土力学浅基础课程设计宝典.docx
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土力学浅基础课程设计宝典
土力学浅基础课程设计
1柱下独立基础设计
资料:
①号土层,杂填土,层厚0.5m,含部分建筑垃圾。
②号土层,粉质黏土,层厚1.2m,软塑,潮湿,承载力特征值kPafak130
=。
③号土层,黏土,层厚1.5m,可塑,稍湿,承载力特征值kPafak180
=0
④号土层,细砂,层厚2.7m,中密,承载力特征值kPafak240
=。
⑤号土层,强风化砂质泥岩,厚度未揭露,承载力特征值kPafak300
=kF:
1339kNkM:
284kNkV:
96kN
F:
1741kNM:
369kNN:
133kN
选③号土层为持力层。
设计○
A
轴柱下独立基础
C25混凝土,HPB235级钢筋,假设基础高度为0.8m。
地下水位于地表下1.5m,为了保护基础不受人类和其他生物活动等的影响,
基础宜埋置在地表以下,其最小埋置深度为0.5m。
此处取d=0.5m。
室外到基础底面高度为h=05+1.2+0.5=2.2m。
1
:
求地基承载力特征值fa
e=0.58<0.85,LI=0.78<0.85
,查表ηb=0.3,ηd=1.6地基地面以上土的平均重度:
γm=2.2
5.04.92.0)1020(1205.018×+×?
+×+×
=16.233/
mkN持力层承载力特征值fafa=()15.224)5.02.2(23.166.11805.0=?
××+=++dmd
afγ
ηkPa上式中d按室外地面算起。
2:
初步选择基地尺寸取柱底荷载标准值kF:
1339kNkM:
284kNkV:
96kN计算基础和回填土重Gk时的基础埋深为()md425.265.22.2
2
1
=+=
基础底面积为
233
.1
725.1207.01015.224
13390=
×?
×?
=
=
dG
a
kf
F
A
γm2
因为偏心不大,基础底面积按20%增大,即8
.833.72.12.10=×==ΑAm2
初步选择基础底面积=
A80.884.86.24.3≈=×=×blm2,且b=2.6m<3m不需
要再对fa进行修正。
3.验算持力层基础承载力
基础和回填土重(
)2.36580.820725.1107.0=××+×==AdG
KG
γkN偏心距G
F
eK
K
kM
+
==)
567.0
6
4.3
6
(212.0
2.3651339
8.096284
m
l
m==<=
+
×+
即0min>Pk,满足。
基底最大压力:
1.266
4.3
.212.06
1
80.8
2.3651339
6
1max=
×
+
+
=
+
+
=
lAe
G
F
PK
K
K
KkPa
<
1.2fa=1.298
.26815.224=×kPa所以确定基础底面面积6.24.3×=×bl4.基础基底净反力取柱底荷载效应基本组合设计值:
F:
1741kNM:
369kNN:
133kN净偏心距为
m
F
Men27
.0
1741
8.01333690
=
×+
==基础边缘处的最大和最小净反力为
39.102
41.291
4.3
27.06
1
6.24.3
1741
6
10
max
min=?
×
±
×
=?
+
=
llb
Fe
PnkPa
5基础高度(采用阶梯型基础)柱边基础截面抗冲切验算mbml6.2,4.3==,5.0mbact==mac5.0=初步选定基础高度为h=800mm,分两阶,每阶高为400mm.所以mmh750508000=?
=(有垫层)则
3m
mbma
haab
tb2
6.2275.025.020==<=×+=+=
取
41.294
1250
2
2000500
2max=
=
+
=
+
=P
P
aa
an
bt
mmm
因偏心受压,取
所以冲切力为
=2
00
max2
222h
b
h
a
PFc
c
lb
b
l
=291.4114.50475.0
2
5.0
2
6.2
6.275.0
2
5.0
2
4.32=
×
kN
抗冲切力为
0.744.83375.025.1127017.00=
××××=ha
fm
t
hp
βkN>504.14kN
满足要求。
6
变阶处抗冲切验算由于有mmmmhabat35050400,9.1,5.10111=?
====
所以m
bmhaatb6.22.235.025.1201=<=×+=+=,取ab=2.2m
所以ma
a
ab
t
m85
.1
2
2.25.1
2
=
+
=
+
=
抗冲切力为=?
=2
01
1
01
1
max2
222h
b
h
a
PFb
b
ll
291.4141.29135.0
2
5.1
2
6.2
6.235.0
2
9.1
2
4.32=?
