基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書及例題

1、1基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書開題日期開題日期： 2014 年年 5 月月 26 日日 完成日期：完成日期： 2014 年年 6 月月 1 日日一、設(shè)計(jì)目的一、設(shè)計(jì)目的通過本次設(shè)計(jì)，讓學(xué)生初步掌握柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟、方法及具體的計(jì)算過程，并逐步培養(yǎng)從事基礎(chǔ)工程淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)能力。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容二、設(shè)計(jì)內(nèi)容（一）（一） 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)（二）（二） 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容1、確定基礎(chǔ)埋深；2、按持力層承載力特征值確定基礎(chǔ)底面尺寸；3、驗(yàn)算地基變形；4、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：擬定基礎(chǔ)剖面尺寸，進(jìn)行內(nèi)力分析、強(qiáng)度驗(yàn)算和配筋設(shè)計(jì)，并滿足構(gòu)造設(shè)計(jì)要求；5、繪制基礎(chǔ)施工圖

2、，包括基礎(chǔ)平面圖、立面圖及配筋圖。三、設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)資料1、 地形擬建建筑場(chǎng)地平整2、工程地質(zhì)資料自上而下依次為：號(hào)土層填土：厚約 0.5 m，含部分建筑垃圾；號(hào)土層粉質(zhì)黏土：厚 1.2 m，軟塑，潮濕，承載力特征值 fak=130 kpa；號(hào)土層黏土：厚 1.5 m，可塑，稍濕，承載力特征值 fak=180 kpa；號(hào)土層，細(xì)砂，層厚 2.7 m，中密，承載力特征值 fak=240 kpa；號(hào)土層，強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚度未揭露，承載力特征值 fak=300 kpa。3、巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)地基巖土物理力學(xué)參數(shù)如表 1 所示。2表 1 地基巖土物理力學(xué)參數(shù)表4、水文資料為地下水對(duì)混凝土無侵蝕性；地下水

3、位于地表下 1.5 m。5、上部結(jié)構(gòu)資料上部結(jié)構(gòu)為多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差 450mm。柱網(wǎng)布置見圖 1，圖中僅畫出了 1-6 列柱子，其余 7-10列柱子和 4-1 列柱子對(duì)稱。天然地基土重度（）孔隙比（e）黏聚力（c）內(nèi)摩擦角（）壓縮系數(shù)( a1-2)壓縮模量（Es）抗壓強(qiáng)度（frk）承載力特征值（fak）地層代號(hào)土的名稱kN/mKPa度1MPaMPaMPaKPa雜填土18粉質(zhì)粘土200.6534130.2010.0130粘土19.40.5825230.228.2180全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2122300.8240強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2220253.0300中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2

4、415404.06203圖 1 柱網(wǎng)平面圖6、上部結(jié)構(gòu)作用：柱底的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值和荷載效應(yīng)基本組合值分別見表 2 和見表 3。 表 2 柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值Fk (kN)Mk (kNm)Vk (kN)柱號(hào)A 軸B 軸C 軸A 軸B 軸C 軸A 軸B 軸C 軸197515481187140100198464844210321615125216412522155605231090173013121901502426266574115018151370210175271717367512181873143323519329780837461282188314962572183258690837

5、133919701560284242355969589814022057161823126637710210498915342140167733528840210911310610159822051727365309428120117114 表 3 柱底荷載效應(yīng)基本組合值F (kN)M (kNm)V (kN)柱號(hào)A 軸B 軸C 軸A 軸B 軸C 軸A 軸B 軸C 軸11268201215441831302586062582134221001627214163288727867314182250170624819531581867441496236017822742283539395885158

6、424351863306251386104108966166724481945334284423112117108717412562202836931546212512411681823267421043913464911331361289199527832181425375523142147138102078286622454554025571561531497、材料：混凝土等級(jí) C25C30，鋼筋 HRB400。48、根據(jù)以上所給資料及學(xué)生人數(shù)，每班劃分為 3 個(gè)組。第 1 組共 15 人，基礎(chǔ)持力層選用土層，設(shè)計(jì) A 軸柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；第 2 組共 15 人，基礎(chǔ)持力層選用土層，設(shè)計(jì) B

