课程设计说明书
课程名称:基础工程课程设计
设计题目:柱下独立基础设计
专业:道桥班级:道桥1001
学生姓名: 豹哥学号: 1000000000 指导教师:周老师
湖南工业大学科技学院教务部制
2012年 12 月 9 日
目录
1 引言 (2)
1.1 基础课程设计目的 ....................................................................................................... 2 1.2 基础课程设计基本要求 .. (2)
1.2.1 说明书(计算书)的要求 ................................................................................. 3 1.2.2 基础施工图纸的要求 .. (3)
2、柱下独立基础设计 (3)
2.1 设计资料 ....................................................................................................................... 3 2. 2独立基础设计 (4)
2.2.
3.求地基承载力特征值
a
f (4)
2.2.4.初步选择基底尺寸 (5)
2.2.5.验算持力层地基承载力 ....................................................................................... 5 2.2.6.计算基底净反力 ................................................................................................... 6 2.2.7.基础高度(采用阶梯形基础) ............................................................................... 6 2.2.8.变阶处抗冲切验算 ............................................................................................... 7 2.2.9.配筋计算 ............................................................................................................... 8 2.2.11.确定B 、A 两轴柱子基础底面尺寸 ................................................................... 9 2.2.12.B 、A 两轴持力层地基承载力验算 .................................................................. 10 2.2.13. 设计图纸 (10)
3. 主要参考文献 ........................................................................................................................... 12 附录 (13)
钢筋表..................................................................................................................................... 13 课程设计任务书 ..................................................................................................................... 14 致谢词 .. (20)
1 引言
“土力学与地基基础”课程是土木工程专业及相关专业的主干课程,也是重要的专业课程。“土力学与地基基础课程设计”是“土力学与地基基础”
课程的实践教学环节,着手提高学生的综合应用能力,主要为了巩固与运用基础概念与基础知识、掌握方法以及培养各种能力等诸多方面。
作为建筑类院校专业课的一种实践教学环节,课程设计师教学计划中德一个有机组成部分;是培养学生综合运用所学各门课程的基本理论、基本知识和基本技能,以分析解决实际工程问题能力的重要步骤;是学生巩固并灵活运用所学专业知识的一种比较好的手段;也是锻炼学生理论联系实际能力和提高学生工程设计能力的必经之路。
1.1 基础课程设计目的
1.巩固与运用理论教学的基本概念和基础知识
2.培养学生使用各种规范及查阅手册和资料能力
3.培养学生概念设计的能力
4.熟悉设计步骤与相关的设计内容
5.学会设计计算方法
6培养学生图子表达能力
7.培养学生语言表达能力
8.培养学生分析和解决工程实际问题的能力
1.2 基础课程设计基本要求
每人根据所在的班级组号和序号从而确定题号(另见课程设计计划表),然后采用相应设计资料,保质保量按时完成组号和题号中指定轴线的基础设计。对于另外两个轴线的基础,只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸,以便画出基础平面布置施工图。要求分析过程详细(例如下卧层承载力和沉降变形是否需要验算和计算,也要说明分析过程,参照基础工程课程设计指南),计算步骤完整;设计说明书的编写应具有条理性,层次分明格式要规范;图纸整洁清晰,布局合理,符合建筑结构制图标准。
