土力学课程设计

1、基础结构设计课程设计茂名职业技术学院目录柱下钢筋混凝土独立基础 21 设计资料 21.1 上部结构资料 21.2 工程地质资料 21.3 基础选用材料 22 基本条件确定 . 33 确定基础埋深 . 33.1 设计冻深 33.2 选择基础埋深 34 确定基础类型及材料 . 35 确定基础底面尺寸 . 45.1 确定柱基底尺寸 45.2 持力层承载力验算 46 软弱下卧层验算（选） . 47 基础高度验算 . 57.1 计算基底反力 57.2 基础高度（选用阶梯形基础） 57.3 变阶处抗冲切验算 68 配筋计算 68.1 基础短边方向 68.2 基础长边方向 7柱下钢筋混凝土独立基础1设计资料

2、1.1上部结构资料上部结构为四层框架，层高3.2m，框架、主梁、次梁、柱为现浇，上部 结构传至基础顶面的荷载标准组合 Fk=1580KN,Mk=270KN .m荷载的基本组合 F=3210KN,M=207KN。1.2工程地质资料该建筑位于非地震区，不考虑地震影响。建筑场地地质情况复杂，地质由杂填土、亚 粘土、淤泥质亚粘土及细粉砂组成（表 1.1）0各层地基土的物理力学指标见下表，工程 地质图见附图。粘土及粉、细砂组成（表1.1 ） 0各层地基土的物理力学指标见下表。图1.1柱网平面图表1.1土的物理力学性质表土层土层名称厚度重度孔隙粘聚力c内摩擦角含水率液性指数承载力特征值压缩模量编号hi(m

3、(kN /m3)比e(kPa)o(%)IlfakEs(kPa)2基础结构设计课程设计-茂名职业技术学院(kPa)I人工填土1.518n亚粘土6.519.50.95281635.30.651805100出淤泥质亚粘土13.1181.10241136.01.01051200IV粉、细砂19.119301609500注：地下水位于粉、细砂层底1.3基础选用材料混凝土 ：采用 C20。( ft 1.10N / mm2)；钢筋：钢筋采用 HRB235，( fy 210N/mm2)；基础混凝土选用，垫层采用素混凝 土 C15，100mm厚。 2基本条件确定人工填土不能作为持力层，选用亚粘土作为持力层。3确

4、定基础埋深3.1设计冻深o zs zw ze = 2.0 1.00 0.95 0.901.71 m3.2选择基础埋深根据设计任务书中给出的数据，人工填土 d1.5m，因持力层应选在亚粘土层处，故巧 ISKX m人工壤土基础埋深取d 2.0m。1,5ir! IllL l-TCikp；!图1.2柱下钢筋混凝土独立基础地质剖面图4确定基础类型及材料基础类型为：柱下独立基础3基础结构设计课程设计茂名职业技术学院基础材料：混凝土采用C20，钢筋采用HRB235。5确定基础底面尺寸根据亚粘土孔隙比e 0.95,Il 0.65 ,查表得n b=0, n d=1.0。已知基础埋深的d=2m. 根据上述已知条件

5、，确定地基承载特征fa .fa fak b (b 3) d n(d 0-5)= 180+0+1.0*(18*1.5+19.5*0.5)/(1.5+0.5)*(2-0.5)=207.563KPa5.1确定基础底尺寸确定基础面积 A。rG=20KN/m3 d=2mA 三 Fk/(fa-rG*d)=1580/(207.563-20*2)=9.430m2根据偏心距大小把基础底面积扩大20%, A0=9.430*1.2=11.316 m凑面积求长宽L与b设：L=2b L*b=A 0则根据计算出的基础底面面积可取得基础底面尺寸长L=5.029m宽 b=2.515m.5.2持力层承载力验算GK=T G*A0

