土力学与地基基础优秀课程设计.doc

土力学和地基基础课程设计任务书题目：柱下钢筋混凝土独立基础1.1 设计资料1、 地形：拟建建筑场地平整2、 工程地质资料：自上而下依次为： 杂填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾； 粉质粘土：厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值=130； 粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值=180； 全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值=240 强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值=300 中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值=6203、水文资料为：地下水对混凝土无侵蚀性。地下水位深度：在地表下1.5m。4、上部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网部署见下图：上部结构作用在柱底荷载标准值见表2：上部结构作用在柱底荷载效应基础组合设计值见表3：5、材料：混凝土等级25C30，钢筋、级。1.2 设计要求：每班分为3个组。第1组共十八人，基础持力层选择土层，设计 A轴柱下独立基础；第2组共十八人，基础持力层选择土层，设计 B轴柱下独立基础；第3组共十八人，基础持力层选择土层，设计 C轴柱下独立基础；每人依据所在组号和题号，完成各自要求轴线基础设计。对另外两根轴线基础，只要求依据所给荷载确定基础底面尺寸。1.3 设计内容、设计柱下独立基础包含确定基础埋深、基础底面尺寸，对基础进行结构内力分析、强度计算，确定基础高度、进行配筋计算，并满足结构设计要求，编写设计计算书。、绘制基础施工图包含基础平面部署图、基础大样图，并提出必需技术说明。1.4 地基基础设计结果1 地基基础设计计算书（1）设计计算书封面封面上应写明设计题目、学生姓名、专业、年级、指导老师姓名、完成日期（2）目录及正文格式（格式另见隶属文件）。2 设计图纸设计要求：绘制百分比为1：100或1：200 A3图纸打印稿目 录1 B轴和轴线相交柱下基础埋置深度选择2 地基承载力特征值确实定3 地基承载力特征值修正4 基础底面尺寸确实定4.1初步选择基地尺寸4.1.1轴心荷载作用下基础底面面积4.2验算持力层地基承载力4.2.1基础和回填土重4.2.2基地最大压应力5 软弱下卧层验算6 地基变形验算及沉降量计算7 基础高度确实定7.1基础类型确实定7.2计算基底净反力7.3系数C7.4基础有效高度7.5基础底板厚度h7.6设计采取阶梯形基础底板厚度h7.7基础台阶宽度b及宽高比验算8 基础板底配筋计算9 A轴柱下基础埋置深度选择10 地基承载力特征值确实定11 地基承载力特征值修正12 基础底面尺寸确实定12.1初步选择基底尺寸12.1.1轴心荷载作用下基础底面面积12.1.2考虑偏心荷载作用影响，取A0 = (1.11.4)A12.2验算持力层地基承载力12.2.1基础和回填土重12.2.2偏心距12.2.3基底最大压应力13 C轴柱下基础埋置深度选择14 地基承载力特征值确实定15 地基承载力特征值修正16 基础底面尺寸确实定16.1初步选择基地尺寸16.1.1轴心荷载作用下基础底面面积16.1.2考虑偏心荷载作用影响，取A0 = (1.11.4)A16.2验算持力层地基承载力16.2.1基础和回填土重16.2.2偏心距16.2.3基底最大压应力设计心得和感想参考文件设计计算书依据课程设计任务书数据取值以下：A轴： ；B轴： ， ；C轴： ；1、 B轴和轴线相交柱下基础埋置深度选择依据工程地质资料和设计要求，本轴线基础持力层选择土层，故初定基础埋置深度取d =0.45+0.5+1.2+1.5=3.65m。2、 地基承载力特征值确实定依据工程地质资料和基础埋置深度选择d=3.65m，可知地基承载力特征值= 240 kPa。