1、土力学与地基基础课程设计柱下钢筋混凝土独立基础土力学与地基基础课程设计任务书题目：柱下钢筋混凝土独立基础1.1设计资料1、 地形：拟建建筑场地平整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1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值 fak=130kPa3粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值 fak=180kPa ；4全风化砂质泥岩：厚 2.7m,承载力特征值fak =240 kPa5强风化砂质泥岩：厚 3.0m,承载力特征值fak =300 kPa6中风化砂质泥岩：厚 4.0m,承载力特征值fak =620 kPa地基岩土物理力学参数表 表21地
2、层 代土 名天然地基土重度孔隙 比 e力擦弟 ($)压缩 系数 (al2)压缩 模量 (Es)抗压 强度 (frk)承戟力 特征值 (fak)KPa度MPa灯盅朶埴土1S粉质粘土200,5534136 2010.0130粘土19.40.5825230.228.21E0全阳t砂 质泥岩2122300.8240强风化砂 质泥岩2220253.0300中阂仇砂质泥岩2415406203、水文资料为:地下水对混凝土无侵蚀性。1.5m。地下水位深度：位于地表下450mm。柱网布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，室内外高差置见下图：上部结构作用在柱底的荷载标准值见表
3、2 :柱底荷载标准值 表2题号Fk阿Mk CKN-m)Vk阿A轴B轴C轴A轴B轴C轴負轴B轴197515481187140100说46484421032161?112571641云22155052310501730131219015024262665741150181513702101752717173675121818731433235193257308374612821883114962572183258630837133?1970156028424235596953914022057161823126637710210498g15342140167733528S40210?1131加10
4、15582205172736530942812011?114上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合设计值见表3:柱底荷載效应基本组合设计值 *3题号F (KN)M阿血V (KIDA轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴1126820121544183130258川曲582134221001527214163288n786731418225017062431953158174414P623601782P 274228p53rr归r 885158424351甜325110410896(5166724481945p34284：423H12U71087174125心202S31594621125124llf
5、i826742104391346491帀3H36128g1955278321814253755234214713310207828662245455C4025571561531435、材料：混凝土等级C 25C30，钢筋I、n级。1.2设计要求：每班分为3个组。第1组共十八人，基础持力层选用土层，设计第2组共十八人，基础持力层选用土层，设计第3组共十八人，基础持力层选用土层，设计A轴柱下独立基础；B轴柱下独立基础；C轴柱下独立基础：每人根据所在组号和题号，完成各自要求的轴线基础设计。对另外两根轴线的基础，只要 求根据所给荷载确定基础底面尺寸。1.3设计内容1、设计柱下独立基础包括确定基础埋深、
6、基础底面尺寸，对基础进行结构的内力分析、强度计算，确定基础高 度、进行配筋计算，并满足构造设计要求，编写设计计算书。2、绘制基础施工图包括基础平面布置图、基础大样图，并提出必要的技术说明。1.4地基基础设计成果1地基基础设计计算书(1)设计计算书封面封面上应写明设计题目、学生姓名、专业、年级、指导教师姓名、完成日期(2)目录及正文格式(格式另见附属文件)。2设计图纸设计要求：绘制比例为 1: 100或1: 200 A3图纸打印稿1B轴与轴线相交柱下基础埋置深度的选择2地基承载力特征值的确定3地基承载力特征值的修正4基础底面尺寸的确定4.1初步选择基地尺寸4.1.1轴心荷载作用下基础底面面积4.
