基础工程设计

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1、WORD格式基础工程课程设计任务书及指导书适用课程：基础工程土力学与地基基础单位：襄樊学院建筑工程学院2012.2专业资料整理WORD格式基础工程课程设计任务书学生姓名学号专业（一）上部结构资料22某框架结构柱网图如下，边柱与角柱截面为400*400mm，中柱截面为500*500mm，柱间距均为 6m。 F1=（ 600+学号后两位数字） kN=， F2=（ 1100+ 学号后两位数字） kN=， F3=（ 2000+学号后两位数字） kN=。F1F2F2F1F2F3F3F2F1F2F2F1（二）地质资料经探测，地层岩性及土的物理力学性质如下表。地下水埋深为5m，无腐蚀性。层土名状态密实厚度密

2、度含水孔隙c(kpa) °IPIL压缩标贯压缩号度量比系数击数模量-13%MpaN63.5 MPamg/cm1 人工 2.02可塑稍密见下填土表2 粉土可塑中密见下表软塑中密3 粉质粘土4 粉土可塑中密5 粉土可塑密实未揭开填土层和粉土层的厚度（单位：m）分别为：学号 1-1011-2021-3031-4041-5051-6061-7071-8081-90填土粉土根据学号，选择填土层厚度为，粉土层厚度为。专业资料整理WORD格式（三）设计内容：方案一：钢筋混凝土柱下独立基础；方案二：柱下条形基础方案三：桩基础柱下独立基础设计步骤及内容1. 选择持力层，设定埋深2. 计算地基承载力特征

3、值，并修正3. 计算基础所需底面尺寸4. 计算各基础的沉降量（只考虑正交方向相邻基础的影响），并验算沉降差是否满足要求，如不满足要求则调整基础大小后再验算5. 验算软弱层强度，调整基础埋深6. 设计各基础剖面，并计算配筋6. 绘制施工图。要求： 1. 计算书要求手写，采用 A4 白纸，字迹工整，计算步骤齐全，内容完整，计算简图线条清晰，比例正确；2. 图纸要求手绘、电脑绘制都可以，用 A3 纸打印，包括一张基础平面布置图，一张基础剖面及平面配筋详图。图纸出现两份及两份以上雷同者，包括原创者，成绩均为不及格。3. 上交成果时，任务书、计算书、图纸依序装订在一起。柱下独立基础设计范例钢筋混凝土柱下

4、独立基础设计2、 1、 1 选择持力层因为下卧层有软弱层，故基础要浅埋，基础埋深d=2 米。混凝土强度等级：C20,fc=9.60N/mm2钢筋级别： HRB335,fy=300N/mm2基础与覆土的平均容重：20.00kN/m3 作用力位置标高：0.000m基础混凝土保护层厚度：45mm2、 1、 2 计算地基承载力特征值，并修正承载力特征值：标贯数为 12，由此查表计算可知：180140承载力 fak=(1210)140=156kpa1510 查表有深度修正系数为2所以 ff(b3)(d0.5)a=156220.2(20.5)216.6kpaakbdm2、 1、 3 计算基础所需底面尺寸有

5、三种荷载设计值F1=735KNF2=1435KNF3=2035KN荷载标准值分别为FK1=544.44KNFK2=1062.96KNFK3=1507.41KN又有公式bFf aK20专业资料整理WORD格式d专业资料整理WORD格式方柱下基础底面选择方形，带入上面数据就有：对应的基础尺寸最小值为初选基础地面宽度b 为：2、 1、 4 验算软弱层强度和沉降量2 基底处总竖向力Fk+Gk(KN)=Fbd20K带入数据得总竖向力分别为：基底平均压力 Pk(kpa):PFG KK2Kb带入数据得 Pk 分别为： 208.038kpa210.074kpa207.490kpa可见： Pk 均小于地基承载力

