基礎(chǔ)工程課程設(shè)計-5

基礎(chǔ)工程課程設(shè)計班級姓名:學(xué)號:授課教師:基礎(chǔ)工程課程設(shè)計計算書設(shè)計任務(wù)根據(jù)房屋建筑學(xué)課程設(shè)計及混凝土原理課程設(shè)計修改方案，對該小學(xué)教學(xué)樓進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計。通過PKPM計算柱腳內(nèi)力并生成基礎(chǔ)詳圖，在計算內(nèi)力的前提下，參考PKPM基礎(chǔ)設(shè)計方案設(shè)計基礎(chǔ)類型并對基礎(chǔ)底板進(jìn)行配筋計算。2、設(shè)計計算要求：（1）綜合分析設(shè)計資料和地基資料，確定基礎(chǔ)類型（注意必要時采用聯(lián)合基礎(chǔ)）；（2）應(yīng)用PKPM導(dǎo)算(或估算)整幢樓基礎(chǔ)設(shè)計所需的荷載；（3）確定基礎(chǔ)埋置深度（注意同一幢樓盡量采用同一埋深）；（4）確定地基承載力特征值；（5）確定基礎(chǔ)底面尺寸；（6）持力層及下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算；（7）確定基礎(chǔ)高度；（8）基礎(chǔ)底板配筋；（9）使用PKPM軟件設(shè)計基礎(chǔ)的結(jié)果；并與手算結(jié)果進(jìn)行比較（選做）；（10）繪制施工圖1號或2號圖紙1~2張（用流酸紙，繪圖筆繪圖），合理確定繪圖比例（平面圖為1：100、基礎(chǔ)詳圖為1：20~1：30），圖幅布置合理；繪圖符合《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定。應(yīng)包含圖紙說明和工程數(shù)量表。3、基本要求（1）整個說明書應(yīng)滿足計算過程完整、計算步驟清楚、文字簡明、符號規(guī)范和版面美觀的要求，圖紙應(yīng)該表達(dá)正確、布局合理和尺寸齊全；（2）每位同學(xué)獨(dú)立完成自己的任務(wù)，要求為整幢建筑完整的基礎(chǔ)設(shè)計；（3）每位同學(xué)上交一份說明書和一套圖紙，說明書可用A4紙打印裝訂好，圖紙按要求折好。4、基礎(chǔ)平面圖及詳圖繪圖要求（1）基礎(chǔ)平面圖內(nèi)容及繪法1）采用直接正投影法繪制，剖視位置在正負(fù)零處，應(yīng)畫出剖到的墻或柱及其基礎(chǔ)底面的輪廓線（如條形基礎(chǔ)和獨(dú)立基礎(chǔ)的底面外形）；2）基礎(chǔ)平面應(yīng)繪制與建筑圖一致的平面布置和軸線，表示建筑朝向的指北針，一般畫在平面圖的右上角；3）標(biāo)注軸線、墻、柱尺寸關(guān)系和剖面號，標(biāo)注基礎(chǔ)底面尺寸，標(biāo)注墻垛、垃圾道等的剖面尺寸，基礎(chǔ)梁、柱等的編號，標(biāo)注圈梁、構(gòu)造柱的平面布置、基槽寬度等；4）剖到的墻或柱應(yīng)畫成中粗線，基礎(chǔ)底面外形用細(xì)線，鋼筋混凝土柱子涂紅；（2）基礎(chǔ)詳圖內(nèi)容與繪法1）注明室內(nèi)地面至基礎(chǔ)底面范圍內(nèi)的豎向尺寸、墻厚、墊層寬度、大放腳的尺寸和總寬度尺寸，防潮層位置及墊層做法，外墻基礎(chǔ)剖面還需注明室外地坪的相對標(biāo)高；2）鋼筋混凝土基礎(chǔ)尚應(yīng)標(biāo)注鋼筋直徑與間距，現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)尚應(yīng)標(biāo)注預(yù)留插筋、搭接長度、箍筋加密等，對樁基礎(chǔ)要表示承臺、配筋及樁尖埋深等；3）繪制圈梁截面尺寸、配筋數(shù)量等；4）防潮層做法及距室內(nèi)地面的尺寸，一般可在附注中說明?；緱l件確定人工填土不能作為持力層，選用粉質(zhì)粘土層作為持力層。雜填土，故持力層選在粉質(zhì)粘土層，基礎(chǔ)埋深。基礎(chǔ)混凝土等級采用C30級混凝土，鋼筋采用HRB335級鋼筋。PKPM計算結(jié)果如下：柱標(biāo)號軸力N（KN）彎矩MX（KN/m）彎矩MY（KN/m）最大組合J1Z(A1)50913.62.2N=758.9KNMX=17.5KN/mMY=34.8KN/mZ(B1)72312.82.7Z(C1)526.73.825Z(A2)673.817.20.3Z(A3)674.317.50.3Z(E4)750.216.417.9Z(E5)753.216.218.5Z(A8)673.117.10.4Z(D11)758.98.734.3Z(A13)610.015.55.7Z(D13)729.77.334.8J2Z(A4)102018.812N=1044.7KNMX=19.9KN/mMY=11.4KN/mZ(A5)10231911.4Z(A9)792.318.43.3Z(A10)877.611.40.3Z(B10)101815.60.3Z(A11)921.419.90.5Z(A12)894