土力學課程設計

1、柱下鋼筋混凝土獨立基礎21 設計資料 21.1 上部結(jié)構(gòu)資料 21.2 工程地質(zhì)資料 21.3 基礎選用材料 22 基本條件確定 33 確定基礎埋深 33.1 設計凍深 33.2 選擇基礎埋深 34 確定基礎類型及材料35 確定基礎底面尺寸 45.1 確定柱基底尺寸 45.2 持力層承載力驗算46 軟弱下臥層驗算（選） 47 基礎高度驗算57.1 計算基底反力 57.2 基礎高度（選用階梯形基礎） 57.3 變階處抗沖切驗算68 配筋計算 68.1 基礎短邊方向 68.2 基礎長邊方向 7柱下鋼筋混凝土獨立基礎1設計資料1.1 上部結(jié)構(gòu)資料上部結(jié)構(gòu)為四層框架，層高3.2m,框架、主梁、次梁、柱

2、為現(xiàn)澆，上部 結(jié)構(gòu)傳至基礎頂面的荷載標準組合 fk=1580kn,mk=270kn. m荷載的基本組合 f=3210kn,m=207kn.m1.2 工程地質(zhì)資料該建筑位于非地震區(qū)，不考慮地震影響。建筑場地地質(zhì)情況復雜，地質(zhì)由雜填土、亞 粘土、淤泥質(zhì)亞粘土及細粉砂組成(表 1.1)。各層地基土的物理力學指標見下表，工程 地質(zhì)圖見附圖。粘土及粉、細砂組成(表1.1)。各層地基土的物理力學指標見下表。圖1.1柱網(wǎng)平面圖表1.1土的物理力學性質(zhì)表土 層 編 號土層名稱厚度hi(m重度(kn /m3)孔隙比e粘聚力c(kpa)內(nèi)摩擦角o含水 率(%)液性指數(shù)il承載力特征值fak壓縮模量es(kpa)(

3、kpa)i人工填土1.518n亞粘土6.519.50.95281635.30.651805100m淤泥質(zhì)亞粘土13.1181.10241136.01.01051200w粉、細砂19.119301609500注：地下水位于粉、細砂層底1.3 基礎選用材料混凝土：采用 c20。(ft 1.10n/mm2);鋼筋：鋼筋采用 hrb235, ( fy 210n/mm2);基礎混凝土選用，墊層采用素混凝 土c15, 100mm厚。2基本條件確定人工填土不能作為持力層，選用亞粘土作為持力層。3確定基礎埋深3.1 設計凍深d o zs zw z =2.0 1.00 0.95 0.90 1.71 m zze3

4、.2 選擇基礎埋深根據(jù)設計任務書中給出的數(shù)據(jù)，人工填土 d 1.5m,因持力層應選在亞粘土層處，故基礎埋深取d 2.0m。ati.smv2in無貼牲5 m耳 jkkx hi1鑿現(xiàn)直史粘土ff (mh1 1何府0mh圖1.2柱下鋼筋混凝土獨立基礎地質(zhì)剖面圖4確定基礎類型及材料基礎類型為：柱下獨立基礎基礎材料：混凝土采用c20,鋼筋采用hrb2355 確定基礎底面尺寸根據(jù)亞粘土孔隙比e 0.95, il 0.65,查表得71b=0,4d=1.0。已知基礎埋深的d=2m.根據(jù)上述已知條件， 確定地基承載特征fa .fafak b(b 3) d m(d0.5)=180+0+1.0*(18*1.5+19

5、.5*0.5)/(1.5+0.5)*(2-0.5)=207.563kpa5.1 確定基礎底尺寸確定基礎面積a。 rg=20kn/m3 d=2ma m fk/(fa-rg*d)=1580/(207.563-20*2)=9.430 m2根據(jù)偏心距大小把基礎底面積擴大20% , a0=9.430*1.2=11.316 m2湊面積求長寬 l 與 b設： l=2b l*b=a 0則根據(jù)計算出的基礎底面面積可取得基礎底面尺寸長l=5.029m寬 b=2.515m.5.2 持力層承載力驗算gk=r g*a0*d=20*11.316*2=452.64kn e0=mk/(fk+gk)=200/(1580+452

