基础工程课程设计任务书及指导书.doc

基础工程课程设计任务书及指导书 华中科技大学土木工程与力学学院基础工程设计原理课程设计任务及指导书（土木工程专业）姓名学号班级二O一二年六月任务书一.设计资料某教学楼为多层现浇钢筋混凝土框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。 柱网布置如图所示。 基础方案采用柱下钢筋混凝土独立基础或柱下桩基础。 （1）工程地质条件该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察，工程地质资料自上而下依次为杂填土厚约0.5m，含部分建筑垃圾；粉质粘土厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KN/m2；粘土厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=210KN/m2；全风化砂质泥岩厚2.7m,承载力特征值fak=230KN/m2；强风化砂质泥岩厚3.0m,承载力特征值fak=300KN/m2；中风化砂质泥岩厚4.0m,承载力特征值fak=620KN/m2；地基岩土物理力学参数表表1天然地基土重度（）孔隙比（e）凝聚力（c）内摩擦角（）压缩系数(a1-2)压缩模量（Es）抗压强度（frk）动力触探或标准贯入击数地层代号土名KN/m?KPa度1?MPa MPaMPa杂填土18粉质粘土200.6534130.xx.0粘土190.5825230.228.2全风化砂质泥岩2022300.8N=40强风化砂质泥岩2220253.0N63.515中风化砂质泥岩2415404.0N63.525水文资料为地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位深度位于地表下1.5m。 建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化土。 （2）给定参数柱截面尺寸为500mm500mm，上部结构作用在柱底的荷载标准值见表2，上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合设计值见表3。 表中弯矩、水平力均为横向方向。 柱底荷载效应标准组合值表2Fk(KN)Mk(KN?m)Vk(KN)题号A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴197515481187140100198464844210321615125216412522155605231090173013121901502426266574115018151370210175271717367512181873143323519329780837461282188314962572183258690837133919701560284242355969589柱底荷载效应基本组合值表3F(KN)M(KN?m)V(KN)题号A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴11268xx154418313025860625821342210016272141632887278673141822501706248195315818674414962360178227422835393958851584243518633062513861041089661667244819453342844231121171087174125622028369315462125124116题目1.柱下钢筋混凝土独立基础设计设计内容（一）确定基础埋置深度（二）确定地基承载力特征值（三）确定基础的底面尺寸（四）持力层强度及下卧层验算（五）确定基础的高度（六）基础底板配筋计算（七）绘制基础结构施工图（含平面图、详图），提出必要的技术说明（八）编制设计计算书题目2.柱下钢筋混凝土桩基础设计设计内容（一）选定桩型（预制桩或灌注桩）、桩长和截面尺寸（二）确定单桩承载力特征值（三）确定桩数并进行桩的布置（四）桩基础验算（五）桩身结构设计（六）桩承台设计（包括抗冲切、抗剪和抗弯的强度计算）（七）绘制桩基础施工图（包括桩基平面布置图，桩和承台大样图），提出技术说明。 （八）编写设计计算书设计分组全班分成两大组进行基础工程设计，其中学号为(119)的进行独立基础设计，学号为(2038)的进行桩基础设计。 分小组示意如下 （1）柱下独立基础组第1组，共6人，分别选择题号16，设计A轴柱下独立基础。 第2组，共6人，分别选择题号16，设计B轴柱下独立基础。 第3组，共7人，分别选择题号17，设计C轴柱下独立基础。 （2）桩基础组第1组，共6人，分别选择题号110，设计A轴柱下桩基础。 第2组，共6人，分别选择题号110，设计B轴柱下桩基础。 第3组，共7人，分别选择题号17，设计C轴柱下桩基础。 每人根据所在组号和题号，完成指定桩型和指定轴线的桩基础设计。 指导书 一、目的和要求通过本课程设计，使学生掌握基础结构设计的理论知识和应用条件，明确理论的假定条件，掌握理论的适用范围；能够选择和运用相关规范，初步选择基础方案，进行基础结构设计；能够绘制和识读基础结构施工图，增强解决工程实际问题的能力。 