某办公楼土力学课程设计

1、基础工程课程设计指 导 书主编：孙鸿玲西南石油大学建筑工程学院2010-06基础工程课程设计任务书一、教学要求根据本课程教学大纲的要求，学生应通过本设计掌握天然地基上的浅基础设计的原理与方法，培养学生的分析问题、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。二、设计任务设计四川南充某办公楼的基础，根据上部结构及地基条件用柱下独立基础。三、设计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）。四. 设计资料1、上部结构资料：上部结构为四层框架，层高，框架、主梁、次梁、柱为现浇整体，主梁，次梁,楼板厚,柱截面,室内外高差。

2、2、下部地基资料：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）。各层地基土的物理力学指标见下表。图1 柱网平面图土层编号土层名称层底深度 （m）kN/m3 (%)ILEskPaCkPafakPa人工填土1.518亚粘土6.519.535.30.950.6551002816180淤泥质亚粘土13.11836.01.101.012002411105粉、细砂19.119950030160注:地下水位于粉、细砂层底3、基础选用材料：基础混凝土选用，钢筋选用，垫层采用素混凝土，100厚。五设计步骤1、根据地质条件确定基础的埋置深度2、根

3、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：对于偏心受压基础两边长之比一般L/B2，最大不超过3。3、根据建筑层数及地质条件确定基础类型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，编写施工说明书。设计要求：1、设计A、B、C柱下独立基础；2、计算A、B、C柱下独立基础，并按容许变形值调整基底尺寸；3、绘制施工图（基础平面图（局部）,基础详图）及编写施工说明。提示 ：1、熟悉题目要求及场地工程地质条件；2、选择持力层、确定基础埋深；3、确定基础类型及材料；4、按容许承载力确定基础尺寸；

4、5、下卧层强度验算；6、分别计算A、B、C柱基础沉降；7、按允许沉降差调整基底尺寸；8、基础高度验算；9、配筋计算；10、绘制施工图。六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。七设计成果要求1、设计说明书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。2、图纸绘制2号图一张（独立基础平面、剖面图）。八设计成果要求成绩评定与考核标准实践技能考核实行等级制，分优秀、良好、及格、不及格四个等级。技能考核不及格者，需重新进行技能训练，然后

5、进行补考，直至达到标准等级为止。关于技能考核成绩等级的界定：优秀：能独立、熟练掌握该项技能。良好：能独立掌握该项技能。及格：基本掌握该项技能。不及格：不能掌握该项技能。课程设计的目的是使学生巩固所学的专业理论知识，结合具体（或模拟）工程，初步掌握方案的设计程序，掌握设计说明书的编写方法，设计图纸的绘制。初步训练学生查阅规范、手册标准图集、产品样本等设计资料的能力。1、优秀A课程设计内容完整，分析问题正确，计算准确。B设计中能正确地综合运用本课程基础知识，熟练正确掌握课程设计方法，能做到理论联系实际。C全面完成规定的设计任务，说明书内容完整，分析透彻，字迹工整，有关计算准确清晰。设计图纸符合制图

6、标准要求，质量高。2、良好A课程设计内容完整，分析问题正确，计算准确。B能完成规定的全部设计任务，说明书内容完整，分析较全面，书写整洁，有关计算正确。设计图纸符合制图标准要求，质量较高。3、中等介于良好和及格的评分标准之间。4、及格A课程设计内容完整，分析问题基本正确，计算无原则性错误。B能完成规定的设计任务，说明书内容基本完整，计算基本正确。设计图纸基本符合制图标准要求，质量一般。5、不及格A课程设计内容不完整，有严重的原则性错误，设计内容没有达到基本要求或没有完成规定的设计任务。B设计时不加消化地照搬照抄。设计图纸不符合制图标准要求，质量差。范 本目 录1 基本条件的确定 .102 确定基

7、础埋深103 确定基础类型及材料104 确定基础底面尺寸114.1确定B柱基底尺寸4.2确定C柱基底尺寸5 软弱下卧层验算125.1 B柱软弱下卧层验算5.1 C柱软弱下卧层验算6 计算柱基础沉降136.1计算B柱基础沉降6.2计算C柱基础沉降7 按允许沉降量调整基底尺寸.188 基础高度验算 188.1 B柱基础高度验算8.2 C柱基础高度验算9 配筋计算249.1 B柱配筋计算9.2 C柱配筋计算1 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。柱标准组合准永久组合基本组合B柱N（kN）240022803240M（kN.m）210200284C柱N（kN/p>

8、0M（kN.m）250238338土层编号土层名称层底深度 （m）kN/m3 (%)ILEskPaCkPafakPa人工填土1.518亚粘土6.51932.30.950.6552002815150淤泥质亚粘土12.11836.01.101.010002412100粉、细砂19.11910000301602 确定基础埋深选择基础埋深根据设计任务书中给出的数据，人工填土，因持力层应选在亚粘土层处，故取3 确定基础类型及材料基础类型为：柱下独立基础基础材料：混凝土采用C25，钢筋采用HPB235。4 确定基础底面尺寸根据亚粘土e=0.95，查表得。因d=2.0m。基础底面以上土的加权平均重度：地基承

