土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課程設(shè)計報告

《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》課程設(shè)計任務(wù)書題目：柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)設(shè)計資料1、 地形：擬建建筑場地平整2、 工程地質(zhì)資料：自上而下依次為：雜填土：厚約，含部分建筑垃圾；粉質(zhì)粘土：厚，軟塑，潮濕，承載力特征值fk=130kPa；粘土：厚，可塑，稍濕，承載力特征值fk=180kPa；全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚，承載力特征值fak=240kPa強風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚，承載力特征值fak=300kPa中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚，承載力特征值fk=620kPa地基巖土物理力學(xué)參數(shù)表 表￡1地層代天然地基土重度(y)孔隙比(必凝聚力(C)內(nèi)摩擦角您)壓縮系數(shù)(al-2)壓縮FT1模坐(Es)抗壓強度(frk)承載力恃征值(fak)KN/m3度MPd1MPaMPa①雜埴土18②粉原粘土200.6534130.2010.0130③粘土19.40.5825230.228.2180全風(fēng)化砂窟泥巖2122300.8240⑤強風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2220253.0300⑥中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2415404.06203、水文資料為：地下水對混凝土無侵蝕性。地下水位深度：位于地表下。4、上部結(jié)構(gòu)資料：上部結(jié)構(gòu)為多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布置見下圖:上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載標(biāo)準(zhǔn)值見表2：柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值 表2題號FkfKN)MkCKNm)Vk(JOT)A軸B軸C軸A軸日軸。軸A軸B軸C軸1975154811871401001984648442103216151252164125221556052310901730131219015024262665741150181513702101752717173S751218187314332351932978083741282188314962572183258690837133P19701560284242355師P58?S140220571^18231頊3771021049&91534214015773352S840210911310fi10159822051727365309428120117114上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計值見表3：柱底荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計值 表3題號FcTOT)M(TOJ-m.)V(JOT)A軸B軸匚軸A軸日軸C軸A軸E軸C軸11268201215441S313025S60625B2134221001627214163288727S67314182250170624819531581867441496B60178227422835393955158424351363306251386104108師62443194533423442311211710S7174125S220283693154S212512411681B23257421043913464911331361289159527832181425375523142147138102078236622454554025571561531495、材料：混凝土等級C25~C30，鋼筋1、11級。設(shè)計要求：每班分為3個組。第1組共十八人，基礎(chǔ)持力層選用③土層，設(shè)計A軸柱下獨立基礎(chǔ)；第2組共十八人，基礎(chǔ)持力層選用④土層，設(shè)計B軸柱下獨立基礎(chǔ)；第3組共十八人，基礎(chǔ)持力層選用③土層，設(shè)計C軸柱下獨立基礎(chǔ)；每人根據(jù)所在組號和題號，完成各自要求的軸線基礎(chǔ)設(shè)計。對另外兩根軸線的基礎(chǔ)，只要求根據(jù)所給荷載確定基礎(chǔ)底面尺寸。設(shè)計內(nèi)容1、 設(shè)計柱下獨立基礎(chǔ)包括確定基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)底面尺寸，對基礎(chǔ)進行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析、強度計算，確定基礎(chǔ)高度、進行配筋計算，并滿足構(gòu)造設(shè)計要求，編寫設(shè)計計算書。2、 繪制基礎(chǔ)施工圖包括基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)大樣圖，并提出必要的技術(shù)說明。地基基礎(chǔ)設(shè)計成果1地基基礎(chǔ)設(shè)計計算書(1)設(shè)計計算書封面封面上應(yīng)寫明設(shè)計題目、學(xué)生姓名、專業(yè)、年級、指導(dǎo)教師姓名、完成日期(2)目錄及正文格式(格式另見附屬文件)。