土力学与基础工程 课程设计

基础工程课程设计任务书
一、教学要求
根据本课程教学大纲的要求，学生应通过本设计掌握天然地基上的浅基础设计的原理与方法，培养学生的分析问题、实际运算和绘制施工图的能力，以巩固和加强对基础设计原理的理解。
二、设计任务
设计四川南充某办公楼的基础，根据上部结构及地基条件用柱下独立基础。
三、设计要求
设计依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）和《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）。
0
2
4.5
2.31
4 0.1744
=0.6978
3139.9
3139.9
0.0216
67.82
3
7.0
3.59
4 0.1339
=0.5354
3748.08
608.1
0.1125
68.42
4
7.6
3.90
4 0.12646
=0.50584
3844.38
96.3
0.1125
10.83
5
8.2
4.21
4 0.11972
基础和回填土重：
偏心距：
基础底面处的平均压力值：
基础底面边缘的最大压力值：
基础底面边缘的最小压力值：
满足要求。确定该柱基础底面长l=5.2m，b=3.3m。
5
5.1 B柱
软弱下卧层顶面处自重应力：
软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度：
由灰褐色淤泥质粉质粘土
由 查表得地基压力扩散角
软弱下卧层顶面处的附加压力：
基底压力：
基底附加压力：
6.2.1确定基础沉降计算深度
因为不存在相邻荷载的影响，可按下式估算基础沉降计算深度 ：
因 ，故 。按该深度，沉降量计算至淤泥质亚粘土层。
6.2.2沉降计算
沉降见表。其中 应用“角点法”，即将基础分为4块相同的小面积，查表时按 查，查得的平均应力系数应乘以4。
表C柱基础最终沉降量计算
抗冲切力：
=1125.32KN 846.98KN。可以。
结论：柱边对基础抗冲切强度满足要求。
8.1.3变阶处抗冲切验算
8.1.3.1第一阶基础截面抗冲切验算（见图2）
四.设计资料
1、上部结构资料：
上部结构为四层框架，层高 ，框架、主梁、次梁、柱为现浇整体，主梁 ，次梁 ,楼板厚 ,柱截面 ,室内外高差 。
2、下部地基资料：
该建筑位于非地震区,不考虑地震影响。建筑场地地质情况复杂，地质由杂填土、亚粘土、淤泥质亚粘土及细粉砂组成（表1）。各层地基土的物理力学指标见下表。
图1柱网平面图
土层
编号
土层
名称
层底深度（m）
γ
kN/m3
ω(%)
е
IL
Es
kPa
C
kPa
φ°
fa
kPa
Ⅰ
人工填土
1.5
18
Ⅱ
亚粘土
6.5
19.5
35.3
0.95
0.65Leabharlann Baidu
5100
28
16
180
Ⅲ
淤泥质亚粘土
13.1
18
36.0
1.10
1.0
1200
24
11
105
Ⅳ
粉、细砂
19.1
19
9500
30
160
8
8.1 B柱基础高度验算
8.1.1计算基底反力
偏心距：
基础边缘处的最大和最小净反力：
8.1.2基础高度（选用阶梯形基础）
柱边基础截面抗冲切验算（见图1）
，初步选择基础高度h=1000㎜，从下至上分300㎜，300㎜，400㎜三个台阶， ㎜（有垫层）， 。 ，取 ，
因偏心受压
冲切力：
=
=846.98KN
本科课 程（设计）
题目：土力学与地基基础课程设计
学院：工学院
姓 名：梁浩枝
学号：20121304
专业：工程管理
班级：工程管理1201班
指导教师：职 称：
二0一 五年六月
1
人工填土不能作为持力层，选用亚粘土作为持力层。
柱
标准组合
准永久组合
基本组合
B柱
N（kN）
2400
2280
3240
M（kN.m）
210
沉降计算见表。其中 应用“角点法”，即将基础分为4块相同的小面积，查表时按 查，查得的平均应力系数应乘以4。
6.1.3 校核
根据规范规定， 计算出 （179.29mm），得
0.00318 0.0250，表明所取 =10.6m符合要求。
表B柱基础最终沉降量计算
点号
1
0
1.38
0
4 0.2500
=1.000
=0.47888
3926.82
82.44
0.1125
9.27
6
8.8
4.51
4 0.11395
=0.4552
4005.76
78.94
0.1125
8.88
7
9.4
4.82
4 0.1082
=0.4328
4068.73
62.97
0.1125
7.08
8
10.0
