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1、土力学与基础工程课程设计任务书、设计资料1、工程概况某五层综合楼，全框架结构。底层柱网平面如图所示，柱截面尺寸均为450mmX450mm，室内外高差为0.45m。2、地质资料（1）地基土自上而下：第一层：素填土，厚 1 m，y= 17.8kN /m3 ；第二层：粉质黏土，厚 9 m，y= 18.7 kN / m3，e = 0.885，E = 7.5MPa，c=15kpa 9 = 200 f k = 280kp第三层：碎石土：很厚，中密（2）地下水：建设场地内地表以下无地下水；（3）西宁地区标准冻深一1.16m，最大冻深一1.34m，土的冻胀类别属不冻胀。3、荷载（1）外柱：A、D轴，基础承受上
2、部荷载M 1k = 220kN - M，F = 1780 kN，七= 48 kN。（2）内柱：B、C轴，基础承受荷载F2k = 1560kN。二、设计内容1、设计轴外柱下钢筋混凝土独立基础、内柱下双柱联合基础；2、绘制基础平面布置图（1:100）、配筋图（1:30），并编写施工说明；三、设计步骤1、确定基础的埋置深度2、确定持力层承载力特征值；3、按持力层承载力特征值确定基底尺寸；4、基础结构设计；5、绘制施工图并附施工说明。四、设计要求1、设计计算过程条理清楚，内容完整；2、设计步骤合理，设计图纸清晰；3、计算说明书一律用A4纸打印，题目为三号黑体，标题用小四黑体，正文为小四 宋体，1.25
3、行间距。4、手绘施工图，图纸一律用铅笔按比例绘制，要求线条清楚，绘图正确。五、进度和考核集中设计一周，按百分制记分。六、参考文献1、赵明华主编，土力学与基础工程，武汉理工大学出版社。2、中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范(GB50007-2011).北京：中 国建筑工业出版社，2011。56005600 B6CG6600土力学与地基工程课程设计计算书一、确定基础持力层及基础的类型地基土自上而下分为两层，第一层为1.0m厚的杂填土，第二层为9.0m的粉质粘土， 第三层为很厚的碎石类土。杂填土层成分较杂乱，均匀性较差，不能作持力层，将基础 底部落在粉质粘土上，则可以采取浅基础形式。各框架
4、柱的内力较大，且有弯矩、剪力 作用，故采用钢筋混凝土基础（柔性基础）一-.D轴为柱下钢筋混凝土独立基础，B.C 轴为双柱联合基础。二、轴外注下钢筋混凝土独立基础设计1. 基础埋置深度的确定：根据任务书要求和工程地质资料，建筑场内地表以下无地下水，最大冻深-1.34m； 取基础底面高时最好取至持力层下0.5m，本设计取第二层土为持力层，所以考虑取室外 地坪到基础底面为1+0.5=1.5m。由此得基础剖面示意图如下：|.-32. 确定地基承载力特征值fa根据地质资料，查表得气=0 n d= 1.0基底以上土的加权平均重度17.8 x 1 +18.7 x 0.515=18.03 奶 / m 3持力层
5、承载力特征值fa （先不考虑对基础宽度的修正）f = f k +n J (d - 0.5) = 280 +1.0 x 18.03 x (1.5 - 0.5)=298.03KP3. 初步选择基底尺寸七=1780 kN , V 1 k = 48 kN、取柱底荷载标准值：M侦=220kN - m ,计算基础和回填土重G时的基础埋深d =1(1.5 +1.95)= 1.725m2基础底面积：A0F k!1780=6.75m 2 f -y g -d298.03-20x 1.725由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即:A = 1.2 A0 = 1.2 x 6.75 = 8.1m 2初步选定基础底面面积
6、A = l - b = 3.5 x 2.4 = 8.4m2，且b = 2.4m 3m不需要再对fa进行修正。、验算持力层地基承载力：回填土和基础重：Gk =y g - d - A = 20 x 1.725 x 3.5 x 2.4 = 289.8KN偏心距:Mk1F妇+ G220 + 48 x 0.8 心 l八盎 =0.125m = 0.58m， 1780 + 289.86基底最大压力:F +G(6e )1780 + 289.8(6 x 0.125 )k1k1 + k=x1 +AI l)8.4.I 3.5 )Pk max=299.2KP ，满足k1Pk min所以，最后确定基础底面尺寸为l x