2設(shè)計圖紙設(shè)計要求：繪制比例為1：100或1：200 A3圖紙打印稿目錄1B軸與④軸線相交柱下基礎(chǔ)埋置深度的選擇2地基承載力特征值的確定3地基承載力特征值的修正4基礎(chǔ)底面尺寸的確定初步選擇基地尺寸軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積驗算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重基地最大壓應(yīng)力5軟弱下臥層的驗算6地基變形驗算及沉降量計算7基礎(chǔ)高度的確定基礎(chǔ)類型的確定計算基底凈反力系數(shù)C基礎(chǔ)的有效高度ho基礎(chǔ)底板厚度h設(shè)計采用階梯形基礎(chǔ)底板厚度h基礎(chǔ)臺階寬度b及寬高比驗算8基礎(chǔ)板底配筋計算9A軸柱下基礎(chǔ)埋置深度的選擇10地基承載力特征值的確定11地基承載力特征值的修正12基礎(chǔ)底面尺寸的確定初步選擇基底尺寸軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積考慮偏心荷載作用的影響，取A0二?A驗算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重偏心距基底最大壓應(yīng)力13C軸柱下基礎(chǔ)埋置深度的選擇14地基承載力特征值的確定15地基承載力特征值的修正16基礎(chǔ)底面尺寸的確定初步選擇基地尺寸軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積考慮偏心荷載作用的影響，取A0二?A驗算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重偏心距基底最大壓應(yīng)力設(shè)計心得與感想?yún)⒖嘉墨I設(shè)計計算書根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書數(shù)據(jù)取值如下:[Fk=\282KNA軸：＜Mk=2EKN-mVk=71KNF=2448F=2448奶，=284KN?mV=117KNB軸：＜Mk=218KN-mVk=90KN\Fk=\\幻KNC軸：＜Mk=\98KN?mVk=44KN1v B軸與④軸線相交柱下基礎(chǔ)埋置深度的選擇根據(jù)工程地質(zhì)資料和設(shè)計要求，本軸線的基礎(chǔ)持力層選用④土層，故初定基礎(chǔ)埋置深度取d=+++=。2v地基承載力特征值的確定根據(jù)工程地質(zhì)資料和基礎(chǔ)埋置深度的選擇df可知地基承載力特征值=240kPa。3、地基承載力特征值的修正根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于時,從載荷試驗或其他原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力特征值，尚應(yīng)按下式修正：f=f+ny(b-3)+ny(d-0.5)aakb dm式中：fa——修正后的地基承載力特征值kPa；fak——地基承載力特征值kPa；L、nd——基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查教材表4y——基底以下土的重度，地下水位以下取浮重度y'(kN/m3)；ym——基底以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度(kN/m3)；b 基礎(chǔ)底面寬度(m)；當(dāng)寬度小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；d——基礎(chǔ)埋置深度(m)；當(dāng)埋深小于時按取值，一般自室外地面標(biāo)高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標(biāo)高算起，但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基時，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起；當(dāng)采用獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時.應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。由于基礎(chǔ)寬度尚未確定，假定b<3m，首先進行深度修正：根據(jù)基礎(chǔ)埋置深度所在的持力層為粘土，由查表可知：0.95x18+1.2x20+19.4x1.5二kN/m33.65f=fk+VJ(b-3)+勺y(d-0.5)=240+0+xx()二kPa4、基礎(chǔ)底面尺寸的確定初步選擇基底尺寸軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積p=F^=V*=F+3<f由kA AAGa得a>―F—= 1883 =5.16m?f-yGd421.72-20x3.65+10x1.7初步選擇基礎(chǔ)底面面積A=LXb=X=im由于bV，不需要再對fa進行寬度修正。驗算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重Gk=丫G"d.A=〔20XX〕X=KN基地最大壓應(yīng)力Pkmin=L^L=1883+冬=kPakmaxA 7.29Pk=(Pkmax+Pkmin)/2=kPa<fa=kPaPkmax=<fa=kPa故滿足要求。5、軟弱下臥層的驗算根據(jù)工程地質(zhì)資料和基礎(chǔ)埋置深度的選擇d=m,可知在持力層以下無軟弱土層且其下土層承載能力高于持力層的地基承載能力，滿足承載能力的要求，故不需進行軟弱下臥層的驗算。