基础工程课程设计任务书（土木096班）

 广西工学院鹿山学院 课程设计任务书 课程：基础工程 专业：土木工程 班级：土木096班 学时：1周 指导教师：邹万杰（副教授） 土木建筑工程系建筑工程教研室 2012年6月 一、基础工程课程设计的目的和任务 本课程是土木工程专业本科生的一门必修课程的课程设计。其目的在于使学生结合教材和规范所讲授的基础工程知识，熟悉根据地基条件选用合适的基础形式，进行基础设计，并绘制施工图纸，从而达到巩固学习内容和检验学习效果、熟悉使用规范的目的，并为今后毕业设计及将来工作中的熟练应用打下坚实的基础。 基础设计的总体目标可以概括为：安全适用、技术先进、经济合理、确保质量和保护环境。 二、设计条件（分为柱下独立基础和桩基础两部分） （一）  柱下独立基础 1.地形 拟建建筑场地平整 2.工程地质条件 自上而下土层依次如下： ①号土层：杂填土，层厚约1.0m，含部分建筑垃圾 ②号土层：粉质黏土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=200kPa。 ③号土层：黏土，层厚1.8m，可塑，稍湿，承载力特征值fak =210kPa。 ④号土层：淤泥质土，层厚3.6m，承载力特征值fak=76kPa。 ⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值fak=900kPa。 3.岩土设计技术参数 地基岩土物理力学参数如表1所示。 表1  地基岩土物理力学参数 土层 编号 土的名称 重度γ (kN/m3) 孔隙比 e 液性指数I L 黏聚力c(kPa) 内摩擦角φ (°) 压缩模量ＥS (MPa) 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 贯入锤击数N 承载力特征值fak(kPa) ① 杂填土 18               ② 粉质黏土 18.5 0.65 0.84 34 13 8.0 6 200 ③ 黏土 18 0.58 0.78 25 23 7.5 11 210 ④ 淤泥质土 16 1.04 1.08 2.5 76 ⑤ 强风化砂质泥岩 25         18 30 900 4.水文地质条件 （1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 （2）地下水位深度：位于地表下2.0m 5.上部结构资料 拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mm×500mm。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置如图1所示。 图1  柱网平面图 6.上部结构作用 上部结-构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表2所示，上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表3所示。 表2  柱底荷载效应标准组合值（土木096） 题号 FK(kN) MK( kN·m) VK(kN) A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 1 975 1510 1196 148 114 220 68 68 60 2 1012 1594 1223 182 135 242 85 94 81 3 1058 1717 1316 178 178 264 92 80 79 4 1134 1805 1372 215 186 285 100 83 86 5 1195 1863 1428 242 192 276 95 108 95 6 1243 1901 1469 278 215 318 114 104 106 7 1310 2014 1504 292 248 364 128 110 116 8 1386 2027 1586 251 254 381 136 121 127 7.材料 混凝土强度等级为C25～C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。 表3  柱底荷载效应基本组合值（土木096） 题号 FK(kN) MK(kN.m) VK(kN) A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 1 1356 2146 1612 199 145 296 92 95 81 2 1346 2268 1785 243 188 325 114 108 105 3 1421 2345 1798 286 224 356 124 110 106 4 1569 2438 1886 310 256 384 135 115 118 5 1675 2494 1924 346 288 420 140 142 129 6 1725 2536 2882 368 314 423 156 138 141 7 1785 2718 2120 396 345 496 186 156 164 8 1896 2735 2189 420 386 514 178 164 170 （二）  桩基础 1.地形 拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。 2.工程地质条件 自上而下土层依次如下： ①号土层：素填土，层厚约1.5m，稍湿，松散，承载力特征值fak=95kPa ②号土层：淤泥质土，层厚5.5m，流塑，承载力特征值fak=65kPa。 ③号土层：粉砂，层厚3.2m，稍密，承载力特征值fak=110kPa。 ④号土层：粉质黏土，层厚5.8m，湿，可塑，承载力特征值fak=165kPa。 ⑤号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值fak=280kPa。 3.岩土设计技术参数 岩土设计参数如表4和表5所示． 