土力學(xué)課程設(shè)計(jì)

1、柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)21 設(shè)計(jì)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(chǔ)選用材料 22 基本條件確定 33 確定基礎(chǔ)埋深 33.1 設(shè)計(jì)凍深 33.2 選擇基礎(chǔ)埋深 34 確定基礎(chǔ)類型及材料35 確定基礎(chǔ)底面尺寸 45.1 確定柱基底尺寸 45.2 持力層承載力驗(yàn)算46 軟弱下臥層驗(yàn)算（選） 47 基礎(chǔ)高度驗(yàn)算57.1 計(jì)算基底反力 57.2 基礎(chǔ)高度（選用階梯形基礎(chǔ)） 57.3 變階處抗沖切驗(yàn)算68 配筋計(jì)算 68.1 基礎(chǔ)短邊方向 68.2 基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向 7柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)1設(shè)計(jì)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(chǔ)頂面的荷載標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)地地質(zhì)情況復(fù)雜，地質(zhì)由雜填土、亞 粘土、淤泥質(zhì)亞粘土及細(xì)粉砂組成(表 1.1)。各層地基土的物理力學(xué)指標(biāo)見下表，工程 地質(zhì)圖見附圖。粘土及粉、細(xì)砂組成(表1.1)。各層地基土的物理力學(xué)指標(biāo)見下表。圖1.1柱網(wǎng)平面圖表1.1土的物理力學(xué)性質(zhì)表土 層 編 號(hào)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(xì)砂19.119301609500注：地下水位于粉、細(xì)砂層底1.3 基礎(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)埋深3.1 設(shè)計(jì)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(chǔ)埋深根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中給出的數(shù)據(jù)，人工填土 d 1.5m,因持力層應(yīng)選在亞粘土層處，故基礎(chǔ)埋深取d 2.0m。ati.smv2in無(wú)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(dú)立基礎(chǔ)地質(zhì)剖面圖4確定基礎(chǔ)類型及材料基礎(chǔ)類型為：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)基礎(chǔ)材料：混凝土采用c20,鋼筋采用hrb2355 確定基礎(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)底尺寸確定基礎(chǔ)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(chǔ)底面積擴(kuò)大20% , a0=9.430*1.2=11.316 m2湊面積求長(zhǎng)寬 l 與 b設(shè)： l=2b l*b=a 0則根據(jù)計(jì)算出的基礎(chǔ)底面面積可取得基礎(chǔ)底面尺寸長(zhǎng)l=5.029m寬 b=2.515m.5.2 持力層承載力驗(yàn)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(yàn)算滿足要求6軟弱下臥層驗(yàn)算（選）在做軟弱下臥層驗(yàn)算時(shí)，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(jì)算時(shí)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(chǔ)高度驗(yàn)算7.1 計(jì)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(chǔ)高度(選用階梯形基礎(chǔ))柱邊基礎(chǔ)

8、截面抗沖切驗(yàn)算at bc 0.4m,ac 0.5m,初步選擇基礎(chǔ)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(jì)算選用 hrb235鋼筋，fy 210n/mm28.1基礎(chǔ)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(chǔ)長(zhǎng)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(shí)=1/24p