B《基础工程》课程设计选题.doc

土木工程2016届
《基础工程》课程设计选题
班级分组及选题要求：每个班级8-10人分成一组，每个班级将分成4-5个组，每个班级小组选题必须包括一下四个选题中的全部选题，且每组一题，不得重复，每组成员必须从所选题中选择1个题号作为上部结构荷载，且组员所选题号不得重复。
选题一、柱下独立基础设计
（一）设计资料
1、地形
拟建建筑场地平整。
2、工程地质条件
自上而下土层依次如下：
①号土层，杂填土，层厚0.6m，含部分建筑垃圾。
②号土层，粉质黏土，层厚1.5m，软塑，潮湿，承载力特征值。
③号土层，黏土，层厚1.8m，可塑，稍湿，承载力特征值。
④号土层，细砂，层厚2.0m，中密，承载力特征值。
⑤号土层，强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值。
3、岩土设计技术参数
地基岩土物理力学参数如表1.1所示。

表1.1 地基岩土物理力学参数
土层编号
土的名称
重度

孔隙比
液性指数
粘聚力
内摩擦角
压缩
模量

标准贯入锤击数N
承载力
特征值
①
杂填土
17.8

②
粉质黏土
19.5
0.65
0.84
35
14
7.5
6
150
③
黏土
18.9
0.58
0.78
25
25
8.2
11
190
④
细砂
20.5
0.62

30
11.6
16
240
⑤
强风化
砂质泥岩
22

18
22
310
4、水文地质条件
（1）拟建场区地下水对混凝土结构有腐蚀性。
（2）地下水位深度：位于地表下1.5m。
5、上部结构资料
拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为。室外地坪标高同自然地面，室内外高差。柱网布置如图1.1所示。
图1.1 柱网平面图
6、上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表1.2所示。

表1.2 柱底荷载效应标准组合值
题号

A轴
B轴
C轴
D轴
A轴
B轴
C轴
D轴
A轴
B轴
C轴
D轴
1
1032
1615
1252
1362
164
125
221
160
55
60
52
56
2
1090
1730
1312
1208
190
150
242
185
62
66
57
64
3
1150
1815
1370
1170
210
175
271
192
71
73
67
72
4
1218
1873
1433
1281
235
193
297
228
80
83
74
82
5
1282
1883
1496
1359
257
218
325
246
86
90
83
88
6
1339
1970
1560
1679
284
242
355
275
96
95
89
94
7
1402
2057
1618
1502
311
266
377
226
102
104
98
100
8
1534
2140
1677
1487
335
288
402
304
109
113
106
112
9
1598
2205
1727
1645
365
309
428
355
120
117
114
118
10
1659
2268
1778
1560
405
329
446
286
130
121
132
106
11
1720
2330
1831
1458
448
351
468
269
142
125
150
102
近似取荷载效应基本组合值为标准组合值的1.35倍，荷载效应准永久组合值为标准组合值的0.8倍。
7、混凝土的强度等级C25~C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。
（二）设计分组
根据以上所给资料及题号，每个班级只容许一个10-11人的小组选此题目，每人一个题号（1~11）。每个班级选取不同的柱距：土木16-1（横向柱列间距4800，纵向柱列间距：5600,2100,5600）；土木16-2（横向柱列间距5400，纵向柱列间距：6000,2400,6000）；土木16-3（横向柱列间距6000，纵向柱列间距：6600,2400,6600）；土木16-5（横向柱列间距7200，纵向柱列间距：6000,3000,6000）；
（三）设计要求
每人根据所在组号和题号，完成指定轴线的独立基础设计。对于另外3根轴线的基础，只要根据所给荷载确定基础底面尺寸，以便画出基础平面图。要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。
（四）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、计算地基变形值，验算地基变形特征值；
4、基础结构设计：拟定基础剖面尺寸，进行地基梁正截面和斜截面设计及底板抗剪验算和配筋设计，并满足构造设计要求。
5、绘制基础施工图，包括基础平面布置图、独立基础大样图，并提出必要的技术说明。
（五）设计成果
1、设计计算书
设计计算书包括以下内容：
（1） 确定地基持力层和基础埋深。
（2） 确定基础底面尺寸，验算地基承载力。
（3） 对基础进行抗冲切承载力验算，确定基础高度。
（4） 对基础进行正截面受弯承载力验算，确定基础底板配筋。
2、设计图纸
设计图纸包括以下内容：
（1） 基础平面布置图。
（2） 独立基础大样图。
（3） 必要的设计说明。
选题二、柱下条形基础设计
（一）设计资料
1、地形
拟建建筑场地平整。
2、工程地质条件
自上而下土层依次如下：
①号土层，耕填土，层厚0.8m，黑色，原为农田，含大量有机质。
②号土层，黏土，层厚1.9m，软塑，潮湿，承载力特征值。
③号土层，粉砂，层厚2.4m，稍密，承载力特征值。
④号土层，中粗砂，层厚4.3m，中密，承载力特征值。
⑤号土层，中风化砂岩，厚度未揭露，承载力特征值。
3、岩土设计技术参数
地基岩土物理力学参数如表2.1所示。