6、*d=20*11.316*2=452.64KN e0=Mk/(Fk+Gk)=200/(1580+452.64)=0.098Pkmax(Pkmin)=(FK+GK)/A 0*(1 6e0/L)三 1.2fa=(1580+452.64)/11.316*(1 6*0.098/5.029 )Pkmax =183.126 KPa三 1.2fa=1.2*207.563=249.076KPaPkmin =158.623KPa三 1.2fa=1.2*207.563=249.076KPaPk=(PKmax+PKmi n)/2三 fa=(183.126+158.623)/2=170.875 KPa 三 249.0

7、76KPa故持力层验算满足要求6软弱下卧层验算（选）在做软弱下卧层验算时，如图所示。定第三层土淤泥质亚粘土层为软弱下卧层，在计算时25.2 o淤泥质亚粘土层查表得b 0, d 1.0 o和-ISKN I,人二壻土軒=1 灯 -kX n? U I SOkfXi 亚粘土0.5m1H为 lKN r-1h ul. p；i7基础高度验算7.1计算基底反力Pj=F/bL=3210/(2.515*5.029)=253.796 KPae=M/F=207/3210=0.064计算基底最大净反力：Pjmax=F*(1+6e/L)/bL=3210*(1+6*0.064/5.029)/(2.515*5.029)=25

8、7o 026KPa7.2基础高度(选用阶梯形基础)柱边基础截面抗冲切验算at bc 0.4m,ac 0.5m，初步选择基础高度 h 1000mm, h0 1000 50 950mm (有 垫层),hp 0.987 oFl三0.7 B hp*am*f t*ho, bc+2h0b1, F L=PmaxA , a n=1/2( at+ab)bc+2ho=0.4+2*0.950=2.3mb=2.5mA =(L/2-ac/2-h0)b-(b/2-bc/2-h0)2=(5.029/2-0.5/2-0.950)2.515-(2.515/2-0.4/2-0.950)2=3.294 m2FL=Pjmax*Al=

9、257.026*3.294=846.644 KNab二bc+2h0=0.4+2*0.950=2.3mam=1/2( at+ ab)=1/2(0.4+2.3)=1.35mFl=846.644b=2.515mA=(L/2- ac/2-h 01)b=(5.029/2-1.7/2-0.550)*2.515=2.803 m2F L=Pjmax*Al =257.026*2.803=720.444 KN变阶处的右边：Fl三0.7 p hp*am*fc*h0, am=1/2(a t+ab), a t=b=1.7mab=b1+2ho1=1.7+5*0.550=2.8mam=1/2(at+ab)=1/2(1.7+

10、2.8)=2.25mFl=720.444 三 0.7 p hp*am*fc X h0=0.7*1.0*2.25*1100*0.550=952.9 KN所以符合要求。8配筋计算选用 HRB235钢筋，fy 210N； mm28.1基础短边方向I - I截面(柱边)Mt =1/48(P jmax+P)(2b+b c)+(P jmax-Pj )b(L-a c) 2= 1/48(257.026+253.796)(2*2.515+0.4)+(257.026-253.796)*2.515*(5.029-0.5) 2= 1120.740(KN M)皿-皿截面(第一变阶处)W =1/48(P jmax+P)(

11、2b+bc)+(P jmax-Pj)b(L- ac) 2= 1/48(248.411+222.645)(2*2.515+1.7)+(248.411-222.645)*2.515*(5.029-2.5) 2=431.065(KN M)截面配筋M0.9fyhAs i =Mt /(0.9f tho)=112O.74O*1O 人 6/(0.9*210*950)=6237.817 mm2As 山=Mn/(0.9f tho)=431.065*10 人 6/(0.9*210*550)=4146.849mr28.2基础长边方向n - u截面2 *(2*5.029+0.5)2 *(2*5.029+2.5)M =1/24Pj(b-b c)2 (2L+ac) = 1/24*222.645*(2.515-0.4) =438.131 (KN M)IV - W截面(第一变阶处)M =1/24P j(b-