基礎(chǔ)工程設(shè)計

1、基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 課程設(shè)計任務(wù)書及指導(dǎo)書適用課程：土力學(xué)與地基基礎(chǔ)單 位：襄樊學(xué)院建筑工程學(xué)院10基礎(chǔ)工程課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)（一）上部結(jié)構(gòu)資料某框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)圖如下，邊柱與角柱截面為 400*400mm,中柱截面為500*500 mrr，柱間距均為6mF1=（ 600+學(xué)號后兩位數(shù)字）kN , F2=（ 1100+學(xué)號后兩位數(shù)字）kN=，F(xiàn)3=（ 2000+學(xué)號后兩位數(shù)字）kN=。I F1F2F1曲1由出曲】（二）地質(zhì)資料經(jīng)探測，地層巖性及土的物理力學(xué)性質(zhì)如下表。地下水埋深為5m無腐蝕性。號層土名狀態(tài)密實度厚度密度含水量孔隙比c(kpa)0oPIL壓 縮系 數(shù)標(biāo) 貫擊 數(shù)壓模縮量mg

2、/cm3%M-1paMPa1 人 工填土可塑稍密見 卜表2 粉土可塑中密見卜表2151871283 粉質(zhì)粘 土軟塑中密514214 粉土可塑中密2256205 粉土可塑密實揭2528填土層和粉土層的厚度（單位：m分別為:學(xué)號11011-2021-3031-4041-5051-6061-7071-8081-90填土粉土根據(jù)學(xué)號，選擇填土層厚度為,粉土層厚度為。（三）設(shè)計內(nèi)容：方案一：鋼筋混凝土柱下獨立基礎(chǔ)； 方案二：柱下條形基礎(chǔ)方案三：樁基礎(chǔ)柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計步驟及內(nèi)容1. 選擇持力層，設(shè)定埋深2. 計算地基承載力特征值，并修正3. 計算基礎(chǔ)所需底面尺寸4. 計算各基礎(chǔ)的沉降量（只考慮正交方向相鄰

3、基礎(chǔ)的影響），并驗算沉降差是否滿足要求，如不滿足要求則調(diào)整基礎(chǔ)大小后再驗算5. 驗算軟弱層強度，調(diào)整基礎(chǔ)埋深6. 設(shè)計各基礎(chǔ)剖面，并計算配筋6.繪制施工圖。要求：1.計算書要求手寫，采用 A4白紙，字跡工整，計算步驟齊全，內(nèi)容完整，計算 簡圖線條清晰，比例正確；2. 圖紙要求手繪、電腦繪制都可以，用A3紙打印，包括一張基礎(chǔ)平面布置圖，一張基礎(chǔ)剖面及平面配筋詳圖。圖紙出現(xiàn)兩份及兩份以上雷同者，包括原創(chuàng)者，成績均為不及格。3. 上交成果時，任務(wù)書、計算書、圖紙依序裝訂在一起。柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計范例鋼筋混凝土柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計2、1、1選擇持力層因為下臥層有軟弱層，故基礎(chǔ)要淺埋，基礎(chǔ)埋深d=2米。混凝土

4、強度等級：C20, fc=mm2鋼筋級別：HRB335, fy=300N/mm2基礎(chǔ)與覆土的平均容重：m3作用力位置標(biāo)高：基礎(chǔ)混凝土保護層厚度：45mm2、1、2計算地基承載力特征值，并修正承載力特征值：標(biāo)貫數(shù)為12,由此查表計算可知：18014015 10承載力 fak=（1210）140=156kpa查表有深度修正系數(shù)為 2216.6kpa所以 fa fak b (b 3) d m(d0.5)=156 2 20.2 (2 0.5)2、1、3計算基礎(chǔ)所需底面尺寸有三種荷載設(shè)計值 F仁735KNF2=1435KNF3=2035KN荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為 FK仁FK2= FK3=又有公式 b方柱下基礎(chǔ)