1.2.1 说明书(计算书)的要求
【封面-目录-设计计算内容-参考文献-附录(包括任务书和钢筋选用表等设计依据资料)致谢-封底——用A4纸打印装订】 ①确定地基持力层的基础埋置深度
②确定基础底面尺寸,验算地基承载力(包括下卧层的验算) ③地基变形验算(如不需要验算,也要说明分析过程) ④对基础进行抗冲切承载力验算,确定基础高度 ⑤对基础进行正截面受弯承载力验算,确定基础底板配筋 (长向和短向的台阶及柱边截面都要有计算过程) 1.2.2 基础施工图纸的要求
依据国家制图标准《房屋建筑制图标准》(GB/T50001-2001)和《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001),采用铅笔手绘(用A1图幅),设计内容满足规范的要求,图面布置合理,表达正确,文字规范,线条清楚,达到施工图的要求。 ①基础平面布置图,比例1:100 ②独立基础大样图,比例1:10~1:20 ③设计说明
注意:凡不符合《房屋建筑制图标准》(GB/T50001-2001)和《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001),图纸表达不清、不正确、结构构造关系混乱和计算书文字不规范者,一律返工重画。
2、柱下独立基础设计
2.1 设计资料
3号题C 轴柱底荷载:
① 柱底荷载效应标准组合值:KN F k 1312=,m KN M k ?=242,KN V k 57=; ② 柱底荷载效应基本组合值:KN F 7061=,m KN M ?=315,KN V 74=。
持力层选用○4号细砂层,承载力特征值240=ak f kPa ,框架柱截面尺寸为500×500 mm ,
室外地坪标高同自然地面,室内外高差400mm 。
2. 2独立基础设计
2.2.1选择基础材料:
C25混凝土,HPB235钢筋,预估基础高度0.8m 。
2.2.2基础埋深选择:
根据任务书要求和工程地质资料,
第一层土:杂填土,厚0.3m,含部分建筑垃圾;
第二层土:粉质粘土,厚1.5n, 软塑,潮湿,承载力特征值ak
f = 170kPa
第三层土:粘土,厚1.2m, 可塑,稍湿,承载力特征值ak
f =200kPa
第四层土:细砂,厚3m,承载力特征值
ak
f = 240kPa
地下水对混凝土无侵蚀性,地下水位于地表下1.8m 。
取基础底面高时最好取至持力层下0.5m ,本设计取第四层土为持力层,所以考虑取室外地坪到基础底面为m 3.50.51.25.13.0=+++。由此得基础剖面示意图如下:
基础剖面示意图
图1基础剖面示意图
2.2.
3.求地基承载力特征值
a
f
根据细砂62.0=e ,查表2.6得 2.0=b η, 3.0=d η 基底以上土的加权平均重度
3/14.9113.5
0.5
)1021(2.1)1019.4(.51203.018m KN r m =?-+?-+?+?=
持力层承载力特征值
a
f (先不考虑对基础宽度修正)
)5.03.5(14.913.0240)5.0(-??+=-+=d f f m d ak a γη a KP 374.19=
(上式d 按室外地面算起)
2.2.4.初步选择基底尺寸
取柱底荷载标准值:KN F k 1312=,m KN M k ?=242,KN V k 57= 计算基础和回填土重k
G 时的基础埋深()m d 3.73.93.52
1
=+=
基础底面积:20 4.1420
2107.1374.191312
m d f F A G a k =?-?-=?-=
γ
由于偏心不大,基础底面积按20%增大,即:
20 4.974.142.12.1m A A =?==
初步选定基础底面面积2
5.121.63.2m b l A =?=?=,且m m b 31.6<=不需要再对
a
f 进行修正。
2.2.5.验算持力层地基承载力
回填土和基础重:
5.12)202.0107.1(??+?=??=A d G G k γ
KN 291.84= 偏心距: m l
m G F M e k k k k 0.4176
0.18291.8413128.057242=<=+?+=+=
,
m in >k P ,满足。
基底最大压力: ??
?
???+?+=??? ??++=
2.318.0615.12291.84312161max l e A G F P k k k k
)449.03(2.1313.68a a a KP f KP =<=
所以,最后确定基础底面面积长m 2.3,宽m 1.6。
2.2.6.计算基底净反力
取柱底荷载效应基本组合设计值:KN F 1995=,m KN M ?=425,KN V 142=。 净偏心距 m N M e n 0.22706
18.0743150,=?+==
基础边缘处的最大和最小净反力
)2
.32
2.061(1.62.31706)611(0,max ,min
,?±??=±=
l e lb F n n n p
a a kP kP 470.65276.51=
2.2.7.基础高度(采用阶梯形基础)
柱边基础截面抗冲切验算(见图2)
C
(a )
(b )
图2 冲切验算简图(a )柱下冲切;(b )变阶处冲切
m l 2.3=,m b 1.6=,m b a c t 5.0==,m a c 5.0=。初步选定基础高度mm h 800=,分两个台阶,每阶高度均为
400mm
的。
mm h 750)1040(8000=+-=(有垫层)。
m b m h a a t b 1.6275.025.020=<=?+=+=,取m a b 1.6=
mm a a a b t m 05012
1600
5002=+=+=
因偏心受压,n p 取KPa p n 470.65max ,=
冲切力:
b h a l P F
c n l ??
