基础工程课程设计任务书及指导书1.doc

基础工程课程设计任务书及指导书1 基础工程课程设计任务书及计算书基础工程课程设计任务书及计算书南京工业大学南京工业大学基础工程课程设计任务书学生姓名学号专业（一）上部结构资料某框架结构柱网图如下，边柱与角柱截面为400400mm2，中柱截面为500500mm2，柱间距均为6m。 F1=（600+学号后两位数字10）kN=，F2=（1100+学号后两位数字学号后两位数字10）kN=，F3=（2000+学号后两位数字10）kN=。 F3F3F2F2F2F2F1F1F1F1F2F2（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。 层号土名状态密实度厚度密度含水量孔隙比C(kPa)I PI L压缩系数标贯击数压缩模量m g/cm3%Mpa-1N63.5MPa1填土可塑稍密见下表2.022粉土可塑中密见下表2.02210.651870.210.211283粉质粘土软塑中密52.0123.90.751418.2120.820.356.65.64粉土可塑中密22.02250.666xx.45粉土可塑密实未揭开2.02250.615.42820.4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2.02.02.01.51.51.51.01.01.0粉土3.54.04.54.04.55.05.05.56.0根据学号，选择填土层厚度为，粉土层厚度为。 选（三）设计内容（任选1项）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7.绘制施工图。 ?桩基础设计资料建筑桩基安全等级为2级。 采用钢筋混凝土预制桩，断面尺寸300?300mm，单桩承载力特征值为500kN。 桩身材料混凝土为C30，轴心抗压强度设计值f c=15MPa，弯曲抗压强度设计值f m=16.5MPa；主筋采用4?16，其强度设计值f y=310MPa.承台材料混凝土为C30，轴心抗压强度设计值f c=15MPa，弯曲抗压强度设计值f m=16.5MPa；抗拉强度设计值f t=1.5MPa.设计内容及要求1.确定桩数和桩的平面布置2.群桩中基桩受力验算3.群桩承载力验算4.承台结构设计及验算5.桩及承台施工图设计包括桩平面布置图、桩身配筋图、承台配筋图和必要的施工说明6.需提交的报告计算说明书和桩基础施工图要求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；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。 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独立基础设计 2、 1、1选择持力层钢筋混凝土柱下独立基础设计 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45mm 2、 1、2计算地基承载力特征值，并修正 2、 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，由此查表计算可知承载力fak=140)1012(1015140180?=156kpa查表有深度修正系数为2所以)5.0()3(?d b f fm d b ak a?=kpa6.216)5.02(2.202156? 2、 1、3计算基础所需底面尺寸 2、 1、3计算基础所需底面尺寸有三种荷载设计值F1=735KN F2=1435KN F3=2035KN荷载标准值分别为FK1=544.44KN FK2=1062.96KN FK3=1507.41KN又有公式d fFbaK?20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1.7558m2.4534m2.9216m初选基础地面宽度b为1.8m2.5m3m 2、 1、4验算软弱层强度和沉降量 2、 1、4验算软弱层强度和沉降量基底处总竖向力Fk+Gk(KN)=d bF K?220带入数据得总竖向力分别为674.04KN1312.96KN1867.41KN基底平均压力Pk(kpa):2bG FPKKK?带入数据得Pk分别为208.038kpa210.074kpa207.490kpa可见Pk均小于地基承载力特征值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。 又有43.16.5821?ssEE，z/b分别为67.18.13?2.15.23?133?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22)tan2()(?z bPbcd Kz，带入数据计算分别为31.464kpa44.993kpa52.445kpa下卧层自重应力cz（kpa)z dczm?kpacz101)32(2.20?下卧层kpaz dczm2.20)32(101?又有下卧层标贯数6.6，所以kpa fak8.112)106.6(5140180140?修正承载力kpa d bffmdbaka6.294)5.02(2.2028.112)5.0()3(?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*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,1434.6KN m nnb E?021带入四组数据分别得0.05542，0.0399，0.03325，0.039900557.0684.011202?L Ejk所以，各个基础的沉降量k jkj jjFF S?，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=0.002?6000=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=3.4m修正后nn(mm/KN)分别为mnnbE?0210.055416667，0.031171875，0.018472222，0.029338235修正后JK(mm/KN)=0.005570423所以修正基础尺寸后沉降56.6917413mm,64.23682034mm,72.89115313mm65.50557699mm,沉降差均小于限值，符合要求。 *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基底处总竖向力Fk+Gk(KN)=dbF K?220674.041472.562673.811525.36基底平均压力Pk(kpa):2bG FPKKK?208.038409143.804976991.694356131.9518134前计算得知kpa fa6.216?，可见a kfP?持力层承载力验算通过。 下卧层顶面的附加应力z（kpa)为22)tan2()(?z bPbcd Kz，带入数据计算分别为31.463915634.3162965524.87212731.95658231进而求得101?z czz?132.463916135.3162965125.87213132.9565823前面计算得知kpa fa6.294?，可见a czzf?下卧层承载力验算通过。 2、 1、5设计基础剖面，并计算配筋 2、 1、5设计基础剖面，并计算配筋地基净反力设计值Pj（kpa)，2bFP j?带入数据可得结果分别为226.85kpa，140.14kpa，69.79kpa，124.13kpa，要考虑25.0tan?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，002h b?分别为1010mm，1530mm，2410mm，1610mm由此可见?b002h b?求抗冲切面积A1，由公式xx)24.02()24.02(hbb hbA?得A1分别为0.5552m,1.9752m,5.8382m,2.2422m。 所以11A PFj?，125.897KN,276.738KN,407.417KN,278.307KN而抗冲切力F（KN）?00)4.0(7.0h hf Fthp?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。 04.021tanhb?，所以tan?值分别为2.295081972.4778761062.48756222.479338843满足条件5.2tan?值分别为66.5，68.0，68.1，68.0；4)4.0()4.0(1234?b bA带入修正后的不同的基础地面尺寸得（2m）0.772.527.252.85计算梯形的形心至柱边的距离)4.0 (6)4.02()4.0(0?bb bL，带入数据得0.4242m，0.8815m，1.6092m，0.9474m于是01234l Ap Mj?，带入数据分别为74.1KN*m，311.3KN*m，814.2KN*m335.2KN*m计算配筋钢筋为HRB335级，fy=300N/mm2，09.0h fMAys?，带入数据得四种底面的钢筋面积分别为899.92mm，2040.62mm，3000.52mm，2051.82mm。 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)F3F2 (2)由于计算沉降F2有区别，故区分开选择持力层基础埋深d(m)2222重要公式备注计算地基承载力特征值(kpa)标贯击数101512特征值fak(kpa)140180156深度修正系数2加权平均重度20.2承载力特征值fa(kpa)216.6216.6216.6216.6fa=fak+d*r m*(d-0.5)基础底面尺寸(m)荷载F(KN)735143520351435FK(KN)544.4441062.9631507.4071062.963基础计算尺寸(m)1.7562.4532.9222.453b=sqrt（Fk/（fa-20*d）基础底面宽度b(m)1.802.503.002.50修正后基础尺寸b(m)1.803.205.403.40持力层及下卧层强度荷载值Fk(KN)544.4441062.9631507.4071062.963基底处总竖向力Fk+Gk(KN)674.041472.562673.811525.36基底平均压力Pk(kpa)208.038143.80591.694131.952Pk=（Fk+Gk）/power(b,2)及沉降量验算持力层承载力结论通过通过通过通过压缩模量Es18压缩模量Es25.6Es1/Es21.43软弱层距离z(m)3z/b1.671.201.00Es1/Es2323Es1/Es252521.43tan0.3924711下卧层附加应力z（kpa)31.46434.31624.87231.957z=b?*（Pkcd）/（b+2*z*tan）?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+cz132.464135.316125.872132.957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WcWoWm0.561.120.95Fn734.61434.62034.61434.6nn(mm/KN)0.05540.03990.03330.0399nn=(1-power(u,2)/Eo/b*WmJK(mm/KN)0.00560.00560.00560.0056jk=(1-power(u,2)/Eo/3.1415/6沉降量（mm）56.69276.758102.95880.657s=jjFj+jkFk修正后基础尺寸b(m)1.803.205.403.40修正后nn(mm/KN)0.05540.03120.01850.0293nn=(1-power(u,2)/Eo/b*Wm修正后JK(mm/KN)0.00560.00560.00560.0056jk=(1-power(u,2)/Eo/3.1415/6修正基础尺寸后沉降（mm）56.691764.236872.891265.5056相邻基础沉降差小于12mm基地附加压力po（KN/m2)226.73140.1069.77124.10柔性基础角点沉降s（mm)24.0026.3622.15s=(1-power(u,2)*Wc*F/b/Eo柔性基础中点沉降s(mm)47.9952.7244.31s=(1-power(u,3)*Wo*F/b/Eo柔性基础平均沉降量s(mm)40.7144.7237.58s=(1-power(u,4)*Wm*F/b/Eo下卧层土的压缩系数a0.35下卧层土的压缩模量Eo5600000l/b1111z/b1.6670.9380.5560.882应力系数ac0.1070.1830.2270.190附加应力z(kpa)97.274102.53563.28994.208z=4aco z/b4.4442.5001.4812.353应力系数ac0.02230.06040.12330.0663附加应力z(kpa)20.23533.85734.40932.929量软弱层沉降量s(mm)58.75568.19648.84963.569s3=（a/（1+e