《土力学与基础工程》课程设计任务书1

土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 1 土力学与基础工程土力学与基础工程 课程设计任务书课程设计任务书 2010 20112010 2011 学年学年 第二学期第二学期 房建房建 0808 周强 周强 一一 设计资料设计资料 工程概况 某五层综合楼 全框架结构 柱截面尺寸为 450 450mm 室内外高差 0 45m 1 地质资料 第一层 杂填土 厚 1m 3 mKN 8 17 第二层 粉质粘土 厚 3 e 0 885 ES 7 5MPa mKN 7 18 c 15kPa 20 fak 280kpa 第三层 碎石类土 很厚 地下水 建设场地内地表以下无地下水 杂填土 1m 3 8 17 m kN 粉质粘土 as MPEe m KN 5 7 885 0 7 18 3 aaka KPfMPc280 20 15 0 9m 碎石类土 很厚 2 荷载 1 外柱 A D 轴 基础承受上部荷载值为 土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 2 M1K 220KN M F1K 1780KN V1K 48KN 2 内柱 B C 轴 基础承受荷载荷载标准值为 F2k 1560KN 3 设计步骤 1 根据给定的持力层承载力特征值 确定修正以后的持力层承载力特征值 2 按修正的持力层承载力特征值确定基底尺寸 3 基础结构设计 4 验算地基沉降量 5 绘制施工图并说明 二 设计过程二 设计过程 设计基础类型时 必须根据建筑物得用途和设计等级 建筑布置和上部结构类型 充分考虑建筑场地和地基岩土条件 结合施工条件以及工期造价等各方面得要求 选择地 基基础方案 由于建筑场地土质良好 地基承载力特征值 且为 aaak KPKPf120280 多层建筑 可选择天然地基浅基础天然地基浅基础 为使基础传递得荷载效应侧向传递到地基中 从而满足地基承载力和变形的要求 应选择扩展基础 该建筑物为全框架结构 基础类型为柱下独立浅基础柱下独立浅基础 需设为柔性基础柔性基础 则底部要配置相应的钢筋 由载面图和荷载可知 A D 轴的基础受力情况相同 B C 轴的基础受力情况相同 所以在计算时 只需对 A B 轴的条形基础进行计算 一 一 A D 轴基础尺寸设计轴基础尺寸设计 1 确定基础底面尺寸并验算地基承载力 由已知的地基条件 西宁地区标准冻深 1 16m 最大冻结深度 1 34m 土的冻胀级别 为不冻胀 假设基础埋深 1 2m 基础底面到室外地面的距离 持力层为粘土层 1 求修正后的地基承载力特征值 e 0 885 0 85 粉质粘土 查得 0 b 0 1 d 17 81 18 70 2 1 2 18 36 KN m3 fa fak dm d 0 5 280 1 0 18 7 1 2 0 5 293 09kpa 2 初步确定基础宽度独立基础轴线方向不产生整体偏心距 基础埋深按照公式计算 粘性土zs 取 1 00 不冻胀土 zw取 1 00 城市近郊ze取 0 95 zd z0 zszezw 1 16 1 01 00 95 1 102m dmin zd hmax 1 102m 基础平均埋深为 1 2m 土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 3 2 m df F A Ga k 2 92 7 2 17 1809 293 1780 4 11 1 4 11 1 取 n L b 2 b 2m L 4m 2 A 考虑偏心荷载的作用 将基底面积增大 40 则 取mb24 2 4 181 1 b 2 0m 3 计算基底压力并验算 基底处的总竖向荷载为 kNGF kk 76 1857162 145 0 45 0 201780 基底总弯矩为 mkNMk 220 偏心距为 m b m GF M e kk k 33 0 6 2 6 126 0 76 1857 220 基底平均压力值为 kPafkPad A GF p aG kk k 28066 2542 1 7 18 42 76 1857 基底最大压力为 kPafkPa b e pp akk 3362 192 280 2 126 06 166 254 6 1 max 满足条件 2 验算软弱下卧层承载力 选承载力较低层 粉质粘土进行验算 由 3031 1 70 6 91 6 2 1 s s E E 5 04 4 0 2 8 8 b z 取 23 下卧层顶面处的附加应力 kPa zlzb blp p o z 04 19 42 08 824 42 08 822 4266 254 tan2 tan2 下卧层顶面处的自重应力值为 56 1648 8 7 18 cz p 下卧层承载力特征值为 5 0 dff mdazkaz 5 08 8 7 180 1280 土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 4 kPa21 435 kPafakPpp azczz 21 4356 91704 1956 164 软弱下卧层承载力满足要求 3 验算地基沉降量 1 求基底压力和基底附加应力 