(b,3)，,,(d,0.5)aakbdm 式中: 5 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 fa——修正后的地基承载力特征值kPa; fak——地基承载力特征值kPa; ,,bd、——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查教 材表4 '3,,kN/m——基底以下土的重度，地下水位以下取浮重度(); 3,kN/mm——基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度(); b——基础底面宽度(m);当宽度小于3m按3m取值，大于6m按6m取值; d ——基础埋置深度(m);当埋深小于0.5m时按0.5m取值，一般自室外地面 标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部 结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱 形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基 础或条形基础时(应从室内地面标高算起。 由于基础宽度尚未确定,假定b<3m，首先进行深度修正: 根据基础埋置深度所在的持力层为粘土，由查表可知: ,,bd =2.0 =3.0 0.95，18，1.2，20，19.4，1.53,kN/mm==19.23 3.65 =240+0+319.23(3.65-0.5)=421.72 kPa f,f，,,(b,3)，,,(d,0.5)，， aakbdm 4、 基础底面尺寸的确定 4.1 初步选择基底尺寸 4.1.1 轴心荷载作用下基础底面面积 ,F，GF，AdFkkkGkp,,,，,d,fkGaAAA 由 F1883k 得 ? A,,,5.16 ,f,d421.72,20，3.65，10，1.7aG 初步选择基础底面面积 A = L×b = 2.7×2.7 = 7.29 ? fa 由于b , 3.0 ，不需要再对进行宽度修正。 4.2 验算持力层地基承载力 6 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 4.2.1 基础和回填土重 ,G Gk = ?d?A =,20×3.65-10×1.7,×7.29 = 408.24 KN 4.2.2 基地最大压应力 F，G1883，408.24kminkk P = = 314.3 kPa ,kmax7.29A fak = (Pk max + Pk min)/2 = 314.3 kPa < =421.72 kPa P faP=314.3<1.2=506.06 kPa kmax 故满足要求。 5、 软弱下卧层的验算 根据工程地质资料和基础埋置深度的选择d = 3.65 m，可知在持力层以下无软弱土层且其下土层承载能力高于持力层的地基承载能力，满足承载能力的要求，故不需进行软弱下卧层的验算。 6、 地基变形验算及沉降量计算 1、该建筑是多层框架结构，属于丙级建筑; 2、地基承载力特征值大于130kPa，且是体型较简单的建筑; 3、该基础地基的持力层是岩石，且不是荷载很大的偏心作用; 4、地基内有厚度不大且厚薄均匀的填土。 根据《建筑地基基础设计规范》可知，以上的条件的基础不需进行地基变形验算。 7、 基础高度的确定 7.1 基础类型的确定 采用阶梯形基础，选用C25的混凝土浇筑，基础底下用100厚C10混凝土垫层。 7.2 计算基底净反力 F2448由 = = =335.8 kPa PsL，b2.7，2.7 7 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 7.3 系数C 2已知ft= 1.27N/,=0.5m,=1.0, =335.8 kPa ,mmbPhpts 22222.70.5,b,bt根据公式C===1.93 f1270t1，0.7,10.71.0，，，hpp335.8s 7.4 基础的有效高度 h0 12 有公式:= [-b，(b，c)]=488mm htt02 7.5 基础底板厚度h + 40+10 = 488+50 = 538mm h = h0 7.6 设计采用阶梯形基础底板厚度 h h 采用2级台阶，各层取 = 350 mm 1 h 实际基础有效高度= 2–40 = 660mm h，10 7.7 基础台阶宽度b及宽高比验算 取基础台阶宽b=550mm 550b基础台阶宽高比: =1.572.5 ，,350h1 8、 基础板底配筋计算 2 选用HRB335钢筋，f = 300 N/ mmy (1)柱边净反力 335.8 kPa P,P,P,P,smaxmin (2)弯矩 ，，G12,,2，，，， M,l,ab，bP，P,=312.69 2KN,m,,ccmaxmin,,A48,,，， (3)基础底板受力钢筋面积计算 6312.69，101755M221A A==1755,每米宽==650 ,mmmm,ss2.70.9fh0.9，300，660y0 8 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 2实际配筋=2079(14@200)。 Amms 9、 A轴柱下基础埋置深度的选择 根据工程地质资料和设计要求，初定基础埋置深度d = 0.95+1.2=2.15 m 10、 地基承载力特征值的确定 根据工程地质资料和基础埋置深度的选择d = 2.15 m，可知地基承载力特征值fak= 180 kPa 11、 地基承载力特征值的修正 由于基础宽度尚未确定，首先进行深度修正: 根据基础埋置深度所在的持力层为粘土，空隙比e=0.58，由查表可知 ,,bd =0.3 =1.6 18，0.95，20，1.0，0.2，(20-10),, =18.19 kPa m2.15 =180+0+1.6×18.19×(2.15-0.5) =228 kPa f,f，,,(b,3)，,,(d,0.5)aakbdm 12、 基础底面尺寸的确定 12.1 初步选择基底尺寸 12.1.1 轴心荷载作用下基础底面面积 ,F，GF，AdFkkkGkp,,,，,d,fkGaAAA 由 1282Fk 得 ==6.86? A,228,20，2.15，10，0.2f,,daG 12.1.2 考虑偏心荷载作用的影响，取A0 = (1.1,1.4)A 9 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 则 A0 = (1.1,1.4) ×6.86 = (7.55,9.61) ? 