土力学课程设计

基础工程课程设计根据本课程教学大纲的要求，通过本设计掌握天然地基上的浅基础设计的原理与方法，培养分析问题、实际运算和绘制施工图的能力，以巩固和加强对基础设计原理的理解。

设计参考进度:第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及设计例题，复习有关课程内容。第二天～第三天：进行基础计算；第四天～第五天：绘制基础施工图。设计成果:要求写出完整的计算说明书，包括荷载计算，基础类型及材料选择、埋深确定、底面尺寸确定、剖面尺寸确定及配筋量计算。绘制2号图一张（独立基础平面、剖面图）。

设计地点：F403F404F405考核及成绩:图纸：70％计算书：20％平时考勤：10％图1平面图

一.设计资料

二.设计内容和要求设计依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）和《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）。三.设计步骤1、根据地质条件确定基础的埋置深度；2、根据建筑层数及地质条件确定基础类型；3、根据地基承载力与荷载计算基底面积，并进行软弱下卧层验算；4、地基变形验算；5、基础剖面设计与结构计算；（1）按冲切强度要求，设计底板高度（2）根据柱边或变阶处的弯矩值进行底板配筋计算6、绘制基础施工图。1、按地基持力层的承载力计算基底尺寸

设计时，先选定埋深d并初步选择基底尺寸，求得持力层承载力设计值fa

，再验算并调整尺寸直至满足设计要求。算法：1、按中心受压计算，求出A02、考虑偏心影响，令A=（1.1~1.4）A0；l/b=1.2～2.04、验证3、计算Pkmax、Pkmin，一般应使Pkmin＞02、软弱下卧层的强度验算3、扩展基础设计基础底板的高度和变阶处高度按抗冲切计算确定；基础底板的配筋按抗弯计算确定；当采用钢筋混凝土柱时，尚应检算基础与柱连接处的强度。（当基础混凝土强度小于柱时）

1、锥形基础的边缘高度，不宜小于200mm；阶梯形基础的每阶高度，宜为300-500mm；扩展基础的构造要求2、混凝土强度等级不宜低于C20。基础下通常设置C10混凝土垫层，垫层厚度为70～100mm，每边伸出基础边缘100mm。扩展基础的构造要求3、扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm；间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的1/10。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm；无垫层时不小于70mm；扩展基础的构造要求4、当柱下钢筋混凝土独立基础的边长大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍，并宜交错布置

a.计算基底净反力

（不考虑基础自重和基础上覆土压力）

基底的净反力按刚性基础的基底压力简化算法计算。验算地基承载力时使用荷载的标准组合，验算基础结构的截面强度时使用荷载的基本组合。双向偏心时可按两个方向分别计算和配筋。3、扩展基础设计

标准组合：正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合可变荷载组合值系数

基本组合：承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用的组合可变荷载效应控制组合永久荷载效应控制组合可变荷载效应控制组合永久荷载分项系数可变荷载分项系数可变荷载组合值系数按永久荷载标准值计算的荷载效应值按可变荷载标准值计算的荷载效应值当其效应对结构不利时，取1.2；当其效应对结构有利时，取1.0一般情况下取1.4；对标准值大于的4KN/m2

的工业房屋楼面结构的活荷载，取1.3永久荷载效应控制组合永久荷载分项系数可变荷载分项系数可变荷载组合值系数按永久荷载标准值计算的荷载效应值按可变荷载标准值计算的荷载效应值当其效应对结构不利时，取1.35；当其效应对结构有利时，取1.0一般情况下取1.4；对标准值大于4KN/m2

的工业房屋楼面结构的活荷载，取1.3表4.1.1民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数

项

次类别标准值

(kN／m2)组合值

系数Ψc频遇值

系数Ψf准永久值

系数Ψq1(1)住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园

(2)教室、试验室、阅览室、会议室、医院门诊室2.00.70.5

0.60.4

0.52食堂、餐厅、一般资料档案室2.50.70.60.53(1)礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台

(2)公共洗衣房3.0

3.00.7

0.70.5

0.60.3

0.54(1)商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客等候室

(2)无固定座位的看台3.5

3.50.7

0.70.6

0.50.5

0.35(1)健身房、演出舞台

(2)舞厅4.0

4.00.7

0.70.6

0.60.5

0.36(1)书库、档案库、贮藏室

(2)密集柜书库5.0

12.00.90.90.87通风机房、电梯机房7.00.90.90.88汽车通道及停车库：

(1)单向板楼盖(板跨不小于2m)