表2.1 地基岩土物理力学参数
土层编号
土的名称
重度

孔隙比
液性指数
粘聚力
内摩擦角
压缩
模量

标准贯入锤击数N
承载力
特征值
①
耕填土
17.2

②
黏土
19.4
0.84
0.81
22
17
6.5
4
140
③
粉砂
20.2

26.5
7.1
12
180
④
中粗砂
21

30
8.2
16
240
⑤
中风化砂岩
22

310
4、水文地质条件
（1）拟建场区地下水对混凝土结构有腐蚀性。
（2）地下水位深度：位于地表下0.9m。
5、上部结构资料
拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为。室外地坪标高同自然地面，室内外高差。柱网布置如图2.1所示。
6、上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表2.2所示，上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表2.3所示。

表2.2 柱底荷载效应标准组合值
荷载编号
1
2
3
4
5
6
7
8

1280
1390
1530
1690
1820
2030
2220
2410

1060
1130
1340
1470
1630
1860
2070
2250

表2.3 柱底荷载效应基本组合值
荷载编号
1
2
3
4
5
6
7
8

1728
1876
2066
2282
2457
2741
2997
3254

1430
1526
1809
1985
2202
2511
2795
3038
注：为轴②~⑦柱底竖向荷载基本组合值；为轴线①、⑧柱底竖向荷载基本组合值。
图2.1 柱网平面图
其中纵向尺寸为7A，横向尺寸为15m，A值分别取以下8组：

，A8=7200mm.
7、混凝土的强度等级C25~C30，钢筋采用HPB235、HRB335、HRB400级。
（二）设计分组
本题每个班级只限8人选题：每人选题柱网横向柱距A1~A8，柱底荷载编号1~8，每人从以下组合中选择一个柱底荷载与柱距，不得重复：A1+8、A2+7、A3+6、A4+5、A5+4、A6+3、A7+2、A8+1；土木16-1持力层选取③号土层；土木16-2持力层选取④号土层；土木16-3持力层选取③号土层；土木16-5持力层选取②号土层；
（三）设计要求
根据所选持力层土层、柱距编号和荷载编号，用倒梁法进行条形基础梁的内力计算，完成纵向柱下钢筋混凝土条形基础设计。由于力学及钢筋混凝土计算工作量较大，为减少重复性计算，假定四条纵向轴线A~D的柱底荷载均相同。要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。
（四）设计内容
1、设计纵向柱下钢筋混凝土条形基础，包括确定基础埋置深度、基础底面尺寸、基础梁高度，用倒梁法对基础进行结构内力分析、强度计算，并满足构造设计要求，编写计算书。
2、绘制基础施工图，包括基础平面布置图、基础梁样图，并提出必要的技术说明。
（五）设计成果
1、设计计算书
设计计算书包括以下内容：
（1）确定地基持力层和基础埋深。
（2）根据上部结构传来的荷载和地基承载力确定基础底面尺寸。
（3）基础底板按单向悬臂板计算，确定基础底板厚度并配筋。
（4）用倒梁法进行条形基础梁的内力分析计算，根据正截面承载力验算确定基础梁纵向钢筋，根据斜截面承载力验算配置基础梁箍筋。
2、设计图纸
设计图纸包括以下内容：
（1）基础平面布置图。
（2）基础梁详图。
（3）必要的设计说明。
选题三、桩基础设计
（一）设计资料
1、地形
拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。
2、工程地质条件
自上而下土层依次如下：
①号土层：素填土，层厚1.6m，稍湿，松散，承载力特征值。
②号土层：淤泥质土，层厚3.1m，流塑，承载力特征值。
③号土层，粉砂，层厚6.3m，稍密，承载力特征值。
④号土层，粉质黏土，层厚4.5m，湿，可塑，承载力特征值。
⑤号土层，粉砂层，厚度未揭穿，中密—密实，承载力特征值。
3、岩土设计技术参数
地基岩土物理力学参数如表3.1和表3.2所示。
表3.1 地基岩土物理力学参数
土层编号
土的名称
孔隙比
含水量

