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1、土力学与基础工程课程设计任务书一、设计资料1、工程概况某五层综合楼，全框架结构。底层柱网平面如图所示，柱截面尺寸均为450mm x 450mm室内外高差为0.45m。2 、地质资料(1) 地基土自上而下：第一层：素填土，厚 1 m ,17.8kN/m3;第二层：粉质黏土，厚 9m ,18.7kN /m3, e 0.885, Es 7.5MPa ,c=15kp a ,200, fak 280kpa第三层：碎石土：很厚，中密(2) 地下水：建设场地内地表以下无地下水；(3) 西宁地区标准冻深1.16m，最大冻深1.34m, 土的冻胀类别属不冻胀。3、荷载(1) 外柱：A、D轴，基础承受上部荷载M
2、1k 220kN M , Fk1 1780 kN , V1k 48 kN。(2) 内柱：B、C轴，基础承受荷载F2k 1560 kN。二、设计内容1、设计轴外柱下钢筋混凝土独立基础、内柱下双柱联合基础；2、绘制基础平面布置图(1:100)、配筋图(1:30)，并编写施工说明；三、设计步骤1、确定基础的埋置深度2、确定持力层承载力特征值；3、按持力层承载力特征值确定基底尺寸；4、基础结构设计；5、绘制施工图并附施工说明。四、设计要求1、设计计算过程条理清楚，内容完整；2、设计步骤合理，设计图纸清晰；3、计算说明书一律用A4纸打印，题目为三号黑体，标题用小四黑体，正文为小四 宋体，1.25行间距。
3、4、手绘施工图，图纸一律用铅笔按比例绘制，要求线条清楚，绘图正确。五、进度和考核集中设计一周，按百分制记分。六、参考文献1、赵明华主编，土力学与基础工程，武汉理工大学出版社。2、 中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范（GB5000Q 2011）.北京：中 国建筑工业出版社，2011。土力学与地基工程课程设计计算书一、确定基础持力层及基础的类型地基土自上而下分为两层，第一层为1.0m厚的杂填土，第二层为9.0m的粉质粘土，第三层为很厚的碎石类土。杂填土层成分较杂乱，均匀性较差，不能作持力层，将基础 底部落在粉质粘土上，则可以采取浅基础形式。各框架柱的内力较大，且有弯矩、剪力 作用，故采用
4、钢筋混凝土基础（柔性基础）一一 A.D轴为柱下钢筋混凝土独立基础，B.C轴为双柱联合基础。二、轴外注下钢筋混凝土独立基础设计1. 基础埋置深度的确定：根据任务书要求和工程地质资料，建筑场内地表以下无地下水，最大冻深-1.34m ;取基础底面高时最好取至持力层下 0.5m，本设计取第二层土为持力层，所以考虑取室外地 坪到基础底面为1+0.5=1.5m。由此得基础剖面示意图如下：2. 确定地基承载力特征值fa根据地质资料，查表得 b 0 d 1.0基底以上土的加权平均重度持力层承载力特征值fa （先不考虑对基础宽度的修正）3. 初步选择基底尺寸<1>、取柱底荷载标准值：皿你220kN
5、m，F“ 1780 kN，V 48 kN计算基础和回填土重Gk时的基础埋深基础底面积：A。弘17806.75m2fa G d 298.03 20 1.725由于偏心不大，基础底面积按 20%增大，即：初步选定基础底面面积A l b 3.5 2.48.4m2，且b 2.4m 3m不需要再对fa进行修正<2>、验算持力层地基承载力:回填土和基础重:偏心距：ekMk122048 0.80.125m-60.58mF k1Gk11780289.8基底最大压力：PkmaxF k1 Gk 1 A6ek1780 289.81 60.125l8.4.3.5299.2 KPa1.2fa(357.64K
6、Pa)Pk min0，满足所以，最后确疋基础底面尺寸为1b 3.5m2.4m<3>、计算基底净反力pn净偏心距M1k220480.80.145mF1k1780基础边缘处的最大和最小净反力4. 确定基础高度（采用阶梯形基础） <1>、柱边基础截面抗冲切验算柱丁冲切觥处帧I 3.5m， b 2.4m， at be 0.45m， a。0.45m初步选定基础高度h 800mm，分两个台阶，每阶高度均为 400mm,ho 800 （40 10） 750mm （有垫层），混凝土采用 C30, ft 1.43N /mm2，保护层为:40mm垫层：混凝土 C15,厚100mm出基础边1
7、00mmab at2h° 0.45 2 0.75 1.95m b 2.4m，冲切力： 抗冲切力:900.9KN478.87KN，满足<2>、变阶处抗冲切验算atb11.5m , a11.9m , h01400 50350mmabat2h°11.52 0.352.2m b 2.4m，取 ab 2.2m冲切力：F|Pn,maxIa1h012b b 色h°1= 264.573.521.920.352.42.422咗 0.352抗冲切力:648.15KN283.1KN ,满足5. 配筋计算选用的HRB335级钢筋，fy300N / mm2偏心受压柱基础底板配筋