? ??--=0max ,22
1.675.025.023.2470.65???
? ??--?=
KN 451.842=
抗冲切力:
75.005.11027.10.17.07.030?????=h a f m t hp β
KN KN 451.824700.09>=,满足
2.2.8.变阶处抗冲切验算
m b a t 0.11==,m a 1.81=,mm h 3505040001=-=
m b m h a a t b 1.71.735.020.1201=<=?+=+=,取m a b 1.7=
m a a a b t m 53.12
1.7
1.02=+=+=
冲切力:b h a l P F n l ??
?
??--=011max ,22 = 1.635.028.122.3470.65???
?
??--? KN 263.564=
抗冲切力:
35.053.11027.10.17.07.0301?????=h a f m t hp β
KN KN 263.564420.05>=,满足
2.2.9.配筋计算
选用的HPB235 级钢筋,2
/210mm N f y = (1)基础长边方向 ?-?截面(柱边)
柱边净反力:()min ,max ,min ,2n n c
n Ⅰn P P l
a l P P -++
= ()276.51470.652
.325
.02.3276.51-??++
=
a KP 388.75=
悬臂部分净反力平均值:
()()a Ⅰn n KP P P 429.70388.75470.652
121,max ,=+?=+ 弯矩: ()()c c I
n n Ⅰb b a l P P M +-???
? ?
?+=222412
,max , )5.01.62()5.02.3(429.7024
1
2+??-??=
m KN ?=482.93
26
0,3406.9750
2109.010482.939.0mm h f M A y ⅠI s =???==
Ⅲ-Ⅲ 截面(变阶处)
()min ,max ,1
min ,2n n n Ⅲn P P l
a l P P -++
=
()276.51470.652
.328
.12.3276.51-??++
=
a KP 428.18=
()()12
1,max ,22241b b a l P P M Ⅲn n Ⅲ+-???
? ??+=
).011.62()8.12.3(2428.18470.652412+??-?+?=
m KN ?=154.15
2601,2330.3350
2109.010154.159.0mm h f M A y ⅢⅢ
s =???== 比较1,S A 和ⅢS A ,,应按1,S A 配筋,实际配120@8114Φ 则钢筋根数:14120
11600
=+=
n ,223406.9356314254.5mm mm A s >=?= (2)基础短边方向
因为该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:()()a n n n KP P P P 58.37351.27665.4702
121
min .max .=+?=+=
与长边方向的配筋计算方法相同,可得Ⅱ-Ⅱ截面(柱边)的计算配筋值
2,74.613mm A ⅡS =,Ⅳ-Ⅳ 截面(变阶处)的计算配筋值264.694mm A S =。因此按ⅡS A ,在短边方向配筋, )5.7065.789(1292mm A s =?=Φ
则间距3559
00
32==
,明显不满足构造要求。则实际配筋为Φ10@200,即17Φ10 s A =1334.52mm 2.2.10.基础配筋大样图:见施工图 2.2.11.确定B 、A 两轴柱子基础底面尺寸
由任务书得:9号题B 、C 两柱子基底荷载分别为: B 轴:KN F k 1720=,m KN M k ?=150,KN V k 66=; C 轴:KN F k 1090=,m KN M k ?=190,KN V k 62=; 由前面计算得持力层承载力特征值a a KP f 374.19= 计算基础和回填土重k G 时的基础埋深m d 3.7=
B 轴基础底面积:20 5.4220
2107.1374.191720
m d f F A G a k =?-?-=?-=
γ
基础底面积按20%增大,即:
20 6.515.422.12.1m A A =?==
初步选定基础底面面积)6.51(6.82.03.42
2
m m b l A >=?=?=,且m b 3<, 不需要再对a f 进行修正。
A 轴基础底面积:2074.320
0.2107.119.3741090
m d f F A G a k =?-?-=?-=
γ
基础底面积按20%增大,即:
2012.474.32.12.1m A A =?==
初步选定基础底面面积2
2
