基坑(础)工程课程设计

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《基础工程课程设计》









指导老师：符策简












设计目的



通过课程设计，培养学生综合运用本课程的基础理论独立从事基础工程的有关设计的能力，为以后从事相关的工作奠定坚实的基础。



设计内容



某四层框架结构办公室，柱截面为400

500

，柱为小偏心受压柱，采

用柱钢筋混凝土扩展基础，地基基础设计等级为丙级。办公楼室内外地坪高差为0.3m，室内地面高程为0.00，室外高程为0.30m，柱点布置图及各基础荷载图见附录。基础混凝土等级为C20，采用1级钢筋。

设计步骤






1、确定基础埋置深度

由于基础顶面宜低于室外设计地面0.1m以上，室外高程为-0.3m，地下水位于室外地坪一下2m处。因此，基础的埋深宜控制在0.8——0.9m范围内，在此，我将基础的初始深度设置为1.3m。 2、确定地基持力层承载力 由公式fa

MbbMd0dMcck



首先设置基础底面宽度为2.0。根据粘土层的试验结果，可以计算 出k、ck 1）、根据公式计算：

n





i1

1

n

n

：



292826252826

6

27

，

u

c

i1

n

n

：c

2

i



1089101211

6

10



u



i1

n

2

n1

：

0.057

1.55

，c



1.41；





：，c

0.141

2）、修正系数：

1(

1.704n

4.678n

2

)1(

1.7046



4.6786

2

)0.0570.95





c

1(

1.704n



4.678n

2

)c=1(

1.7046



4.6786

2

)0.1410.88



3）、强度指标标准值k和ck：

k0.952726








Ccc0.88108.8

4）查表，用线性内插方法得：

Mb1.10

，

M

d

4.

，

M

c

6.90



=18（KN/m3）

5）、初选基础的宽度取为2m，已知基底以上土的加权平均重度

0

0.8160.518

1.3

16.8（KN/m

3

）

faMbbMd0dMcck

1.101824.3716.81.36.98.8 211.8kpa



3、先按中心荷载初步确定底面积A

1）、初步确定基础底面尺寸，考虑荷载偏心，将按轴心荷载作用的公式计算出的基础面积增大20%，即：

A1.2

FkfaGd

1.2

452.082211.8201.3

3m

2



取长宽比为则，宽：b=

Lb

=1:1.5

31.5

1.4(m)

，

长：l=1.51.42.1(m) 1.4<3m，故无需做宽度修正 2）、验证荷载偏心距： 基底处的坚向应力为：

FKGK452.082201.82.11.3550.362(KN)

基底处的总力矩为：



MK1.8331.4330.42.41(KNm)

初选取基础高度为500mm




偏心距为：

e

M

K

K

FKG



2.41550.362

0.004(m)（满足)

3）、验算基底最大压力pkmax，即：

Pkma

FKGK

bl

(1

6el)

550.3621.42.1

(1

60.0042.1

)189.34kPa

1.2fa254.16(kPa)



（满足）

所以确定基低尺寸为1.4×2.1m 4、软弱下卧层验算 1）、基底平均压力为：

pk

FkGK

A



550.3621.42.1

187.2

(kPa)

,查表

2）、由Es1得

23

0

Es28.1

2.7

3,Z5.21.20.43.6(m)0.5b0.7(m)



则下卧层顶面处的附加应力为：



z



lb(pk

cd

)

(l2ztan)(b2ztan)



1.42.1{187.224}

(2.123.6tan23)(1.423.6tan23)

0

0

18.7(kPa)

下卧层顶面处的自重应力

cz24(2010)2.9180.765.6(kpa )

1.0

查表得，d，0



65.61.33.6

13.39



软弱下卧层顶面处的承载力特征值修正：

faz901.013.39(1.33.60.5)148.916kpa



（满足）

zcz18.765.684.3(kpa)faz148.916kpa






经验算，持力层和软弱下卧层的承载力均满足要求。 5、确定基础高度

采用C20混凝土，I级钢筋，查表的：ft=1.10N/mm2，fy=210N/mm2，基底下设100厚C20混凝土垫层。

1）、初步选择基础高度取h550mm,有效高度h0阶，下阶h1

300mm

500mm

，基础分二

，h01

200mm

；取a11.4m，b11.0m

F1.35Fk611KN

计算地基净反力设计值，即

p

Fbl

6111.42.1

209（kpa)