7、b = 3.5m x 2.4m、计算基底净反力pn净偏心距e =虬=220 + 48 x 0.8 = 0.145mnF1k1780P= 264.57KPP 皿=159.24KP基础边缘处的最大和最小净反力pn,max =上(1 土 ) = /8L x (1 土 竺丝) n,minlb l 3.5 乂 2.43.54. 确定基础高度（采用阶梯形基础）、柱边基础截面抗冲切验算”打/项l = 3.5m， b = 2.4m， a = b = 0.45m， a = 0.45m初步选定基础高度h = 800mm，分两个台阶，每阶高度均为400 mm，h0 = 800 - (40 +10) = 750mm
8、(有垫层)，混凝土采用 C30，f = 1.43N /mm2，保护层为:40mm ；垫层:混凝土 C15,厚100mm，出基础边100mm。气=a + 2h = 0.45 + 2 x 0.75 = 1.95m 478.87KN，满足、变阶处抗冲切验算a - b - 1.5m ,气=1.9m , h = 400 - 50 = 350mm气=a + 2h0i = 1.5 + 2 x 0.35 = 2.2m 283.1KN，满足5.配筋计算选用的HRB335级钢筋，f = 300N/mm2y3 I 4j50 I Pn,nax=264.57kpa偏心受压柱基础底板配筋计算简图、基础长边方向1-1截面（
9、柱边）柱边净反力：P Tn,l=Pn min+P - P )2/n,maxn,min=159.24 + 3.5 + 0.45 x (264.57 -159.24)2 x 3.5=218.68 KPa悬臂部分净反力平均值：+ P )= 2 x(264.57 + 218.68)= 241.63KP=1 (2 n ,max弯矩:=p(l - a * (2b + b )24 n cc=24 x 241.63 x (3.5 - 0.45)2 x (2 x 2.4 + 0.45)=491.7 KN - m钢筋面积:As ,1M10.9 f %491.7 x 106=2428.1mm 20.9 x 300
10、x 7503-3截面（变阶处）变阶处净反力:Pn,3=Pn min+1P2/n,max=159.24 + 3.5 +1.9 x2 x 3.5(264.57 -159.24)=240.5KPa弯矩:24(/ - a1 )2(2b + b1 264.57 + 240.5= xx (3.5 -1.9)2 x (2 x 2.4 +1.5)=339.41奶-m钢筋面积:A =-M = 339.41x 106 = 3591.6mm 2s,3 0.9 f h010.9 x 300 x 350比较A1和A，3应按A = 3591.6mm 2配筋 s ,3每米宽配筋面积A，s七=* = 1496.5mm 2b
11、2.4配 16130A = 1547 mm 2Ar满足钢筋根数：n = 2400 100 +1 = 19 130实配钢筋面积 A = 19 x 201.1 = 3820.9mm 23591.6mm 2满足即实配钢筋为1916130、基础短边方向因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取：P = -（P+ P）= 1 x（264.57 +159.24）= 211.9KPn 2 n.maxn.min2a2-2截面（柱边）弯矩：m 2 = (b - b*(2 / + a )=x 211.9 x (2.4 - 0.45)2 x (2 x 3.5 + 0.45)24
12、=250.12KN - m250.12 x 106钢筋面积： A = 1235.2mm2s2 0.9 f h0 0.9 x 300 x 7504-4截面（变阶处）弯矩:钢筋面积:M 4 = (b - b1)(2 / + a1)=x 211.9 x (2.4 -1.5)2 x (2 x 3.5 +1.9) 24=63.65KN - mA =M_ = 63.65 x 106 = 673.5mm 2s,4 0.9 f h010.9 x 300 x 350比较A 和A ，应按A = 1235.2mm 2配筋，S ,2 S ,4S ,2每米宽配筋面积A = s = 1235.2 = 228.7mm 2 s l 5.4配 10200A = 393mm 2A满足场