6、.64)=0.098pkmax(pkmin)=(fk+gk)/a 0*(1 6e0/l)三 1.2fa=(1580+452.64)/11.316*( 1 6*0.098/5.029 )pkmax =183.126 kpa三 1.2fa=1.2*207.563=249.076kpapkmin =158.623kpa三 1.2fa=1.2*207.563=249.076kpapk=(pkmax+pkmin)/2 三 fa=(183.126+158.623)/2=170.875 kpa 三 249.076kpa故持力層驗算滿足要求6軟弱下臥層驗算（選）在做軟弱下臥層驗算時，如圖所示。定第三層土淤泥質(zhì)

7、亞粘土層為軟弱下臥層，在計算時25.2。淤泥質(zhì)亞粘土層查表得b 0, d 1.0。a二 hkkax%=l 邛三h % n?u i sokfxi亞粘土片 hkn i：ls 11t hi.hjiil修度賁止砧土0.5m小_仃|：.a lkn r-1心 h ul. p；i蛤.叼碑7基礎高度驗算7.1 計算基底反力pj=f/bl=3210/(2.515*5.029)=253.796 kpae=m/f=207/3210=0.064pjmax=f*(1+6e/l)/bl=3210*(1+6*0.064/5.029)/(2.515*5.029)=257。026kpa7.2 基礎高度(選用階梯形基礎)柱邊基礎

8、截面抗沖切驗算at bc 0.4m,ac 0.5m,初步選擇基礎高度 h 1000mm, h0 1000 50 950mm (有墊層)，hp 0.987。 pflw0.7 p hp*am*f t*h0, bc+2h0b1, f l=pmaxa , a m=1/2( at+ab)bc+2h0=0.4+2*0.950=2.3mb=2.5ma =(l/2-ac/2-h0)b-(b/2-bc/2-h0)2=(5.029/2-0.5/2-0.950)2.515-(2.515/2-0.4/2-0.950)2=3.294 m2fl=pjmax*al=257.026*3.294=846.644 knab=bc

9、+2h0=0.4+2*0.950=2.3mam=1/2( at+ ab)=1/2(0.4+2.3)=1.35mfl=846.644b=2.515ma=(l/2- ac/2-h 0i)b二(5.029/2-1.7/2-0.550)*2.515=2.803 m2f l=pjmax*ai =257.026*2.803=720.444 kn變階處的右邊：fl三0.7 b hp*am*fc*h0, am=1/2(a t+ab), a t=b=1.7mab=b1+2h01=1.7+5*0.550=2.8mam=1/2(at+ab)=1/2(1.7+2.8)=2.25mfl=720.444 至 0.7 b

10、hp*am*fc 乂 h0=0.7*1.0*2.25*1100*0.550=952.9 kn 所以符合要求。8配筋計算選用 hrb235鋼筋，fy 210n/mm28.1基礎短邊方向i - i截面(柱邊)ml =1/48(p jmax + p)(2b+b c)+(p jmax-pj)b(l-a c) 2= 1/48(257.026+253.796)(2*2.515+0.4)+(257.026-253.796)*2.515*(5.029-0.5) 2= 1120.740(kn m)田-田截面(第一變階處)mu =1/48(p jmax+p)(2b+bc)+(p jmax-pj)b(l- ac)

11、2= 1/48(248.411+222.645)(2*2.515+1.7)+(248.411-222.645)*2.515*(5.029-2.5) 2=431.065(kn m)截面配筋asi=m/(0.9f th0)=1120.740*10 a 6/(0.9*210*950)=6237.817 mm2asm=m1n/(0.9f th0)=431.065*10 a 6/(0.9*210*550)=4146.849mr28.2基礎長邊方向n - ii截面2 *(2*5.029+0.5)2 *(2*5.029+2.5)mb =1/24pj(b-b c)2 (2l+ac) = 1/24*222.645*(2.515-0.4) =438.131 (kn m)iv-iv截面(第一變階處)時=1/24p