基础工程课程设计任务书及例题

1、1基础工程基础工程课程设计任务书课程设计任务书开题日期开题日期： 2014 年年 5 月月 26 日日 完成日期：完成日期： 2014 年年 6 月月 1 日日一、设计目的一、设计目的通过本次设计，让学生初步掌握柱下钢筋混凝土独立基础的设计步骤、方法及具体的计算过程，并逐步培养从事基础工程浅基础的设计能力。二、设计内容二、设计内容（一）（一） 设计题目设计题目柱下钢筋混凝土独立基础（二）（二） 设计内容设计内容1、确定基础埋深；2、按持力层承载力特征值确定基础底面尺寸；3、验算地基变形；4、基础结构设计：拟定基础剖面尺寸，进行内力分析、强度验算和配筋设计，并满足构造设计要求；5、绘制基础施工图

2、，包括基础平面图、立面图及配筋图。三、设计资料设计资料1、 地形拟建建筑场地平整2、工程地质资料自上而下依次为：号土层填土：厚约 0.5 m，含部分建筑垃圾；号土层粉质黏土：厚 1.2 m，软塑，潮湿，承载力特征值 fak=130 kpa；号土层黏土：厚 1.5 m，可塑，稍湿，承载力特征值 fak=180 kpa；号土层，细砂，层厚 2.7 m，中密，承载力特征值 fak=240 kpa；号土层，强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值 fak=300 kpa。3、岩土设计技术参数地基岩土物理力学参数如表 1 所示。2表 1 地基岩土物理力学参数表4、水文资料为地下水对混凝土无侵蚀性；地下水

3、位于地表下 1.5 m。5、上部结构资料上部结构为多层全现浇框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm。柱网布置见图 1，图中仅画出了 1-6 列柱子，其余 7-10列柱子和 4-1 列柱子对称。天然地基土重度（）孔隙比（e）黏聚力（c）内摩擦角（）压缩系数( a1-2)压缩模量（Es）抗压强度（frk）承载力特征值（fak）地层代号土的名称kN/mKPa度1MPaMPaMPaKPa杂填土18粉质粘土200.6534130.2010.0130粘土19.40.5825230.228.2180全风化砂质泥岩2122300.8240强风化砂质泥岩2220253.0300中风化砂质泥岩2

4、415404.06203图 1 柱网平面图6、上部结构作用：柱底的荷载效应标准组合值和荷载效应基本组合值分别见表 2 和见表 3。 表 2 柱底荷载效应标准组合值Fk (kN)Mk (kNm)Vk (kN)柱号A 轴B 轴C 轴A 轴B 轴C 轴A 轴B 轴C 轴197515481187140100198464844210321615125216412522155605231090173013121901502426266574115018151370210175271717367512181873143323519329780837461282188314962572183258690837

5、133919701560284242355969589814022057161823126637710210498915342140167733528840210911310610159822051727365309428120117114 表 3 柱底荷载效应基本组合值F (kN)M (kNm)V (kN)柱号A 轴B 轴C 轴A 轴B 轴C 轴A 轴B 轴C 轴11268201215441831302586062582134221001627214163288727867314182250170624819531581867441496236017822742283539395885158

6、424351863306251386104108966166724481945334284423112117108717412562202836931546212512411681823267421043913464911331361289199527832181425375523142147138102078286622454554025571561531497、材料：混凝土等级 C25C30，钢筋 HRB400。48、根据以上所给资料及学生人数，每班划分为 3 个组。第 1 组共 15 人，基础持力层选用土层，设计 A 轴柱下独立基础；第 2 组共 15 人，基础持力层选用土层，设计 B

7、轴柱下独立基础；第 3 组共 15 人，基础持力层选用土层，设计 C 轴柱下独立基础。三、设计成果及要求：三、设计成果及要求：成果：成果：基础工程基础工程课程设计计算书课程设计计算书（1）设计计算书封面封面上应写明设计题目、学生姓名、专业、年级、指导教师等信息，且必须打印。（2）目录及正文目录及正文格式自定，且必须手写。要求：要求：1计算书按封面、任务书、目录、正文、结束语及参考文献的顺序进行计算书按封面、任务书、目录、正文、结束语及参考文献的顺序进行左左侧侧装订。装订。2 2计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。四、参考资料四、参考资料1 土力学 （

8、第 2 版）东南大学等四校合编.中国建筑工业出版社，2009；2 基础工程 （第 2 版）华南理工大学等三校合编.中国建筑工业出版社，2009；3.土力学与基础工程赵明华 主编. 武汉工业大学出版社，2003；4.混凝土结构设计 （新 1 版）白国良 主编. 武汉理工大学出版社，2011；5.建筑结构荷载规范 （GB500092012） ，中国建筑工业出版社，2012；6.建筑地基基础设计规范 （GB500072011） ，中国建筑工业出版社，2011；7 混凝土结构设计规范 （GB500102010） ，中国建筑工业出版社，2010。5目 录柱下独立基础设计.11.1 选择基础材料.31.2

9、 选择基础埋置深度.31.3 地基承载力特征值.41.4 初步选择基底尺寸.51.5 验算持力层地基承载力.51.6 基础高度的确定.61.7 变阶处抗冲剪验算.81.8 配筋计算.81.9 基础配筋大样图.10结束语.11参考文献.126独立基础设计独立基础设计本人设计资料本人设计资料本人分组情况为第二组第 23 号，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用 8 题号 B 轴柱底荷载.柱底荷载效应标准值: 。KNVmKNMKNFKKK104,266,2507柱底荷载效应基本组合值: 。KNVmKNMKNF136,346,2674持力层选用 4 号全风化砂质泥岩土

