土力学与基础工程___课程设计

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1、0 基础工程基础工程课程设计课程设计 指指 导导 书书 指导教师：赵振华 戴自然 贵州师范大学材料与建筑工程学院贵州师范大学材料与建筑工程学院 2015-12 1 基础工程课程设计任务书 一、教学要求一、教学要求 根据本课程教学大纲的要求，学生应通过本设计掌握天然地基上的浅基础设计的原理与方法，培养学生的分析问题、实际运算和绘制施工图的能力，以巩固和加强对基础设计原理的理解。 二、设计任务二、设计任务 设计某办公楼的基础，根据上部结构及地基条件用柱下独立基础。 三、设计要求三、设计要求 设计依据建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002）和混凝土结构设计规范（GB50010-2002）

2、。 四四. . 设计资料设计资料 1、上部结构资料： 上部结构为四层框架， 层高m2 . 3， 框架、 主梁、 次梁、 柱为现浇整体， 主梁28030cm，次梁26025cm,楼板厚cm10,柱截面25040cm,室内外高差m3 . 0。 2、下部地基资料： 该建筑位于非地震区,不考虑地震影响。建筑场地地质情况复杂，地质由杂填土、亚粘土、淤泥质亚粘土及细粉砂组成（表 1） 。各层地基土的物理力学指标见下表。 2 CBA70007000700085006500 3421图 1 柱网平面图 土层土层 编号编号 土层土层 名称名称 层底层底深度深度 （m m） kN/mkN/m3 3 (%)(%)

3、I IL L EsEs kPakPa C C kPakPa fafa kPakPa 人工填土 1.5 18 亚粘土 6.5 19.5 35.3 0.95 0.65 5100 28 16 180 淤泥质亚粘土 13.1 18 36.0 1.10 1.0 1200 24 11 105 粉、细砂 19.1 19 9500 30 160 注:地下水位于粉、细砂层底 3、基础选用材料： 基础混凝土选用20C，钢筋选用335HRB，垫层采用素混凝土15C，100 厚。 五五设计步骤设计步骤 1、根据地质条件确定基础的埋置深度 2、根据地基承载力与荷载计算基底面积，并进行软弱下卧层验算： 对于偏心受压基础两

4、边长之比一般 L/B2，最大不超过 3。 3、根据建筑层数及地质条件确定基础类型 4、地基变形验算 5、基础剖面设计与结构计算 3 （1）按冲切强度要求，设计底板高度。 （2）根据柱边或变阶处的弯矩值进行底板配筋计算。 6、绘制基础施工图，编写施工说明书。 设计要求：设计要求： 1、设计 A、B、C 柱下独立基础； 2、计算 A、B、C 柱下独立基础； 3、绘制施工图（基础平面图（局部）,基础详图）及编写施工说明。 提示提示 ： 1、熟悉题目要求及场地工程地质条件； 2、选择持力层、确定基础埋深； 3、确定基础类型及材料； 4、按容许承载力确定基础尺寸； 5、下卧层强度验算； 6、分别计算 A

5、、B、C 柱基础沉降； 7、按允许沉降差调整基底尺寸； 8、基础高度验算； 9、配筋计算； 10、绘制施工图。 六六设计参考进度设计参考进度 第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及设计例题，复习有关课程内容。 第二天第三天：进行基础计算； 第四天第五天：绘制基础施工图。 七七设计成果要求设计成果要求 1、设计说明书 要求写出完整的计算说明书，包括荷载计算，基础类型及材料选择、埋深确定、底面尺寸确定、剖面尺寸确定及配筋量计算。 2、图纸 绘制 A3 号图（独立基础平面、剖面图） 。一张为手绘。 注：1、弯矩作用于跨度方向； 2、无深基施工机具。 4 八八设计成果要求设计成果要求成绩评定与

6、考核标准成绩评定与考核标准 实践技能考核实行等级制，分优秀、良好、及格、不及格四个等级。技能考核不及格者，需重新进行技能训练，然后进行补考，直至达到标准等级为止。 关于技能考核成绩等级的界定：关于技能考核成绩等级的界定： 优秀：能独立、熟练掌握该项技能。 良好：能独立掌握该项技能。 及格：基本掌握该项技能。 不及格：不能掌握该项技能（凡不及格者不能毕业） 。 课程设计的目的是使学生巩固所学的专业理论知识，结合具体（或模拟）工程，初步掌握方案的设计程序，掌握设计说明书的编写方法，设计图纸的绘制。初步训练学生查阅规范、手册标准图集、产品样本等设计资料的能力。 1、优秀 A课程设计内容完整，分析问题

7、正确，计算准确。 B设计中能正确地综合运用本课程基础知识，熟练正确掌握课程设计方法，能做到理论联系实际。 C全面完成规定的设计任务，说明书内容完整，分析透彻，字迹工整，有关计算准确清晰。设计图纸符合制图标准要求，质量高。 2、良好 A课程设计内容完整，分析问题正确，计算准确。 B能完成规定的全部设计任务，说明书内容完整，分析较全面，书写整洁，有关计算正确。设计图纸符合制图标准要求，质量较高。 3、中等 介于良好和及格的评分标准之间。 4、及格 A课程设计内容完整，分析问题基本正确，计算无原则性错误。 B能完成规定的设计任务，说明书内容基本完整，计算基本正确。设计图纸基本符合制图标准要求，质量一