二、柱下钢筋混凝土独立基础设计指导（一）确定基础埋置深度（二）确定地基承载特征值fa?ffbaka?（三）确定基础的底面面积)5.0()3(?dbmd?AhfF?ak（四）持力层强度验算?1?A?leGFp0kkkmaxkmin61.2fa2kminkmaxkppp?fa式中pk相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值(kPa)；pkmax相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值(kPa)；pkmin相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最小压力值(kPa)；Fk相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值kN)；Gk基础自重和基础上的土重(kN)；A基础底面面积(m2)；e0偏心距(m)；fa修正后的地基承载力特征值(kPa)；l矩形基础的长度(m)。 如果在持力层下有软弱下卧层，还应计算下卧层的承载力。 （五）确定基础的高度Fl0.7式中Fl相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值(kN)；hp受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，hp取1.0；当大于等于2000mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取用；ft混凝土轴心抗拉强度设计值(kPa)；am冲切破坏锥体最不利一侧计算长度(m)；h0基础冲切破坏锥体的有效高度(m)。 0mthphaf?（六）底板配筋计算MA；My0s9.0fh?jIjmaxz2zI2481ppbbal?y0s9.0fhMA?；?jminmaxz2zII2481ppalbbMj?式中AsI、AsII分别为平行于l、b方向的受力钢筋面积(m2)；MI、MII分别为任意截面I-I、II-II处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值(kNm)；l、b分别为基础底面的长边和短边(m)；fy钢筋抗拉强度设计值(N/mm2)；pjmax、pjmin相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大和最小地基净反力设计值（kPa）；pjI、pjII任意截面I-I、II-II处相应于荷载效应基本组合时的基础底面地基净反力设计值（kPa）；az、bz分别为平行于基础长边和短边的柱边长(m)；（七）绘制施工图合理确定绘图比例（平面图 1100、详图120130）、图幅布置；符合建筑制图标准。 三、柱下钢筋混凝土桩基础设计指导（一）桩的类型、材料（混凝土等级）、桩长和桩身截面按土层分布情况和桩尖嵌入持力层的深度要求选择桩长；按构造要求初步选择桩身截面尺寸。 （二）确定单桩竖向承载力特征值可按桩基规范经验公式法?ppkisikpukAqlquQ，再将单桩竖向极限承载力ukQ除以安全系数2，作为单桩竖向承载力特征值a R。 （三）确定桩数并进行桩的布置独立柱akkRGFn?这里荷载为标准组合，n为初估桩数，取整数。 按基本构造要求、布桩原则进行布桩。 并考虑偏心受压情况。 （四）桩基础验算桩顶荷载nGFQkkk?n?2i2iiykixkkkikxxMyyMGFQ1.单桩承载力验算akRQ?akRQ2.1max?0min?kQ2.群桩沉降计算对摩擦桩应进行桩基沉降计算，取正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，采用实体深基础法，用扩散法和扣除摩阻力两种方法分别计算。 ?Sso?3.桩基软弱下卧层承载力验算如果在持力层下有软弱下卧层，还应计算下卧层的承载力。 （五）桩身设计对预制桩进行吊装验算并满足构造配筋要求；对灌注桩一般按构造配筋。 （六）桩承台设计设计承台埋深、尺寸，除满足构造要求外，还应计算抗弯、抗剪、抗冲切。 （七）绘制桩基础施工图（包括桩基平面布置图，桩和承台大样图），提出技术说明。 1.桩基础平面布置图；2.桩基础剖面图；3.承台配筋图（含配筋表）；4.桩身配筋图（含配筋表）；5.节点详图（桩与承台连接） 四、参考资料1罗晓辉.基础工程设计原理M.武汉华中科技大学出版社，xx2中华人民共和国国家标准.GB50007-xx建筑地基基础设计规范S.北京中国建筑工业出版社，xx.3中华人民共和国行业标准.JTJ94-xx建筑桩基技术规范S.北京中国建筑工业出版社，xx.设计成果提交 （1）计算说明书计算说明书一律用A4幅面；装订顺序封面（须注明基础工程课程设计，专业班级，学号，姓名，日期），目录、设计任务书，计算说明书；要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性。 （2）基础施工图建议图纸采用A3幅面，一律要求手绘，表达要清楚，图纸向内折叠成A4大小（图标部分向外翻出一角），装订在计算说明书的后面。 图面整洁、布图合理，文字、数字及符号大