基础底面处土的自重应力kPad cz 54 212 0 7 180 1 8 17 基底平均压力按准永久荷载计算 kPad bl p p G 94 2442 1 7 18 42 1780 基底附加应力kPapp cz 4 22354 2194 244 0 2 用规范法计算地基沉降量 11 0 1 iiii si n i ss zz E p sS 点 号zbz i i z 11 iiii zz i E p0 i s mm i s mm 0004 0 25 0 11 2O 6 4 0 245 2 1 17691 17690 013121 26 22 41 2 4 0 226 8 2 17721 00030 020415 60 33 61 8 4 0 203 4 2 92890 75170 01935 34 44 82 4 4 0 181 2 3 47900 55010 01930 8253 6 确定沉降计算深度mmsmms in 34 1025 078 0 3 确定沉降经验系数 s 计算 s E 土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 5 MPa E zz zz E A A E si iiii iiii si i i s 77 5 71 4 92 42 71 4 2 121 44 4 765 91 6 6 1617 92 42 2 121765 6 1617 11 11 值的确定据 s 21075 0 0 ak fpMPaEs77 5 查得823 0 s 4 基础最终沉降量计算 11 44 6 53823 0 is sS 二 二 B C 轴基础尺寸设计轴基础尺寸设计 1 确定基础底面尺寸并验算地基承载力 1 初步确定基础宽度 基础底面在单位 1m 长度内受平均压力 基础承受荷载标准值 F2K 1780KN 基础底面在单位 1m 长度内受平均弯矩mkNMk 220 基础平均埋深为m2 1 m df F A Ga k 91 6 2 1 7 18280 1780 考虑偏心荷载的作用 将基底面积增大 40 则 取mb67 24 191 1 b 2 5m 3 计算基底压力并验算 基底处的总竖向荷载为 kNGF kk 208055 22 1201780 基底总弯矩为 mkNMk 220 偏心距为 m l m GF M e kk k 83 0 6 5 6 106 0 2080 220 基底平均压力为 kPafkPa A GF p a kk k 2804 166 55 2 2080 基底最大压力为 kPafkPa l e pp akk 3362 157 187 5 106 06 1 4 166 6 1 max 取 b 2 5 满足条件 土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 6 2 验算软弱下卧层承载力 选承载力较低层 粉质粘土进行验算 由 3031 1 70 6 91 6 2 1 s s E E 5 052 3 5 2 8 8 b z 取 23 下卧层顶面处的附加应力 kPa zlzb blp p o z 97 16 42 08 825 42 0 8 825 2 55 2 4 166 tan2 tan2 下卧层顶面处的自重应力值为 Pcz 56 1648 8 7 18 下卧层承载力特征值为 5 0 dff mdazkaz 5 08 8 7 180 1280 kPa21 435 kPafkPapp azczz 28053 18156 16497 16 软弱下卧层承载力满足要求 3 验算地 11 0 1 iiii si n i ss zz E p sS 11 0 1 iiii si n i ss zz E p sS 基沉降量 1 求基底压力和基底附加应力 基础底面处土的自重应力kPad cz 54 212 0 7 180 1 8 17 kPap18 104 3 115 33 6 13 115 33208 08540 基底附加应力kPapp cz 08 76 1 2818 104 0 2 用规范法计算地基沉降 点 号 zbz i i z 11 iizi zz i E p0 m i s m i s mm 0004 0 25 0 土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 7 12 43 692 4 0 157 3 1 51011 51010 011016 61 25 58 461 4 0 098 3 2 16260 65250 017111 16 36 510 4 0 088 0 2 28800 12540 01612 02 46 810 46 4 0 085 0 2 32830 04030 01610 6530 44 确定沉降计算深度mmsmms in 76 0 025 0 44 0 3 确定沉降经验系数 s 计算 s E MPa E zz zz E A A E si iiii iiii si i i s 81 5 71 4 3 40 71 4 4 125 44 4 5 652 91 6 1 1510 3 40 4 125 5 652 1 1510 11 11 值的确定据 s