10土木就土力学与桩基础课程设计参考资料2

1、基础工程课程设计任务书、题目某公司办公楼框架柱下基础设计、设计资料1、上部结构资料某公司办公楼为框架结构，共4层，层高3.2m，框架柱、主梁、次梁、楼面板均为现浇，主梁 800mM 300mm ,次梁 600mM 250mm ,楼板厚100mm ,框架柱 截面为400mmK500mm ,室内外高差为 0.3m。柱网平面示意图见图1、结构剖面图见图 2、框架柱底荷载基本组合值见图3。2、地质资料该建筑物位于非地震区，不考虑地震影响。地基持力层为粉质粘土，承载力特征值fak =160kR，软弱下卧层为淤泥质粉质粘土，承载力特征值fak =70kR。各层地基土的物理力学指标见表1,地基的地质剖面图详

2、见图4( a) (d)。3、基础材料选用基础混凝土强度等级采用 C20、C25或C30 (自行选定)，钢筋采用 HPB235、HRB335 或HRB400 (自行选定)，垫层采用100mm厚C15素混凝土。三、设计内容设计该公司办公楼框架柱下独立基础和双柱联合基础，设计内容包括：1、确定基础埋置深度2、确定基础底面尺寸(1 )验算持力层和软弱下卧层强度(2)验算地基变形3、基础结构设计(1) 对基础进行结构内力分析(2) 验算基础高度(3) 基础配筋计算并满足构造设计要求4、基础连梁设计5、编写设计计算书6、绘制施工图(1 )基础平面布置图(2)基础配筋图(3 )基础连梁配筋图(4 )施工说明

3、四、设计依据1、 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002 )2、 混凝土结构设计规范(GB50010-2002)五、设计分组表2设计跨度分组表班级L! （ mm）L2(mm)L3（ mm）1班6000750021002班6500780021003班6000750024004班650078002400表3设计荷载分组表荷载 编号KZ-1KZ-2KZ-3KZ-4KZ-5KZ-6KZ-7KZ-8KZ-9KZ-10学号个位数字1234567890表4 设计内容分组表班级学号单号双号1班J-1、 J-2J-2、J-32班J-1、 J-2J-2、J-33班J-1、 J-2J-2、J-34班J-1、

4、 J-2J-2、J-3注：A、D轴线框架柱均设计为柱下独立基础，分别命名为J-1、J-3;J-2。B、C轴线框架柱共用一个基础，设计为柱下联合基础，命名为六、设计要求1认真独立完成设计任务；2、计算正确，计算书必须统一格式并用黑笔抄写清楚;3、每人按设计要求完成施工图，用铅笔绘制，要求图面布局匀称、比例适当、线条流畅、 整洁美观。七、参考资料1 赵明华 土力学与基础工程（第 3版）.武汉：武汉理工大学出版社.2009.2 周景星，李广信等基础工程（第2版）北京：清华大学出版社 2006.3 陈希哲.土力学地基基础（第 4版）.北京：清华大学出版社.2004.表1 土层物理力学性质指标土层13k

5、N/m爲3kN /mCO (%)eIpIlEaMPafakkPa杂填土16.5粉质粘土18.719. 95220.84140.7510.5160淤泥质 粉质粘土16.917.0451.30161.202.870粉质粘土19.120.2200.75120.6511.5200 图1柱网平面图KZ-1La（1） 图2结构剖面图39 tN54kN43 kN KZ-2-KZ-4舲75kH蛀 kNS61N72kN KZ-5-KZ-954 kN64kN6DkN1计KZ-10 Ne0谪合mm图3框架柱底荷载基本组合值K-4CP2图4( a)钻孔平面布置图图4 ( b) 1-1剖面图K-40.20K-50.20

6、K-6(L 00-LSWi -L1L 0zz= _1.5mso ET 寸 *rorP go m* 寸as29. Qm29. Om图4 (d) 3-3剖面图 图4地质剖面图设计实例1设计题目某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，地层层高3.6m，采用柱下独立基础，柱网布置如图1所示，在基础顶面处相应于荷载效应标准组合，由上部结构传来的轴心荷载为680KN ,弯矩值为 80KN- m，水平荷载为10KN。柱永久荷载效应起控制作用，柱截面尺寸为300mmK500mm ,试设计该基础。（室内外高差为 0.30m，原地面为室外设计标高 -0.45m ）。柘DO45OD5 DO4J0D45004500(jj个

7、i Ac2、工程地质情况图1 柱网布置图该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：图层情况见图2,地下水无侵蚀性。杂填土丫 =16KN/nf粉质粘土Y=18.2kN/mEs=10MPa e=0.800A0.70.5m3.0mfak=200kPaI l=0.643.0m淤泥质粉质粘土丫 =18.2KN/nfEs=2.5MPa fak=75KPa图2 土层情况图3、材料选用混凝土： C20;钢 筋：HPB3354、确定基础尺寸(1)确定基础的埋置深度 d室外埋深取1.2m (设基础连系梁高 600mm,宽250mm)根据建筑地基基础设计规范(GB50007-2002 )规定，该基础设计成阶梯形，取

