1、土力學與基礎工程課程設計任務書一、設計資料1、工程概況某五層綜合樓，全框架結構。底層柱網平面如圖所示，柱截面尺寸均為450mm ×450mm，室內外高差為。2 、地質資料（1）地基土自上而下：第一層：素填土，厚1m ，17.8kN / m3 ；第二層：粉質黏土，厚9m ，18.7kN / m3 ， e0.885， Es7.5MPa ，c=15kp a ,200,fa k280kp a第三層：碎石土：很厚，中密（2）地下水：建設場地內地表以下無地下水；（3）西寧地區標準凍深，最大凍深，土的凍脹類別屬不凍脹。3、荷載（1）外柱： A、D 軸，基礎承受上部荷載M 1k220kNM ， F

2、k 11780 kN ， V1k48 kN。（2）內柱： B、C 軸，基礎承受荷載F2 k1560kN 。二、設計內容1、設計軸外柱下鋼筋混凝土獨立基礎、內柱下雙柱聯合基礎；2、繪制基礎平面布置圖 (1:100) 、配筋圖 (1:30) ，并編寫施工說明；三、設計步驟1、確定基礎的埋置深度2、確定持力層承載力特征值；3、按持力層承載力特征值確定基底尺寸；4、基礎結構設計；5、繪制施工圖并附施工說明。四、設計要求1、設計計算過程條理清楚，內容完整；2、設計步驟合理，設計圖紙清晰；3、計算說明書一律用A4 紙打印，題目為三號黑體，標題用小四黑體，正文為小四宋體，行間距。4、手繪施工圖，圖紙一律用鉛

3、筆按比例繪制，要求線條清楚，繪圖正確。五、進度和考核集中設計一周，按百分制記分。六、參考文獻1、趙明華主編，土力學與基礎工程，武漢理工大學出版社。2、中華人民共和國國家標準，建筑地基基礎設計規范（GB50007 2011）北京：中國建筑工業出版社， 2011。土力學與地基工程課程設計計算書一、確定基礎持力層及基礎的類型地基土自上而下分為兩層，第一層為厚的雜填土，第二層為的粉質粘土，第三層為很厚的碎石類土。雜填土層成分較雜亂，均勻性較差，不能作持力層，將基礎底部落在粉質粘土上，則可以采取淺基礎形式。各框架柱的內力較大，且有彎矩、剪力作用，故采用鋼筋混凝土基礎（柔性基礎）軸為柱下鋼筋混凝土獨立基礎

4、，軸為雙柱聯合基礎。二、軸外注下鋼筋混凝土獨立基礎設計1. 基礎埋置深度的確定：根據任務書要求和工程地質資料，建筑場內地表以下無地下水，最大凍深；取基礎底面高時最好取至持力層下，本設計取第二層土為持力層，所以考慮取室外地坪到基礎底面為 1+=。由此得基礎剖面示意圖如下：2. 確定地基承載力特征值 f a根據地質資料，查表得b0d1.0基底以上土的加權平均重度rm17.8 1 18.7 0.518.03KN / m31.5持力層承載力特征值f a （先不考慮對基礎寬度的修正）f afakdm (d0.5)2801.018.03(1.50.5)298.03KPa3. 初步選擇基底尺寸<1&g

5、t;、取柱底荷載標準值：M 1k 220kNm ， F k11780 kN ， V1k48 kN計算基礎和回填土重 Gk 時的基礎埋深d11.51.951.725m2Fk117806.75m2基礎底面積： A0d298.03201.725f aG由于偏心不大，基礎底面積按20增大，即：A1.2A1.26.75 8.1m20初步選定基礎底面面積 Al b3.52.4 8.4m 2 ，且 b2.4m 3m 不需要再對 f a進行修正。<2>、驗算持力層地基承載力：回填土和基礎重：G kG dA 20 1.7253.52.4289.8KN偏心距：ekM k1220480.8l0.58m