8、计算简图<1>、基础长边方向1-1截面（柱边）柱边净反力：Pn,ipn minl ae2lP n,maxPn,min悬臂部分净反力平均值:弯矩:M1ac2 2bbe钢筋面积:As,1M1491.71063-3截面（变阶处）变阶处净反力：Pn,30.9fy h°0.9 30022428.1mm 750Pn minP2|n, maxPn,min1 Pn ,maxPn,3 .2 ,弯矩：M3 一I d 2b a242钢筋面积：M3339.41 1063591.6mm2O.9fyh010.9 300 350每米宽配筋面积As宁嚳6 1496.5拆配 16130As 1547 mm
9、2 > As 满足钢筋根数：n 24°° 100 119130实配钢筋面积As满足2 219 201.13820.9mm >3591.6mm即实配钢筋为19 16130<2>、基础短边方向因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取：PnRi.maxRi.min212264.57 159.24211.9 KPa2-2截面（柱边）弯矩：M2 巴b bc 22l ac24钢筋面积：As2M250.1210621235.2 mm0.9 fyh)0.9 3007504-4截面（变阶处）弯矩：m4旦bb1 2 2la124钢
10、筋面积：6八M463.65 10c” 厂2As 4673.5mm0.9fyh°10.9 300 350比较 As, 2 和 As,4，应按 As,21235.2mm2 配筋,每米宽配筋面积As牛詈228.7mm2 钢筋根数配 10200As 393mm2> As满足n逬严1 18实配钢筋面积As 18 785 1413mm2>12352mm2满足即实配钢筋为18 102006. 基础配筋大样图：见施工图、轴内柱下双柱联合基础设计1.确定荷载的合力和合力作用点作用在基础顶面的竖向荷载为：Fk2 1560KN , 合力 F 2F2k 3120KNli 2400mm，Fk2i1
11、560 2.4由 Mb 0 有 Fx° Fk2i 得x°1.2mF31201 21。11 1.21.6m去l1.5m 以合力作用点作为基底的形心，则基底长度为23I 2X0丨。2 1.2 1.55.4m此时基底压力均匀分布2. 确定基础底面宽度FI fa Gd31205.4 298.03 20 1.51.96m取去b=2.2m有所以，基础底面尺寸为I b 5.4m 2.2m满足设计要求3. 按静定梁计算基础内力基础沿纵向的净反力由剪力为0的截面确定最大弯矩的截面位置，假定弯矩最大截面至基础左端距离为x则V bPnX F2k，当V 0时有x筈黑2.7m最大负弯矩最大正弯矩4.
12、 确定基础高度抗冲切强度验算：考虑沿柱全周边的冲切作用<1>、柱 1: F 3120冲切力 Ft F2k pnA1pn262.63kpabl 5.4 2.2破坏锥体实际底面积：l°h°be 2h0h°0.45 2h°2ho 3.9h° 0.776上下周边平均值:bm 2a1 d 2l0h0be h021.5 045 h00.45 h0 3h0 3.92由Ft0.7 hpftbmh。有 F2kPnAi0.7 hp ftbmho即 1560-262.63 2h； 3.9h0 0.7760.7 1.43 103 3h0 3.9 h0解得：
13、h0275mm 则 h h040315mm取 h 500mm则实际的 h050040460mm由h 字400mm即基础高度大于柱距的1/6,因此无需配置受剪钢筋<2>、柱2的计算同柱1<3>、抗冲切验算：计算截面在冲切破坏锥体底面边缘处:5. 配筋计算<1>、纵向钢筋A.底面配筋：每米宽配筋面积AsA 5233.7b2.222379mm配 18100As2545mm2 > As满足钢筋根数：n2200 100 110022实际配筋：As22 254.55599mm2> 5233.7mm2满足即实配钢筋为2218100B.顶面配筋每米宽配筋面积AA
14、s1884.72856.68mmAsb2.2配 12130As2,870mm >As满足钢筋根数n2200 1001 17130实际配筋As2 217 113.11922.7mm >1884.7mm满足即实配钢筋为1712130<2>、横向配筋基础横向宽度为b.在柱下取一垂直于基础纵向的假想等效梁进行计算。宽度沿基础的纵向）（等效梁A.柱1等效梁宽度为bl ac0.75h0则等效梁底面积为Aib ac 0.75h0其基底净压力为pF2kac 0.75h0鯉891.94kpa2.20.450.75 0.46柱截面弯矩为横向钢筋面积M10.9 f y h°310.23 1060.92497.8mm2300 460每米宽配筋面积AsAs2497.8l 5.42462.56mm配 10160As2491mm > As满足钢筋根数5400 100116034实际配筋As34 78.62669mm2>2487.8mm2 满足即实配钢筋为34 10160B.柱2的计算同柱16. 基础配筋大样图：见施工图