9、载力特征值（先不考虑对基础宽度进行修正）： 4.1 确定B柱基底尺寸由于偏心力矩不大，基础底面面积按20增大，即A=1.2=20.96。一般l/b=1.22.0，初步选择基础底面尺寸：,但=0不需要对进行修正。持力层承载力验算基础和回填土重：偏心距：基础底面处的平均压力值：基础底面边缘的最大压力值：基础底面边缘的最小压力值：满足要求。确定该柱基础底面长l=5.4m，b=3.9m。4.2 确定C柱基底尺寸由于偏心力矩不大，基础底面面积按30增大，即A=1.3=17.03。一般l/b=1.22.0，初步选择基础底面尺寸：不需要对进行修正。持力层承载力验算基础和回填土重：偏心距：基础底面处的平均压力

10、值： 基础底面边缘的最大压力值：基础底面边缘的最小压力值：满足要求。确定该柱基础底面长l=5.2m，b=3.3m。5 软弱下卧层验算5.1 B柱软弱下卧层顶面处自重应力：软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度：由灰褐色淤泥质粉质粘土由查表得地基压力扩散角软弱下卧层顶面处的附加压力：验算：（满足）5.2 C柱软弱下卧层顶面处自重应力：软弱下卧层顶面处的附加压力：验算：（满足）6 计算柱基础沉降6.1 B柱基础底面处的自重应力：基底压力：基底附加压力： 确定基础沉降计算深度因为不存在相邻荷载的影响，可按下式估算基础沉降计算深度： 因 ，故 。按该深度，沉降量计算至淤泥质亚粘土层。 沉降计算沉降计算见表

11、。其中应用 “角点法”，即将基础分为4块相同的小面积，查表时按查，查得的平均应力系数应乘以4。 校核根据规范规定，计算出（179.29mm），得0.003180.0250，表明所取=10.6m符合要求。表 B柱基础最终沉降量计算点号10 1.38040.2500=1.000024.52.3140.1744=0.69783139.93139.90.021667.8237.03.5940.1339=0.53543748.08608.10.112568.4247.63.9040.12646=0.505843844.3896.30.112510.8358.24.2140.11972=0.4788839

12、26.8282.440.11259.2768.84.5140.11395=0.45524005.7678.940.11258.8879.44.8240.1082=0.43284068.7362.970.11257.08810.05.1340.10315=0.412584125.857.070.11256.42178.720.0359910.65.4440.0985=0.3944176.450.60.011250.569179.290.00318 确定沉降经验系数压缩层范围内土层压缩模量的平均植：，查表得=1.09则基础最终沉降量：6.2 C柱基础底面处的自重应力：基底压力：基底附加压力： 确定

13、基础沉降计算深度因为不存在相邻荷载的影响，可按下式估算基础沉降计算深度：因 ，故 。按该深度，沉降量计算至淤泥质亚粘土层。 沉降计算沉降见表。其中应用 “角点法”，即将基础分为4块相同的小面积，查表时按查，查得的平均应力系数应乘以4。表 C柱基础最终沉降量计算点号101.58040.2500=1.000024.52.7340.1638=0.65522948.42948.40.018855.4336.13.7040.1359=0.543923317.913317.910.097936.1846.74.2440.1238=0.495283318.380.470.09790.04691.6560.0

14、005 校核根据规范规定，计算出91.656mm），得0.00050.0250，表明所取=6.7 m符合要求。6.2.4 确定沉降经验系数，查表得=1.0307则基础最终量： 7 按允许沉降量调整基底尺寸由于B柱1.069MPa，C柱0.8387MPa，由于小于4MPa，属于高压缩土 ， 。符合要求。8 基础高度验算8.1 B柱基础高度验算 计算基底反力偏心距：基础边缘处的最大和最小净反力：基础高度（选用阶梯形基础）柱边基础截面抗冲切验算（见图1），初步选择基础高度h=1000，从下至上分300，300，400三个台阶，（有垫层）， 。，取，因偏心受压冲切力： = =846.98KN抗冲切力：

15、 =1125.32KN846.98KN。可以。结论：柱边对基础抗冲切强度满足要求。 变阶处抗冲切验算.1 第一阶基础截面抗冲切验算（见图2） 冲切力： = =541.7KN抗冲切力： =757.87KN541.7KN。可以。.2 第二阶基础截面抗冲切验算（见图3） 冲切力： = =124.98KN抗冲切力： =722.31KN124.98KN。可以。8.2 C柱基础高度验算 计算基底反力偏心距：基础边缘处的最大和最小净反力： 8.2.2基础高度（选用阶梯形基础）柱边基础截面抗冲切验算（见图4），初步选择基础高度h=1000，从下至上分300，300，400三个台阶，（有垫层）， 。，取，因偏心

16、受压冲切力： = =690.97KN抗冲切力： =1125.32KN690.97KN。可以。结论：柱边对基础抗冲切强度满足要求。8.2.3变阶处抗冲切验算.1 第一阶基础截面抗冲切验算（见图5） 冲切力： = =467.9KN抗冲切力： =1002.35KN467.9KN。可以。.2 第二阶基础截面抗冲切验算（见图6）冲切力： = =158.98KN抗冲切力： =611.19KN158.98KN。可以。9 配筋计算选用HPB235钢筋，9.1 B柱配筋计算（见图7） 基础长边方向-截面（柱边）柱边净反力 悬臂部分净反力平均值弯矩-截面（第一变阶处） -截面（第二变阶处） 比较应按配筋，实际配基础短边方向-截面因该基础受单向偏心荷载，所以在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算。取计算。 -截面（第一变阶处）-截面（第二变阶处） 比较应按配筋，现在短边方向（5.4m宽度范围内）配筋。但是，不能符合构造要求。实际按构造配筋9.2 C柱配筋计算（见图8） 基础长边方向-截面（柱边）柱边净反力悬臂部分净反力平均值弯矩-