6、，Fk1Gk11780289.80.125m6基底最大壓力：Pk maxF k1Gk16ek1780289.86 0.125Al8.4.13.5299.2KPa1.2 f a( 357.64KPa )Pk min0，滿足所以，最后確定基礎底面尺寸為lb3.5m2.4m<3>、計算基底凈反力pn凈偏心距enM 1k220480.80.145mF1k1780基礎邊緣處的最大和最小凈反力n,maxF1k6en )17806 0.145)Pn，max264.57KPapn,min(1(1Pn，min159.24KPalbl3.52.43.54. 確定基礎高度 ( 采用階梯形基礎 ) <

7、;1> 、柱邊基礎截面抗沖切驗算l3.5m ， b2.4m ， atbc 0.45m ， ac 0.45m初 步 選 定 基 礎 高 度 h800mm ， 分 兩 個 臺 階 ， 每 階 高 度 均 為400 mm ，h0800 (4010) 750mm（有墊層），混凝土采用 C30， f t 1.43 N / mm2，保護層為：40mm；墊層：混凝土C15，厚 100mm，出基礎邊 100mm。abat2h00.4520.751.95mb2.4m ，atab45019501200mmam22因偏心受壓， pn 取 pn,max264.57KPa沖切力：lacbbc2Flh0h0Pn ,

8、max2b2223.50.452.40.452264.570.75478.78KN20.752.4222抗沖切力：0.7hp ft am h00.71.01.43 103 1.2 0.75900.9KN478.87KN ，滿足<2> 、變階處抗沖切驗算atb11.5m， a11.9m ， h0140050350mmabat2h011.520.352.2mb2.4m ，取 ab2.2mamatab1.52.21.85m22la1bb12沖切力： FlPn, maxh01bh0122223.51.92.42= 264.570.351.5222.40.3522283.1KN抗沖切力：0.

9、7 hp f t am h010.71.0 1.43 1031.850.35648.15KN283.1KN ，滿足5. 配筋計算選用的 HRB335級鋼筋， f y300N / mm2偏心受壓柱基礎底板配筋計算簡圖<1> 、基礎長邊方向1-1 截面（柱邊）柱邊凈反力： Pn,Pn minl acPn, maxPn ,min2l159.243.50.45159.2423.5264.57218.68KPa懸臂部分凈反力平均值：pn1 Pn, maxPn,1264.57218.68241.63KPa22彎矩：M 11pn lac22bbc241241.63(3.50.45) 2( 22.

10、40.45)24491.7KNm鋼筋面積：As,1M 1491.71062428.1mm20.9 f yh00.9300 7503-3截面（變階處）變階處凈反力： Pn ,3 Pn minla1Pn ,maxPn ,min2l159.243.51.9264.57159.2423.5240.5KPa彎矩：1Pn, maxPn ,3l22bb1M 32a1241264.57240.5(3.51.9) 2(2 2.4 1.5)242339.41KNm鋼筋面積：As,3M 3339.411063591.6mm20.9 f y h010.9300350比較 AS ,1 和 AS,3，應按 AS ,335

11、91.6mm2 配筋每米寬配筋面積 AsAs，33591.61496.5mm2b2.4配 16130As1547 mm2 As滿足24001001 19鋼筋根數： n130實配鋼筋面積 As19201.13820.9mm23591.6mm2滿足即實配鋼筋為 1916 130<2>、基礎短邊方向因為該基礎受單向偏心荷載作用，所以，在基礎短邊方向的基底反力可按均勻分布計算，取： Pn1 Pn .max Pn .min1264.57 159.24 211.9KPa222-2截面（柱邊）彎矩： M2Pn b bc2 2l ac241211.9(2.40.45) 2(23.50.45)242

12、50.12KNm鋼筋面積： As2M250.121061235.2mm20.9 f y h00.93007504-4 截面（變階處）彎矩：M 4Pnbb122la1241211.9(2.41.5) 2(23.5 1.9)2463.65KNm鋼筋面積：As,4M 463.65106673.5mm20.9 f y h010.9300350比較 AS,2 和 AS, 4 ，應按 AS,21235.2mm2配筋，每米寬配筋面積As1235.2228.7mm2As5.4l配 10 200As393mm2 As滿足鋼筋根數350010018實配鋼筋面積As22滿足n118 78.5 1413mm 1235

