2009級《地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程設(shè)計任務(wù)書

2009級《地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程設(shè)計任務(wù)書《地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計的教學(xué)目的通過本課程設(shè)計，使學(xué)生掌握基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論知識和應(yīng)用條件，明確理論的假定條件，掌握理論的適用范圍；能夠選擇和運用相關(guān)規(guī)范，初步選擇基礎(chǔ)方案，進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計；能夠繪制和識讀基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工圖，增強(qiáng)解決工程實際問題的能力。在設(shè)計中，樹立作為工程技術(shù)和管理人員應(yīng)有的職業(yè)道德、責(zé)任意識和敬業(yè)務(wù)實精神；培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作精神、溝通交流能力、科學(xué)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，并具有環(huán)保意識和開拓精神。二、課程設(shè)計的內(nèi)容和要求（一）設(shè)計題目某教學(xué)樓為多層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(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)布置如圖所示，試設(shè)計該基礎(chǔ)。（二）設(shè)計資料（1）工程地質(zhì)條件該地區(qū)地勢平坦，無相鄰建筑物，經(jīng)地質(zhì)勘察，工程地質(zhì)資料：自上而下依次為：①雜填土：厚約0.5m，含部分建筑垃圾；②粉質(zhì)粘土：厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130KN/m2；③粘土：厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值fak=210KN/m2；④全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚2.7m,承載力特征值fak=230KN/m2；⑤強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚3.0m,承載力特征值fak=300KN/m2；⑥中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖：厚4.0m,承載力特征值fak=620KN/m2；地基巖土物理力學(xué)參數(shù)表地表1層代號土名天然地基土承載力特征值內(nèi)摩擦角（Φ壓抗壓縮縮壓系數(shù)模強(qiáng)(a1-量度2)（E（fr（fs）k）ak）重度（γ）（e）孔隙比凝聚力（c））KN/m3度雜填土18201粉質(zhì)粘土0.34252220130.2010.0365020.粘土192022230.228.21580全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖023025.38033.000（三）設(shè)計內(nèi)容（1）確定基礎(chǔ)埋置深度（2）確定地基承載力特征值（3）確定基礎(chǔ)的底面尺寸（4）對基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、強(qiáng)度計算（5）確定基礎(chǔ)的高度（6）基礎(chǔ)底板配筋計算、并滿足構(gòu)造設(shè)計要求（7）編制設(shè)計計算書（8）繪制基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工圖（含平面圖、詳圖），提出必要的技術(shù)說明。三、課程設(shè)計成果形式及要求（1）計算書要求：書寫工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂。（2）制圖要求：所有圖線、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書寫端正、排列整齊、筆畫清晰，中文書寫為仿宋字。四、課程設(shè)計的考核按照學(xué)生所提交的設(shè)計計算書、施工圖及答辯情況，由指導(dǎo)教師進(jìn)行評分。評分等級分五級：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。評分標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)秀：計算書工整，條理性好，計算結(jié)果準(zhǔn)確無誤；施工圖符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求，正確反映設(shè)計結(jié)果，布圖合理，圖面整潔；答辯正確，學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真。良好：計算書工整，條理性好，計算結(jié)果大部分準(zhǔn)確無誤；施工圖符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求，布圖較合理，圖面較整潔；答辯基本正確，學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真。中等：計算書較工整，計算結(jié)果基本正確；施工圖基本符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求，布圖較合理，圖面較整潔；答辯基本正確，學(xué)習(xí)態(tài)度較認(rèn)真。及格：計算書內(nèi)容基本完整，計算結(jié)果無原則性錯誤；施工圖基本符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求，圖面還算整潔；在老師的提示下答辯基本正確，學(xué)習(xí)態(tài)度一般。不及格：下列情況之一均屬不及格：沒有完成設(shè)計任務(wù)；計算書錯誤較多；圖紙不符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求；不能正確回答老師提出的問題；學(xué)習(xí)態(tài)度差，有抄襲現(xiàn)象。五、主要參考文獻(xiàn)1.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2002）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20022.孫維東主編.土力學(xué)與地基基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20033.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50003-2001）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002六、工作計劃及進(jìn)度第一天上午：布置設(shè)計任務(wù)書，設(shè)計指導(dǎo)。