3、 地基承载力特征值修正依据建筑地基基础设计规范要求：当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定地基承载力特征值，尚应按下式修正： 式中：修正后地基承载力特征值kPa；地基承载力特征值kPa； 、基础宽度和埋深地基承载力修正系数，按基底下土类别查教材表4基底以下土重度，地下水位以下取浮重度（）； 基底以上土加权平均重度，地下水位以下取浮重度（）；b基础底面宽度(m)；当宽度小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；d 基础埋置深度(m)；当埋深小于0.5m时按0.5m取值，通常自室外地面标高算起。在填方整平地域，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采取箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采取独立基础或条形基础时应从室内地面标高算起。因为基础宽度还未确定,假定b<3m，首优异行深度修正：依据基础埋置深度所在持力层为粘土，由查表可知： =2.0 =3.0=19.23 =240+0+319.23（3.65-0.5）=421.72 kPa4、 基础底面尺寸确实定4.1 初步选择基底尺寸4.1.1 轴心荷载作用下基础底面面积 由 得 初步选择基础底面面积 A = L×b = 2.7×2.7 = 7.29 因为b 3.0 ，不需要再对进行宽度修正。4.2 验算持力层地基承载力4.2.1 基础和回填土重 Gk = ·d·A =20×3.65-10×1.7×7.29 = 408.24 KN4.2.2 基地最大压应力 P = = 314.3 kPa Pk = (Pk max + Pk min)/2 = 314.3 kPa < =421.72 kPaP=314.3<1.2=506.06 kPa故满足要求。 5、 软弱下卧层验算 依据工程地质资料和基础埋置深度选择d = 3.65 m，可知在持力层以下无软弱土层且其下土层承载能力高于持力层地基承载能力，满足承载能力要求，故不需进行软弱下卧层验算。6、 地基变形验算及沉降量计算1、该建筑是多层框架结构，属于丙级建筑；2、地基承载力特征值大于130kPa，且是体型较简单建筑；3、该基础地基持力层是岩石，且不是荷载很大偏心作用；4、地基内有厚度不大且厚薄均匀填土。依据建筑地基基础设计规范可知，以上条件基础不需进行地基变形验算。7、 基础高度确实定7.1 基础类型确实定采取阶梯形基础，选择C25混凝土浇筑，基础底下用100厚C10混凝土垫层。7.2 计算基底净反力由 = = =335.8 kPa 7.3 系数C已知ft= 1.27N/,=0.5m,=1.0, =335.8 kPa依据公式C=1.937.4 基础有效高度 有公式：= -=488mm7.5 基础底板厚度h h = + 40+10 = 488+50 = 538mm7.6 设计采取阶梯形基础底板厚度 h 采取2级台阶，各层取 = 350 mm 实际基础有效高度= 240 = 660mm7.7 基础台阶宽度b及宽高比验算取基础台阶宽b=550mm基础台阶宽高比： =1.572.58、 基础板底配筋计算 选择HRB335钢筋， = 300 N/ (1)柱边净反力 335.8 kPa (2)弯矩 =312.69(3)基础底板受力钢筋面积计算 =1755,每米宽=650实际配筋=2079（14200）。9、 A轴柱下基础埋置深度选择依据工程地质资料和设计要求，初定基础埋置深度d = 0.95+1.2=2.15 m10、 地基承载力特征值确实定依据工程地质资料和基础埋置深度选择d = 2.15 m，可知地基承载力特征值= 180 kPa11、 地基承载力特征值修正因为基础宽度还未确定，首优异行深度修正：依据基础埋置深度所在持力层为粘土，空隙比e=0.58，由查表可知 =0.3 =1.6 =18.19 kPa =180+0+1.6×18.19×(2.15-0.5) =228 kPa12、 基础底面尺寸确实定12.1 初步选择基底尺寸12.1.1 轴心荷载作用下基础底面面积 由 得 =6.8612.1.2 考虑偏心荷载作用影响，取A0 = (1.11.4)A 则 A0 = (1.11.4) ×6.86 = (7.559.61) 初步选择基础底面面积 A = L×b = 3.2×3 = 9.6 因为b 3.0 ，不需要再对进行宽度修正。