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1、 土力学与地基基础课程设计学生姓名: 莫毅坤指导教师： 王舒学生班级：09级土木1班设计时间： 2011年12月19日哈尔滨铁道职业技术学院设计所需数据 地基岩土物理学参数 表1土层编号土的名称重度孔隙比e液性指数粘聚力c内摩擦角压缩模量标准贯入锤击数N承载力特征值杂填土18-粉质粘土200.650.8434137.56130 黏土19.40.580.7825238.211180 细砂210.62-3011.616240强风化砂质泥岩22-1822300 柱网布置图地基岩土物理力学参数表 表2地层代号土名天然地基土重度（）孔隙比（e）凝聚力（c）内摩擦角（）压缩系数(a1-2)压缩模量（Es）
2、抗压强度（frk）承载力特征值（fak）KN/m度杂填土18粉质粘土200.6534130.2010.0130粘土190.5825230.228.2210全风化砂质泥岩2022300.8230强风化砂质泥岩2220253.0300中风化砂质泥岩2415404.0620 柱底荷载标准值 表3题号Fk (KN)Mk (KNm)Vk (KN)A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴19751548118714010019846484421032161512521641252215560523109017301312190150242626657411501815137021017527171736751
3、2181873143323519329780837461282188314962572183258690837133919701560284242355969589814022057161823126637710210498915342140167733528840210911310610159822051727365309428120117114 柱底荷载效应基本组合设计值 表3题号F (KN)M (KNm)V (KN)A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴112682012154418313025860625821342210016272141632887278673141822501706
4、2481953158186744149623601782274228353939588515842435186330625138610410896616672448194533428442311211710871741256220283693154621251241168182326742104391346491133136128919952783218142537552314214713810207828662245455402557156153149一设计资料：B轴柱底荷载柱底荷载效应标准组合值 FK=1873KN MK=193KN.M VK=1.8KN柱底荷载效应基本组合值 F=2435
5、KN M=251KN.M V=108KN持力层为土层承载力特征值 fak=180kg地下水位深度位于地表下1.5m框架柱截面尺寸 500mm*500mm室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm二基础设计1选择基础材料基础采用C25混凝土，HpB235级钢筋，预估基础高度0.84m2.选择基础埋置深度取基础底面高时最高取至持力层下0.5m,本设计取土层为持力层，所以考虑取室外地坪的基础底面为0.5+1.2+0.5=2.2m,基础剖向示意图如下3.求地基承载力特征值fa土层为粘土层e=0.58 IL=0.78得hb=0.3 hd=1.6 号土层重度 r1=18*0.5=9KN/m3 号土层重度
6、 r2=20*1+(20-10)*0.2=22KN/m3 号土层重度 r3=9.4*0.5=4.7KN/m3由此可得基底以上加权平均重度为 rm=r1+r2+r3/2.2=16.23KN/m3 持力层承载力特征值fa为（未考虑宽度修正）fa=far+hdrm(d-0.5)=180+1.6*16.23*(2.2-0.5)=224.15KPa4.初步选择基底尺寸取荷载标准值Fk=1873KN Mk=193KN*m Vk=83KN基础底面积为Ao=FK/(fa-rad)=1873/(224.15-20*2.2)=10.38m2ra 基础及回填土平均重度，一般取20KN/m2 d 按室外地面算起考虑偏
7、心荷载的影响，基础面积加大范围为（10%-40%）此处按10%增大面积A=1.1Ao=1.1*10.38=11.422将面积增大后，以适当的比例选定基础长度和宽度，宽度b为b=(1.11.3)fk/n(fa-rGd) n=l/b 基础长宽比，对矩形界面一般取n=1.22.0此处 取n=1.5b=1.11873/1.5(224.5-20*2.2)=2.89ml=A/b=11.42/2.89=3.95m且b=2.89m3m 不需要对fa修正5.验算持力层地基承载力基础和回填土重Gk=radA=20*2.2*11.42=502.48KN偏心距为ek=M/(FK+GK)=(193+83*1.8)/(1
8、873+502.48)=0.11mfa=224.15不安全PKMAX=327.161.2fa=268.98不安全因此，重新设计尺寸。6.重新设计基地尺寸中心荷载作用基底面积计算同前Ao=10.38m2考虑偏心不利影响加大基础底面积20%A=1.2Ao=12.456m2取b=2.89m l=4.31mGk=dArG=12.456*2.2*20=548.06KNPKMAXKMIN=(Fk+Gk)*(16eK/l)/l*b=224.13/164.61基地应力验算1/2(Pkmax+Pkmin)=1/2(224.13+164.61)=194.37KNfa安全Pkmax=224.131.2fa=268.
9、98安全故确定l=4.31m b=2.89m7计算基底净反力取柱底载荷基本组合体 F=2435KN M=251KN.m V=108KN*净偏心距为 eno=M/N=251+108*0.8/2435=0.14m基础边缘处的最大和最小净反力为PNMAXNMIN=F1（6eno/l）/lb=195.49(10.20)=234.59Kpa156.39Kpa8基础高度（采用阶梯形基础）柱边基础截面抗冲切验算基础交接处 基础变阶处 l=4.31 b=2.89 bt=at=0.5m取2个台阶 每个420mm ho=h-40=840-40=800mm(有垫层)，则ab=at+2h0=0.5+2*0.80=2.
10、10mFl满足要求at=b1=1.6m a1=2.10 h01=410-40=370mm所以ab=at+2h01=1.6+2*0.37=2.34mFL满足需求9.配筋的计算选用HPB23级钢筋fy=210N/nm2(1) 对于I-I截面 柱边净反力为Pn=Pnmin+(1+ac)/2l(Pnmax-Pnmin)=156.39+(1+0.5)*(234.59-156.39)/2*4.31 =156.39+0.17*78.2=169.68Kpa悬臂部分净反力平均值1/2(Pnmax+PnI)=1/2(234.59+169.68)=202.14Kpa弯矩为MI=1/24(Pnmax+PnI)/2(l-ac)2(2b+bc) =1/24(234.59+169.68/2)(4.31-0.5)2(2*2.89+0.5)