净偏心距为

ej0

MF2.41743

0.0033(m)

地基最大净反力设计值为

pjmax

Fbl(1

6ej0l

)209(1

60.0033

2.1

)211(kpa)

2）、柱边截面抗冲切验算： 因为bc力为：

pjmax[(

l2ac2

h0)b(0.52

b2bc2

h0)]1.720.42

0.5)]

2

2

2h00.420.451.3(m)b1.7m

，因偏心受压，所以冲切



211[(

2.12

0.5)1.4(

88.62(KN)

抗冲切力为

0.7hpft(bch0)h00.71.01100(0.40.5)0.5346.5(KN)88.62KN



（满足）






3）、变阶处截面抗冲切验算，即：

b12h01120.21.4(m)b1.4m

则，冲切力为：

pjmax[(

l2a12

h01)b(1.42

b2b12

h01)]1.421.02

0.2)]

2

2



211[(

2.12

0.2)1.4(

44.31(KN)

抗冲切力为：

0.7hpft(b1h01)h010.71.01100(1.00.2)0.2184.8(KN)44.31KN



（满足）

7、基础底板配筋计算 1）基础长边方向 1-1截面：

M1

148148

[(pjmaxpj)(2bbc)(pjmaxpj)b](lac)

2

[(211187.2)(21.40.4)(211187.2)1.4](2.10.5)

2



69.73(KNm)



As1

M10.9h0fy



69.7410

6

0.9450210

820(mm)

2

3-3截面：

M

3



148148

[(pjmaxpj)(2bb1)(pjmaxpj)b](la1)

2

[(211187.2)(21.41)(211187.2)1.7](2.11.4)

2



19.7(KNm)

M

19.710

6

2

As3

3

0.9h01fy



0.9200210

587(m)








比较A1和A3，应按A1配筋，在1.4m的宽度内配712，实配791m2 2）基础短边向 2-2截面：

M

2



124

pj(bb0)(2lac)

2

124

187.2(1.40.4)(22.10.5)

2



36.66(KNm)

As2

M

2

0.9h0fy



36.6610

6

0.9500210

388(m)

2

4-4截面：

M

4



124

pj(bb1)(2la1)

2

124

187.2(1.41.0)(22.11.4)

2



7(KNm)

As4

M

4

0.9h01fy



710

6

0.9200210

185(m)

2

比较As2和As4，应按As2配筋，在2.1m的宽度内配510，实配393m2 配筋图如下所示：






























课程设计小结

经过一个学期学习，我完成了对基础工程课本知识的学习。为检验我们的学习掌握知识的情况，这一周我们进行了基础工程课程设计的实训，这是在我们基础工程学习的一个重要的实践性的环节，是对本课程的所涉及的知识的一个系统的总结和应用。所以，在这个星期的实训过程中我又对课本的知识进行了全面的梳理与整合，不仅更加地巩固了、熟悉了书本上的理论知识，更是综合的运用了我所学的理论知识应用到基础工程的课程设计中来，并顺利的完成了课程设计！同时，这也是将来从事这方面工作的一小小实践，算是将来为我们的工作打好基础吧.

我们这次设计的是一栋四层架构办公楼的一个采用柱下钢筋混凝土单独结构的一个基础，并且是一半在室外，一半于室内的一个基础！应此，在设计的过程中，我学着老师给出的设计步骤，一步一步地学着去设计。让我更加明白了我课堂上没能学好的、没能掌握好的各种理论知识，通过反复的阅读，更加的使我理解了课本的知识。

同时，在这次课程设计实训中除了对课本的知识有了更深理解外，也让我了解到自己的一些不足的地方，主要表现在设计过程中的计数方面有时过于粗心而算错，这让我深刻认识到态度决定高度，细心决定成败的道理。

总之，这次课程设计实训，我掌握了很多实用的知识，使自己在这方面有了很大的提高。

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