5.13
4 0.10315
=0.41258
4125.8
提示：
1、熟悉题目要求及场地工程地质条件；
2、选择持力层、确定基础埋深；
3、确定基础类型及材料；
4、按容许承载力确定基础尺寸；
5、下卧层强度验算；
6、分别计算A、B、C柱基础沉降；
7、按允许沉降差调整基底尺寸；
8、基础高度验算；
9、配筋计算；
10、绘制施工图。
JIANGXI AGRICULTURALUNIVERSITY
0.47
0.0979
0.046
91.656
0.0005
6.2.3 校核
根据规范规定， 计算出 91.656mm），得0.0005 0.0250，表明所取 =6.7m符合要求。
6.2.4确定沉降经验系数
，查表得 =1.0307
则基础最终量：
7
由于B柱 1.069MPa，C柱 0.8387MPa，由于小于4MPa，属于高压缩土， 。符合要求。
57.07
0.1125
6.42
178.72
0.0359
9
10.6
5.44
4 0.0985
=0.394
4176.4
50.6
0.01125
0.569
179.29
0.00318
6.1.4确定沉降经验系数
压缩层范围内土层压缩模量的平均植：
，查表得 =1.09
则基础最终沉降量：
6.2 C
基础底面处的自重应力：
注:地下水位于粉、细砂层底
3、基础选用材料：
基础混凝土选用 ，钢筋选用 ，垫层采用素混凝土 ，100厚。
五．设计步骤
1、根据地质条件确定基础的埋置深度
2、根据地基承载力与荷载计算基底面积，并进行软弱下卧层验算：
对于偏心受压基础两边长之比一般L/B≤2，最大不超过3。
3、根据建筑层数及地质条件确定基础类型
4、地基变形验算
5、基础剖面设计与结构计算
（1）按冲切强度要求，设计底板高度。
（2）根据柱边或变阶处的弯矩值进行底板配筋计算。
6、绘制基础施工图，编写施工说明书。
设计要求：
1、设计A、B、C柱下独立基础；
2、计算A、B、C柱下独立基础，并按容许变形值调整基底尺寸；
3、绘制施工图（基础平面图（局部）,基础详图）及编写施工说明。
点号
1
0
1.58
0
4 0.2500
=1.000
0
2
4.5
2.73
4 0.1638
=0.6552
2948.4
2948.4
0.0188
55.43
3
6.1
3.70
4 0.1359
=0.54392
3317.91
3317.91
0.0979
36.18
4
6.7
4.24
4 0.1238=0.49528
3318.38
200
284
C柱
N（kN）
1800
1620
2430
M（kN.m）
250
238
338
土层
编号
土层
名称
层底深度（m）
γ
kN/m3
ω(%)
е
IL
Es
kPa
C
kPa
φ°
fa
kPa
Ⅰ
人工填土
1.5
18
Ⅱ
亚粘土
6.5
19
32.3
0.95
0.65
5200
28
15
150
Ⅲ
淤泥质亚粘土
12.1
18
36.0
1.10
1.0
基础底面边缘的最大压力值：
基础底面边缘的最小压力值：
满足要求。确定该柱基础底面长l=5.4m，b=3.9m。
4.2 确定C柱基底尺
由于偏心力矩不大，基础底面面积按30％增大，即A=1.3 =17.03 。一般l/b=1.2～2.0，初步选择基础底面尺寸：
不需要对 进行修正。
4.2.1持力层承载力验算
地基承载力特征值 （先不考虑对基础宽度进行修正）：
4.1 确定B柱基底尺寸
由于偏心力矩不大，基础底面面积按20％增大，即A=1.2 =20.96 。一般l/b=1.2～2.0，初步选择基础底面尺寸：
≤ ,但 =0不需要对 进行修正。
4.1.1持力层承载力验算
基础和回填土重：
偏心距：
基础底面处的平均压力值：
验算： （满足）
5.2 C
软弱下卧层顶面处自重应力：
软弱下卧层顶面处的附加压力：
验算： （满足）
6
6.1 B柱
基础底面处的自重应力：
基底压力：
基底附加压力：
6.1.1确定基础沉降计算深度
因为不存在相邻荷载的影响，可按下式估算基础沉降计算深度 ：
因 ，故 。按该深度，沉降量计算至淤泥质亚粘土层。
6.1.2沉降计算
1000
24
12
100
Ⅳ
粉、细砂
19.1
19
10000
30
160
2确定基础埋深选择基础埋深 根据设计任务书中给出的数据，人工填土 ，因持力层应选在亚粘土层处，故取
3确定基础类型及材料基础类型为：柱下独立基础
基础材料：混凝土采用C25，钢筋采用HPB235。
4确定基础底面尺寸根据亚粘土e=0.95， ，查表得 。因d=2.0m。基础底面以上土的加权平均重度：