.611.90.5Z(B12)1044.716.20.6J3Z（BC2）Z（B2）926.813.80.2NB=1254.8KNNV=1154.9KNMX=15.8KN/mMY=12.9KN/mZ（C2）938.30.63.2Z（BC3）Z（B3）924.613.50Z（C3）919.20.21.7Z(BC4)Z(B4)1247.215.313Z(C4)1120.45.69.2Z(BC5)Z(B5)1254.814.812.9Z(C5)1154.96.011.2Z(BC8)Z(B8)907.813.70.3Z(C8)917.80.72.4Z(BC9)Z(C9)884.71.70Z(B9)103715.23.9Z(BC11)Z(B11)1211.215.80.8Z(C11)1100.20.69.1J4Z(A67)Z(A6)534.917.462.3N6=534.9KNN7=599.9KNMX=35.2KN/MMY=62.3KN/MZ(A7)599.935.234.1J5Z(BC67)Z(B6)661.245.261.5Z(B7)733.828.164.4Z(C6)465.433.877.7Z(C7)419.233.869.3J6Z(BC13)Z(B13)792.037.667.0NB=792.0KNNC=702.6KNMX=67.0KN/MMY=85.6KN/MZ(C13)702.626.385.6參考PKPM設(shè)計結(jié)果，各基礎(chǔ)類型選用如下：基礎(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)，為雙柱聯(lián)合基礎(chǔ),為四柱聯(lián)合基礎(chǔ)。三、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計根據(jù)粉質(zhì)粘土，查表得，基礎(chǔ)埋深?；A(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度：對地基承載力特征值進(jìn)行修正（暫且不考慮對基礎(chǔ)寬度進(jìn)行修正）：（1）獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計確定基礎(chǔ)的基底尺寸基礎(chǔ)的柱腳內(nèi)力（取荷載標(biāo)準(zhǔn)組合）為：X方向彎矩較Y方向小，故以Y方向的彎矩為主進(jìn)行計算，X方向只做復(fù)核參考。考慮基礎(chǔ)偏心作用，將基礎(chǔ)底面面積按20％增大，即基底面積采用方形基礎(chǔ)，初步選擇基礎(chǔ)底面尺寸：，,不需要對進(jìn)行修正。（2）持力層承載力驗(yàn)算用于持力層驗(yàn)算的回填土高度為故基礎(chǔ)和回填土重：偏心距：，（滿足）基礎(chǔ)底面處的平均壓力值：,（滿足)驗(yàn)算基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值：(滿足)驗(yàn)算基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓力值：,(滿足）故基底面積滿足要求，確定該基礎(chǔ)底面尺寸為。（3）軟弱下臥層驗(yàn)算由于持力層下存在軟弱下臥層，故需對其進(jìn)行驗(yàn)算。由，且。故取地基壓力擴(kuò)散角下臥層頂面處附加應(yīng)力軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力：下臥層承載力特征值：由淤泥質(zhì)粘土查表得，（滿足）2、基礎(chǔ)的抗沖切驗(yàn)算由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010》確定基礎(chǔ)配筋和驗(yàn)算材料張度時，上部傳來的荷載效應(yīng)組合應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，相應(yīng)的基底反力內(nèi)角反力（不包括基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)臺階上回填土重所引起的反力）上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向荷載設(shè)計值初步擬定高度。按規(guī)范要求，鋪設(shè)墊層時保護(hù)層厚度不低于40mm，所以保護(hù)層厚度為50mm，則基礎(chǔ)抗沖切錐體的有效高度。柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力，應(yīng)按以下公式進(jìn)行驗(yàn)算其中因?yàn)椋视嬎慊變舴戳υO(shè)計值凈偏心距基底最大和最小凈反力設(shè)計值基礎(chǔ)高度因?yàn)楣视泄蕸_擊驗(yàn)算時沖切力：C30級混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。