1、2009 級 地基基礎結構設計課程設計任務書地基基礎結構設計課程設計任務書一、課程設計的教學目的通過本課程設計，使學生掌握基礎結構設計的理論知識和應用條件，明確理論的假定條 件，掌握理論的適用范圍；能夠選擇和運用相關規范，初步選擇基礎方案，進行基礎結構設 計；能夠繪制和識讀基礎結構施工圖，增強解決工程實際問題的能力。在設計中，樹立作為工程技術和管理人員應有的職業道德、責任意識和敬業務實精神； 培養團隊協作精神、溝通交流能力、科學的工作態度和嚴謹的工作作風，并具有環保意識和 開拓精神。二、課程設計的內容和要求（一）設計題目某教學樓為多層現澆鋼筋混凝土框架結構，室外地坪標高同自然地面，室內外高差4

2、50mm。柱網布置如圖所示，試設計該基礎（二）設計資料（1）工程地質條件該地區地勢平坦，無相鄰建筑物，經地質勘察，工程地質資料：自上而下依次為:雜填土：厚約0.5m,含部分建筑垃圾；粉質粘土：厚1.2m,軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130KN/m2;粘土：厚1.5m,可塑，稍濕，承載力特征值fak=210KN/m2;全風化砂質泥巖：厚2.7m,承載力特征值fak=230KN/m2 ;強風化砂質泥巖：厚3.0m,承載力特征值fak=300KN/m2 ;中風化砂質泥巖：厚4.0m,承載力特征值fak=620KN/m2 ;地 層 代 號土 名天然地基土重度(丫)孔隙 比 (e)凝聚 力 (c)內

3、摩 擦角 ()壓縮 系數 (a1-2)壓縮(Es)抗壓 強度 (frk)承載力 特征值 (fak)KN/m3KPa度MPa 1MPaMPaKPa雜填土18粉質粘 土200.6534130.2010.0130粘土190.5825230.228.2210全風化 砂質泥-uU2022300.8230強風化 砂質泥 -uU2220253.0300中風化 砂質泥-uU2415404.0620地基巖土物理力學參數表表1水文資料為：地下水對混凝土無侵蝕性，地下水位深度位于地表下1.5m。(2)給定參數柱截面尺寸為500mmX500mm,上部結構作用在柱底的荷載標準值見表2,上部結構作用在柱底的荷載效應基本組

4、合設計值見表3:柱底荷載標準值表2題號Fk (KN)Mk (KN ?m)Vk (KN)A軸B軸C軸A軸B軸C軸A軸B軸C軸19751548118714010019846484421032161512521641252215560523109017301312190150242626657411501815137021017527171736751218187314332351932978083746128218831496257218325869083713391970156028424235596958981402205716182312663771021049891534214016773

5、3528840210911310610159822051727365309428120117114柱底荷載效應基本組合設計值表3題號F (KN)M (KN ?m)V (KN)A軸B軸C軸A軸B軸C軸A軸B軸C軸112682012154418313025860625821342210016272141632887278673141822501706248195315818674414962360178227422835393958851584243518633062513861041089661667244819453342844231121171087174125622028369315462

6、1251241168182326742104391346491133136128919952783218142537552314214713810207828662245455402557156153149(3)材料選用混凝土等級C 25C30,鋼筋I、II級。(4)根據以上所給資料分組設計，具體分組根據學生人數考慮。學生根據所在組號和 題號，完成基礎結構設計。(三)設計內容(1)確定基礎埋置深度(2)確定地基承載力特征值(3)確定基礎的底面尺寸(4)對基礎進行結構內力分析、強度計算(5)確定基礎的高度(6)基礎底板配筋計算、并滿足構造設計要求(7)編制設計計算書(8)繪制基礎結構施工圖(含平

7、面圖、詳圖)，提出必要的技術說明。三、課程設計成果形式及要求(1)計算書要求：書寫工整、數字準確、圖文并茂。(2)制圖要求：所有圖線、圖例尺寸和標注方法均應符合新的制圖標準，圖紙上所有 漢字和數字均應書寫端正、排列整齊、筆畫清晰，中文書寫為仿宋字。四、課程設計的考核按照學生所提交的設計計算書、施工圖及答辯情況，由指導教師進行評分。評分等級分 五級：優秀、良好、中等、及格、不及格。評分標準：優秀：計算書工整，條理性好，計算結果準確無誤；施工圖符合制圖標準要求，正確反 映設計結果，布圖合理，圖面整潔；答辯正確，學習態度認真。良好：計算書工整，條理性好，計算結果大部分準確無誤；施工圖符合制圖標準要求

