土力学与地基基础课程设计资料讲解.doc

土力学与地基基础课程设计精品文档一设计项目春龙商铺住宅楼基础工程设计二、设计目的通过基础工程课程设计，使学生掌握普通民用建筑基础施工图设计的内容、步骤和方法，并能综合运用所学的基础设计理论及基础构造知识，独立完成普通民用建筑基础的设计工作。三、工程地质条件建设场地地势平坦，无相邻建筑物，地质勘察资料如下：编号土层名称土层厚度 mkN/m3eLPIPILSrCkPaEsMPafakkPa1新填土1161052粘土338.218.91.038.218.419.81.00.961218.64.61203粉质粘土426.719.60.7832.717.715.00.60.981828.57.01404粉土1021.018.10.6128.020.67.390.10.93228.97.91753、基础材料1）混凝土：采用C20（密度2450kg/m3）；2）钢筋：箍筋为一级，主筋为二级。4、荷载1）竖向活荷载： 屋面：2.5 kN/m2； 楼面：2.0 kN/m2。 2）水平荷载：0.5 kN/m2。本工程实际荷载计算：以J-（角柱）、J-（边柱）、G-（中柱）,G-(中柱)四个柱作为算例计算。一.基础顶面荷载计算 1. 竖向荷载N计算J-（角柱） 墙体 3*(15.6-3.9)*0.24*1300*2+0.8*3*0.24*1300*2*10=234KN梁 0.7*0.3*3*2*4*2500*10=126KN 板 3*3*4*0.1*2500*10=90KN柱 0.5*0.5*15.6*2500*10=97.5KN 活载 2.5*3*3+2*3*3*3=76.5KN故J-（角柱）承受的竖向荷载N1=234+123+90+97.5+76.5=624KNJ-（边柱）墙体 3*0.24*3.9*3*4*1300*10=438.1KN 梁 3*0.7*0.3*3*5*2500*10=236.25KN板 6*3*0.1*5*2500=225KN 柱 0.*0.5*19.5*2500*10=121.87KN活载 3*6*2.5=3*6*2*4=189KNJ-（边柱）承受的竖向荷载N2=438.1+236.25+225+121.87+189=1210.2KNG-(中柱)墙体 4*15.6*3*0.24*1300*10=584KN 梁 5*0.7*0.3*3*4*2500*10=315KN板 5*3*3*0.1*2500*4*10=450KN 柱19.6*0.5*0.5*2500*10=122.5KN活载2*3*3*3+2.5*3*3=76.5KNG-(中柱）承受的竖向荷载N3=584+315+450+122.5+76.5=1548KNG- (中柱) 梁 5*0.7*0.3*3*4*2500*10=315KN 板 5*3*3*0.1*2500*4*10=450KN柱19.6*0.5*0.5*2500*10=122.5KN 活载2*3*3*3+2.5*3*3=76.5KNG-(中柱）承受的竖向荷载N4=315+450+122.5+76.5=964KN2.剪力及弯矩计算各柱剪力V=5.5KN各柱的弯矩M=58 KN m二.确定基础埋深根据地质勘察资料表，均选择第二层土即粉土作为持力层，设计埋深为d=1.5 m(按室外计算)。则=（1*16+0.5*18.9）/1.5=17.KN/ m3对于粘土,e=0.78和IL=0.60并查P168表7-10的nd=1.0.nb=0此时不用考虑深度修正修正之后的地基承载力设计值为=137 kpa1.1fak=132Kpa则平均埋深d=1.5+0.45/2=1.725m则的初始设计面积分别为：A01= =6.03 J-（角柱）A02= =11.8 J-（边柱）A03= =14.87 G-(中柱)A04= =9.31 G- (中柱)(三) J- J- G- G-基础底面尺寸设计 J-(角柱) (1)A=(1.11.2)A01=6.637.24m2初步选择底面积尺寸A=L*B=3*2.4m2 (2)验算持力层的地基承载力基础及其台阶上回填土的重力G=rG*A*d=20*1.725*3*2.4=248.4KN偏心距e=M总/(N3+G)=(58+1.725*5.5)/(248.4+624)=0.078L/6=3/6故最大.最小的基底压力,平均基底压力分别为由公式得Pmax=140.2Kpa0P=(Pmax+Pmin)/2=121.3Kpaf=137Kpa符合要求故该柱下独立基础尺寸为A=L*B=3*2.4, 由于nb=0.0.故不需要再对宽度进行修正.(3)计算基底净反力,由规范可知由标准值计算荷载设计值时取荷载综合分项系数.1.35.因此竖向荷载设计值F=1.35*N1=1.35*624=824.4KN偏心距eno=M总/F=67.625/824.4=0.078基础底面地基净反力的最大值和最小值为由得 Pmax=135.8Kpa, Pmin=98.2Kpa(4)确定基础高度(采用锥形基础)由题意知:C20混凝土.级钢筋,查表得:F t=1.1N/mm2,f y=300N/mm2又ac+at=0.5m,bc=0.5m,L=4.4m,B=4m.