基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)(淺基礎(chǔ))

1、. . .專業(yè)班級(jí) 建筑工程技術(shù)1002班學(xué) 號(hào) 201008305057 姓 名 肖 慶 日 期 2012.06.02 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí) 建筑工程技術(shù)1002班學(xué) 號(hào) 201008305057 姓 名 肖 慶 日 期 2012.06.02 基 礎(chǔ) 工 程 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書設(shè)計(jì)題目：武漢一中學(xué)宿舍樓基礎(chǔ)設(shè)計(jì)班級(jí) 建工10級(jí) 學(xué)生 肖慶 指導(dǎo)教師 楊泰華、王瑞芳 武漢科技大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院二O 1 2年五月一.設(shè)計(jì)題目:武漢一中學(xué)宿舍樓基礎(chǔ)設(shè)計(jì)二.建設(shè)地點(diǎn)：武漢市三.設(shè)計(jì)原始資料：1.地質(zhì)、水文資料:根據(jù)工程地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告，擬建場(chǎng)地地勢(shì)較為平坦，該場(chǎng)地地表以下土層分布情況如表1所示

2、。 表1 地基土的物理力學(xué)指標(biāo)序號(hào)名稱土層厚度/m含水量/%重度/kN/m3孔隙比塑限液限壓縮模量/MPa黏聚力/kPa摩擦角/°承載力/kPa1雜填0.61818.59.52粉砂 3.019.5中密5-212303淤泥質(zhì)土34917.51.3424.039.51.11311784含礫中砂13.520中密-24280地下水位距地表最低為-1.8m，對(duì)建筑物基礎(chǔ)無影響。2.氣象資料:全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槠巷L(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)楸逼黠L(fēng)；常年降雨量為1283.7mm左右，基本風(fēng)壓為0.35kN/m2。3.底層室內(nèi)主要地坪標(biāo)高為士0.000，相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高6.564m。四.上

3、部結(jié)構(gòu)資料 上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，采用粉煤灰輕渣空心砌塊，底層填充墻高為3.4m。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。柱截面尺寸為400mm*500mm;傳至底層柱下端的荷載分別為：傳到邊柱A、D軸線的荷載為：（1）=（1234+3n）kN，,剪力=(30+2n)kN。（其中，沿柱截面長(zhǎng)邊方向作用；n為學(xué)生學(xué)號(hào)最后兩位數(shù)）；傳到 中柱B、C軸線的荷載為：軸力=(1643+2n)kN，所有柱剪力作用在基礎(chǔ)頂面；基礎(chǔ)梁截面尺寸取為250mm*400mm。五、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求A.柱下獨(dú)立基礎(chǔ) 對(duì)于邊柱，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)參照教材例2-2及例2-3.B.雙柱聯(lián)合基礎(chǔ) 對(duì)于間距小的中柱，可采用雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)。軸線C.

4、軸線3及J相交的柱；軸線K及2相交的柱荷載同邊柱A、D軸線的柱；軸線1及C相交的柱和軸線2及B相交的柱采用雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)。D.計(jì)算步驟（1）確定基礎(chǔ)底面尺寸；（2）持力層（軟弱下臥層）承載力驗(yàn)算；（3）確定基礎(chǔ)高度，并進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算；（4）基礎(chǔ)底板的配筋計(jì)算。六、設(shè)計(jì)成果1.基礎(chǔ)平面布置：包括柱和基礎(chǔ)底板平面布置圖、基礎(chǔ)梁的布置及各自編號(hào)；2、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)的詳圖；3.、必要的設(shè)計(jì)說明。建議圖紙采用A3幅面，表達(dá)要清楚；計(jì)算說明書一律用A4幅面；裝訂順序：封面（包含信息：基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)，專業(yè)班級(jí)，學(xué)號(hào)，姓名，日期），設(shè)計(jì)任務(wù)書，計(jì)算說明書，施工圖（圖紙折疊成A4大?。?。七.設(shè)計(jì)參考