5、底面選擇方形，帶入上面數(shù)據(jù)就有: 對應(yīng)的基礎(chǔ)尺寸最小值為初選基礎(chǔ)地面寬度 b為：3m 2、1、4驗算軟弱層強度和沉降量基底處總豎向力 Fk+Gk(KN)=FK 20 b2 d帶入數(shù)據(jù)得總豎向力分別為：基底平均壓力Pk(kpa):Pkfk gk帶入數(shù)據(jù)得Pk分別為：kpa kpa后面由于可見：Pk均小于地基承載力特征值fa=，所以持力層承載力驗算通過,調(diào)整沉降差改變了基礎(chǔ)尺寸，再做驗算。又有：Es1Es285.61.43z/b分別為：3小33 ,1.671.211.82.53查表內(nèi)插法計算B =23+ (25-23 ) /2*= ta n 0 =下臥層頂面的附加應(yīng)力cz (kpa)為：b2 (P

6、kcd)z2，(b 2 z tan )帶入數(shù)據(jù)計算分別為：下臥層自重應(yīng)力c cz (kpa):下臥層czd zcz20.2 (2 3) 101kpaczd z101(2 3)20.2kpa又有下臥層標(biāo)貫數(shù)，所以180 140fak 140(6.6 10)112.8kpa5修正承載力：b (b 3)d m(d 0.5)112.82 20.2 (20.5)294.6kpa而 b z+ d cz=,均小于faz=，所以下臥層承載力驗算通過。 持力層圖的變形模量 Eo=8,泊松比u=, 柔性基礎(chǔ)影響系數(shù) Wm=*由于F2的相鄰基礎(chǔ)情況有兩種，故記作 F21, F22F1= ,F21= ,F3=,L 2

7、 nn百m帶入四組數(shù)據(jù)分別得:皿 0.005578 6所以，各個基礎(chǔ)的沉降量 Sjj Fjjk Fk ，帶入數(shù)據(jù)有:查表得相鄰基礎(chǔ)沉降差小于b1=, b2 仁，b3=, b22=12mm調(diào)整基礎(chǔ)尺寸，修正后基礎(chǔ)尺寸b(m)修正后3 nn(mm/KN)分別為:nnE。 b修正后 3 JK(mm/KN)=所以修正基礎(chǔ)尺寸后沉降：沉降差均小于限值，符合要求。*具體下臥層沉降量計算見計算表39列至51列。根據(jù)改變后的基礎(chǔ)尺寸，再一一驗算前面的指標(biāo)：基底處總豎向力 Fk+Gk(KN)=FK 20 b2 d :基底平均壓力Pk(kpa):Pk前計算得知：fa 216.6kpa ,可見Pkfa持力層承載力驗

8、算通過。b2 (Pk cd)(b 2 z tan )下臥層頂面的附加應(yīng)力b z (kpa)為:34.31.進而求得：zczz101z2帶入數(shù)據(jù)計算分別為:前面計算得知：fa 294.6kpa，可見 z cz fa下臥層承載力驗算通過。2、1、5設(shè)計基礎(chǔ)剖面，并計算配筋地基凈反力設(shè)計值 Pj( kpa)， Pj -F2帶入數(shù)據(jù)可得結(jié)果分別為:kpa， kpa， kpa， kpa，要考慮tan 0.25這個條件，綜合考慮：取h值分別為 350mm 610mm 1050mm 650m,保護層厚度 45mm 則 ho=305mm 565mm 1005mm 605mmb02 h0 分別為 1010 mm

9、由此可見：b b02 h0求抗沖切面積 A1，由公式：b 0.4(2 T1530mm,2410mm1610mmA1h。)得A1分別為m2, 所以 F1Pj A1，m20.422mh。)2m2。而抗沖切力 F( KN):F 0.7 hp ft (0.4 h0) h0帶入數(shù)據(jù)有：，由此可見Fl均小于對應(yīng)的F值，抗沖切驗算通過。1 b 0 4tan，所以tan值分別為：2 h02.滿足條件：tan2.5值分別為，；A (b 0.4) (b 0.4)A1234:4帶入修正后的不同的基礎(chǔ)地面尺寸得：(m2)計算梯形的形心至柱邊的距離:L0(b 0.4) (2 b 0.4)6 (b 0.4)于疋：M Pj