13、.2mm200即實配鋼筋為1810 2006. 基礎配筋大樣圖：見施工圖三、軸內柱下雙柱聯合基礎設計1. 確定荷載的合力和合力作用點作用在基礎頂面的豎向荷載為：Fk21560 KN ,合力 F 2F2k3120KNl 1 2400mm ，由MB0有Fx 0 Fk2 l1 得Fk 2l 11560 2.4x01.2mF3120l 012l1 1.2 1.6m去 l1.5m 以合力作用點作為基底的形心，則基底長度為23l2 x 0l 021.21.55.4m此時基底壓力均勻分布2. 確定基礎底面寬度bF31201.96m取去 b=l f aG d5.4 298.03 201.5有G k0 dA20

14、1.55.42.2 356.4kNpkFG3120356.4fa 298.03kpa滿足A5.42.2292.63kpa所以，基礎底面尺寸為 lb5.4m2.2m 滿足設計要求3. 按靜定梁計算基礎內力基礎沿縱向的凈反力F1 F23120bPn577.8KN / ml5.4由剪力為 0的截面確定最大彎矩的截面位置，假定彎矩最大截面至基礎左端距離為 x則 VbPn xF2k時 有xF2k1560，當V 0bpn2.7m577.8最大負彎矩Mmax1 bpx2F x l01577.82.72-15602.7 - 1.5 234.08KN m2n2k2.最大正彎矩MmaxMBMC1 bp l0215

15、77.82KN m2n21.5650.025 .4. 確定基礎高度抗沖切強度驗算：考慮沿柱全周邊的沖切作用Ft0.7 hp f t bmho<1>、柱 1:沖切力FtF2kpn A1pnF3120262.63kpabl5.4 2.2破壞錐體實際底面積：A1l0ach0bc2h01.50.45h00.452223.9h00.77622h0h0上下周邊平均值：bm2a1b12 l 0ach0bch00.45h0 0.45 h0 3h0 3.922 1.52由Ft0.7 hp ft bm ho有 F2kpn A10.7 hp ft bm ho即 1560 - 262.63 2h023.9

16、h00.7760.71.43 1033h03.9 h0解得： h0275mm 則 hh040315mm取 h500mm則實際的 h050040460mm由 h l12400400mm 即基礎高度大于柱距的1/6, 因此無需配置受剪鋼筋66<2>、柱 2 的計算同柱 1<3>、抗沖切驗算：計算截面在沖切破壞錐體底面邊緣處：V0.7 c f t bh0VF2k bp n l01 ach01560577.81.50.450.46297.51KN220.7c f t bh0 0.71.01.431032.20.461013.12KN V滿足5. 配筋計算<1>、縱向

17、鋼筋A.底面配筋：AsM max650.02510620.9 f y h00.93004605233.7mm每米寬配筋面積AsAs5233.72b2.22379mm配 18100As2545mm2 As滿足鋼筋根數：n2200100221001實際配筋：As22254.55599mm2 5233.7mm2滿足即實配鋼筋為 2218100B. 頂面配筋AsM max234.0810 61884.7mm20.9 f y h00.9300460每米寬配筋面積AsAs1884.7856.68mm2b2.2配 12 130As870mm2 As滿足鋼筋根數n2200100117130實際配筋As17113.11922.7mm22滿足1884.7mm即實配鋼筋為 1712 130<2>、橫向配筋基礎橫向寬度為 b，在柱下取一垂直于基礎縱向的假想等效梁進行計算。 （等效梁寬度沿基礎的縱向）A.柱 1等效梁寬度為 blac0.75h0則等效梁底面積為 Alb ac0.75h0其基底凈壓力為 pnF2k1560891.94kpa2.20.45 0.75b