8、， 布圖較合理，圖面較整潔；答辯基本正確，學習態度認真。中等：計算書較工整，計算結果基本正確；施工圖基本符合制圖標準要求，布圖較合 理，圖面較整潔；答辯基本正確，學習態度較認真。及格：計算書內容基本完整，計算結果無原則性錯誤；施工圖基本符合制圖標準要求， 圖面還算整潔；在老師的提示下答辯基本正確，學習態度一般。不及格：下列情況之一均屬不及格：沒有完成設計任務；計算書錯誤較多；圖紙不符合 制圖標準要求；不能正確回答老師提出的問題；學習態度差，有抄襲現象。五、主要參考文獻1 .中華人民共和國國家標準.建筑地基基礎設計規范(GB 50007-2002).北京：中國建筑 工業出版社，20022 .孫維

9、東主編.土力學與地基基礎.北京：機械工業出版社，20033 .中華人民共和國國家標準.砌體結構設計規范(GB50003-2001).北京：中國建筑工業 出版社，2002六、工作計劃及進度第一天上午：布置設計任務書，設計指導。第一天第三天：編制設計計算書第四天：繪制施工圖紙第五天：答辯并上交課程設計成果地基基礎結構設計課程設計指導書地基基礎結構設計是建筑工程結構設計的重要組成部分，必須根據上部結構條件（建筑 物的用途和安全等級、建筑布置、上部結構類型等）和工程地質條件（建筑場地、地基巖土 和氣候條件等），結合考慮其他方面的要求（工期、施工條件、造價和節約資源等），合理選擇地基基礎方案，因地制宜，

10、精心設計，以確保建筑物和構筑物的安全和正常使用 基礎設計可按下列步驟進行：（1 ）選擇基礎的材料、類型，進行基礎平面布置;（2 ）選擇地基持力層；（3 ）地基承載力驗算，確定基礎底面尺寸；（4 ）地基變形驗算；（5 ）基礎結構設計；（6 ）基礎施工圖繪制，并提出必要的技術說明。（一）確定基礎埋置深度d同前所述（二）確定地基承載特征值fa同前所述fa fak b (b 3) d m(d 0.5)（三）確定基礎的底面面積式中各符號意義同前所述A>faFk（四）持力層強度驗算kmax Fk Gk 彳 6e0Pkmin- 1 < 1.2faAkmaxpkmirlPk <fa式中pk相

11、應于荷載效應標準組合時，基礎噌面處的平均壓力值（kPa）;pkmax相應于荷載效應標準組合時，基礎底面邊緣的最大壓力值（kPa）;pkmin相應于荷載效應標準組合時，基礎底面邊緣的最小壓力值 （kPa）；Fk相應于荷載效應標準組合時，上部結構傳至基礎頂面的豎向力值kN）；Gk基礎自重和基礎上的土重（kN）；A基礎底面面積（m2）；eo偏心距（m）；fa修正后的地基承載力特征值（kPa）；l矩形基礎的長度（m）0（五）確定基礎的高度FK0.7 hpftamho式中Fl相應于荷載效應基本組合時作用在 Ai上的地基土凈反力設計值（kN）;抑一一受沖切承載力截面高度影響系數，當 h不大于800mm時，

12、抑取 1.0;當大于等于2000mm時，腳取0.9,其間按線性內插法取用;ft一一混凝土軸心抗拉強度設計值（kPa）;am 一一沖切破壞錐體最不利一側計算長度（m）;h0基礎沖切破壞錐體的有效高度（m）0（六）底板配筋計算. MAs ;M0.9h0 fyAs ;一»0.9h°fy式中 Ask AsII 12M I l az 2b1482M II b bz 2l az 一，一，48、，一 一 ,，一分別為平行于I、b方向的受力鋼筋面積（m2）；bz PjP j maxmax PjIPjminMI、MII分別為任意截面I-I、II-II處相應于荷載效應基本組合時的彎矩設計值 （

13、kN m）；I、b分別為基礎底面的長邊和短邊（m）；fy鋼筋抗拉強度設計值（N/mm2）；pjmax、pjmin相應于荷載效應基本組合時的基礎底面邊緣最大和最小地基凈反力設計值（kPapjI、pjII任意截面I-I、II-II處相應于荷載效應基本組合時的基礎底面地基凈反力設計值（kPa）;a，、bz分別為平行于基礎長邊和短邊的柱邊長 （m）；（七）繪制施工圖（2號圖紙一張，如不夠可另附一張 A3圖紙）合理確定繪圖比例（平面圖1: 100、詳圖1: 201: 30）、圖幅布置；符合建筑制 圖標準。（八）、設計實例1 .設計題目某教學樓為四層鋼筋混凝土框架結構，采用柱下獨立基礎，柱網布置如圖 2-