5、資料 混凝土結(jié)構(gòu)（教材） 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（教材） 土力學(xué)與地基基礎(chǔ)（教材） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2001） 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001） 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2001）建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ 94-2008相關(guān)的構(gòu)造圖集注：每個(gè)班學(xué)號(hào)為單號(hào)的學(xué)生做淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)；為雙號(hào)的同學(xué)做樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。學(xué)生也可以自由選擇設(shè)計(jì)題目。結(jié)構(gòu)平面布置圖為：（每根梁上均有輕質(zhì)墻體，墻厚250mm）計(jì)算說明書一、 軸線A、D上邊柱采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)(JC-1)已知條件：柱尺寸為400mm*500mm，荷載為FK=1234+3×57KN=1405KN MK=5

6、0+2×57KNm=166KNmHK=30+2×57KN=144KN假定基礎(chǔ)埋深為d=1.6m，采用C20混凝土，HRB335級(jí)鋼筋，設(shè)置C10厚100混凝土墊層，室內(nèi)外高差0.450m，則平均埋深d=1.6+2.052=1.825m ， ft=1100KPa ， hp=1.0（1） 承載力修正對(duì)粉砂，查教材基礎(chǔ)工程表2-4得：b=2.0，d=3.0先不考慮寬度修正，則fa=fak+dmd-0.5=230+3×0.6×18.5+1.0×19.50.6+1.0×1.6-0.5=293.1KPa（2） A=1.1-1.4FKfa-Gd=（

7、1.11.4）×1405293.1-20×1.825=67.7m2確定基底面積 由于力矩較大，可取較大面積b=2.5m，l=3.0m（3） PkmaxPkmin=Pk±MW=1405+20×2.5×3×1.8252.5×3±6×(164+144×1.825)32×2.5= 337.6kpa<1.2fa=351.7kpa110kpa>0驗(yàn)算持力層承載力 且P=223.8kpa<fa=293.1kpa （滿足要求）（4） 軟弱下臥層驗(yàn)算b=0，d=1.0 由ES2ES3=

8、51.15，Zb=22.5=0.8>0.5，查教材基礎(chǔ)工程表2-5得=25°，查表2-4得對(duì)于淤泥質(zhì)土則有：軟弱下臥層頂面處附加壓力z=lb（Pk-cd）b+2ztan（l+2ztan）=2.5×3×（223.8-0.6×18.5-19.5×1)2.5+2×2×tan25°(3+2×2×tan25°)=68.2kpa軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力為cz=1d1+2d2+3d3=18.5×0.6+19.5×1.2+9.5×1.8=51.6kpa軟弱下臥層頂面

9、處地基承載力修正特征值為faz=fakz+dmd+z-0.5=78+1×51.63.6×3.6-0.5=122.4kpa由于z+cz=68.2+51.6=119.8kpa<faz （滿足要求）(5)確定基礎(chǔ)高度考慮柱鋼筋錨固直線段長(zhǎng)度及混凝土保護(hù)層：30d+40640mm，初步取基礎(chǔ)高度為h=800mm，采用二級(jí)臺(tái)階形基礎(chǔ)，每級(jí)400mm?；變舴戳Γ篜jmaxPjmin=Fbl±MW=1.35×14052.5×3±1.35×(164+144×1.825)×632×2.5=406.5KPa

10、99.3KPa 驗(yàn)算柱邊沖切：h0=800-45mm=0.755mFbl=PjmaxAl=Pjmaxl2-h2-h0×b-b2-at2-h02=406.5×32-0.52-0.755×2.5-2.52-0.42-0.7552=568.3KN0.7hpftamh0=0.7×1.0×1100×0.4+0.755×0.755 =671.5KN>Fbl=568.3KN (滿足要求) 驗(yàn)算臺(tái)階處的沖切： h0=400-45mm=0.355mFbl=PjmaxAl=Pjmaxl2-h2-h0×b-b2-at2-h02=4

11、06.5×32-0.85-0.355×2.5-2.52-0.6-0.3552=264.4KN0.7hpftamh0=0.7×1.0×1100×1.2+0.355×0.355=425.1KNFbl=264.4KN (滿足要求)(6)基礎(chǔ)底板配筋：柱邊彎矩：已知Pj=406.5-406.5-99.3×（2.5-0.4）22.5=277.5kpa則：M=a12122b+a'Pjmax+Pj+（Pjmax-Pj）b=1.52122×2.5+0.4406.5+277.5+（406.5-277.5）×2.5=