液性指数

标准贯入
锤击数N
压缩
模量

承载力
特征值
①
素填土

5.0

②
淤泥质土
1.04
62.4
1.08

3.8
69
③
粉砂
0.81
27.6

14
7.5
115
④
粉质黏土
0.79
31.2
0.74

9.2
170
⑤
粉砂层
0.58

31
16.8
285

表3.2 桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值 单位：
土层
编号
土的
名称
侧阻力

端阻力

土层
编号
土的
名称
侧阻力

端阻力

①
素填土
23

④
粉质黏土
61
920
②
淤泥质土
28

⑤
粉砂层
73
2450
③
粉砂
46

4、水文地质条件
（1）拟建场区地下水对混凝土结构有腐蚀性。
（2）地下水位深度：位于地表下3.5m。
5、上部结构资料
拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差。柱截面尺寸均为，横向承重，柱网布置如图3.1所示。

图3.1 柱网平面布置图
其中纵向尺寸为5A，横向尺寸为9.6m，A值分别取以下3组：
，A4=7200mm，
6、上部结构作用
上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表3.3所示，该表中弯矩、水平力均为横向方向。

表3.3 柱底荷载效应标准组合值
题号

轴
轴
轴
轴
轴
轴
轴
轴
轴
1
1875
2160
2080
205
204
213
139
149
134
2
2040
2280
2460
242
223
221
145
158
148
3
2310
2690
2970
275
231
238
165
162
153
4
2568
3225
3170
293
248
247
174
179
165
5
2670
3550
3410
299
264
256
183
190
170
6
2920
3860
3720
304
285
281
192
202
191
7
3130
3970
3950
323
302
316
211
223
230
8
3300
4110
4090
341
319
347
232
245
260
9
3440
4230
4210
376
337
369
251
266
285
10
3530
4310
4390
391
349
377
262
275
290
11
3640
4430
4510
416
357
389
271
286
305

近似取荷载效应基本组合值为标准组合值的1.35倍，荷载效应准永久组合值为标准组合值的0.8倍。
7、混凝土的强度等级C25~C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。
（二）设计分组
首先分为预制桩和灌注桩两个组，再根据表3.3所给出的设计资料、荷载资料、柱网尺寸每个班级可以有两个10-11人的小组分别选取预制桩、灌注桩进行设计。分组示意如下：
（1）预制桩组：
该选题预制桩组，每个班级只容许一个10-11人的小组选此题目，每人一个题号（1~11）。每个班级选取不同的柱距：土木16-1（横向柱列间距7200，纵向柱列间距：5000,5000,5000）；土木16-2（横向柱列间距6800，纵向柱列间距：5000,5000,5000）；土木16-3（横向柱列间距6500，纵向柱列间距：5000,5000,5000）；土木16-5（横向柱列间距6200，纵向柱列间距：5000,5000,5000）；
（2） 灌注桩组：
该选题灌注桩组，每个班级只容许一个10-11人的小组选此题目，每人一个题号（1~11）。每个班级选取不同的柱距：土木16-1（横向柱列间距6200，纵向柱列间距：5000,5000,5000）；土木16-2（横向柱列间距6500，纵向柱列间距：5000,5000,5000）；土木16-3（横向柱列间距6800，纵向柱列间距：5000,5000,5000）；土木16-5（横向柱列间距7200，纵向柱列间距：5000,5000,5000）；
（三）设计要求
每人根据所在组号和题号，完成指定桩型的桩基础设计。如基础平面形状与尺寸对称，则另一对称基础部位要求根据荷载确定承台尺寸和桩数，以便画出桩基平面布置图。要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。
（四）设计内容
1、设计桩基础，包括选定桩长和截面尺寸，确定单桩承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置，进行桩身和承台的计算并满足构造设计要求，编写计算书。
2、绘制桩基础施工图，包括桩基础平面布置图、桩和承台大样图，并提出必要的技术说明。
（五）设计成果
1、设计计算书
设计计算书包括以下内容：
（1）确定桩的选型，确定单桩竖向承载力。
（2）估算桩的根数、布桩，确定承台尺寸。
（3）桩基础验算。
（4）桩承台设计，包括抗冲切、抗剪和抗弯的强度计算。
（5）桩身设计，对预制桩，进行吊装验算并满足构造配筋要求；对灌注桩，一般按构造配筋。
2、设计图纸
设计图纸包括以下内容：
（1）桩基平面布置图。
（2）承台大样图。
（3）必要的设计说明。