10、A1234 1 0 ,KN*m, *m, *m *m計算配筋：鋼筋為 HRB335級,，帶入數(shù)據(jù)得：帶入數(shù)據(jù)分別為:2fy=300N/mm2 ,0.9 fy ho帶入數(shù)據(jù)得四種底面的鋼筋面積分別為：2 2 2 2mm , mm , mm , mm。選擇鋼筋：12120(As=943mm2) 20150(As=2095mm2) 24150(As=3016mm2)20150(As=2095mm2)其中括號內(nèi)為實配鋼筋面積。鋼筋混凝土柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計F1F2(1)F3F2(2)由于計算沉降F2有區(qū)別，故區(qū)分開選 擇持力 層基礎(chǔ)埋深d(m)2222重要公式備注計 算地基 承載力 特征值(kpa)標(biāo)貫擊

11、數(shù)101512特征值fak(kpa)140180156深度修正系數(shù)2加權(quán)平均重度承載力特征值fa(kpa)fa=fak+ n d*r m*基 礎(chǔ)底面 尺寸(m)荷載F(KN)735143520351435FK(KN)基礎(chǔ)計算尺寸(m)b=sqrt ( Fk/ (fa-20*d )基礎(chǔ)底面寬度b(m)修正后基礎(chǔ)尺寸b(m)持 力層及 下臥層荷載值Fk(KN)基底處總豎向力 Fk+Gk(KN)基底平均壓力Pk(kpa)Pk= (Fk+Gk) /power(b,2)強度及 沉降量 驗算持力層承載力結(jié)論通過通過通過通過壓縮模量Es18壓縮模量Es2Es1/Es2軟弱層距離z(m)3z/bEs1/Es2

12、3923Es1/Es259259tan 9下臥層附加應(yīng)力b z (kpa)b z = b2 * ( Pk -b cd ) / (b+2*z* tan9) 2下臥層自重應(yīng)力b cz ( kpa)101下臥層rmrm= b cz/ (d+z)下臥層標(biāo)貫數(shù)下臥層fak(kpa)下臥層承載力特征值faz(kpa)faz=fak+*rm* ()b z+ b cz均小于faz=下臥層承載力結(jié)論通過通過通過通過持力層圖的變形模量 Eo :8泊松比U柔性基礎(chǔ)影響系數(shù)WcWoWmFn5 nn(mm/KN)5 nn=(1-power(u,2)/Eo/b*Wm5 JK(mm/KN) jk=(1-power(u,2)

13、/Eo/6沉降量(mn)s= 5 jjFj+ 5 jkFk修正后基礎(chǔ)尺寸b(m)修正后 5 nn(mm/KN)5 nn=(1-power(u,2)/Eo/b*Wm修正后 5 JK(mm/KN) jk=(1-power(u,2)/Eo/6修正基礎(chǔ)尺寸后沉降(mm相鄰基礎(chǔ)沉降差小于 12mm基地附加壓力po (KN/m2)柔性基礎(chǔ)角點沉降s (mm)s=(1-power(u,2)*Wc*F/b/Eo柔性基礎(chǔ)中點沉降s(mm)s=(1-power(u,3)*Wo*F/b/Eo柔性基礎(chǔ)平均沉降量 s(mm)s=(1-power(u,4)*Wm*F/b/Eo下臥層土的壓縮系數(shù) a下臥層土的壓縮模量Eo5600000l/b1111z/b應(yīng)力系數(shù)ac附加應(yīng)力b z(kpa)b z=4ac b oz/b應(yīng)力系數(shù)ac附加應(yīng)力b z(kpa)軟弱層沉降量s(mm)s3= (a / (1+ e ) ) * b z*hi設(shè) 計基礎(chǔ) 剖面及 配筋計算地基凈反力設(shè)計值 Pj( kpa)基礎(chǔ)有效高度ho (mm)3055651005605保護層厚度45mmbc+2ho1010153024101610抗沖切面積ai( mA1=(b/2-ho)*b-power(b/2-ho),2)Pj*A1Fl=Pj*A1抗沖切力F (KNF=* B hp*ft*+ho)*ho結(jié)