10、层，厚 2.7 米，承载力特征值，框架Kpafak240柱截面尺寸为 500mm500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm。1.1 选择基础材料选择基础材料基础采用 C25 混凝土，HRB335 级钢筋，预估基础高度 0.8m。1.2 选择基础埋置深度选择基础埋置深度根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。拟建厂区地下水对混凝土结构无侵蚀性，地下水位于地表下 1.5m。取基础底面高时最好取至持力层下 0.5m，本设计取 4 号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为 0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得基础剖面示意图，如图 1.2 所示。 修改图上

11、尺寸7图 1.2 基础剖面示意图1.3 求地基承载力特征值求地基承载力特征值af根据全风化砂质泥岩，查表得=2.0，=3.0。bd基底以上土的加权平均重度为：3/5 .185 . 05 . 12 . 15 . 0)1021(5 . 0)104 .19(5 . 1)1020(2 . 0201185 . 0mKNm由于持力层为粘土，地基承载力特征值为：Kpafak240持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正值）为afKpadffmdaka6 .417)5 . 07 . 3(5 .180 . 3240)5 . 0(上式 d 按室外地面算起。1.4 初步选择基底尺寸初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值

12、： KNVmKNMKNFKKK104,266,2057计算基础和回填土重时的基础埋置深度为KGmd43. 3)65. 32 . 3(218基础底面积为200 . 67 . 3206 .4172057mdfFAGaK由于偏心不大，基础底面积按 20%增大，即202 . 70 . 62 . 12 . 1mAA初步选定基础底面积，且 b=2.4m3m 不需要再对 进行22 . 734 . 2mblAaf修正。1.5 验算持力层地基承载力验算持力层地基承载力基础和回填土重为KNdAGGK5 .3352 . 7)2 . 21043. 320(偏心距5 . 0615. 05 .33520578 . 010

13、4266lmGFMeKKKK，满足要求。KminP0基底最大压应力：KNfKNleAGFPaKKK92.2682 . 137.256)316. 061 (4 . 844.3491282)61 (maxPmax=(2057+335.5)7.2(1+60.15/3)=4321.2KN1.6 计算基底反力计算基底反力取柱底荷载效应基本组合设计值：KNVmKNMKNF136,346,2674静偏心距为：mNMek17. 026748 . 01363460基础边缘处的最大和最小净反力为：KpalelbFPko7 .4971 .245maxmin)317. 061 (2 . 72674)61 (91.7

14、基础高度基础高度的确定的确定柱边基础截面抗冲切验算（见图 1.3）（a）10（b）图 1.3 冲切验算简图（a）柱下冲切 （b）变阶处冲切取 l=3m,b=2.4m, ,初步选定基础高度 h=800mm，分两个台mambacct5 . 0,5 . 0阶，每阶段高度均为 500mm。，则取)(750220408000有垫层mmh。mmhaatb4 . 20 . 275. 025 . 020取=2.0m。因此，可得bammaaabtm1250220005002)(因为偏心受压，冲切力：Kpappn7 .497max取200max,)22()22(hbbbhalpFccnl KN3 .577)75.

15、 025 . 024 . 2(4 . 2)75. 025 . 023(7 .4972抗冲切力为11KNKNhafmthp3 .57744.83375. 025. 11027. 10 . 17 . 07 . 030因此满足要求。1.8 变阶处抗冲剪验算变阶处抗冲剪验算由于有则取,35050400,5 . 1,2 . 120111mmhmambbatmmhaatb4 . 29 . 17 . 02 . 12011所以取，mab9 . 11maaabtm55. 129 . 12 . 121冲切力为2011011max,)22()22(hbbbhalpFnlKN7 .446)35. 022 . 124

16、. 2(4 . 2)35. 025 . 123(7 .4972抗冲切力为KNKNhafmthp7 .4463 .48235. 055. 11027. 10 . 17 . 07 . 030因此满足要求。1.9 配筋计算配筋计算选用 HPB335 钢筋，。2/300mmNfy1)1)基础长边方向基础长边方向对于-截面，柱边净反力为)(2min,max,min,nnlnInpplalppKpa5 .392) 1 .2457 .497(325 . 031 .245悬臂部分净反力平均值为KpappInn1 .445)5 .3927 .497(21)(21,max,12弯矩为)2()(2(2412,max

17、,1ccInnbbalppM mKN 3 .614)5 . 04 . 22()5 . 03(1 .4452412钢筋的面积为2601,6 .30337503009 . 0103 .6149 . 0mmhfMAyIS对于-截面（变阶处） ，有)(2min,max,1min,3 ,nnnnpplalpp Kpa6 .434) 1 .2457 .497(325 . 131 .245弯矩为 )2()(2(241121,max,3bbalppMInn m5 .244)2 . 14 . 22()5 . 13(6 .4342412KN钢筋的面积为26033 ,3 .25873503009 . 0105 .2

18、449 . 0mmhfMAyS因此比较和，应取配筋，实际配，则钢筋根数为3sA1sA1sA200161612003000n220 .321716164mmAS2)2)基础短边方向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Kpapppnnn4 .371) 1 .2457 .497(21)(21min,max,与长边方向的配筋计算方法相同，对于-截面（柱边）的计算：弯矩为13)2()(24122ccnalbbpMKpa1 .363)5 . 032()5 . 04 . 2(4 .3712412260122,1 . 0101 .3639 . 0mmhfMAyS-截面（变阶处）的计算：弯矩为)2()(2411214albbpMnKpa1 .167)5 . 132()2 . 14 . 2(4 .3712412260144,3 . 0101 .1679 . 0mmhfMAyS因此，按在短边方向配筋，实际配钢筋根数为2sA150122111503000n2221 .1793237521124mmmmAS1.10 基础配筋大样图基础配筋大