土木工程土力学课程设计

《土力学与地基基础》课程设计

专业名称土木工程

所在班级

学生姓名

学生学号

指导教师

设计提交日期

目录

一设计资料

1.1地形地质 (2)

1.2工程地质资料 (2)

1.3水文资料 (2)

1.4上部结构资料 (3)

1.5材料选用 (3)

二设计步骤

2.1 A-6柱基础的设计

1、确定基础埋深 (4)

2、确定地基底面尺寸 (4)

3、受冲切承载力验算 (5)

4、基础底板配筋计算 (6)

2.2 B-6柱基础的设计 (7)

2.3 C-6柱基础的设计 (7)

2.4 结束语 (9)

三参考文献 (10)

一设计资料

1.1、地形：拟建建筑场地平整

1.2、工程地质资料：自上而下依次为：

① 杂填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾；

② 粉质粘土：厚1.0m，软塑，潮湿，承载力特征值

f=150kPa；

ak

③ 粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值

f=210kPa；

ak

④ 全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值

f=250kPa

ak

⑤ 强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值

f=300kPa

ak

⑥ 中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值

f=800kPa

ak

1.3、水文资料：地下水对混凝土无侵蚀性。地下水位深度：位于地表下1.5m。

1.4、上部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内

外高差450mm。柱网布置见下图：

1.5、基础材料：C25-C30级混凝土，I、II级钢筋。

材料选用：C30级混凝土 HRB335级钢筋混凝土垫层采用C10级混凝土

C30 级混凝土：ft=1.43MP

HRB335 级钢筋：fy=300N/m㎡

二 设计步骤

2.1 A-6柱基础的设计 1、确定基础埋深

根据设计要求，基础持力层为土层④且边柱，考虑基础底面高时最好取至持力层下0.5，

本设计取是外到柱底，故假定h=500+1000+1500+500=3500mm 。根据地基岩土物理力学参数表1.1：假设b<3m ，埋深为3.5m<5m,查表得 b η =0.3，d η =1.6。仅对深度进行修正。

ak f =250KN/2m

180.520 1.0 1.59.40.511

3.513.89m

a

kP γ⨯+⨯+⨯⨯+⨯==

()()()30.5250 1.613.89 3.52.00.5316.672a ak b d m f f b d kPa ηγηγ=+-+-=+⨯⨯-=

2、确定地基底面尺寸

计算基础和回填土的所受重力G 的基础埋深采用平均埋深d

3.5 3.95

3.7252

d m +=

= 由

1150k F KN = 316.672a f kPa = ()

211150

4.35316.67220 1.510 2.225k a G F A m f d γ≥

==-⨯+⨯-

令211.4 6.09A A m ==

初拟定地基底面尺寸27002400b l mm mm ⨯=⨯ 验算持力层的地基承载力

223

120 1.5 6.4810 2.225 6.48338.5811

2.7 2.4 2.91666

k G G dA KN W bl m γ==⨯⨯+⨯⨯===⨯⨯=

基底压力

max k min

11.21150338.58210 1.271331.2213.56.48 2.916128.76k K K K k P F G M V kPa P bl W kPa ++++⨯=+=±= 验算

max 331.22+128.76

=

=222.99316.6722

331.22 1.2 1.2316.672380.0k a k a P kPa f kPa

P kPa f kPa <==<=⨯= 地基承载力满足要求。

地基础些部为强风化和中风化砂质泥岩，承载力强度满足要求，因此不必进行软弱下卧层承载力验算。

也不必计算地基变形验算，此土层最终沉降已经完成。

3、基础的受冲切承载力验算

采用C10混凝土100mm 厚垫层，基础采用C30 ，2

1.43t f N mm =，钢筋采用HRB335 级钢

筋，2

300y

f N mm =。柱截面尺寸a*b=500mm*500mm,基础底面尺寸bl=2.7m*2.4m.确定基础高

度（采用阶梯形），初选基础高度h=800mm ，50s a mm =，0750s h h a mm =-=， 1.0

hp β=。

计算基底净反力 偏心距

2730.18260.414956M l

e m m F =

==<=

基础底面地基净反力最大值和最小值

max

min

334.53128.896149560.18116.48 2.4j j P kPa

P kPa F e bl b ⨯⎛⎫⎛⎫=

±=±= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

朱棣对基础的冲切验算

02700250027502000b t l mm

a a h mm <==+=+⨯=

根据几何关系，冲切作用面积

2

2

002

2.70.5 2.40.50.75 2.40.7522222

2220.8t t l b a b l A h l h m ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-----=--⨯--- ⎪ ⎪

⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭= 冲切设计值

max 334.530.8267.62l j l F P A KN =⨯=⨯= 抗冲切力

00.50.75 1.252b

m a a a a h m +=

=+=+=

300.70.71 1.4310 1.250.75918.437hp t m f a h KN β=⨯⨯⨯⨯⨯= 计算表明

max 00.7j l hp t m P A f a h β<