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1、 附件1力学与地基基础课程设计参考资料1第一部分 墙下条形基础课程设计一、墙下条形基础课程设计任务书(一)设计题目某教学楼采用毛石条形基础,教学楼建筑平面如图1-1所示,试设计该基础。图1-1平面图(二)设计资料工程地质条件如图1-2所示。杂填土 粉质粘土 淤泥质土图1-2工程地质剖面图 / 室外设计地面-0.6m,室外设计地面标高同天然地面标高。由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙F1K=558.57kN,山墙F2K=168.61kN,内横墙F3K=162.68kN,内纵墙F4K=1533.15kN。基础采用M5水泥砂浆砌毛石,标准冻深为1.2m。(三)设计内容荷载计算 (包括选计算
2、单元、确定其宽度)。 确定基础埋置深度。 确定地基承载力特征值。 确定基础的宽度和剖面尺寸。 软弱下卧层强度验算。 绘制施工图(平面图、详图)。 (四)设计要求计算书要求 书写工整、数字准确、图文并茂。制图要求 所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准,图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰,中文书写为仿宋字。设计时间 三天。二、墙下条形基础课程设计指导书(一)荷载计算 1.选定计算单元 对有门窗洞口的墙体,取洞口间墙体为计算单元;对无门窗洞口的墙体,则可取1m为计算单元(在计算书上应表示出来)。2.荷载计算 计算每个计算单元上的竖向力值(已知竖向力值除以计算单元宽度)。
3、 (二)确定基础埋置深度d GB50007-2002规定dmin=Zd-hmax或经验确定dmin=Z0+(100200)mm。式中 Zd设计冻深,Zd= Z0zszwze; Z0标准冻深; zs土的类别对冻深的影响系数,按规范中表5.1.7-1; zw 土的冻胀性对冻深的影响系数,按规范中表5.1.7-2; ze 环境对冻深的影响系数,按规范中表5.1.7-3; (三)确定地基承载力特征值fa 式中 fa修正后的地基承载力特征值(kPa); fak地基承载力特征值(已知)(kPa); b、b基础宽度和埋深的地基承载力修正系数(已知); 基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度(kN/m3)
4、; m基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度(kN/m3); b基础底面宽度(m),当小于3m按3m取值,大于6m按6m取值;d基础埋置深度(m)。(四)确定基础的宽度、高度 bH0式中 Fk相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值(kN)。当为柱下独立基础时,轴向力算至基础顶面,当为墙下条形基础时,取1m长度内的轴向力(kN/m)算至室内地面标高处; 基础及基础上的土重的平均重度,取=20 kN/m3;当有地下水时, 取=20-9.8=10.2 kN/m3; h计算基础自重及基础上的土自重GK时的平均高度(m)。 b 2基础台阶宽度(m); H0基础高度(m)。
5、(五)软弱下卧层强度验算 如果在地基土持力层以下的压缩层范围内存在软弱下卧层,则需按下式验算下卧层顶面的地基强度,即 式中 pz相应于荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加应力值(kPa); pcz软弱下卧层顶面处土的自重压力标准值(kPa); faz软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)。(六)绘制施工图(2号图纸一张) 合理确定绘图比例(平面图1:100、详图1:201:30)、图幅布置;符合建筑制图标准。三、参考文献1.中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002). 北京:中国建筑工业出版社,20022.孙维东主编. 土力学与地基基础.