7、軸柱下獨(dú)立基礎(chǔ)；第 3 組共 15 人，基礎(chǔ)持力層選用土層，設(shè)計(jì) C 軸柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。三、設(shè)計(jì)成果及要求：三、設(shè)計(jì)成果及要求：成果：成果：基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書課程設(shè)計(jì)計(jì)算書（1）設(shè)計(jì)計(jì)算書封面封面上應(yīng)寫明設(shè)計(jì)題目、學(xué)生姓名、專業(yè)、年級(jí)、指導(dǎo)教師等信息，且必須打印。（2）目錄及正文目錄及正文格式自定，且必須手寫。要求：要求：1計(jì)算書按封面、任務(wù)書、目錄、正文、結(jié)束語及參考文獻(xiàn)的順序進(jìn)行計(jì)算書按封面、任務(wù)書、目錄、正文、結(jié)束語及參考文獻(xiàn)的順序進(jìn)行左左側(cè)側(cè)裝訂。裝訂。2 2計(jì)算書要求書寫工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂。計(jì)算書要求書寫工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂。四、參考資料四、參考資料1 土力學(xué) （

8、第 2 版）東南大學(xué)等四校合編.中國建筑工業(yè)出版社，2009；2 基礎(chǔ)工程 （第 2 版）華南理工大學(xué)等三校合編.中國建筑工業(yè)出版社，2009；3.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程趙明華 主編. 武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2003；4.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （新 1 版）白國良 主編. 武漢理工大學(xué)出版社，2011；5.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB500092012） ，中國建筑工業(yè)出版社，2012；6.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB500072011） ，中國建筑工業(yè)出版社，2011；7 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB500102010） ，中國建筑工業(yè)出版社，2010。5目 錄柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì).11.1 選擇基礎(chǔ)材料.31.2

9、 選擇基礎(chǔ)埋置深度.31.3 地基承載力特征值.41.4 初步選擇基底尺寸.51.5 驗(yàn)算持力層地基承載力.51.6 基礎(chǔ)高度的確定.61.7 變階處抗沖剪驗(yàn)算.81.8 配筋計(jì)算.81.9 基礎(chǔ)配筋大樣圖.10結(jié)束語.11參考文獻(xiàn).126獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)本人設(shè)計(jì)資料本人設(shè)計(jì)資料本人分組情況為第二組第 23 號(hào)，根據(jù)分組要求及參考書柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值及柱底荷載效應(yīng)基本組合值選用 8 題號(hào) B 軸柱底荷載.柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值: 。KNVmKNMKNFKKK104,266,2507柱底荷載效應(yīng)基本組合值: 。KNVmKNMKNF136,346,2674持力層選用 4 號(hào)全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖土

10、層，厚 2.7 米，承載力特征值，框架Kpafak240柱截面尺寸為 500mm500mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差 450mm。1.1 選擇基礎(chǔ)材料選擇基礎(chǔ)材料基礎(chǔ)采用 C25 混凝土，HRB335 級(jí)鋼筋，預(yù)估基礎(chǔ)高度 0.8m。1.2 選擇基礎(chǔ)埋置深度選擇基礎(chǔ)埋置深度根據(jù)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料選取。擬建廠區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性，地下水位于地表下 1.5m。取基礎(chǔ)底面高時(shí)最好取至持力層下 0.5m，本設(shè)計(jì)取 4 號(hào)土層為持力層，所以考慮取室外地坪到基礎(chǔ)底面為 0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得基礎(chǔ)剖面示意圖，如圖 1.2 所示。 修改圖上

11、尺寸7圖 1.2 基礎(chǔ)剖面示意圖1.3 求地基承載力特征值求地基承載力特征值af根據(jù)全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，查表得=2.0，=3.0。bd基底以上土的加權(quán)平均重度為：3/5 .185 . 05 . 12 . 15 . 0)1021(5 . 0)104 .19(5 . 1)1020(2 . 0201185 . 0mKNm由于持力層為粘土，地基承載力特征值為：Kpafak240持力層承載力特征值（先不考慮對(duì)基礎(chǔ)寬度修正值）為afKpadffmdaka6 .417)5 . 07 . 3(5 .180 . 3240)5 . 0(上式 d 按室外地面算起。1.4 初步選擇基底尺寸初步選擇基底尺寸取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值

12、： KNVmKNMKNFKKK104,266,2057計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重時(shí)的基礎(chǔ)埋置深度為KGmd43. 3)65. 32 . 3(218基礎(chǔ)底面積為200 . 67 . 3206 .4172057mdfFAGaK由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按 20%增大，即202 . 70 . 62 . 12 . 1mAA初步選定基礎(chǔ)底面積，且 b=2.4m3m 不需要再對(duì) 進(jìn)行22 . 734 . 2mblAaf修正。1.5 驗(yàn)算持力層地基承載力驗(yàn)算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重為KNdAGGK5 .3352 . 7)2 . 21043. 320(偏心距5 . 0615. 05 .33520578 . 010

