土力学课设(太原理工大学-).doc

课程名称：《土力学与地基基础》

设计题目： 墙下条形基础设计
柱下钢筋混凝土独立基础
院 系： 矿业工程学院
专业班级：
学 号：
姓 名：
指导教师： 谢 秀 芳　　　

2014 年 01月03 日

课 程 设 计 任 务 书

专业班级 姓 名 学 号
开题日期： 2013 年 12 月 30 日 完成日期： 2014年 01 月03 日

（一）设计的目的

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。培养从事基础工程浅基础的设计能力

（二）设计要求
⑴计算书要求 书写工整、数字准确、图文并茂。
⑵制图要求 所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图
纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。

（三）成绩及评语

指导教师 (签章)
年 月 日

第一部分 墙下条形基础课程设计任务书
（一）设计题目
设计题目 某四层教学楼采用毛石条形基础，，教学楼建筑平面布置图如图1所示。梁L-1截面尺寸为200mm×500mm，伸入墙内240 mm，梁间距为3.3 m，外墙及山墙的厚度为370 mm，双面粉刷，本教学楼的基础采用毛石条形基础，标准冻深为1.2m。由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙∑F1K=(486+2n)kN，山墙∑F2K=(96+2n)kN，内横墙∑F3K=(90+2n)kN，内纵墙∑F4K=(1173+10n)kN。（n为学生学号最后两位数）
图1平面图

（二）设计资料
该地区地形平坦，经地质勘察工程地质情况如图2所示，
地下水位在天然地表下7.5m，水质良好，无侵蚀性。
⑴工程地质条件如图2所示。

杂填土
粉质粘土
E=0.716
IL=0.66

图2工程地质剖面图
淤泥质土

⑵室外设计地面-0.6m，室外设计地面标高同天然地面标高。
(3)基础采用M5水泥砂浆砌毛石，标准冻深为1.2m。

墙下条形基础
设计步骤
⑴荷载计算 （包括选计算单元、确定其宽度）。
学号后两位，n=16
外纵墙:
山 墙:
内横墙:
内纵墙:
外纵墙：取两窗中心线间的距离3.3 m为计算单元宽度
则
山 墙：取1 m为计算单元宽度
则
内横墙：取1 m为计算单元宽度
则
内纵墙：取两门中心线间的距离8.26m为计算单元宽度
则
⑵确定基础埋置深度

说明设计冻深在建筑基底下允许残留冻土层厚度之内。
按经验确定
d=Z0+200 =（1200 +200）mm=1400 mm
⑶确定地基承载特征值fa
假设b＜3m，
因d=1.4m＞0.5m
故只需对地基承载力特征值进行深度修正

⑷确定基础的宽度、高度
1）基础宽度
外纵墙：b1≥
山墙：b2≥
内横墙：b3≥
内纵墙：b4≥
故取b=1.2m＜3m ，符合假设条件。
2）基础高度
基础采用毛石，M5水泥砂浆砌筑。
内横墙和内纵墙基础采用三层毛石，则每层台阶的宽度为
（符合构造要求）

查GB50007-2002允许台阶宽高比［b2/H0=1/1.25］，则每层台阶的高度为
H0≥
综合构造要求，取H0=0. 4m。
最上一层台阶顶面距室外设计地坪为
（1. 4-0. 4×3）m = 0.2m＞0.1m
故符合构造要求。（如图2所示）
外纵墙和山墙基础仍采用三层毛石，每层台阶高0. 4m ，则每层台阶的允许宽度为b≤
又因单侧三层台阶的总宽度为（1.2-0.37）m /2=0.415 m故取三层台阶的宽度分别为0.115 m、0.15 m、0.15 m，均小于0.2m（符合构造要求）
最上一层台阶顶面距室外设计地坪为
（1.4-0.4×3）m = 0.2m＞0.1m符合构造要求。（如图3所示）

⑸软弱下卧层强度验算
1）基底处附加压力
取内纵墙的竖向压力计算

2）下卧层顶面处附加压力
因 Z/b=5.1/1.2=4.25＞0.5，Es1/Es2=10/2=5
故 由GB50007-2002中表5.2.7查得θ=25°则

3)下卧层顶面处自重压力

4）下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值

5）验算下卧层的强度
＜=196.1kN/m2
符合要求。
⑹绘制施工图（平面图、详图）。（2号图纸一张）

第二部分 柱下钢筋混凝土独立基础设计

（一）设计题目
某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，采用柱下独立基础，柱网布置如图3所示，试设计该基础。试设计该基础。
（二）设计资料
⑴工程地质条件
该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土，土的天然重度为18 kN/m3，地基承载力特征值fak=230kN/m2，地下水位在-7.5m处，无侵蚀性，标准冻深为1.0m（根据地区而定）。
⑵给定参数
柱截面尺寸为400mm×400mm，在基础顶面处的相应于荷载效应标准组合，由上部结构传来轴心荷载为(610+2n)kN，弯矩值为(45+n)kN·m，水平荷载为10kN。 （n为学生学号最后两位数）
⑶材料选用
混凝土：采用C20（可以调整）（ft=1.1N/mm2）
钢筋：采用HPB235（可以调整）（fy=210 N/mm2
图3柱网布置图

（三） 设计内容
⑴确定基础埋置深度
⑵确定地基承载力特征值
⑶确定基础的底面尺寸
⑷确定基础的高度
⑸基础底板配筋计算

（四）设计要求
⑴计算书要求 书写工整、数字准确、图文并茂。
⑵制图要求 所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸
上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。
⑶设计时间 三天。
柱下钢筋混凝土独立基础设计步骤
（一）荷载计算
学号后两位，n=16
F=642kN, M=61kN/, F=10kN,
（二）确定基础埋置深度d
公式：最小埋置深度：
季节性冻土地基的设计冻深：
①计算
已知=1.0m，查表知=1.00，=0.95，=0.9
m
②计算d
取经验值=1.2m
根据GB50007-2002规定，将该独立基础设计成阶梯形，取基础高度h为650 mm，
基础分二级。
（三）确定地基承载特征值fa
所以按3m取值查，故只需对深度进行修正
查表得=0.3，=1.6

=

（四）确定基础的底面面积
已知：=642kN， =249.23，=20，=1.2m
A≥=

实际采用基底面积为

（五）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

< 符合要求。
= =
<1.2fa=
=<fa=249.23

（六）确定基础的高度
现选用混凝土强度等级C20，HPB235钢筋，查得混凝土ft=1.1N/mm2=1100，
钢筋fy=210 N/mm2
地基净反力

‚柱边截面
h=650mm，有垫层h0==610mm；下阶h1=350mm，h01=310mm；=950mm，
=950mm。

+2 h0=(0.4+2×0.61)m=1.62m＜b=1.9m

＞F1=80.03kN
符合要求。
ƒ变阶处截面
+2 h01=(0.95+2×0.31)m=1.57m＜b=1.9m

＞F1=92.83
符合要求。
（七）底板配筋计算
1）由于基础底面是正方形，只需计算一边即可，I-I截面
柱边地基净反力

II-II截面：

比较和，应按配筋，在平行于l方向1.9m宽度范围内配9φ12@230，符合要求。

（八）绘制施工图（2号图纸一张）
合理确定绘图比例（平面图1：100、详图1：20~1：30）、图幅布置；符合《建筑制图标准》。

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