ak fp75 0 0 MPaEs81 5 查得821 0 s 3 基础最终沉降量计算 mmss is 99 2444 30821 0 三 基础梁截面及配筋设计基础梁截面及配筋设计 1 A D 轴 设基础梁高 宽 b 450mmmmh950 1 正截面受弯承载力计算 正截面受弯承载力计算 选用 C20 混凝土 HRB235 级钢筋 2 6 9mmNfc 2 210mmNfy 0 1 1 8 0 1 mmas35 在弯矩作用下配筋计算 0608 0 9154506 90 1 10220 2 6 2 01 bhf M c s 518 0 063 0 0608 0 211211 bS 土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 8 如果设计成单筋矩形截面 将会出现的超筋情况 若不能加大截面尺寸 又 obh 不能提高混凝土强度等级 则应设计成双筋矩形截面 取 由公式可得 b 5 01 2 1bbocU bhfM 518 0 5 01 518 0 9154506 90 1 2 mKN 83 138 2 66 0 23 439 35915 210 1083 13810220 mm ahf MM A ss U s 由公式可得 2 01 85 141423 439 210 9154506 90 1 518 0 mmA f bhf A s y c bs 受拉钢筋选用 180mm 受压钢筋选用 160mm 16 2 1450mmAS 14 2 461mmAs 验算最小配筋率 24 0 915 950 210 1 1 45 0 45 0 34 0 450915 85 1414 00 h h f f bh A y tS 但 207 0 915 900 2 0 2 0 0 h h 满足最小配筋率的要求 由于梁高 h 450mm 需要设置腰筋 又腰筋间距不大于 200mm 腰筋选用 126 2 斜截面抗剪 斜截面抗剪 截面最大剪力设计值kNV48 max 验算截面尺寸 mmahh sw 91535950 0 4033 2 450 915 b hw 2 6 9mmNfc 0 1 c 土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 9 max0 2 9889154506 90 125 0 25 0 VkNbhfc c 截面尺寸满足要求 验算截面是否需要配箍筋 kNkNbhft4805 31791545010 17 07 0 0 即不需要配置箍筋和弯起钢筋 2 B C轴配筋设计轴配筋设计 设基础梁高 宽mmh950 mmb450 1 正截面抗弯 选用 C20 混凝土 HRB335 级钢筋 2 6 9mmNfc 2 300mmNfy 0 1 1 8 0 1 mmas35 在负弯矩作用下配筋计算 0458 0 9154506 90 1 1005 1382 1 2 6 2 01 bhf M c s 截面符合要求55 0 0469 0 211 bs 976 0 2 211 s s 2 618 915300973 0 05 1382 1 mm hf M A oys s 为满足最小配筋率的要求 取 165 2 1005mmAs 满足最小配筋率的要求 237 0 450915 1005 在正弯矩作用下配筋计算 061 0 9154506 90 1 1043 220 2 6 s 截面符合要求063 0 211 s 55 0 b 969 0 2 211 s s 2 6 0 829 915300969 0 1043 220 mm hf M A ys s 土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 10 选用 200 14 2 1005mmAs 17 045 0 244 0 450915 1005 0 h h f f y t 且 满足最小配筋率的要求 207 0 2 0 0 h h 由于梁高 h 450mm 需要设置腰筋 又腰筋间距不大于 200mm 腰筋选用12 2 斜截面抗剪 截面最大剪力设计值kNV21 326 max 验算截面尺寸 mmahh sw 91535950 0 4033 2 450 915 b hw 2 6 9mmNfc 0 1 c max0 2 9889154506 90 125 0 25 0 VkNbhfc c 截面尺寸满足要求 验算截面是否需要配箍筋 kNkNbhft57 33405 31791545010 1 7 07 0 0 需要配置箍筋 只配置箍筋而不配弯起钢筋 mmmm hf bhfV s nA yv tsv 038 0 91521025 1 05 31721 326 25 1 7 0 2 0 01 为满足最小配箍率的要求 则选用 200 8 不可以 126 0 117 0 200450 8 522 min svsv 则取 满足要求 200 8 126 0 156 0 150450 8 522 min svsv 3 外柱基础底板厚度的确定 外柱设置成独立基础 基底净反力 aas kpkp bl N p 5 222 42 1780 土力学与基础工程 土木房建 0855305009 周强 11