第一天~第三天：編制設(shè)計計算書第四天：繪制施工圖紙第五天：答辯并上交課程設(shè)計成果《地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計》課程設(shè)計指導(dǎo)書地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分，必須根據(jù)上部結(jié)構(gòu)條件（建筑物的用途和安全等級、建筑布置、上部結(jié)構(gòu)類型等）和工程地質(zhì)條件（建筑場地、地基巖土和氣候條件等），結(jié)合考慮其他方面的要求（工期、施工條件、造價和節(jié)約資源等），合理選擇地基基礎(chǔ)方案，因地制宜，精心設(shè)計，以確保建筑物和構(gòu)筑物的安全和正常使用。基礎(chǔ)設(shè)計可按下列步驟進(jìn)行：(1）選擇基礎(chǔ)的材料、類型，進(jìn)行基礎(chǔ)平面布置；(2）選擇地基持力層；(3）地基承載力驗算，確定基礎(chǔ)底面尺寸；(4）地基變形驗算；(5）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計；(6）基礎(chǔ)施工圖繪制，并提出必要的技術(shù)說明。（一）確定基礎(chǔ)埋置深度d同前所述（二）確定地基承載特征值fa同前所述（三）確定基礎(chǔ)的底面面積A≥式中各符號意義同前所述（四）持力層強(qiáng)度驗算≤1.2fa≤fa式中pk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值(kPa)；pkmax——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值(kPa)；pkmin——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓力值(kPa)；Fk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值kN)；Gk——基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重(kN)；A——基礎(chǔ)底面面積(m2)；e0——偏心距(m)；fa——修正后的地基承載力特征值(kPa)；l——矩形基礎(chǔ)的長度(m)。（五）確定基礎(chǔ)的高度Fl≤0.7式中Fl——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時作用在Al上的地基土凈反力設(shè)計值(kN)；βhp——受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時，βhp取1.0；當(dāng)大于等于2000mm時，βhp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用；ft——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(kPa)；am——沖切破壞錐體最不利一側(cè)計算長度(m)；h0——基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度(m)。（六）底板配筋計算；；式中AsI、AsII——分別為平行于l、b方向的受力鋼筋面積(m2)；MI、MII——分別為任意截面I-I、II-II處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的彎矩設(shè)計值(kN·m)；l、b——分別為基礎(chǔ)底面的長邊和短邊(m)；fy——鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值(N/mm2)；pjmax、pjmin——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的基礎(chǔ)底面邊緣最大和最小地基凈反力設(shè)計值（kPa）；pjI、pjII——任意截面I-I、II-II處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的基礎(chǔ)底面地基凈反力設(shè)計值（kPa）；az、bz——分別為平行于基礎(chǔ)長邊和短邊的柱邊長(m)；（七）繪制施工圖（2號圖紙一張，如不夠可另附一張A3圖紙）合理確定繪圖比例（平面圖1：100、詳圖1：20~1：30）、圖幅布置；符合《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》。（八）、設(shè)計實例1.設(shè)計題目某教學(xué)樓為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨立基礎(chǔ)，柱網(wǎng)布置如圖2-1所示，在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，由上部結(jié)構(gòu)傳來的軸心荷載為680kN，彎矩值為80kN·m，水平荷載為10kN。柱永久荷載效應(yīng)起控制作用，柱截面尺寸為350mm×500mm，試設(shè)計該基礎(chǔ)。圖2-1柱網(wǎng)布置圖2.工程地質(zhì)情況該地區(qū)地勢平坦，無相鄰建筑物，經(jīng)地質(zhì)勘察：持力層為粘性土（ηb=0、ηd=1.0），土的天然重度為18kN/m3，fak=230kN/m2，地下水位在-7.5m處，無侵蝕性，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.0m（根據(jù)地區(qū)而定）。3.基礎(chǔ)設(shè)計⑴確定基礎(chǔ)的埋置深度dd=Z0+200=（1000+200）mm=1200mm根據(jù)GB50007-2002規(guī)定，將該獨立基礎(chǔ)設(shè)計成階梯形，取基礎(chǔ)高度為650mm，基礎(chǔ)分二級，室內(nèi)外高差300mm，如圖2-2所示。圖2-2基礎(chǔ)高度和底板配筋示意⑵確定地基承載特征值fa假設(shè)b＜3m,因d=1.2m＞0.5m故只需對地基承載力特征值進(jìn)行深度修正,⑶確定基礎(chǔ)的底面面積A≥考慮偏心荷載影響，基礎(chǔ)底面積初步擴(kuò)大12%，于是取矩形基礎(chǔ)長短邊之比l/b=1.5，即l=1.5b取b=1.6m則l=1.5b=2.4mA=l×b=2.4×1.6m=3.84m2⑷持力層強(qiáng)度驗算作用在基底形心的豎向力值、力矩值分別為＜符合要求。＜1.2fa=1.2×242.6kN/m2=291.12kN/m2＜fa=242.6kN/m2故持力層強(qiáng)度滿足要求。⑸基礎(chǔ)高度驗算現(xiàn)選用混凝土強(qiáng)度等級C20，HPB235鋼筋，查得混凝土ft=1.1N/mm2=1100kN/m2，鋼筋fy=210N/mm2。地基凈反力由圖4-8可知，h=650mm，h0=610mm；下階h1=350mm，h01=310mm；az1=1200mm，bz1=800mm。1)柱邊截面bz+2h0=(0.35+2×0.61)m=1.57m＜b=1.6m＞F1=171.2kN符合要求。2)變階處截面bz1+2h01=(0.8+2×0.31)m=1.42m＜b=1.6m＞F1=143.53kN符合要求。⑹基礎(chǔ)底板配筋計算1）計算基礎(chǔ)的長邊方向，I-I截面柱