抗沖切力：柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力滿足要求。3、基礎(chǔ)配筋計算基礎(chǔ)底板配筋：由于為正方形，且MX，MY比較相差不大，因此兩方向布筋相同。配筋率故選用（實(shí)配）。（2）獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計1、確定基礎(chǔ)的基底尺寸（1）基礎(chǔ)的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合為Y方向彎矩較X方向小，故以X方向的彎矩為主進(jìn)行計算，Y方向只做復(fù)核參考。考慮基礎(chǔ)偏心作用，將基礎(chǔ)底面面積按20％增大，即基底面積采用方形基礎(chǔ)，初步選擇基礎(chǔ)底面尺寸：，,不需要對進(jìn)行修正。（2）持力層承載力驗(yàn)算用于持力層驗(yàn)算的回填土高度為故基礎(chǔ)和回填土重：偏心距：，（滿足）基礎(chǔ)底面處的平均壓力值：，（滿足)驗(yàn)算基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值：(滿足)驗(yàn)算基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓力值：(滿足）故基底面積滿足要求，確定該基礎(chǔ)底面尺寸為。（3）軟弱下臥層驗(yàn)算由于持力層下存在軟弱下臥層，故需對其進(jìn)行驗(yàn)算。由，且。故取地基壓力擴(kuò)散角下臥層頂面處附加應(yīng)力軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力：下臥層承載力特征值：由淤泥質(zhì)粘土查表得，（滿足）2、基礎(chǔ)的抗沖切驗(yàn)算由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010》確定基礎(chǔ)配筋和驗(yàn)算材料張度時，上部傳來的荷載效應(yīng)組合應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，相應(yīng)的基底反力內(nèi)角反力（不包括基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)臺階上回填土重所引起的反力）上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向荷載設(shè)計值初步擬定高度。按規(guī)范要求，鋪設(shè)墊層時保護(hù)層厚度不低于40mm，所以保護(hù)層厚度為50mm，則基礎(chǔ)抗沖切錐體的有效高度。柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力，應(yīng)按以下公式進(jìn)行驗(yàn)算其中因?yàn)?，故計算基底凈反力設(shè)計值凈偏心距基底最大和最小凈反力設(shè)計值基礎(chǔ)高度因?yàn)楣视泄蕸_擊驗(yàn)算時沖切力：C30級混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。抗沖切力：柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力滿足要求。3、基礎(chǔ)配筋計算基礎(chǔ)底板配筋：由于為正方形，且MX，MY比較相差不大，因此兩方向布筋相同。選用（實(shí)配）四、雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計1）聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計確定基礎(chǔ)的基底尺寸（1）計算基底形心位置及基礎(chǔ)長度對柱Z(B5)的中心取距，由，得：采用矩形基礎(chǔ)，初步選定基礎(chǔ)底面尺寸A=bl=2.8×5.6=15.68m。b=2.8不需要修正。（2）持力層承載力驗(yàn)算用于持力層驗(yàn)算的回填土高度為故基礎(chǔ)和回填土重：基礎(chǔ)底面處的平均壓力值：，（滿足)故基底面積滿足要求，確定該基礎(chǔ)底面尺寸為。（3）軟弱下臥層驗(yàn)算由于持力層下存在軟弱下臥層，故需對其進(jìn)行驗(yàn)算。由，且。故取地基壓力擴(kuò)散角下臥層頂面處附加應(yīng)力軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力：下臥層承載力特征值：由淤泥質(zhì)粘土查表得，（滿足）2、基礎(chǔ)的抗沖切驗(yàn)算初步擬定高度。按規(guī)范要求，鋪設(shè)墊層時保護(hù)層厚度不低于40mm，所以保護(hù)層厚度為50mm，則基礎(chǔ)抗沖切錐體的有效高度。柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力，應(yīng)按以下公式進(jìn)行驗(yàn)算其中因?yàn)?