×
kN抗冲切力为
0.741.29163.57535.085.1127017.001>
=××××=ha
fm
t
hp
βkN满足要求。
7配筋计算选用HPB235级钢筋进行计算,mm
fNy
2210
=○1基础场边方向
4I
截面(柱边)柱边净反力为()()80.21039.10241.291
4.32
5.04.3
39.102
2min
maxmin=?
×
×
+
+=?
+
+=PP
a
PPnn
c
nnl
lkPa悬臂部分净反力平均值为()()21
.50280.21041.291
2
1
2
1max=
+×=+PPnInkPa弯矩为()()b
a
l
PP
Mc
nIn
Ib
c
+
=?
2
224
12
max
=(
)()55.5015.06.22
2
80.21041.291
24
15
.04.32=+×××?
+m
kN?
对Ш截面(变阶处)有
()PP
a
PPnnnnl
lmin
max
1
min32?
+
+=
=()71
.24939.10241.291
4.320
94.14.3
39.102=?
×
+
+kPa
24
13=M()()b
a
PPb
lnn
1
2
1
3max2
2+
=?
+2
71.24941.291
24
1(
)9.14.3?
()95.1695.16.222=+××mkN?
2.2569
3502109.0
95.169
9.0106
01
3
3=
××
×
==h
f
M
Ay
smm2比较AsI和As
3,取AsI配筋。
实际配筋1
.3619,1618=Asφmm2>3538mm2
(2)基础短边方向,因为基础受单向偏心荷载作用,所以在基础短边方向的
基底反力可按均匀分布计算,取
20
1=Pn
()=?
PPnnmamin()9.19639.10241.291
2
1=
+kPa()()()()12.2645.04.32
24
9.196
2
245
.06.22
2
2=
+×=+=?
a
b
b
P0
Mc
nl
c
mkN?
mm
h
f
M
Ay
I
sI
2
6
03
.3538
7502109.0
55.501
9.010=
××
×
==
5mm
h
f
M
At
s
2
6
0
2
228
.1863
7502109.0
12.264
9.010=
××
×
==()()a
b0
b
P
Mln
1
2
42
1
24
+=?
=()()37.869.14.32
24
9.1965
.16.22=+×?
mkN?
A
10s2
2
6
01
4
467.1305
3502109.0
37.86
9.0
,所以取mm
h
f
M
At
s=
××
×
==配筋实际按构造配筋28.186319.2001,1413>=Asφ8确定B.C轴柱子基础底面B轴:
kF1970kNkM:
242kNkV:
95kN
F:
2562kNM:
315kNN:
124kN
C轴:
kF1560
kNkM:
355kNkV:
89kN
F:
2028kNM:
462kNN:
116kN由前面计算得持力层承载力特征值为fa=224.15kPa
,d=2.425m
B轴基础底面积为m
f
F
AdGa
K2
079
.10
725.120107.015.224
1970=
×?
×?
=
=γ基础底面按20%增大,即m
AA2
0948
.1279.102.12.1=×==初步选定基础底面积为A=mmbl22948.122.130.34.4>=×=×取b=3m,不
需要再对fa进行修正
C轴基础底面积为dG
a
Kf
F
Aγ?
=0=m254
.8
20725.1107.015.224
1560=
×?
×?
AA02
.1==1.2×8.54=10.248m2初步选定基础底面面积A=mbl2248.108.1036.3>=×=×取b=3m,不需要再
对fa进行修正
B轴持力层验算基础和回填土重为:
6(
)KNdAG
kG342
.537948.1220725.1107.0=××+×==γ
偏心距为733
.0
6
127.0
342.5371970
8.095242
=<=
+
×+
=
+
=
lMG
F
eK
K
k
即满足
0min>PK98.2682.1183.227
4.4
127.06
1
948.12
342.5371970
6
1Pmaxk=<=
×
+×
+
=
+
+
=f
eG
Pa
KK
Kl
A满足要求。
所以确定基础尺寸为mmbl0.34.4×=×
C轴持力层验算基础和回填土重为:
(
)KNdAG
kG292
.425248.1020725.1107.0=××+×==γ
偏心距
m
l
m
MG
F
eK
K
k6
.0
6
215.0
292.4251560
8.089355
=<=
+
×+
=
+
=
满足,
0min>PK
98
.2682.1143.263
6.3
215.06
1
248.10
292.4251560
6
1Pmaxk=<=
×
+×
+
=
+
+
=f
eG
Pa
KK
Kl
A满足要求。
所以确定基础尺寸为mmbl36.3×=×9设计总说明①本工程选用3号土层为持力层,180=fakkPa。
②材料选用:
混凝土C25,钢筋HPB235级。
③保护层为50mm.④垫层做法:
选用C10混凝土,厚度为100mm,两边突出基础各100mm。
10图以后面的详图为准。
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