12.416.46.14.2m m b l A >=?=?=,且m b 3<, 不需要再对a f 进行修正。
2.2.12.B 、A 两轴持力层地基承载力验算
两轴持力层地基承载力验算此处从略,不再详述。 2.2.13. 设计图纸
根据以上计算,可以绘制出基础平面布置图和C 轴柱子基础大样图。见基础平面布置图。
图3 基础平面图
3. 主要参考文献
[1] 赵明华.土力学与基础工程.第3版.武汉:武汉理工大学出版社,2009
[2] 周景星.基础工程. 第2版.北京:清华大学出版社,2007
[3] 吴培明.混凝土结构(上).第2版.武汉:武汉理工大学出版社,2003
[4] 《建筑结构荷载规范》(GB 50009——2001).中国建筑工业出版社,2002
[5] 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007——2002).中国建筑工业出版社,2002
[6] 《混凝土结构设计规范》(GB 50010——2001).中国建筑工业出版社,2002
[7] 程小川,周莉莉.土木工程专业土力学与地基基础课程设计指南. 第1版.北京:中国水利水电出版社,2009
附录钢筋表
课程设计任务书
注意:施工图纸标题栏格式:
基础计算书 C 轴交3轴DJ P 01计算 一、计算修正后的地基承载力特征值 选择第一层粉土为持力层,地基承载力特征值fak=120 kPa ,ηd=2.0,rm=17.7kN/m 3, d=1.05m ,初步确定埋深d=1.5m ,室内外高差0.45m 。 根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 式5.2.4 计算 修正后的抗震地基承载力特征值 = 139(kPa); 二、初步选择基底尺寸 A ≧Fk fa ?γG A ≧ 949139?20×1.5 =8.7㎡ 取独立基础基础地面a=b=3000mm 。采用坡型独立基础,初选基础高度600mm ,第一阶h 1=350mm ,第二阶h 2=250mm 。 三、作用在基础顶部荷载标准值 结构重要性系数: γo=1.0 基础混凝土等级:C30 ft_b=1.43N/mm 2 fc_b=14.3N/mm 2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm 2 fc_c=14.3N/mm 2 钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm 2 矩形柱宽 bc=500mm 矩形柱高 hc=500mm 纵筋合力点至近边距离: as=40mm 最小配筋率: ρmin=0.150% Fgk=949.000kN Fqk=0.000kN Mgxk=14.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Mgyk=25.000kN*m Mqyk=0.000kN*m Vgxk=45.000kN Vqxk=0.000kN Vgyk=17.000kN Vqyk=0.000kN 永久荷载分项系数rg=1.20 可变荷载分项系数rq=1.40 Fk=Fgk+Fqk=949.000+(0.000)=949.000kN Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =14.000+949.000*(1.500-1.500)/2+(0.000)+0.000*(1.500-1.500)/2 =14.000kN*m Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =25.000+949.000*(1.500-1.500)/2+(0.000)+0.000*(1.500-1.500)/2 =25.000kN*m Vxk=Vgxk+Vqxk=45.000+(0.000)=45.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=17.000+(0.000)=17.000kN F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(949.000)+1.40*(0.000)=1138.800kN Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2) =1.20*(14.000+949.000*(1.500-1.500)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.500-1.500)/2) =16.800kN*m My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2) ++=f a f ak b ()-b 3d m ( )-d 0.5