6、特征值fa=216.6kpa ，所以持力层承载力验算通过，后面由于调整沉降差改变了基础尺寸，再做验算。E8，s1又有： 1.43E5.6s2z/b 分别为：33311.671.231.82.5查表内插法计算 =23+（ 25-23 ） /2*(1.43-3)=21.43tan =0.39247下卧层顶面的附加应力 z （ kpa) 为：2b(P Kcd)z，2(b2ztan)带入数据计算分别为：下卧层自重应力cz （ kpa) ：czmcz20.2( 2 3)101kpadz101cz下卧层 kpam20.2dz(23)又有下卧层标贯数6.6 ，所以180140f ak140(6.610)11

7、2.8kpa5修正承载力：fdkpaakbdm专业资料整理WORD格式而 z+ cz=132.464kpa ， 145.993kpa ， 153.445kpa,均小于 faz=294.6kpa ，所以下卧层承载力验算通过。持力层图的变形模量Eo=8，泊松比u=0.4 ，柔性基础影响系数Wm=0.95专业资料整理WORD格式* 由于 F2 的相邻基础情况有两种，故记作F21， F22F1=734.6KN,F21=1434.6KN,F3=2034.6KN,1434.6KN21m 带入四组数据分别nnEb0得：0.05542 ， 0.0399 ， 0.03325 ， 0.039922jk110.40

8、.00557EL860所以，各个基础的沉降量SjjF j jkF k，带入数据有：56.69174mm， 76.7582mm，102.958mm， 80.6575mm查表得相邻基础沉降差小于0.002L=0.0026000=12mm，调整基础尺寸，修正后基础尺寸 b(m) b1=1.8m,b21=3.2m,b3=5.4m,b22=3.4m21修正后 nn(mm/KN)分别为： nnmE0b0.055416667 ， 0.031171875 ， 0.018472222 ，0.029338235修正后 JK(mm/KN)=0.005570423所以修正基础尺寸后沉降：沉降差均小于限值，符合要求。*

9、 具体下卧层沉降量计算见计算表39 列至 51 列。根据改变后的基础尺寸，再一一验算前面的指标：2 基底处总竖向力Fk+Gk(KN)=Fbd20： K基底平均压力 Pk(kpa):FG KPK 2Kb前计算得知： fkpaa216.6 ，可见 Pkf a持力层承载力验算通过。下卧层顶面的附加应力 z （ kpa) 为：2b(P Kcd)z，带入数据计算分别为：2(b2ztan)专业资料整理WORD格式进而求得： 101zczz专业资料整理WORD格式前面计算得知：fkpaa294.6 ，可见 zczf a下卧层承载力验算通过。2、 1、 5 设计基础剖面，并计算配筋F地基净反力设计值Pj （

10、kpa) ，Pj 带入数据可得结果分别为：2b226.85kpa ， 140.14kpa ， 69.79kpa ， 124.13kpa ，要考虑 tan0.25这个条件，综合考虑：取 h 值分别为 350mm， 610mm， 1050mm， 650m，保护层厚度 45mm，则 ho=305mm， 565mm， 1005mm， 605mm，b02h 分别为 1010mm，1530mm， 2410mm， 1610mm0由此可见： bb02h0求抗冲切面积A1，由公式：2A1(h)b(h)0022222222得 A1 分别为 0.555m,1.975m,5.838m,2.242m。所以 F1PAj

11、，1125.897KN,276.738KN,407.417KN,278.307KN而抗冲切力F（ KN）：F0.7f(0.4hh0)hpt0带入数据有： 165.5693KN,320.031KN,468.1793KN,320.031KN由此可见 Fl 均小于对应的F 值，抗冲切验算通过。1b0.4tan，所以 tan 值分别为：2h0满足条件： tan2.5值分别为66.5 ， 68.0 ，68.1 ， 68.0 ；(b0.4)(b0.4)A：123442带入修正后的不同的基础地面尺寸得：（m）计算梯形的形心至柱边的距离：(b0.4)(2b0.4)L，带入数据得：0b6(0.4)专业资料整理W