12、753KN·mM=148l-a'22b+b'Pjmax+Pjmin =1483-0.422×2.5+0.5406.5+99.3=391.8 KN·m則有 As=M0.9h0fy=753×1060.9×755×300=3694mm2每米As=36942.5=1478mm2m 配 14110同理As=M0.9（h0-d）fy=391.8×1060.9（755-10）×300=1948mm2每米As=19483=649mm2m 配 10120二、 軸線B、C上的中柱采用雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)(JC-2)已知條件：柱

13、尺寸為400mm*500mm，荷載為FK=1643+2×57KN=1757KN,MK=60+3×57KNm=231KNm ，(由室內(nèi)算起)埋深為2.05m ， 由于MB、MC方向相反，故整體不存在偏心荷載。ft=1100KPa ， hp=1.0(1) 確定基礎(chǔ)形心位置及基礎(chǔ)長(zhǎng)度；基礎(chǔ)兩側(cè)挑出長(zhǎng)度為l1=14-13×6300=1575mm-2100mm 取l1=2100mm ，則基礎(chǔ)長(zhǎng)度為l=2×2.1+2.1=6.3m根據(jù)基礎(chǔ)的對(duì)稱性知基礎(chǔ)形心即在B、C軸線中點(diǎn)fa=fak+dmd-0.5=230+3×1.05×18.5+1.0

14、15;19.52.05×2.05-0.5=318.3KPa（2）承載力修正 查表得b=2.0，d=3.0，先不考慮寬度修正，則（3）確定基礎(chǔ)寬度 荷載采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，于是b=FK1+FK2lfa-G=1757×26.3×318.3-20×2.05=2.01m 取b=2.0m（4） 計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力凈反力設(shè)計(jì)值 pj=F1+F2lb=1757×2×1.356.3×2=376.5KPa bpj=2×376.5=753KPa由剪力和彎矩的計(jì)算結(jié)果繪出V圖、M圖（5） 確定基礎(chǔ)高度取h=l15=21005=525mm，則

15、h0=525-45=480mm 受沖切承載力驗(yàn)算 根據(jù)對(duì)稱性知兩柱受沖切情況一致，故只需驗(yàn)算任意一個(gè)柱 對(duì)柱1而言Fl=F1-Pjac1+2h0bc1+2h0=1757×1.35-376.5×0.5+2×0.48×0.4+2×0.48=1360.8KN且bm=2ac1+bc1+4h0=2×0.9+4×0.48=3.72m0.7hftbmh0=0.7×1×1100×3.72×0.48=1375KN >Fl=1360.8KN (可以) 受剪承載力驗(yàn)算同理：取柱1沖切破壞錐體底面邊緣處

16、截面為計(jì)算截面，該截面剪力值為V=Vmax-bPj0.5ac1+h0=966.3-2×376.5×0.25+0.48=416.6KN0.7hftbh0=0.7×1×1100×2×0.48=739.2KN>V (可以)（6） 配筋計(jì)算 縱向鋼筋由彎矩圖知柱間無負(fù)彎矩，故基礎(chǔ)頂面只需按構(gòu)造配筋，可配10100由圖知最大正彎矩為M=830.2KN·m，所需鋼筋面積為：AS=M0.9fyh0=830.2×1060.9×360×480=5338mm2綜上知：基礎(chǔ)底面選用HRB400鋼筋，配11 25，其中1/2（5根）通長(zhǎng)布置；基礎(chǔ)頂面選用HPB235級(jí)鋼筋，配1010120，其中1/3（4根）通長(zhǎng)布置。 橫向鋼筋（采用HPB335級(jí)鋼筋，查混凝土結(jié)構(gòu)fy=300N/mm2）根據(jù)基礎(chǔ)的對(duì)稱性知柱1、2的等效梁寬相等，只需計(jì)算一個(gè)柱的配筋即可，對(duì)柱1，等效梁寬為：ac1+1.5h0=0.5+1.5×0.48=1.22m基底凈壓力：Pn1=F1b（ac1+1.5h0）=1757×1.352