目录 1 基本条件的确定 (2) 2 确定基础埋深 (2) 2.1设计冻深 (2) 2.2选择基础埋深 (2) 3 确定基础类型及材料 (2) 4 确定基础底面尺寸 (2) 4.1确定B柱基底尺寸 (2) 4.2确定C柱基底尺寸 (3) 5 软弱下卧层验算 (3) 5.1 B柱软弱下卧层验算 (3) 5.2 C柱软弱下卧层验算 (4) 6 计算柱基础沉降 (4) 6.1计算B柱基础沉降 (4) 6.2计算C柱基础沉降 (6) 7 按允许沉降量调整基底尺寸 (7) 8 基础高度验算 (8) 8.1 B柱基础高度验算 (9) 8.2 C柱基础高度验算 (10) 9 配筋计算 (12) 9.1 B柱配筋计算 (12) 9.2 C柱配筋计算 (14)
1 基本条件确定 人工填土不能作为持力层,选用亚粘土作为持力层。 2 确定基础埋深 2.1设计冻深 ???Z =Z zw zs o d ψψze ψ=2.01.000.950.90???1.71=m 2.2选择基础埋深 根据设计任务书中给出的数据,人工填土d 1.5m =,因持力层应选在亚粘土层处,故取0m .2d = 3 确定基础类型及材料 基础类型为:柱下独立基础 基础材料:混凝土采用C25,钢筋采用HPB235。 4 确定基础底面尺寸 根据亚粘土e=0.95,l I 0.65=,查表得0, 1.0b d ηη==。因d=2.0m 。 基础底面以上土的加权平均重度: 1[18.0 1.519.0(2.0 1.5)]/2.018.25o γ=?+?-=3/m KN 地基承载力特征值a f (先不考虑对基础宽度进行修正): 11(0.5)150 1.018.25(2.00.5)177.38a a d m f f d ηγ=+?-=+??-=a KP 4.1 确定B 柱基底尺寸 202400 17.47.177.3820 2.0 K a G F A m f d γ≥ ==--?由于偏心力矩不大,基础底面面积按 20%增大,即A=1.20A =20.962m 。一般l/b=1.2~2.0,初步选择基础底面尺寸: 25.4 3.921.06m 3.9A l b b m =?=?==,虽然>m 3,但b η=0不需要对a f 进行修正。 4.1.1持力层承载力验算 基础和回填土重:20 2.021.06842.4G G dA KN γ==??= 偏心距:2100.0652400842.4k e m = =+ 一、计算题 图示浅埋基础的底面尺寸为6.5m×7m,作用在基础上的荷载如图中所示(其中竖向力 ]=240kPa[。试检算地为主要荷载,水平力为附加荷载)。持力层为砂粘土,其容许承载力基承载力、偏心距、倾覆稳定性是否满足要求。 K≥1.5(提示:要求倾覆安全系数)0 [本题15分] 参考答案: 解: )(1 代入后,解得: ,满足要求 ),2满足要求( ), 满足要求(3 3kN,对应的偏心距e=0.3m×10。持力层的=5.0二、图示浅埋基础,已知主要荷载的合力为N容许承载力为420kPa,现已确定其中一边的长度为4.0m (1)试计算为满足承载力的要求,另一边所需的最小尺寸。 (2)确定相应的基底最大、最小压应力。 [本题12分] 参考答案: 解:由题,应有 )2(N=6×1m×3m,已知作用在基础上的主要荷载为:竖向力图示浅埋基础的底面尺寸为6三、32M。试计算:kNm。此外,持力层的容许承载力0kN,弯矩×=1.510 1)基底最大及最小压应力各为多少?能否满足承载力要求?( e的要求?(2)其偏心距是否满足ρ≤N不变,在保持基底不与土层脱离的前提下,基础可承受的最大弯矩是多少?此时3)若(基底的最大及最小压应力各为多少? [本题12分] 参考答案: )解:(1 )(2 )3( ba,四周襟边尺寸相同,埋=某旱地桥墩的矩形基础,基底平面尺寸为7.4m=7.5m,四、hN=6105kN2m=,在主力加附加力的组合下,简化到基底中心,竖向荷载置深度,水平荷载HM=3770.67kN.m。试根据图示荷载及地质资料进行下列项目的检算:,弯矩=273.9kN(1)检算持力层及下卧层的承载力; (2)检算基础本身强度; )检算基底偏心距,基础滑动和倾覆稳定性。3 (. 飞天桥扩大基础计算 一、设计资料 1、上部构造:17m 装配式预应力钢筋砼空心板梁,计算跨径16.96m 。行车道10.5m ,人行道2m 。上部构造(梁与桥面铺装)恒重所产生的支座反力:3527kN; 2、支座:活动支座采用摆动支座,摩擦系数0.05; 3、设计荷载:公路-Ⅰ级,人群荷载4.5kN/m 2; 4、桥墩形式:采用双柱式加悬挑盖梁墩帽(见图); 5、设计基准风压:0.6 kN/m 2; 6、其他:本桥跨越的河为季节性河流,不通航,不考虑漂浮物;地基土质:第一层:粉质粘土,3/2.19m kN sat =γ,8.0=L I ,8.00=e ,kpa f a 1800=;第二层:中密中砂,62.00=e ,3/20m kN sat =γ,kpa f a 3000=;第三层:粉质粘土, 3/5.19m kN sat =γ,9.0=L I ,8.00=e ,kpa f a 1600=。 (最大冲刷线) (设计洪水位)(最低水位) 148146150 (河床及一般冲刷线)139 143.5 144粉质粘土 中密中砂 软塑粉质粘土 地质水文情况210303015 37 8080 10 10 420 180 180 1060 顺桥向(单位:) 横桥向(单位:) 桥墩构造图145 图10-14 桥墩构造图 图10-15 地质水文情况 二、确定基础埋置深度 从地质条件看,表层土在最大冲刷线以下只有0.5m ,而且是软塑状粉质粘土,地基容许承载力kpa f ao 180][=,故选用第二层土(中密中砂)作为持力层,kpa f ao 350][=,初步拟定基础底面在最大冲刷线以下1.8 m 处,标高为142.2m ,基础埋深2.8m 。 锥形基础计算 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、设计依据 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)① 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)② 《简明高层钢筋混凝土结构设计手册》李国胜 二、示意图 三、计算信息 构件编号: JC-1 计算类型: 验算截面尺寸 1. 几何参数 矩形柱宽bc=600mm 矩形柱高hc=1170mm 基础端部高度h1=200mm 基础根部高度h2=150mm 基础长度B1=1200mm B2=1200mm 基础宽度A1=1800mm A2=1800mm 2. 材料信息 基础混凝土等级: C30 ft_b=1.43N/mm2fc_b=14.3N/mm2 柱混凝土等级: C30 ft_c=1.43N/mm2fc_c=14.3N/mm2 钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm2 3. 计算信息 结构重要性系数: γo=1.0 基础埋深: dh=1.800m 纵筋合力点至近边距离: as=40mm 基础及其上覆土的平均容重: γ=18.000kN/m3 最小配筋率: ρmin=0.150% 4. 作用在基础顶部荷载标准值 Fgk=201.000kN Fqk=0.000kN Mgxk=234.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Mgyk=0.000kN*m Mqyk=0.000kN*m Vgxk=59.000kN Vqxk=0.000kN Vgyk=0.000kN Vqyk=0.000kN 永久荷载分项系数rg=1.20 可变荷载分项系数rq=1.40 Fk=Fgk+Fqk=201.000+(0.000)=201.000kN Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =234.000+201.000*(1.200-1.200)/2+(0.000)+0.000*(1.200-1.200)/2 =234.000kN*m Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =0.000+201.000*(1.800-1.800)/2+(0.000)+0.000*(1.800-1.800)/2 =0.000kN*m Vxk=Vgxk+Vqxk=59.000+(0.000)=59.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=0.000+(0.000)=0.000kN F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(201.000)+1.40*(0.000)=241.200kN Mx1=rg*(Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2)+rq*(Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2) =1.20*(234.000+201.000*(1.200-1.200)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.200-1.200)/2) =280.800kN*m My1=rg*(Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2)+rq*(Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2) =1.20*(0.000+201.000*(1.800-1.800)/2)+1.40*(0.000+0.000*(1.800-1.800)/2) =0.000kN*m