12、ORD格式0.4242m， 0.8815m， 1.6092m， 0.9474m于是：MpA1234lj ，带入数据分别为：074.1KN*m， 311.3KN*m，2计算配筋：钢筋为HRB335级， fy=300N/mm，专业资料整理WORD格式MAs ，0.9fhy0带入数据得四种底面的钢筋面积分别为：899.92222mm， 2040.6mm，3000.5mm， 2051.8mm。选择钢筋：12120(As=943mm2)，20150(As=2095mm2)24150(As=3016mm2，)20150(As=2095mm2)其中括号内为实配钢筋面积。钢筋混凝土柱下独立基础设计F1F2(1

13、)F3F2(2)由于计算沉降 F2 有区别，故区分开选择持基础埋深 d(m)2222 重要公式备注力层计算地标贯击数 101512特征值 fak(kpa)140180156基承载力特征深度修正系数 2 加权平均重度 20.2值 (kpa)承载力特征值 fa(kpa)216.6216.6216.6216.6fa=fak+d*r m*(d-0.5)荷载 F(KN)735143520351435FK(KN)544.4441062.9631507.4071062.963基础底基础计算尺寸 (m)1.7562.4532.9222.453b>=sqrt（ Fk/ （ fa-20*d ）面尺寸(m)基

14、础底面宽度 b(m)1.802.503.002.50修正后基础尺寸 b(m)1.803.205.403.40持力层荷载值 Fk(KN)544.4441062.9631507.4071062.963及下卧基底处总竖向力 Fk+Gk(KN)674.041472.562673.811525.36层强度基底平均压力 Pk(kpa)208.038143.80591.694131.952Pk=（ Fk+Gk） /power(b,2)专业资料整理WORD格式及沉降持力层承载力结论通过通过通过通过量验算压缩模量 Es18 压缩模量 Es25.6Es1/Es21.43软弱层距离z(m)3Es1/Es23 23E

15、s1/Es25 25 21.43tan 0.3924711 z=b2* （ Pkcd） / （ b+2*z*tan ）下卧层附加应力 z（2下卧层自重应力 cz（ kpa)101 下卧层 rm20.2rm= cz/ （ d+z）下卧层标贯数6.6 下卧层 fak(kpa)112.8下卧层承载力特征值faz （ kpa ） 294.6faz=fak+2.0*rm*（ d-0.5 ） z+均小于 faz=294.6下卧层承载力结论通过通过通过通过持力层图的变形模量Eo8 泊松比 u0.4柔性基础影响系数 nn=(1-power(u,2)/Eo/b*Wmjk=(1-power(u,2)/Eo/3.1

16、415/6沉降量（ mm） jjFj+ jkFk修正后基础尺寸修正后 nn=(1-power(u,2)/Eo/b*Wm修正后 jk=(1-power(u,2)/Eo/3.1415/6修正基础尺寸后沉降（mm）相邻基础沉降差小于12mm基地附加压力po（柔性基础角点沉降s（柔性基础中点沉降专业资料整理WORD格式柔性基础平均沉降量 下卧层土的压缩系数 a0.35 下卧层土的压缩模量 Eo5600000l/b1111应力系数附加应力 z=4ac o应力系数附加应力 软弱层沉降量（ a/ （ 1+e）* z*hi地基净反力设计值Pj （基础有效高度ho（ mm)3055651005605保护层厚度45mm抗冲切面积A1（ m）抗冲切力F=0.7*hp*ft*(0.4+ho)*ho（）设计基础剖面结果通过通过通过通过及配筋计算Q(度A1234（ m）Lo（ m）M (KN*m） =Pj*A1234*LoAs（ =M /(0.9*fy*ho)配筋 12120(As=943mm2)20150(As=2095mm2)24150(As=3016mm2)施工图见图纸。20150(As=20钢筋为 HRB335级，95mm2)fy=300N/mm专业资料整理