对于锥形基础,只需保证短边方向I-I,整个基础就可以满足抗冲切要求. 初步选择基础高度H=550mm,则h0=550-40-20/2=500mm=0.5m.a t+2*h0=1.5m216.9KN可以即基础的I-I截面处抗冲切强度满足要求(5)底板配筋计算基础长边方向MI-I=Pnmax*(L-ac)2*(2*B+bc)/24=187.4 KN mAsI= MI-I/(0.9*fy*ho)=1388.2mm2基础短边方向M-= Pnmax*(B-bc)2*(2L+ac)/24=132.8KN mAs= M-/(0.9*fy*ho)=983.4mm2 J-（边柱）(1)A=(1.11.2)A02=12.9814.16初步选择底面积尺寸A=L*B=4.5*3m2(2)验持力层的地基承载力基础及其台阶上回填土的重力G=rG*A*d=20*1.725*4.5*3=465.75N偏心距e=M总/(N1+G)=(58+1.725*5.5)/(1210.2+465.75)=0.041l/6=4.5/6故最大.最小的基底压力,平均基底压力分别为由公式得Pmax=130.2Kpa0P=(Pmax+Pmin)/2=124.1Kpaf=137Kpa符合要求故该柱下独立基础尺寸为A=L*B=4.5*3,又由于nb=0.0.故不需要再对宽度进行修正.(3)计算基底净反力,由规范可知又何在标准值计算荷载设计值时取荷载综合分项系数.1.35.因此竖向荷载设计值F=1.35*N2=1.35*1201.2=1633.7KN偏心距eno=M总/F=67.625/1633.7=0.0406基础底面地基净反力的最大值和最小值为由得 Pnmax=127.6Kpa, Pnmin=114.5Kpa(4)确定基础高度(采用锥形基础)由题意知:C20混凝土.级钢筋,查表得:F t=1.1N/mm2,f y=300N/mm2又ac=at=0.5m,bc=0.5m,L=4.5m,B=3m.对于锥形基础,只需保证短边方向符合,整个基础就可以满足抗冲切要求.初步选择基础高度H=700mm,则h0=700-40-20/2=650mm=0.65m.a t+2*h0=1.8m470.71Kpa可以即基础的I-I截面处抗冲切强度满足要求(5)底板配筋计算基础长边方向MI-I=Pnmax*(L-ac)2*(2*B+bc)/24=553.0 KN mAsI= MI-I/(0.9*fy*ho)=3153mm2基础短边方向M-= Pnmax*(B-bc)2*(2L+ac)/24=316.0 KN mAs= M-/(0.9*fy*ho)=1800mm2 G-(中柱)(1)A=(1.11.2)A03=16.357-17.84m2初步选择底面积尺寸A=L*B=4*4.4=17.4m2 (2)验持力层的地基承载力基础及其台阶上回填土的重力G=rG*A*d=20*1.725*4.4*4=607.2KN偏心距e=M总/(N3+G)=(58+1.725*5.5)/(1548+607.2)=0.031L/6=4.4/6故最大.最小的基底压力,平均基底压力分别为由公式得Pmax=127.7Kpa0P=(Pmax+Pmin)/2=122.5Kpaf=137Kpa符合要求故该柱下独立基础尺寸为A=L*B=4.4*4,又由于nb=0.0.故不需要再对宽度进行修正.(3)计算基底净反力,由规范可知又何在标准值计算荷载设计值时取荷载综合分项系数.1.35.因此竖向荷载设计值F=1.35*N2=1.35*1548=2090KN偏心距eno=M总/F=67.625/2090=0.032基础底面地基净反力的最大值和最小值为由得 Pnmax=123.9Kpa, Pnmin=113.5Kpa(4)确定基础高度(采用锥形基础)由题意知:C20混凝土.级钢筋,查表得:F t=1.1N/mm2,f y=300N/mm2又ac=at=0.5m,bc=0.5m,L=4.4m,B=4m.对于锥形基础,只需保证短边方向I-I,整个基础就可以满足抗冲切要求.初步选择基础高度H=700mm,则h0=700-40-20/2=650mm=0.65m.a t+2*h0=1.8m494.25KN可以即基础的I-I截面处抗冲切强度满足要求(5)底板配筋计算基础长边方向MI-I=Pnmax*(L-ac)2*(2*B+bc)/24=667.3 KN mAsI= MI-I/(0.9*fy*ho)=3802.2mm2基础短边方向M-= Pnmax*(B-bc)2*(2L+ac)/24=588.5KN mAs= M-/(0.9*fy*ho)=3353mm2 G- (中柱)(1)A=(1.11.2)A04=10.2411.7m2初步选择底面积尺寸A=L*B=4*3m2=12m2 (2)验持力层的地基承载力基础及其台阶上回填土的重力G=rG*A*d=20*1.725*4*3=414KN偏心距e=M总/(N3+G)=(58+1.725*5.5)/(964+414)=0.05L/6=4/6故最大.最小的基底压力,平均基底压力分别为由公式得Pmax=123.3Kpa0P=(Pmax+Pmin)/2=114.8Kpaf=137Kpa符合要求故该柱下独立基础尺寸为A=L*B=4*3.