6、地基變形驗算及沉降量計算1、 該建筑是多層框架結(jié)構(gòu)，屬于丙級建筑；2、 地基承載力特征值大于130kPa，且是體型較簡單的建筑；3、 該基礎(chǔ)地基的持力層是巖石，且不是荷載很大的偏心作用；4、 地基內(nèi)有厚度不大且厚薄均勻的填土。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》可知，以上的條件的基礎(chǔ)不需進行地基變形驗算。7、基礎(chǔ)高度的確定基礎(chǔ)類型的確定采用階梯形基礎(chǔ)，選用C25的混凝土澆筑，基礎(chǔ)底下用100厚C10混凝土墊層。計算基底凈反力由P=上二上七=kPas LXb2.7X2.7系數(shù)C已知ft=mm2,b="h=，P=kPa根據(jù)公式C=b2弋 =—2?72—0.：1+0.7p上1+0.7x1.0x hpp 335.8基礎(chǔ)的有效高度h0有公式：h=1[-b+如(b2+c)]=488mm02 '基礎(chǔ)底板厚度hh=h+40+10=488+50=538mm設(shè)計采用階梯形基礎(chǔ)底板厚度h采用2級臺階，各層取h[=350mm實際基礎(chǔ)有效高度h=hx2-40=660mm基礎(chǔ)臺階寬度b及寬高1匕驗算取基礎(chǔ)臺階寬b=550mm8、基礎(chǔ)臺階寬高比：b=竺=〈基礎(chǔ)板底配筋計算%350選用HRB335鋼筋，f=300N/mm2柱邊凈反力 "P=P=P=P.=kPa⑵彎矩M=—（l-a）248c（2b+b/PM=—（l-a）248cckmaxminA/（3）基礎(chǔ)底板受力鋼筋面積計算4M_312.69x106 1755一A= 1— -1755mm2，每米寬A 650mm2'°."°.9X300X660 "2.7實際配筋A(yù)=2079mm2（口14@200）。9、A軸柱下基礎(chǔ)埋置深度的選擇根據(jù)工程地質(zhì)資料和設(shè)計要求，初定基礎(chǔ)埋置深度d-+-m10、地基承載力特征值的確定根據(jù)工程地質(zhì)資料和基礎(chǔ)埋置深度的選擇d-m,可知地基承載力特征值fak-180kPa11、地基承載力特征值的修正由于基礎(chǔ)寬度尚未確定，首先進行深度修正：根據(jù)基礎(chǔ)埋置深度所在的持力層為粘土，空隙比e-，由查表可知

_18x0.95+20x1.0+0.2x(20-10)二^^7m 2B -3f_f人+氣7(b-3)+勺7(d-0.5)=180+0+XX=228kPa12、基礎(chǔ)底面尺寸的確定初步選擇基底尺寸軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積p_…_"7*_F+7dVf由kA AAGa得A2-^= 竺 祜f-7Gd228-20x2.15+10x0.2考慮偏心荷載作用的影響，取A0=?A貝ljA0=?X=?m，初步選擇基礎(chǔ)底面面積A=LXb=X3=m由于b<，不需要再對/進行寬度修正。驗算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重Gk=7G-d.A=〔20X+10X=KN偏心距EMk=Mk+Vk-d=210+71X=-mF=Fk+Gk=1282+=KNek=￡Mk/F==(L/6=m)即pkmin>0滿足?；刈畲髩簯?yīng)力Pkmax=(Fk+G「X(1土%)=(1282+ X(1土6*°」343kmin A L 9.6 3.5_1214.73_1214.731134.36kPaPk=(Pk+Pk)/2=kPa<fa=228kPaPkma「＜匕=kPa故滿足要求。13、C軸柱下基礎(chǔ)埋置深度的選擇根據(jù)工程地質(zhì)資料和設(shè)計要求，初定基礎(chǔ)埋置深度d=+二m14、地基承載力特征值的確定根據(jù)工程地質(zhì)資料和基礎(chǔ)埋置深度的選擇d二m，可知地基承載力特征值fak=180kPa15、地基承載力特征值的修正由于基礎(chǔ)寬度尚未確定，首先進行深度修正：根據(jù)基礎(chǔ)埋置深度所在的持力層為粘土，空隙比e二，由查表可知門d=_18x0.95+20x1.0+0.2x(20-10)=kPa7m 213 -af_fk+氣7(b-3)+勺7(d-0.5)=180+0+XX=228kPa16、基礎(chǔ)底面尺寸的確定初步選擇基底尺寸軸心荷載作用下基礎(chǔ)底面面積p_F±^_Fk+7G如_F+7dJf由kA AAGa

F—k1187F—k228-20x2.15+10x0.2考慮偏心荷載作用的影響，取A0=?A則A0=?X=?im初步選擇基礎(chǔ)底面面積A=LXb=X=im由于bV，不需要再對fa進行寬度修正。驗算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重Gk=丫G"d.A=〔20X+10X=KN偏心距￡Mk=Mk+Vk-d=198+44X=KN-mFk=Fk+Gk=1187+=KNek=ZM/F==(L/6=m)即pkmin>0滿足?；刈畲髩簯?yīng)力P頃n =竺+Gk) X(1+竺)=(1187+358.8) X(1+ 6X0.189kmaxA -L 8.75 — 3.5233.9119.4kPaPk=(Pkmax+Pkmin)/2=kpa<f=228kPapkmax=<fa=kPa故滿足要求。設(shè)計心得與感想時間過得真是挺快的，課程設(shè)計的期限轉(zhuǎn)眼間也到了，終于通過自己的努力和老師的幫助完成了這次課程設(shè)計任務(wù)，如釋重負。通過此次課程設(shè)計讓我對建筑有了更深層次的理解，對建筑基礎(chǔ)設(shè)計的步驟及方法有了更全面的掌握。從只能從書本上一步步的去分解建筑構(gòu)件，上升到了借助老師和同學(xué)的幫