8、般。 5、不及格 A课程设计内容不完整，有严重的原则性错误，设计内容没有达到基本要求或没有完成规定的设计任务。 B设计时不加消化地照搬照抄。设计图纸不符合制图标准要求，质量差。 0 目录 1 基本条件确定 1 2 确定基础埋深 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 3 确定基础类型及材料 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4 确定基础底面尺寸 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4.1 确定 A 柱基底尺寸. 错误错误!未定义书签。未定义书签。 4.2 持力层承载力验算 错误错误!未定义书签。未定义书签。 5 软弱下卧层验算 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 6 计算柱基础沉

9、降 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 6.1 确定基础沉降计算深度 Zn 错误错误!未定义书签。未定义书签。 6.2 沉降计算 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 6.3 Zn校核 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 6.4 确定沉降经验系数s. 错误错误!未定义书签。未定义书签。 7 基础高度验算 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 7.1 计算基底反力 错误错误!未定义书签。未定义书签。 7.2 基础高度（选用阶梯形基础） . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 7.3 变阶处抗冲切验算 错误错误!未定义书签。未定义书签。 7.3.1 第一阶基础截面抗冲切验算（见附录 2

10、） 错误错误!未定义书签。未定义书签。 7.3.2 第二阶基础截面抗冲切验算（见附录 3）. 错误错误!未定义书签。未定义书签。 8 配筋计算 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 8.1 基础长边方向 错误错误!未定义书签。未定义书签。 8.2 基础短边方向 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 附录 1柱与基础交接处 . 8 附录 2基础第一变阶处 . 9 附录 3基础第二变阶处 . 10 附录 4基础配筋及尺寸 . 11 1 1 1 基本条件确定基本条件确定 人工填土不能作为持力层，选用亚粘土作为持力层。 柱 标准组合 准永久组合 基本组合 A柱 N（kN） 2040 1835 27

11、58 M（kN.m） 298 268 465 土土层层 编编号号 土层土层 名称名称 层底层底深度深度 （m） kN/m3 (%) IL Es kPa C kPa fa kPa 人工填人工填土土 1.5 18 亚粘土亚粘土 6.5 19.5 35.3 0.95 0.65 5100 28 16 180 淤泥质淤泥质亚粘土亚粘土 13.1 18 36.0 1.10 1.0 1200 24 11 105 粉、细粉、细砂砂 19.1 19 9500 30 160 2 2 确定基础埋深确定基础埋深 选择基础埋深根据设计任务书中给出的数据，人工填土d = 1.5m，因持力层应选在亚粘土层处，故取d = 2

12、.0m。 3 3 确定基础类型及材料确定基础类型及材料 基础类型为：柱下独立基础 基础材料：混凝土采用 C20，钢筋采用 HPB335。垫层采用素混凝土 ，100mm 厚。 4 4 确定基础底面尺寸确定基础底面尺寸 根据亚粘土 e=0.95，= 0.65，查表得= 0，= 1.0，因 d=2.0m。基础底面以上土的加权平均重度： 01= 18.0 1.5+ 19.5 (2.0 1.5) 2.0= 18.375 3 地基承载力特征值af（先不考虑对基础宽度进行修正） ： = 1+.1( 0.5) = 180+1.0 18.375 (2.0 0.5) = 207.56 2 4.1 确定确定 A 柱

13、基底尺寸柱基底尺寸 0;=2040207.56;202.0= 12.17 2 由于偏心力矩不大，基础底面面积按 30增大，即 = 1.30= 15.82 2，一般 l/b=1.22.0，初步选择基础底面尺寸： = = 5.3 3.0 = 15.902。 4.2 持力层承载力验算持力层承载力验算 基础和回填土重： = = 20 2.0 15.90 = 636 偏心距：=2982040:636= 0.111 0 满足要求。确定该柱基础底面长 l=5.3m，b=3.0m。 5 5 软弱下卧层验算软弱下卧层验算 软弱下卧层顶面处自重应力： = 18.0 1.5+ 19.5 6.5 = 153.75 软

14、弱下卧层顶面以上土的加权平均重度： 2=153.75 8.0= 19.22 /2 由淤泥质亚粘土 e=1.10，IL=1.0，查表得：= 1.0，= 0 = 105+ 1.0 19.22 (8.0 0.5) = 249.15 由12= 5200 1200= 4.25，以及 = (8.0 2.0) 3.0= 1.54 0.5，查表得地基压力扩散角 = 24.25 软弱下卧层顶面处的附加压力： =( )(+ 2)( + 2) 3 =5.3 3.0(168.318.375 2.0) (5.3+ 2 6.0 24.25)(3.0+2 6.0 24.25)= 23.24 验算：+ = 23.24+ 153.75 = 176.99 825 。可以。 结论：柱边对基础抗冲切强度满足要求。 7.3 变阶处抗冲切验算变阶处抗冲切验算 7.7.3.13.1 第一阶基础截面抗冲切验算（见附录第一阶基础截面抗冲切验算（见附录 2 2） 1= 600，= 1.0，01= 600 50 = 550，1= 2.2，1= = 1.4， + 201= 1.4+ 2 0.55 = 2.5, 598.9 。可以。 7.3.2 7.3.2 第二阶基础截面抗冲切验算（见附录第二阶基础截面抗冲切验算（见附录 3 3） 2= 300，= 1.0，02= 300 50 = 250