8、基础高度为700m m，基础分二级，如图 3所示。(2 )荷载计算上部结构传来荷载：基础连系梁传来荷载:底层墙体传来：Fk=680KN , Mk=80KNm, Vk=10KN5.24 4.5=97.86KN （外纵墙）21.25 &0=65.25KN （内纵墙）连系梁自重().00至基础连梁顶0.55m):0.6 0.25 25 X （4.5+3.0） =28.13KN=1616 0.5 0.7 18.21.2=17.28KN /m3- 191.24KN该柱柱底荷载标准值：ZF680 191.24 -871.24KNZMk =80KN mZVk =10KN(3 )确定地基承载力特征值fa假设b

9、3m，只考虑地基承载力特征值进行深度修正，并fa = fak d m d -0.5 =200 1.6 17.281.2 0.5 = 219.35KPa(4)确定基础的底面面积-1.2 1.5 d =2=1.35mA -871.24219.35 -20 1.35亠二 0.09m J 二 0.42m1006.246e =F k +Gkk maxPkminMkFk Gk仁6e .型6空l 5.0仁32.5P=244.72kPa ： 1.2f =263.22kPakmaxaP 159.79kPa 0kminPk = 201.25kPa “a =219.35kPa故持力层强度满足要要求。(6)软弱下卧层

10、强度验算d+z范围内的土层平均重度m = 0.5 16 0.7 18.22.5 8.2 3.5 =11.31kN/m3软卧层顶面处自重应力：二cz =39.6kPaEs1s22 3230.5，查表得扩散角！： -242.0所以软卧层顶面处附加应力:(Pk Ymd bb 2z tan vl 2ztan v(201.025 17.28汉 1.2 产 2.0 汉 2.52.0 2 2.3 tan24 2.5 2 2.3 tan24软卧层承载力特征值：d =1.0fadz,汀 75 1.0 11.313.5-0.51=108.93kPacz z =39.6 48.98 = 88.58kPa ： fad

11、：z软卧层满足要求。(7)地基变形验算= 4.53m2考虑偏心荷载影响，基础底面面积初步扩大10%，于是A = 1.1A = 1.1 4.53二4.98m2取矩形基础短边 b=2.0m，长边l=2.5m , A=l xb=5.0m2(5 )持力层强度验算作用在基底形心的竖向力值、力矩值分别为Fk Gk =871.24 20 5.0 1.35 = 1006.24KNM k = M V 80 10 0.7 二 87KN m Mk符合要求。基可以不进行变形验算。5基础设计（1）地基净反力PjmaxP axG -1.35Pkmax 一135AA2= 293.92kN /m21.35 20 5.0 1.

12、355.0GPjmin - Pmin1 .35 PkminA1.35GkA=1.35S59.79 1.35 20 5.0 1.355.0=179.27kN/m2(2) 基础高度验算由图 3 可知，h=700mm , h=660mm , at=500mm , bt=300mm ;下阶 h1=350mm ,h1=310mm， at1=1500mm， bt1=1150mm。1）柱边截面bt 2hb = 0.30 2 0.66 = 1.62m ： b= 2.0m空0.5空-0.66 2.0 -22J20.302-0.662=0.3039m2ee2A2 二 bt h。h。二 0.30 0.66 0.66

13、 =0.6336mFl = Al Pj max =0.6336 293.92 =186.23kN0.7 -hp f 1A2 =0.7 1.0 1100 0.6336 = 487.87KNFi=171.2KN符合要求。2)变阶处截面bn 2h01 = 1.15 2 0.31 = 1.77m ： b = 2.0mZ2.51.5c J2.0 -2.0-0.31 x、22JI 21.152-0.31=0.3668m22A2 h|bt1h01 h010.310.31 =0.4526mFi 二 Ai Pj max = 0.3668 293.92 =107.81kN0.7 询 f A2 = 0.7 1.0

14、1100 0.4526 =348.50KN Fl =107.81 KN符合要求。(3) 基础底板配筋计算1)计算基础的长边方向，1-1截面柱边地基净反力l atPj二 Pjmin-p pI max j min2l= 179.27 30 05 293.92 -179.27 = 246.15kN /m22 x3.012Ml -at2b bt Pjmax - Pj481 3.0 -0.5 2 2 2.00.35 293.92 246.15 ；=305.90kN m48M -0.9 fyh305.90 1060.9 300 660=1716.61mm2lat1Pjm 二 Pjmin丄P - Pj max j min2l3 0+15= 179.27293.92 -179.27 =265.26kN /m223.0M j rn b l - 引1 2 2b bt1 Pjmax Pj48=3.0 -1.5 2 2 2.0 1.15 293.92265.26 A 134.99kN m48MA Sm =0.9fyh305.90 1060.9 300 660-1716.61mm2比较Asi和Asm,应按Asi配筋，在平行于I方向2.0m宽度范围内配 12122)计算基础的长边方向，n - n截面=丄(2.0 0.35 f (2 x3.0+0.5 1293.92 +179.27) 4