客车

消防车

(2)双向板楼盖(板跨不小于6m×6m)和无梁楼盖(柱网尺寸不小于6m×6m)

客车

消防车

4.0

35.0

2.5

20.0

0.7

0.7

0.7

0.7

0.7

0.7

0.7

0.7

0.6

0.6

0.6

0.6

续表4.1.1

项

次类别标准值

(kN／m2)组合值

系数Ψc频遇值

系数Ψf准永久值

系数Ψq9厨房(1)一般的

(2)餐厅的2.0

4.00.7

0.70.6

0.70.5

0.710浴室、厕所、盥洗室：

(1)第1项中的民用建筑

(2)其他民用建筑

2.0

2.5

0.7

0.7

0.5

0.6

0.4

0.511走廊、门厅、楼梯：

(1)宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、住宅

(2)办公楼、教学楼、餐厅，医院门

诊部

(3)当人流可能密集时

2.02.53.5

0.7

0.70.7

0.50.60.5

0.40.50.312阳台：

(1)一般情况

(2)当人群有可能密集时

2.5

3.50.70.60.52.6荷载作用效应组合4.3.1房屋建筑的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷载，应按表4.3.1采用。

屋面均布活荷载，不应与雪荷载同时组合。4.3.1屋面均布活荷载

项次类别标准值

kN／m2组合值系数

Ψc频遇值系数Ψf准永久值系数Ψq1不上人的屋面0.50.70.502上人的屋面2.00.70.50.43屋顶花园3.00.70.60.52.6荷载作用效应组合独立扩展基础如高度不足容易产生冲切破坏，破坏的特征是发生沿柱边或台阶边缘产生近似于45°方向的张拉裂缝，最后形成冲切破坏锥体。

b.抗冲切验算——确定基础高度独立扩展基础抗冲切验算的基本原则是：基础可能冲切破坏面以外的地基净反力产生的冲切力应小于或等于基础相应破坏面（破坏角锥体表面——冲切面）上的混凝土抗冲切能力。

计算的关键是确定冲切力和冲切破坏面的几何特征。计算的关键是确定冲切力和冲切破坏面的几何特征。—相应于荷载效应基本组合时作用在上地基土的净反力设计值；

—受冲切承载力截面高度影响系数；

—混凝土轴心抗拉设计强度；

—冲切破坏锥体的有效高度，有垫层时，ho=h-45mm，无垫层时，ho=h-75mm；—扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的基底净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处用最大地基土单位面积净反力；

—冲切验算时取用的部分基底面积—冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；

—冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；—冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内时计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度

基础底板在荷载效应基本组合时的净反力作用下，如同固定于台阶根部或柱边的倒置悬臂板，一般属于双向受弯构件弯矩控制截面在柱边缘处或变阶处计算出控制弯矩后可分别对基础的两个方向配置钢筋，配筋时应满足相应的构造要求，同时应将主要受力方向的钢筋布置在下层。c.内力计算及配筋c.内力计算及配筋在轴心荷载或单向偏心荷载的作用下，当基础台阶的宽高比小于或等于2.5和偏心距小于或等于1/6短边长度时，任意截面的弯矩按下式计算：MⅠ、MⅡ---任意截面Ⅰ-Ⅱ、Ⅱ-Ⅱ处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值

a1---任意截面Ⅰ-Ⅰ至基底边缘最大反力处的距离；

pmax,pmin---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反力设计值；

p1---相应于荷载效应基本组合时在任意截面Ⅰ-Ⅰ处基础底面地基反力设计值；

G---考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重；当组合值由永久荷载控制时，G=1.35Gk,Gk为基础及其上土的标准自重。

图线的宽度b，宜从下列线宽系列中选取：2.0、1.4、1.0、0.7、0.5、0.35mm。

每个图样，应根据复杂程度与比例大小，先选定基本线宽b，再选用表3.0.1中相应的线宽组。

基础工程课程设计尺寸界线应用细实线绘画，一般应与被注长度垂直，其一端应离开图样的轮廓线