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1、 基础工程基础工程 课程设计课程设计 任务书及指导书任务书及指导书编编 者：陈海玉者：陈海玉 适用课程：适用课程：基础工程基础工程土力学与地基基础土力学与地基基础单单 位：襄樊学院建筑工程学院位：襄樊学院建筑工程学院2012.2基础工程基础工程课程设计任务书课程设计任务书学生姓名学生姓名 学号学号 专业专业 （一）上部结构资料（一）上部结构资料某框架结构柱网图如下，边柱与角柱截面为 400*400mm2，中柱截面为 500*500 mm2，柱间距均为 6m。F1=（600+学号后两位数字）学号后两位数字）kN= ，F2=（1100+学号学号 后两位数字）后两位数字）kN= ，F3=（2000+
2、学号后两位数字）学号后两位数字）kN= 。F3F3F2F2F2F2F1F1F1F1F2F2（二）地质资料（二）地质资料经探测，地层岩性及土的物理力学性质如下表。地下水埋深为 5m，无腐蚀性。厚度密度含水 量孔隙 比c(kpa)IPIL压缩 系数标贯 击数压缩 模量层 号土名状态密实 度mg/cm3%Mpa-1N63.5MPa1人工 填土可塑稍密见下 表2.022粉土可塑中密见下 表2.02210.651870.210.211283粉质 粘土软塑中密52.0123.90.751418.2120.820.356.65.64粉土可塑中密22.02250.6662011.45粉土可塑密实未揭 开2.0
3、2250.615.42820.4填土层和粉土层的厚度（单位：m）分别为：学号1-1011-2021-3031-4041-5051-6061-7071-8081-90填土2.02.02.01.51.51.51.01.01.0粉土3.54.04.54.04.55.05.05.56.0根据学号，选择填土层厚度为根据学号，选择填土层厚度为 ，粉土层厚度为，粉土层厚度为 。（三）设计内容：（三）设计内容： 方案一：钢筋混凝土柱下独立基础； 方案二：柱下条形基础 方案三：桩基础 柱下独立基础设计步骤及内容柱下独立基础设计步骤及内容 1.选择持力层，设定埋深 2.计算地基承载力特征值，并修正 3.计算基础所
4、需底面尺寸 4.计算各基础的沉降量（只考虑正交方向相邻基础的影响） ，并验算沉降差是否满足要求， 如不满足要求则调整基础大小后再验算 5.验算软弱层强度，调整基础埋深 6.设计各基础剖面，并计算配筋 6.绘制施工图。 要求：要求：1.计算书要求手写，采用计算书要求手写，采用 A4 白纸，字迹工整，计算步骤齐全，内容完整，计算简图白纸，字迹工整，计算步骤齐全，内容完整，计算简图 线条清晰，比例正确；线条清晰，比例正确；2.图纸要求手绘、电脑绘制都可以，用图纸要求手绘、电脑绘制都可以，用 A3 纸打印，包括一张基础平面布置图，一张纸打印，包括一张基础平面布置图，一张 基础剖面及平面配筋详图。图纸出
5、现两份及两份以上雷同者，包括原创者，成绩均为不及基础剖面及平面配筋详图。图纸出现两份及两份以上雷同者，包括原创者，成绩均为不及 格。格。3.上交成果时，任务书、计算书、图纸依序装订在一起。上交成果时，任务书、计算书、图纸依序装订在一起。柱下独立基础设计范例柱下独立基础设计范例 钢筋混凝土柱下独立基础设计钢筋混凝土柱下独立基础设计2 2、1 1、1 1 选择持力层选择持力层 因为下卧层有软弱层，故基础要浅埋，基础埋深 d=2 米。 混凝土强度等级：C20, fc=9.60N/mm2 钢筋级别：HRB335, fy=300N/mm2 基础与覆土的平均容重：20.00kN/m3 作用力位置标高：0.