Vx1=rg*Vgxk+rq*Vqxk=1.20*(59.000)+1.40*(0.000)=70.800kN Vy1=rg*Vgyk+rq*Vqyk=1.20*(0.000)+1.40*(0.000)=0.000kN F2=1.35*Fk=1.35*201.000=271.350kN Mx2=1.35*Mxk=1.35*234.000=315.900kN*m My2=1.35*Myk=1.35*(0.000)=0.000kN*m Vx2=1.35*Vxk=1.35*59.000=79.650kN Vy2=1.35*Vyk=1.35*(0.000)=0.000kN F=max(|F1|,|F2|)=max(|241.200|,|271.350|)=271.350kN Mx=max(|Mx1|,|Mx2|)=max(|280.800|,|315.900|)=315.900kN*m My=max(|My1|,|My2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN*m Vx=max(|Vx1|,|Vx2|)=max(|70.800|,|79.650|)=79.650kN Vy=max(|Vy1|,|Vy2|)=max(|0.000|,|0.000|)=0.000kN 5. 修正后的地基承载力特征值 fa=106.900kPa 四、计算参数 1. 基础总长 Bx=B1+B2=1.200+1.200= 2.400m 2. 基础总宽 By=A1+A2=1.800+1.800= 3.600m 3. 基础总高 H=h1+h2=0.200+0.150=0.350m 4. 底板配筋计算高度 ho=h1+h2-as=0.200+0.150-0.040=0.310m 5. 基础底面积 A=Bx*By=2.400*3.600=8.640m2 6. Gk=γ*Bx*By*dh=18.000*2.400*3.600*1.800=279.936kN 第一章工程概要 1.1 工程概况 工程概况,附上基坑周边环境平面图 1.2场区工程地质条件 附上典型的地质剖面图 1.3 水文地质条件 1.4 主要设计内容 分析评价了场地的岩土工程条件。 根据场地的工程地质条件、水文地质条件,充分考虑到周边地层条件,选择技术上可行,经济上合理,并且具有整体性好、水平位移小,同时便于基坑开挖及后续施工的可靠支护措施,通过分析论证选择合适的基坑支护方案。 对基坑支护结构进行了具体设计计算,其中包括土压力计算、钻孔灌注桩的设计计算及锚杆的设计计算、稳定性验算(根据具体选择的支护方式,按照规范的要求进行设计,计算,和验算)。当不能满足稳定性要求的时候,需要重新设计计算或者做必要的处理,直至达到稳定性的安全要求。 选择经济、实效、合理的基坑降水与止水方案。 基坑支护工程的施工组织设计与工程监测设计。 1.5 设计依据 (1)甲方提供资料,岩土工程勘察报告(列出详细的清单) (2)现行规范、标准、图集等(按照规定的格式列出详细的清单,必须是现行规范) 第二章基坑支护方案设计 2.1 设计原则(摘自规范) 2.1.1 基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计 2.1.2 基坑支护结构极限状态可分为下列两类: a. 承载能力极限状态:对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏; b.正常使用极限状态:对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。 2.1.3 基坑支护结构设计应根据表3选用相应的侧壁安全等级及重要性系数。 表2.1 基坑侧壁安全等级及重要性系数 安全等级破坏后果 1.10 一级支护结构破坏,土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地 下结构施工影响很严重 1.00 二级支护结构破坏,土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地 下结构施工影响一般 0.90 三级支护结构破坏,土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地 下结构施工影响不严重 注:有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行决定 2.1.4 支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响,对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁,应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。 