7、2验算持力层地基承载力4.2.1基础和回填土重4.2.2基地最大压应力5软弱下卧层的验算6地基变形验算及沉降量计算7基础高度的确定7.1基础类型的确定7.2计算基底净反力7.3系数C7.4基础的有效高度ho7.5基础底板厚度h7.6设计采用阶梯形基础底板厚度h7.7基础台阶宽度b及宽高比验算8基础板底配筋计算9A轴柱下基础埋置深度的选择10地基承载力特征值的确定11地基承载力特征值的修正12基础底面尺寸的确定12.1初步选择基底尺寸12.1.1轴心荷载作用下基础底面面积12.1.2考虑偏心荷载作用的影响，取 A0 = （1.11.4）A12.2验算持力层地基承载力12.2.1基础和回填土重12
8、.2.2偏心距1223基底最大压应力13 C轴柱下基础埋置深度的选择14地基承载力特征值的确定15地基承载力特征值的修正16基础底面尺寸的确定16.1初步选择基地尺寸16.1.1轴心荷载作用下基础底面面积16.1.2考虑偏心荷载作用的影响，取 A0 = （1.11.4）A16.2验算持力层地基承载力16.2.1基础和回填土重16.2.2偏心距16.2.3基底最大压应力设计心得与感想参考文献设计计算书根据课程设计任务书数据取值如下：Fk =1282KN Mk =210KN myk =71KNFk -1883KNMk =218KN mVk =90KNFk =1187KN*Mk=198KN myk
9、= 44KN1、 B轴与轴线相交柱下基础埋置深度的选择根据工程地质资料和设计要求，本轴线的基础持力层选用土层，故初定基础 埋置深度取 d =0.45+0.5+1.2+1.5=3.65m。2、 地基承载力特征值的确定根据工程地质资料和基础埋置深度的选择 d=3.65m，可知地基承载力特征值fak = 240 kPa。3、 地基承载力特征值的修正根据建筑地基基础设计规范规定：当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m 时，从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按 下式修正：fa 二 fak b (b-3) d m(d -0.5)式中:fa 修正后的地基承载力特征值 kPa
10、；fak 地基承载力特征值kPa；b、 d 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查教 材表47基底以下土的重度，地下水位以下取浮重度 7 （ kN/m3）；m 基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度（ kN/m3）；b基础底面宽度（m）;当宽度小于3m按3m取值，大于6m按6m取值； d 基础埋置深度（m）;当埋深小于0.5m时按0.5m取值，一般自室外地面 标咼算起。在填方整平地区，可自填土地面标咼算起，但填土在上部 结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱 形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基 础或条形基础时.应从室内地面
11、标高算起。由于基础宽度尚未确定，假定b3m首先进行深度修正：根据基础埋置深度所在的持力层为粘土，由查表可知：n nb =2.0 d =3.0人=0.95I8n2*19.4.5 =1923 kN/m33.65fa=fak b （b-3） d m（d -0.5） =240+0+3 19.23 （3.65-0.5 ） =421.72 kPa4、 基础底面尺寸的确定4.1初步选择基底尺寸4.1.1轴心荷载作用下基础底面面积得 A Fk 1883 5.16 m2fa ?Gd 421.7220江3.65 + 10H.7初步选择基础底面面积 A = L X b = 2.7 X 2.7 = 7.29 m 由于
12、b 3.0 ，不需要再对fa进行宽度修正。4.2验算持力层地基承载力421基础和回填土重G k = G d A = 20X 3.65-10 X 1.7X 7.29 = 408.24 KN422 基地最大压应力kmin kmaxFk Gk _ 1883 408.24A 7.29=314.3 kPaR = (P k max + P k min )/2 = 314.3 kPa fa =421.72 kPaPkmax=314.31.2 fa =506.06 kPa故满足要求。5、 软弱下卧层的验算根据工程地质资料和基础埋置深度的选择 d = 3.65 m，可知在持力层以下无软弱土层且其下土层承载能力高
13、于持力层的地基承载能力，满足承载能力的要求，故 不需进行软弱下卧层的验算。6、 地基变形验算及沉降量计算1、 该建筑是多层框架结构，属于丙级建筑；2、 地基承载力特征值大于130kPa,且是体型较简单的建筑；3、 该基础地基的持力层是岩石，且不是荷载很大的偏心作用；4、 地基内有厚度不大且厚薄均匀的填土。根据建筑地基基础设计规范可知，以上的条件的基础不需进行地基变形验7、 基础高度的确定7.1基础类型的确定采用阶梯形基础，选用C25的混凝土浇筑，基础底下用100厚C10混凝土垫层7.2计算基底净反力F 2448由 Ps = = =335.8 kPaL b 2.7 2.77.3系数C已知 ft=