12.2 验算持力层地基承载力12.2.1 基础和回填土重 Gk = ·d·A =20×1.95+10×(2.15-1.95)×9.6 = 393.6 KN12.2.2 偏心距Mk = Mk + Vk·d = 210 + 71×2.15= 225.05KN·m F = Fk + Gk = 1282 + 393.6 = 1675.6 KN ek = Mk/ F = 225.05/1675.6 = 0.1343m (L/6=0.583 m) 即 pk min > 0 满足。12.2.3 基地最大压应力 = ×(1) = ×(1) = kPa = (+)/2 = 174.55 kPa < =228 kPaP=214.73<1.2=273.6 kPa故满足要求。13、 C轴柱下基础埋置深度选择依据工程地质资料和设计要求，初定基础埋置深度d = 0.95+1.2=2.15 m14、 地基承载力特征值确实定依据工程地质资料和基础埋置深度选择d = 2.15 m，可知地基承载力特征值= 180 kPa15、 地基承载力特征值修正因为基础宽度还未确定，首优异行深度修正：依据基础埋置深度所在持力层为粘土，空隙比e=0.58，由查表可知 =1.6 =18.2 kPa =180+0+1.6×18.2×(2.15-0.5) =228 kPa16、 基础底面尺寸确实定16.1 初步选择基底尺寸16.1.1 轴心荷载作用下基础底面面积 由 得 =6.3516.1.2 考虑偏心荷载作用影响，取A0 = (1.11.4)A 则 A0 = (1.11.4) ×6.35 = (6.988.89) 初步选择基础底面面积 A = L×b = 2.5×3.5 = 8.75 因为b 3.0 ，不需要再对进行宽度修正。16.2 验算持力层地基承载力16.2.1 基础和回填土重 Gk = ·d·A =20×1.95+10×(2.15-1.95)×8.75 = 358.75 KN16.2.2 偏心距Mk = Mk + Vk·d = 198 + 44×2.15= 292.6 KN·m Fk = Fk + Gk = 1187 + 358.8 = 1545.8 KN ek = M/ F = 292.6/1545.75 = 0.189m (L/6=0.583 m) 即 pk min > 0 满足。16.2.3 基地最大压应力 P = ×(1) = ×(1) = kPa Pk = (Pk max + Pk min)/2 = 176.7 kPa < =228 kPaP=233.9<1.2=273.6 kPa故满足要求。设计心得和感想时间过得真是挺快，课程设计期限转眼间也到了，最终经过自己努力和老师帮助完成了这次课程设计任务，如释重负。经过此次课程设计让我对建筑有了更深层次了解，对建筑基础设计步骤及方法有了更全方面掌握。从只能从书本上一步步去分解建筑构件，上升到了借助老师和同学帮助能够初步设计一栋简单框架结构建筑独立基础，做到了学以致用。此次小试牛刀让我愈加深爱建筑这门学科，愈加坚定了当初信念。但雏形终究是雏形，还有很多不足之处，时间较仓促很多地方还存在缺点，期望刘老师批评指正。本课程设计是在刘传辉老师亲切关心和悉心指导下完成。她严厉科学态度，严谨治学精神，精益求精工作作风，耐心回复我们每个问题，不管是否占用了她私人时间全部能立即给解答，确保了我们能立即跟上进度。深深地感染和激励着我。从课题选择到设计最终完成，刘老师全部一直给我细心指导和不懈支持。在此谨向刘老师致以真挚谢意和高尚敬意。此次课程设计也让我体会到了团体力量，碰到难点时虚心听取同学见解难题迎刃而解。在此也感谢给了我帮助同学，你们提醒和鞭策让我设计更完善。自恃书本知识学得扎实我，在设计过程中很多细节上出现了错误。这提醒我时刻保持清醒头脑，保持认真严谨治学态度和谦虚谨慎处事标准。再次，感谢刘老师对我帮助！参考文件(1)中国国家标准建筑地基基础规范(GB 50007-). (2)席永慧、潘林有 主编 土力学和基础工程.高等教育出版社.(3)高大钊、袁聚云 主编 土质学和土力学.人民交通出版社.(4)华南理工大学、东南大学、浙江大学、湖南大学.地基和基础第3版.中国建筑工业出版社(5)赵明华 主编 土力学和基础工程 第3版.武汉理工大学出版社.(6)王杰 主编 土力学和基础工程.中国建筑工业出版社.(7)陈希哲 编著 土力学地基基础.第4版.清华大学出版社