初步选择基础底面面积 A = L×b = 3.2×3 = 9.6 ? fa, 由于b 3.0 ，不需要再对进行宽度修正。 12.2 验算持力层地基承载力 12.2.1 基础和回填土重 ,G Gk = ?d?A =,20×1.95+10×(2.15-1.95),×9.6 = 393.6 KN 12.2.2 偏心距 ?Mk = Mk + Vk?d = 210 + 71×2.15= 225.05KN?m F = Fk + Gk = 1282 + 393.6 = 1675.6 KN ek = ?Mk/ F = 225.05/1675.6 = 0.1343m (L/6=0.583 m) 即 pk min > 0 满足。 12.2.3 基地最大压应力 (F G)6e，(1282 ， 393.6)6，0.1343kmaxkkk,, P = ×(1) = ×(1) kmin9.63.5LA 214.73, = kPa ,134.36, fa = (+)/2 = 174.55 kPa < =228 kPa PPPkkmaxkmin faP=214.73<1.2=273.6 kPa kmax 故满足要求。 13、 C轴柱下基础埋置深度的选择 根据工程地质资料和设计要求，初定基础埋置深度d = 0.95+1.2=2.15 m 14、 地基承载力特征值的确定 根据工程地质资料和基础埋置深度的选择d = 2.15 m，可知地基承载力特征值fak= 180 kPa 10 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 15、 地基承载力特征值的修正 由于基础宽度尚未确定，首先进行深度修正: ,d根据基础埋置深度所在的持力层为粘土，空隙比e=0.58，由查表可知 =1.6 18，0.95，20，1.0，0.2，(20-10),, =18.2 kPa m2.15 =180+0+1.6×18.2×(2.15-0.5) =228 kPa f,f，,,(b,3)，,,(d,0.5)aakbdm 16、 基础底面尺寸的确定 16.1 初步选择基底尺寸 16.1.1 轴心荷载作用下基础底面面积 ,F，GF，AdFkkkGkp,,,，,d,fkGaAAA 由 1187Fk 得 ==6.35? A,228,20，2.15，10，0.2f,,daG 16.1.2 考虑偏心荷载作用的影响，取A0 = (1.1,1.4)A 则 A0 = (1.1,1.4) ×6.35 = (6.98,8.89) ? 初步选择基础底面面积 A = L×b = 2.5×3.5 = 8.75 ? fa 由于b , 3.0 ，不需要再对进行宽度修正。 16.2 验算持力层地基承载力 16.2.1 基础和回填土重 ,G Gk = ?d?A =,20×1.95+10×(2.15-1.95),×8.75 = 358.75 KN 16.2.2 偏心距 ?Mk = Mk + Vk?d = 198 + 44×2.15= 292.6 KN?m Fk = Fk + Gk = 1187 + 358.8 = 1545.8 KN ek = ?M/ F = 292.6/1545.75 = 0.189m (L/6=0.583 m) 即 pk min > 0 满足。 11 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 16.2.3 基地最大压应力 (1187 ， 358.8)6ek(Fk ， Gk)6，0.189kmin,, P = ×(1) = ×(1) kmaxLA8.753.5 233.9, = kPa ,119.4, faPk = (Pk max + Pk min)/2 = 176.7 kPa < =228 kPa faP=233.9<1.2=273.6 kPa kmax 故满足要求。 12 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 设计心得与感想 时间过得真是挺快的，课程设计的期限转眼间也到了，终于通过自己的努力和老师的帮助完成了这次课程设计任务，如释重负。通过此次课程设计让我对建筑有了更深层次的理解，对建筑基础设计的步骤及方法有了更全面的掌握。从只能从书本上一步步的去分解建筑构件，上升到了借助老师和同学的帮助可以初步的设计一栋简单框架结构建筑独立基础，做到了学以致用。此次的小试牛刀让我更加深爱建筑这门学科，更加坚定了当初的信念。但雏形终究是雏形，还有很多不足之处，时间较仓促很多地方还存在缺陷，希望刘老师批评指正。 本课程设计是在刘传辉老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，耐心的回答我们每个问题，无论是否占用了他的私人时间都能及时的给予解答，保证了我们能及时跟上进度。深深地感染和激励着我。从课题的选择到设计的最终完成，刘老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。此次课程设计也让我体会到了团队的力量，遇到难点时虚心听取同学的见解难题迎刃而解。在此也感谢给予了我帮助的同学，你们的提醒与鞭策让我的设计更完善。 自恃书本知识学得扎实的我，在设计过程中许多细节上出现了错误。这提醒我时刻保持清醒的头脑，保持认真严谨的治学态度和谦虚谨慎的处事原则。 再次，感谢刘老师对我的帮助～ 13 湖南工学院建筑工程系土力学与地基基础设计 参考文献 (1)中华人民共和国国家标准《建筑地基基础规范》(GB 50007--2002). (2)席永慧、潘林有 主编 土力学与基础工程.高等教育出版社.2002 (3)高大钊、袁聚云 主编 土质学与土力学.人民交通出版社.2002 华南理工大学、东南大学、浙江大学、湖南大学.地基与基础第3版.中国建筑工业出版社 (4) (5)赵明华 主编 土力学与基础工程 第3版.武汉理工大学出版社.2009 (6)王杰 主编 土力学与基础工程.中国建筑工业出版社.2003 (7)陈希哲 编著 土力学地基基础.第4版.清华大学出版社 14