13、4266lmGFMeKKKK，滿足要求。KminP0基底最大壓應(yīng)力：KNfKNleAGFPaKKK92.2682 . 137.256)316. 061 (4 . 844.3491282)61 (maxPmax=(2057+335.5)7.2(1+60.15/3)=4321.2KN1.6 計(jì)算基底反力計(jì)算基底反力取柱底荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值：KNVmKNMKNF136,346,2674靜偏心距為：mNMek17. 026748 . 01363460基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力為：KpalelbFPko7 .4971 .245maxmin)317. 061 (2 . 72674)61 (91.7

14、基礎(chǔ)高度基礎(chǔ)高度的確定的確定柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖 1.3）（a）10（b）圖 1.3 沖切驗(yàn)算簡圖（a）柱下沖切 （b）變階處沖切取 l=3m,b=2.4m, ,初步選定基礎(chǔ)高度 h=800mm，分兩個(gè)臺(tái)mambacct5 . 0,5 . 0階，每階段高度均為 500mm。，則取)(750220408000有墊層mmh。mmhaatb4 . 20 . 275. 025 . 020取=2.0m。因此，可得bammaaabtm1250220005002)(因?yàn)槠氖軌?，沖切力：Kpappn7 .497max取200max,)22()22(hbbbhalpFccnl KN3 .577)75.

15、 025 . 024 . 2(4 . 2)75. 025 . 023(7 .4972抗沖切力為11KNKNhafmthp3 .57744.83375. 025. 11027. 10 . 17 . 07 . 030因此滿足要求。1.8 變階處抗沖剪驗(yàn)算變階處抗沖剪驗(yàn)算由于有則取,35050400,5 . 1,2 . 120111mmhmambbatmmhaatb4 . 29 . 17 . 02 . 12011所以取，mab9 . 11maaabtm55. 129 . 12 . 121沖切力為2011011max,)22()22(hbbbhalpFnlKN7 .446)35. 022 . 124

16、. 2(4 . 2)35. 025 . 123(7 .4972抗沖切力為KNKNhafmthp7 .4463 .48235. 055. 11027. 10 . 17 . 07 . 030因此滿足要求。1.9 配筋計(jì)算配筋計(jì)算選用 HPB335 鋼筋，。2/300mmNfy1)1)基礎(chǔ)長邊方向基礎(chǔ)長邊方向?qū)τ?截面，柱邊凈反力為)(2min,max,min,nnlnInpplalppKpa5 .392) 1 .2457 .497(325 . 031 .245懸臂部分凈反力平均值為KpappInn1 .445)5 .3927 .497(21)(21,max,12彎矩為)2()(2(2412,max

17、,1ccInnbbalppM mKN 3 .614)5 . 04 . 22()5 . 03(1 .4452412鋼筋的面積為2601,6 .30337503009 . 0103 .6149 . 0mmhfMAyIS對(duì)于-截面（變階處） ，有)(2min,max,1min,3 ,nnnnpplalpp Kpa6 .434) 1 .2457 .497(325 . 131 .245彎矩為 )2()(2(241121,max,3bbalppMInn m5 .244)2 . 14 . 22()5 . 13(6 .4342412KN鋼筋的面積為26033 ,3 .25873503009 . 0105 .2

18、449 . 0mmhfMAyS因此比較和，應(yīng)取配筋，實(shí)際配，則鋼筋根數(shù)為3sA1sA1sA200161612003000n220 .321716164mmAS2)2)基礎(chǔ)短邊方向基礎(chǔ)短邊方向因?yàn)樵摶A(chǔ)受單向偏心荷載作用，所以，在基礎(chǔ)短邊方向的基底反力可按均勻分布計(jì)算，取Kpapppnnn4 .371) 1 .2457 .497(21)(21min,max,與長邊方向的配筋計(jì)算方法相同，對(duì)于-截面（柱邊）的計(jì)算：彎矩為13)2()(24122ccnalbbpMKpa1 .363)5 . 032()5 . 04 . 2(4 .3712412260122,1 . 0101 .3639 . 0mmhfMAyS-截面（變階處）的計(jì)算：彎矩為)2()(2411214albbpMnKpa1 .167)5 . 132()2 . 14 . 2(4 .3712412260144,3 . 0101 .1679 . 0mmhfMAyS因此，按在短邊方向配筋，實(shí)際配鋼筋根數(shù)為2sA150122111503000n2221 .1793237521124mmmmAS1.10 基礎(chǔ)配筋大樣圖基礎(chǔ)配筋大