14、 1.27N/ mm2, bt=0.5m, -hp =1.0, Ps =335.8 kPa根据公式 C=b 星=2.7 -0.5：70 =1.93 l+OBhp-1 1+0.7 汇 1.0 汉 p Ps 335.87.4基础的有效高度h01 , 有公式：h0= 卜 bt . (b2t c) =488mm27.5基础底板厚度hh = h0 + 40+10 = 488+50 = 538mm7.6设计采用阶梯形基础底板厚度 h采用2级台阶，各层取h1 = 350 mm实际基础有效高度h0 = h1 2 - 40 = 660mm7.7基础台阶宽度b及宽高比验算取基础台阶宽b=550mm基础台阶宽高比：
15、 -550 =1.57 2.5h1 350& 基础板底配筋计算选用 HRB335钢筋，fy = 300 N/ mm2(1)柱边净反力P = Ps = Pmax = Pmin =335.8 kPa(2)弯矩却-小2小(贏+勻=312.69KN m(3)基础底板受力钢筋面积计算实际配筋 As=2079mm2 ( : 14200 )。9、 A轴柱下基础埋置深度的选择根据工程地质资料和设计要求，初定基础埋置深度 d = 0.95+1.2=2.15 m10、地基承载力特征值的确定根据工程地质资料和基础埋置深度的选择 d = 2.15 m，可知地基承载力特征值fak = 180 kPa11、地基承载力特征
16、值的修正由于基础宽度尚未确定，首先进行深度修正： 根据基础埋置深度所在的持力层为粘土，空隙比 e=0.58，由查表可知b =0.3 d =1.618 0.95 20 1.0 0.2 (20-10)m =18.19 kPa2.15fafak b (b-3) d m(d -0.5) =180+0+1.6 X 18.19 X (2.15-0.5) =228 kPa12、基础底面尺寸的确定1282Fka 一 Gd=6.86 m2228 - 20 2.15 10 0.212.1.2考虑偏心荷载作用的影响，取 A0 = (1.11.4)A则 A 0 = (1.1 1.4) X 6.86 = (7.55 9
17、.61) m2初步选择基础底面面积 A = L X b = 3.2 X 3 = 9.6 m由于b 0 满足。12.2.3 基地最大压应力fa =228 kPaPk = ( Pkmax+ Pkmin )/2 = 174.55 kPa Pkmax=214.731.2 fa=273.6 kPa故满足要求。13、C轴柱下基础埋置深度的选择根据工程地质资料和设计要求，初定基础埋置深度 d = 0.95+1.2=2.15 m14、地基承载力特征值的确定根据工程地质资料和基础埋置深度的选择 d = 2.15 m，可知地基承载力特征值=180 kPa15、地基承载力特征值的修正由于基础宽度尚未确定，首先进行深
18、度修正：根据基础埋置深度所在的持力层为粘土，空隙比 e=0.58，由查表可知 d =1.618 0.95 20 1.0 0.2 (20-10)m =18.2 kPa2.15fa = fak b (b-3) d m(d -0.5) =180+0+1.6X 18.2 X (2.15-0.5) =228 kPa16、基础底面尺寸的确定16.1初步选择基底尺寸16.1.1轴心荷载作用下基础底面面积16.1.2考虑偏心荷载作用的影响，取 A)= (1.11.4)A则 A 0 = (1.1 1.4) X 6.35 = (6.98 8.89) m初步选择基础底面面积 A = L X b = 2.5 X 3.
19、5 = 8.75 m由于b 0 满足。16.2.3 基地最大压应力kPa233.9119.4fa =228 kPaJR = (P k max + P k min )/2 = 176.7 kPa Pkmax=233.91.2 fa =273.6 kPa故满足要求设计心得与感想时间过得真是挺快的，课程设计的期限转眼间也到了，终于通过自己的努力和老师的帮助完 成了这次课程设计任务，如释重负。通过此次课程设计让我对建筑有了更深层次的理解，对建筑 基础设计的步骤及方法有了更全面的掌握。从只能从书本上一步步的去分解建筑构件，上升到了 借助老师和同学的帮助可以初步的设计一栋简单框架结构建筑独立基础，做到了学
20、以致用。此次 的小试牛刀让我更加深爱建筑这门学科，更加坚定了当初的信念。但雏形终究是雏形，还有很多 不足之处，时间较仓促很多地方还存在缺陷，希望刘老师批评指正。本课程设计是在刘传辉老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治 学精神，精益求精的工作作风，耐心的回答我们每个问题，无论是否占用了他的私人时间都能及 时的给予解答，保证了我们能及时跟上进度。深深地感染和激励着我。从课题的选择到设计的最 终完成，刘老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向刘老师致以诚挚的谢意和崇高 的敬意。此次课程设计也让我体会到了团队的力量，遇到难点时虚心听取同学的见解难题迎刃而 解。在此也感谢
21、给予了我帮助的同学，你们的提醒与鞭策让我的设计更完善。自恃书本知识学得扎实的我，在设计过程中许多细节上出现了错误。这提醒我时刻保持清醒 的头脑，保持认真严谨的治学态度和谦虚谨慎的处事原则。再次，感谢刘老师对我的帮助！参考文献 中华人民共和国国家标准建筑地基基础规范 (GB 50007-2002).(2)席永慧、潘林有 主编土力学与基础工程.高等教育出版社.2002(3)高大钊、袁聚云 主编土质学与土力学人民交通出版社.2002(4)华南理工大学、东南大学、浙江大学、湖南大学.地基与基础第3版.中国建筑工业出版社(5)赵明华主编土力学与基础工程第3版.武汉理工大学出版社.2009王杰主编 土力学与基础工程.中国建筑工业出版社.2003(7)陈希哲 编著土力学地基基础.第4版.清华大学出版社