，故因?yàn)楣视泄蕸_擊驗(yàn)算時沖切力：C30級混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值?？箾_切力：柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力滿足要求。3、基礎(chǔ)配筋計算（1）縱向配筋（采用HRB335）柱間正彎矩，所需鋼筋面積為：基礎(chǔ)底面配，As=4771mm2.柱間負(fù)彎矩較小，按構(gòu)造配筋即可。橫向鋼筋A(yù)s=2471mm2沿基礎(chǔ)全長均配。實(shí)際As=6154mm22)聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計1、確定基礎(chǔ)的基底尺寸（1）計算基底形心位置及基礎(chǔ)長度對柱Z(A6)的中心取距，由，得：采用矩形基礎(chǔ)，初步選定基礎(chǔ)底面尺寸A=bl=2.7*2.7=7.29m。b=2.7不需要修正。（2）持力層承載力驗(yàn)算用于持力層驗(yàn)算的回填土高度為故基礎(chǔ)和回填土重：基礎(chǔ)底面處的平均壓力值：，（滿足)故基底面積滿足要求，確定該基礎(chǔ)底面尺寸為。（3）軟弱下臥層驗(yàn)算由于持力層下存在軟弱下臥層，故需對其進(jìn)行驗(yàn)算。由，且。故取地基壓力擴(kuò)散角下臥層頂面處附加應(yīng)力軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力：下臥層承載力特征值：由淤泥質(zhì)粘土查表得，（滿足）2、基礎(chǔ)的抗沖切驗(yàn)算初步擬定高度。按規(guī)范要求，鋪設(shè)墊層時保護(hù)層厚度不低于40mm，所以保護(hù)層厚度為50mm，則基礎(chǔ)抗沖切錐體的有效高度。柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力，應(yīng)按以下公式進(jìn)行驗(yàn)算其中因?yàn)?，故因?yàn)楣视泄蕸_擊驗(yàn)算時沖切力：C30級混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值?？箾_切力：柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力滿足要求。3、基礎(chǔ)配筋計算（1）縱向配筋（采用HRB335）柱間正彎矩，所需鋼筋面積為：基礎(chǔ)底面配，As=3051mm2.柱間負(fù)彎矩較小，故按構(gòu)造配筋即可。橫向配筋由于為方形基礎(chǔ)，故橫向配筋取縱向配筋布置。聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計1、確定基礎(chǔ)的基底尺寸（1）計算基底形心位置及基礎(chǔ)長度對柱Z(B5)的中心取距，由，得：2采用矩形基礎(chǔ)，初步選定基礎(chǔ)底面尺寸A=bl=2.2×4.4=9.68m。b=2.2不需要修正。（2）持力層承載力驗(yàn)算用于持力層驗(yàn)算的回填土高度為故基礎(chǔ)和回填土重：基礎(chǔ)底面處的平均壓力值：，（滿足)故基底面積滿足要求，確定該基礎(chǔ)底面尺寸為。（3）軟弱下臥層驗(yàn)算由于持力層下存在軟弱下臥層，故需對其進(jìn)行驗(yàn)算。由，且。故取地基壓力擴(kuò)散角下臥層頂面處附加應(yīng)力軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力：下臥層承載力特征值：由淤泥質(zhì)粘土查表得，（滿足）2、基礎(chǔ)的抗沖切驗(yàn)算初步擬定高度。按規(guī)范要求，鋪設(shè)墊層時保護(hù)層厚度不低于40mm，所以保護(hù)層厚度為50mm，則基礎(chǔ)抗沖切錐體的有效高度。柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力，應(yīng)按以下公式進(jìn)行驗(yàn)算其中因?yàn)?，故因?yàn)楣视泄蕸_擊驗(yàn)算時沖切力：C30級混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。抗沖切力：柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力滿足要求。3、基礎(chǔ)配筋計算（1）縱向配筋（采用HRB335）柱間正彎矩，所需鋼筋面積為：基礎(chǔ)底面配，As=2916mm2.柱間負(fù)彎矩按最小配筋率配筋，As=2916mm2.橫向鋼筋A(yù)s=1116mm2b沿基礎(chǔ)全長均配。實(shí)際As=6154mm2。五、四柱聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計（1）計算基底