表4 地基岩土物理力学参数 土层 编号 土的名称 孔隙比 e 含水量W(%) 液性 指数I L 标准贯入锤击数N 压缩模量 ES(MPa) ① 素填土 － － － － 5.0 ② 淤泥质土 1.04 62.4 1.08 － 2.5 ③ 粉砂 0.81 27.6 － 14 7.5 ④ 粉质黏土 0.79 31.2 0.74 － 8.8 ⑤ 粉砂层 0.58 － － 31 12.6          表5 桩的极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpk  单位：kPa 土层编号 土的名称 桩的侧阻力qsk 桩的端阻力qpk 土层 编号 土的名称 桩的侧阻力qsk 桩的端阻力qpk ① 素填土 22 － ④ 粉质黏土 58 900 ② 淤泥质土 20 － ⑤ 粉砂层 75 2000 ③ 粉砂 52 －         4.水文地质条件 （1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 （2）地下水位深度：位于地表下4.5m。 5.场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化砂土、粉土。 6.上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土结构，长30m，宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱截面尺寸均为400mm×400mm，横向承重，柱网布置如图2所示。 图2  柱网布置图 7.上部结构作用 上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表6所示，该表中弯矩MK、水平力VK均为横向方向。上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表7所示，该表中弯短M、水平力V均为横向方向。 表6  柱底荷载效应标准组合值 题号 FK(kN) MK( kN·m) VK(kN) A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 1 1256 1765 1564 172 169 197 123 130 112 2 1350 1900 1640 185 192 203 126 135 114 3 1650 2050 1810 191 197 208 132 141 120 4 1875 2160 2080 205 204 213 139 149 134 5 2040 2280 2460 242 223 221 145 158 148 6 2310 2690 2970 275 231 238 165 162 153 7 2568 3225 3170 293 248 247 174 179 165 8 2670 3550 3410 299 264 256 183 190 170 柱底荷载效应基本组合值可取标准组合的1.35倍 8.材料及施工 混凝土强度等级为C25～C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。预制桩和灌注桩可自行选择。 三、设计内容 （一） 柱下独立基础 1.设计计算书 设计计算书包括以下内容： （1）确定地基持力层和基础埋深度。 （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验算，确定基础底板配筋。 （5）地基沉降计算 2.设计图纸 设计图纸包括以下内容： （1）基础平面布置图。 （2）独立基础大样图。 （3）设计说明。 （二）桩基础 1.设计计算书 设计计算书包括以下内容： （1）确定桩的选型，确定单桩竖向承载力。 （2）估算桩的根数、布桩，确定承台尺寸。 （3）桩基础验算。 （4）桩承台设计，包括抗冲切、抗剪和抗弯的强度计算。 （5）桩身设计，对预制桩，进行吊装验算并满足构造配筋要求；结灌注桩，一般按构造配筋。 2.设计图纸 设计图纸包括以下内容： （1）桩基础平面布置图 （2）承台大样图 （3）桩身大样图 （4）设计说明 四、设计任务分配 表8  设计任务分配表 题号学生序号 柱下独立基础 桩基础 A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 1 1 2 3 4 5 6 2 7 8 9 10 11 12 3 13 14 15 16 17 18 4 19 20 21 22 23 24 5 25 26 27 28 29 30 6 31 32 33 34 35 36 7 37 38 39 40 41 42 8 43 44 45 46 47 48 每位同学根据自己的题号，完成指定基础类型和指定轴线的基础设计。例如序号为38的同学的题号为7，基础类型为柱下独立基础，轴线为A轴。要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。 五、设计要求 1.按时提交基础施工图（手绘或电脑绘制）、设计说明书（手书）。 2.设计时间：第18周星期一至星期五（第18周周日下午下班前上交所有的设计成果）。 3.设计学时分配如下表所示：   基础类型及各阶段任务 柱下独立基础设计 桩基础设计 学时分配 1 任务分配、查阅相关资料 任务分配、查阅相关资料 4 2 基础埋深及底面尺寸确定 桩长及截面尺寸确定 4 3 结构内力分析、强度计算 确定单桩承载力特征值 6 4 确定基础高度 配筋计算并满足构造要求 确定桩数并进行桩的布置 4 5 地基沉降计算 桩身和承台计算并满足构造要求 6 6 编写设计计算书 编写设计计算书 8 7 绘制基础平面图、基础施工图 绘制基础平面图、基础施工图 8 总计     40 六、考核方式与评分办法 根据三方面综合考核： 1.提交的设计成果，即设计的完成程度，设计方案的合理性、计算的正确性以及图纸的质量。（60%） 2.考勤情况和学习态度。（20%） 3.独立工作能力（独立完成程度，若有明显抄袭，必须重做或重修）。（20%） 七、提交资料 1.课程设计任务书（必须干净整洁）。 2.设计说明书一份（须用正规设计用纸，并填好封面，装订成册）。 3.相应的施工图纸（A2以上，图纸数量多于一张时，其规格要统一）。 以上资料须按要求装入课程设计专用资料袋，并填写好封面。 第 8 页 共 8 页