14、1所示，在基礎頂面處的相應于荷載效應標準組合，由上部結構傳來的軸心荷載為680kN,彎矩值為80kN m,水平荷載為10kN。柱永久荷載效應起控制作用，柱截面尺寸為350mm X500mm,試設計該基礎。 圖2-1柱網布置圖2 .工程地質情況該地區地勢平坦，無相鄰建筑物，經地質勘察：持力層為粘性土（巾=0、邛=1.0） , 土的天然重度為18 kN/m3, fak =230kN/m2,地下水位在75m處，無侵蝕性，標準凍深為1.0m （根據地區而定）。3 .基礎設計確定基礎的埋置深度dd=Zo+200 = （1000 +200） mm=1200 mm根據GB50007-2002規定，將該獨立基

15、礎設計成階梯形，取基礎高度為650 mm,基礎分二級，室內外高差300mm,如圖2-2所示。件 t方GS8一上11:圖2-2基礎圖度和底板配筋確定地基承載特征值fa1.2 0.5 kN /m2242.6kN /m2假設b<3m,因d=1.2m>0.5m故只需對地基承載力特征值進行深度修正fafakd m(d 0.5)230 1.0 18確定基礎的底面面積1.2 1.5h m2Fk1.35mPkh680考慮偏心荷載影響,A 1.2A 1.2242.6 18 1.35基礎底面積初步擴大一 2 一 一 23.11m3.73m3.11m212%,于是取矩形基礎長短邊之比l/b=1.5,即l

16、=1.5bb3.73 1.58m,1.5取 b=1.6 m 則 l=1.5b=2.4 mA= lXb=2.4X1.6 m=3.84 m2持力層強度驗算 作用在基底形心的豎向力值、力矩值分別為FkGkMk M783.68kN680kN Ah (680 20 3.84 1.35)kNVh (80 10 0.65)kN m 86.5kN mMk 86.5e0mFk Gk 783.68符合要求。kmax pkminFk Gk d 6e01 A l011m l 2.4m-0.11m(一 0.4m66783.686 0.112 260.21kN/m21kN / m3.842.4147.96kN/m212a

17、=1.2 242.6kN/m2=291.12kN/m2PkPkmax P kmin萬260.21 147.96kN /m2204.09kN /m2<fa=242.6kN/m2故持力層強度滿足要求基礎高度驗算現選用混凝土強度等級 C20, HPB235鋼筋,查得混凝土 ft=1.1N/mm2=1100 kN/m2,鋼筋fy=210 N/mm地基凈反力p j maxpmax1.35Pkmax(1.351.35GKA20 3.843.84"5)kN/m2pj min314.83kN /m2Gpmin 11.35 pkminA1.35(1.35 147.96 1.35Gk A20 3.

18、84 1.353.84)kN /m22163.3kN /m2由圖 4-8 可知，h=650mm, h0=610mm； bz1=800mm。1)柱邊截面bz+2 h0=(0.35+2 X0.61)m=1.57m< b=1.6m2下階h1=350mm, h01=310mm； az1=1200mm,A1l azh。bz2h。2.4 0.50.611.61.60.350.61A2F10.35 0.6120.61m20.5856m2A1 pjmax 0.5438 314.83kN171.2kN0.7 hpftA20.7 1.0 1100 0.5856kN450.91kN >F1=171.2k

19、N符合要求。2)變階處截面bz1+2 h01=(0.8+2 X0.31)m=1.42m< b=1.6m20.5438m 2 bz he heAil az1hoi bbz12Fi0.7 hp符合要求。A2A1 p j max2.4 1.2 0.312220.4559m 2bz1 兒1 h0120.8 0.31 0.31m21.61.60.80.3120.3441m20.4559 314.83kN143.53kNftA2 0.7 1.0 1100 0.3441kN264.96kN>Fi=143.53kN基礎底板配筋計算1）計算基礎的長邊方向，I-I截面柱邊地基凈反力l azpjlp j min 2pj maxpj minc 2.4 0.52163.3 314.83 163.3 kN/m22.4 1.2 2 1.6 0.8 314.83 276.95 kN m 48 71.01kN m Mlll 71.01 1062mm0.9fyh00.9 210 3102 2.42254.85kN/m2一1,2八，M I-laz 2b bzpjmaxpjl48 2.4 0.5 2 2 1