6、000m 基础混凝土保护层厚度：45mm2 2、1 1、2 2 计算地基承载力特征值，并修正计算地基承载力特征值，并修正 承载力特征值： 标贯数为 12，由此查表计算可知：承载力 fak=156kpa140)1012(1015140180查表有深度修正系数为 2所以=)5 . 0()3(dbffmdbakakpa6 .216)5 . 02(2 .2021562 2、1 1、3 3 计算基础所需底面尺寸计算基础所需底面尺寸 有三种荷载设计值 F1=735KN F2=1435KN F3=2035KN 荷载标准值分别为 FK1=544.44KN FK2=1062.96KN FK3=1507.41KN
7、又有公式 dfFbaK 20方柱下基础底面选择方形，带入上面数据就有： 对应的基础尺寸最小值为 1.7558m 2.4534m 2.9216m 初选基础地面宽度 b 为： 1.8m 2.5m 3m2 2、1 1、4 4 验算软弱层强度和沉降量验算软弱层强度和沉降量基底处总竖向力 Fk+Gk(KN)= dbFK220带入数据得总竖向力分别为：674.04KN 1312.96KN 1867.41KN基底平均压力 Pk(kpa): 2bGFPKK K带入数据得 Pk 分别为：208.038 kpa 210.074 kpa 207.490kpa 可见：Pk 均小于地基承载力特征值 fa=216.6kp
8、a，所以持力层承载力验算通过，后面由于调整 沉降差改变了基础尺寸，再做验算。又有： ， 43. 16 . 5 821ss EEz/b 分别为：67. 18 . 1 32 . 15 . 2 3133查表内插法计算 =23+（25-23）/2*(1.43-3)=21.43 tan=0.39247 下卧层顶面的附加应力 z（kpa)为：， 22)tan2()( zbPbcdK z带入数据计算分别为：31.464kpa 44.993kpa 52.445kpa 下卧层自重应力 cz（kpa)：zdcz mkpacz101)32(2 .20下卧层kpazdcz m2 .20)32(101又有下卧层标贯数
9、6.6，所以kpafak8 .112)106 . 6(5140180140修正承载力：kpadbffmdbaka6 .294)5 . 02(2 .2028 .112)5 . 0()3(而 z+cz=132.464kpa ，145.993kpa ，153.445kpa, 均小于 faz=294.6kpa，所以下卧层承载力验算通过。 持力层图的变形模量 Eo=8，泊松比 u=0.4， 柔性基础影响系数 Wm=0.95 *由于 F2 的相邻基础情况有两种，故记作 F21，F22F1=734.6KN ,F21=1434.6KN ,F3=2034.6KN ,1434.6KN带入四组数据分别得：mnnbE
10、0210.05542， 0.0399， 0.03325， 0.039900557. 0684 . 011202 LEjk所以，各个基础的沉降量 ，带入数据有：kjkjjjFFS56.69174mm， 76.7582mm， 102.958mm， 80.6575mm 查表得相邻基础沉降差小于 0.002L=0.0026000=12mm，调整基础尺寸，修正后基础尺寸 b(m) b1=1.8m, b21=3.2m, b3=5.4m, b22=3.4m修正后 nn(mm/KN)分别为：mnnbE0210.055416667，0.031171875，0.018472222，0.029338235 修正后
11、JK(mm/KN)=0.005570423 所以修正基础尺寸后沉降：56.6917413mm,64.23682034mm,72.89115313mm65.50557699mm, 沉降差均小于限值，符合要求。 * 具体下卧层沉降量计算见计算表 39 列至 51 列。 根据改变后的基础尺寸，再一一验算前面的指标：基底处总竖向力 Fk+Gk(KN)=：dbFK220674.041472.562673.811525.36基底平均压力 Pk(kpa): 2bGFPKK K208.038409143.804976991.694356131.9518134前计算得知：，可见kpafa6 .216akfP p
12、持力层承载力验算通过。 下卧层顶面的附加应力 z（kpa)为：， 带入数据计算分别为：22)tan2()( zbPbcdK z31.463915634.3162965524.87212731.95658231进而求得： 101zczz132.463916135.3162965125.87213132.9565823前面计算得知：，可见kpafa6 .294aczzfp下卧层承载力验算通过。2 2、1 1、5 5 设计基础剖面，并计算配筋设计基础剖面，并计算配筋地基净反力设计值 Pj（kpa)， 带入数据可得结果分别为：2bFPj226.85 kpa，140.14 kpa，69.79 kpa，1
13、24.13 kpa， 要考虑 这个条件，综合考虑：25. 0tan取 h 值分别为 350mm，610mm，1050mm，650m，保护层厚度 45mm，则 ho=305mm，565mm，1005mm，605mm，分别为 1010mm， 1530mm，2410mm，1610mm002hb由此可见：b002hb 求抗冲切面积 A1，由公式：2 001)24 . 02()24 . 02(hbbhbA得 A1 分别为 0.555, 1.975, 5.838,2.242。2m2m2m2m所以，11APFj125.897KN, 276.738KN,407.417KN, 278.307KN而抗冲切力 F（
14、KN）： 00)4 . 0(7 . 0hhfFthp带入数据有：165.5693KN,320.031KN,468.1793KN, 320.031KN由此可见 Fl 均小于对应的 F 值，抗冲切验算通过。，所以 tan值分别为：04 . 021tanhb 2.295081972.4778761062.48756222.479338843 满足条件：5 . 2tan 值分别为 66.5，68.0，68.1，68.0 ；：4)4 . 0()4 . 0(1234bbA带入修正后的不同的基础地面尺寸得：（）2m0.772.527.252.85 计算梯形的形心至柱边的距离：，带入数据得：)4 . 0(6)
15、4 . 02()4 . 0(0bbbL0.4242m，0.8815m，1.6092m，0.9474m于是： ，带入数据分别为：01234lApMj74.1 KN*m， 311.3KN*m， 814.2KN*m 335.2KN*m计算配筋：钢筋为 HRB335 级，fy=300N/mm ，2，09 . 0hf MAys带入数据得四种底面的钢筋面积分别为：899.9， 2040.6，3000.5，2051.8。2mm2mm2mm2mm选择钢筋： 12120(As=943mm2)，20150(As=2095mm2)24150(As=3016mm2)，20150(As=2095mm2) 其中括号内为实配钢筋面积。钢筋混凝土柱下独立基