由于nb=0.0.故不需要再对宽度进行修正.(3)计算基底净反力,由规范可知又何在标准值计算荷载设计值时取荷载综合分项系数.1.35.因此竖向荷载设计值F=1.35*N4=1.35*964=1301.4KN偏心距eno=M总/F=67.625/1301.4=0.052基础底面地基净反力的最大值和最小值为由得 Pnmax=116.9Kpa, Pnmin=100Kpa(4)确定基础高度(采用锥形基础)由题意知:C20混凝土.级钢筋,查表得:Ft=1.1N/mm2, fy=300N/mm2又ac=at=0.5m,bc=0.5m,L=4m,B=3m.对于锥形基础,只需保证短边方向I-I,整个基础就可以满足抗冲切要求.初步选择基础高度H=550mm,则h0=550-40-20/2=500mm=0.5m.a t+2*h0=1.5m372.6KN可以即基础的I-I截面处抗冲切强度满足要求(5)底板配筋计算基础长边方向MI-I=Pnmax*(L-ac)2*(2*B+bc)/24=387.8mAsI= MI-I/(0.9*fy*ho)=2872mm2基础短边方向M-= Pnmax*(B-bc)2*(2L+ac)/24=258.8KN mAs= M-/(0.9*fy*ho)=1917 mm2 （四）独立基础配筋 基础底面双向布筋，详见独立基础图。八、天然预制桩基设计根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94）设计桩基（一）确定桩的规格 据工程地质勘察资料，选第4层的粉土为桩端持力层。桩横截面为400 mm*400 mm，桩长7m。桩承台埋深2 m，桩顶嵌入承台0.1 m，则桩端进入持力层1.9 m。 （二）桩身材料混凝土强度等级C25；HPB235级钢筋4根直径16 mm。（三）单桩竖向承载力计算（采用物理指标法计算） 单桩竖向承载力标准值 Quk=Qsk+Qpk=uli+Ap 式中u桩周长，u=4*0.4=1.6 m； 查表得 粘土=36 kpa，粉质粘土=60 kpa，粉土=72 kpa； L2=1 m，L3=4 m， L4=1.9 m 查表得 =1800 kpa Ap=0.4*0.4=0.16 代入，得 Qsk=uli=1.6*（36*1+60*4+72*1.9）=660.48KN Qpk=Ap=1800*0.16=288KN 则桩的竖向承载力设计值 R=Qsk/rs+Qpk/rp=(660.48+288)/1.65=574.84KN (四)确定桩的数量和排列及单桩受力验算 1、F-（1）桩的数量 n=uN1/R=1.1*332.775/574.84=0.64 取桩数为1. （2）桩承台设计 a、桩承台尺寸 只有一根桩，桩的外缘每边外伸净距为0.5d=200 mm。则桩承台长度l=b=800 mm b、承台及上土重 G=2*0.8*0.8*20=25.6KN （3）单桩受力验算 a、按中心受压验算 N=r0(N1+G)/n=1.0*(332.775+25.6)/1=358.38KNR=574.84KN b、按偏心荷载验算 因为只有1根柱且位于承台中心，所以不需。2、F-（1）桩的数量 n=uN2/R=1.1*636.55/574.84=1.22 取桩数为2.（2）桩的中心距 一般取(3-4) d=1.2-1.6m 本工程取1.2m（3）桩的排列 沿基础受弯方向排列（4）桩承台设计 a、桩承台尺寸 按桩的排列，桩的外缘每边外伸净距为0.5d=200 mm。则桩承台长度l=2m b=0.8 m b、承台及上土重 G=2*2*0.8*20=64KN （5）单桩受力验算 a、按中心受压验算 N=r0(N2+G)/n=1.0*(636.55+64)/2=350.28KNR=574.84KN b、按偏心荷载验算 =（636.55+64）/2 （118.88+10.13*2）*0.6/2*0.6*0.6= =466.23KN1.2R 0 (6)所以本设计是安全的。3、C-（1）桩的数量 n=uN3/R=1.1*1125.925/574.84=2.15 取桩数为3.（2）桩的中心距 一般取(3-4) d=1.2-1.6m 本工程取1.2m（3）桩的排列 沿基础受弯方向排列（4）桩承台设计 a、桩承台尺寸 按桩的排列，桩的外缘每边外伸净距为0.5d=200 mm。则桩承台长度l=3.2m b=0.8 m b、承台及上土重 G=3.2*2*0.8*20=102.4KN （5）单桩受力验算 a、按中心受压验算 N=r0(N3+G)/n=1.0*(1125.925+102.4)/3=409.44KNR=574.84KN b、按偏心荷载验算=（1125.925+102.4）/3（118.88+10.13*2）*1.2/（2*1.2*1.2）= =467.42KN1.2R 0 (6)所以本设计是安全的。（五）预制桩配筋设计 主筋用4根直径20的二级钢筋，箍筋用10的一级钢筋间距200，桩顶5 d范围内加密，间距取为100.（六）桩承台配筋设计 HPB235,收集于网络，如有侵权请联系管理员删除