6、 北京:机械工业出版社,20033.中华人民共和国国家标准. 砌体结构设计规范(GB50003-2001). 北京:中国建筑工业出版社,20024.沈克仁主编. 地基与基础. 中国建筑工业出版社,1993四、设计实例1.设计题目 某四层教学楼,平面布置图如图4-1所示。梁L-1截面尺寸为200mm500mm,伸入墙内240 mm,梁间距为3.3 m,外墙及山墙的厚度为370 mm,双面粉刷,本教学楼的基础采用毛石条形基础,标准冻深为1.2m。由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙F1K=558.57kN,山墙F2K=168.61kN,内横墙F3K=162.68kN,内纵墙F4K=1533
7、.15kN。2.工程地质情况 该地区地形平坦,经地质勘察工程地质情况如图1-2所示,地下水位在天然地表下8.5m,水质良好,无侵蚀性。3.基础设计荷载计算1)选定计算单元 取房屋中有代表性的一段作为计算单元。如图1-3所示。外纵墙:取两窗中心间的墙体。内纵墙:取轴线之间两门中心间的墙体。山墙、横墙:分别取1 m宽墙体。图1-3 墙的计算单元2) 荷载计算外纵墙:取两窗中心线间的距离3.3 m为计算单元宽度 则山墙:取1 m为计算单元宽度 则内横墙:取1 m为计算单元宽度 则内纵墙:取两门中心线间的距离8.26m为计算单元宽度则确定基础的埋置深度dd=Z0+200 =(1200 +200)mm=
8、1400 mm确定地基承载特征值fa 假设b3m,因d=1.4m0.5m故只需对地基承载力特征值进行深度修正 确定基础的宽度、高度 1)基础宽度外纵墙:b1山墙:b2 内横墙:b3内纵墙:b4故取b=1.2m3m ,符合假设条件。2)基础高度基础采用毛石,M5水泥砂浆砌筑。内横墙和内纵墙基础采用三层毛石,则每层台阶的宽度为 (符合构造要求)查GB50007-2002允许台阶宽高比b2/H0=1/1.5,则每层台阶的高度为 H0综合构造要求,取H0=0. 4m。最上一层台阶顶面距室外设计地坪为 (1. 4-0. 43)m = 0.2m0.1m故符合构造要求。(如图1-4所示)外纵墙和山墙基础仍采
9、用三层毛石,每层台阶高0. 4m ,则每层台阶的允许宽度为b又因单侧三层台阶的总宽度为(1.2-0.37)m /2=0.415 m故取三层台阶的宽度分别为0.115 m、0.15 m、0.15 m,均小于0.2m(符合构造要求)最上一层台阶顶面距室外设计地坪为(1.4-0.43)m = 0.2m0.1m符合构造要求。(如图1-5所示)图1-5外墙基础详图图1-4内墙基础详图软弱下卧层强度验算 1)基底处附加压力取内纵墙的竖向压力计算 2)下卧层顶面处附加压力 因Z/b=4.1/1.2=3.40.5,Es1/Es2=10/2=5故由GB50007-2002中表5.2.7查得=25则3) 下卧层顶
10、面处自重压力4)下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值5)验算下卧层的强度=177.1kN/m2符合要求。 绘制施工图第二部分 柱下钢筋混凝土独立基础设计一、柱下钢筋混凝土独立基础设计任务书(一)设计题目某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构,采用柱下独立基础,柱网布置如图4-7所示,试设计该基础。(二)设计资料工程地质条件 该地区地势平坦,无相邻建筑物,经地质勘察:持力层为粘性土,土的天然重度为18 kN/m3,地基承载力特征值fak=230kN/m2,地下水位在-7.5m处,无侵蚀性,标准冻深为1.0m(根据地区而定)。 给定参数 柱截面尺寸为350mm500mm,在基础顶面处的相应于荷载效应标准
11、组合,由上部结构传来轴心荷载为680kN,弯矩值为80kNm,水平荷载为10kN。 材料选用混凝土:采用C20(可以调整)(ft=1.1N/mm2)钢筋:采用HPB235(可以调整)(fy=210 N/mm2)(三) 设计内容确定基础埋置深度 确定地基承载力特征值 确定基础的底面尺寸 确定基础的高度 基础底板配筋计算 绘制施工图(平面图、详图) (四)设计要求计算书要求 书写工整、数字准确、图文并茂。制图要求 所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准,图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰,中文书写为仿宋字。设计时间 三天。二、柱下钢筋混凝土独立基础课程设计指导书(一) 确定基础埋置深度d 同前所述 (二)确定地基承载特征值fa 同前所述 (三)确定基础的底面面积 A式中各符号意义同前所述(四)持力层强度验算 1.2fafa式中 pk相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值(kPa); pkmax相应于荷载效应标准组合时,基础底