选题四、预制桩基础设计
（一）设计资料
1、工程概况：某汽车生产车间，为两层五跨排架结构，每跨跨度18米，柱距为A（A1=6000mm，A2=9000mm，A3=12000mm，A4=7200mm），纵向总长度144m，室内外地面高差0.30米。柱截面500×1000mm。建筑场地地质条件见表A，作用于基础顶面的荷载见表B。
表A 建筑场地地质条件
编号
土层名称
土层厚度(m)
γ
kN/m3
w
(%)
е
wL
wp
Es
kPa
C
kPa
φ °
Ⅰ
杂填土
1.0
18.7
34.1
0.94
36.9
21.1
3900
17
15
Ⅱ
淤泥质粘土
11.6
17.1
50.3
1.42
43.2
22.6
3000
7
10
Ⅲ
灰色粘土
3.7
18.9
38.2
1.0
38.2
18.4
4800
12
18.6
Ⅳ
亚粘土
2.7
18.7
30.0
0.90
36.6
20.0
6000
36
12
Ⅴ
粉质粘土
40.0
19.6
26.7
0.78
32.7
17.7
7000
18
28.5
注：地下水位在天然地面下2.5米处
2、结构荷载
表B 上部结构传来荷载
题号
柱底荷载设计值（N，M，V）（kN，kN·m，kN）
题号
柱底荷载设计值（N，M，V）（kN，kN·m，kN）
题号
柱底荷载设计值（N，M，V）（kN，kN·m，kN）
1
2547，187，58
24
3321，197，72
47
3430，189，50
2
2977，279，109
25
4076，231，90
48
4490，176，56
3
3975，238，82
26
3276，212，96
49
2580，106，89
4
3121，197，62
27
4152，125，102
50
2320，178，54
5
4176，231，80
28
3643，203，98
51
3620，80，67
6
4276，112，86
29
2678，138，80
52
2200，86，62
7
3352，125，62
30
3956，231，110
53
4064，95，88
8
4043，203，81
31
2832，120，62
54
2438，156，90
9
3678，138，70
32
3368，123，72
55
2498，220，56
10
2956，231，80
33
3405，85，50
56
2080，110，79
11
2421，104，30
34
3982，89，60
57
2169，75，102
12
3678，98，70
35
3835，128，78
58
2280，63，84
13
3261，134，68
36
2862，217，62
59
2500，103，80
14
3352，134，68
37
3354，226，72
60
3520，139，56
15
3206，127，66
38
3433，155，50

16
3276，112，86
39
3948，159，60

17
3852，225，62
40
3825，214，78

18
3943，203，81
41
4438，85，50

19
3678，118，88
42
4950，82，68

20
3956，281，80
43
5417，85，60

21
3847，187，78
44
4430，155，50

22
3577，279，89
45
4983，140，50

23
4075，248，62
46
5411，160，53

近似取荷载效应基本组合值为标准组合值的1.35倍，荷载效应准永久组合值为标准组合值的0.8倍。
3、混凝土的强度等级C25~C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。
4、水文地质条件：
（1）拟建场区地下水对混凝土结构有腐蚀性。
（2）地下水位深度：位于地表下2.5m。
（二）设计分组
每个班级可以有10-15人选此题目，每人一个题号，不得重复，每个班级选取不同的柱距：土木16-1（横向柱列间距A1=6000mm，题号1-15）；土木16-2（横向柱列间距A2=9000mm，题号16-30）；土木16-3（横向柱列间距A3=12000mm，题号31-45）；土木16-5（横向柱列间距A4=7200mm，题号46-60）。
（三）设计要求
每人根据所在组号和题号，完成指定桩型的桩基础设计。如基础平面形状与尺寸对称，则另一对称基础部位要求根据荷载确定承台尺寸和桩数，以便画出桩基平面布置图。要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。
（四）设计内容
1、设计桩基础，包括选定桩长和截面尺寸，确定单桩承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置，进行桩身和承台的计算并满足构造设计要求，编写计算书。
2、绘制桩基础施工图，包括桩基础平面布置图、桩和承台大样图，并提出必要的技术说明。
（五）设计成果
1、设计计算书
设计计算书包括以下内容：
（1）确定桩的选型，确定单桩竖向承载力。
（2）估算桩的根数、布桩，确定承台尺寸。
（3）桩基础验算。
（4）桩承台设计，包括抗冲切、抗剪和抗弯的强度计算。
（5）桩身设计，对预制桩，进行吊装验算并满足构造配筋要求；对灌注桩，一般按构造配筋。
2、设计图纸
设计图纸包括以下内容：
（1）桩基平面布置图。
（2）承台大样图。
（3）必要的设计说明。
附：基础工程课程设计总说明
1、所有的文字、计算过程和图纸(平面布置图、主要构件详图及大样图)均用计算机打印，若有困难，图纸可以手工绘制。
2、计算及说明书为A4幅面、图纸要装订成册，每份应有封面(统一格式)，按评语、目录(要编页码)，计算书、图纸顺序装订。计算书、图纸按设计内容的先后顺序编排，图纸按顺序排在后面(折成A4幅面一起装订)。
3、所有图、表都要有编号和名称，手绘图纸也要编页码。
4、设计计算及说明书、图纸装订成册后提交，其中封面用A3幅面厚纸印刷，待目录和计算书、说明书、图纸装订后用胶水粘贴，并整理棱角，使之外表美观。
5、课程设计作业提交：2015年 2 月 25 日上午12点前交至工科楼土木工程教研室，逾期不收。
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