2.1.5 当场地内有地下水时,应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础型式等因素,确定地下水控制方法。当场地周围有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时,应对基坑采取保护措施。 2.1.6 根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求,基坑支护应按下列规定进行计算和验算: 河南理工大学 基础工程课程设计计算书 课题名称:“埋置式桥台刚性扩大基础设计”学生学号: 2 专业班级:道桥1204 学生姓名:连帅龙 指导教师:任连伟 课题时间:2015-7-1 至2015-7-10 埋置式桥台刚性扩大基础设计计算书 1.设计资料及基本数据 某桥上部结构采用钢筋混凝土剪支T 形梁,标准跨径上20.00m ,计算跨径L=19.60m ,摆动支座,桥面宽度为净7m+2×1.0m ,双车道,按《公路桥涵地基基础设计规范》(JTG D63—2007)进行设计计算。 1) 设计荷载为公路Ⅱ级。人群荷载为23kN m 。 材料:台帽、耳墙及截面a —a (设计洪水位)以上混凝土强度等级为C20,3125kN m γ=,台身(自截面a-a 以下) ,3223kN m γ=基础用C15的素混凝土浇筑,3324kN m γ=。台后及溜坡填土417γ=2kN m ,填土的内摩擦角35??=,粘聚力C=0。 水文、地质资料:设计洪水位高程离基底的距离为6.5m (在a-a 截面处),地基土的物理、力学指标见表1.1 表1.1 各土层物理力学指标 2桥台与基础构造及拟定的尺寸 桥台与基础构造及拟定的尺寸如图1.1所示,基础分两层,每层厚度为0.5m , 襟边和台阶等宽,取0.4m 。基础用C15的混凝土浇筑,混凝土的刚性角 max 40α=?。基础的扩散角为: 1 max 0.8 tan 38.66401.0 αα-==?<=? 满足要求。 图1.1桥台及基础构造和拟定的尺寸(高程单位m) 3荷载计算及组合 (1)上部构造恒载反力及桥台台身、基础自重和基础上土重计算,其值列于表1.2。 表1.2 恒载计算表 拌合站扩大基础计算书(改) 广宁高速路基工程第一合同段 混凝土拌合站基础计算书 一、拌和站罐基础设计概括 我标段计划投入两套HZS90拌合站,单套HZS90拌合站投入2个150t 型水泥罐(装满材料后),根据公司以往拌合站施工经验,结合现场地质条件以及基础受力验算,水泥罐采用砼扩大基础,基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。 二、基本参数 1、风荷载参数:查询公路桥涵设计通用规范得知:本工程相邻地区宁国市10年一遇基本风速:s m V /3.2010=; 2、仓体自重:150t 罐体自重约15t ,装满材料后总重为150t ; 3、扩大基础置于粉质黏土上,地基承载力基本容许值[] Kpa f a 1800=,采用碎石换填进行地基压实处理后,碎石换填地基承载力基本容许值[] Kpa f a 5000=; 4、当采用两个水泥罐基础共同放置在一个扩大基础上时,扩大基础尺寸为9m ×4m ×1.5m (长×宽×高);当采用单个水泥罐基础放置在一个扩大基础上,扩大基础尺寸为4m ×4m ×1.5m (长×宽×高); 三、空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算 1、受力计算模型(按最不利150吨罐体计算),空仓时受十年一遇风荷载,得计算模型如下所示: F 1 F F 3 G R 图3-1 2、风荷载计算 根据《公路桥涵设计通用规范》可知,风荷载标准值按下式计算:g V W d k 22 γ=; 查《公路桥涵设计通用规范》得各参数取值如下: 空气重力密度:01199899.0012017.00001.0==-Z e γ; 地面风速统一偏安全按离地20m 取:s m V k k V /4.31105220==; 其中:12.12=k ,38.15=k ,s m V /3.2010=; 代入各分项数据得:22 2 /60.08.924.3101199899.02m KN g V W d k =??==γ 单个水泥罐所受风力计算: ①、迎风面积:218.12.15.1m A =?= 作用力:8KN 0.18.16.01=?=F 作用高度:m H 35.181= ②、迎风面积:223.36113.3m A =?= 作用力:KN 78.213.366.02=?=F 作用高度:m H 1.122= ③、迎风面积:23125.42/5.23.3m A =?= 作用力:KN 475.2125.46.03=?=F 作用高度:m H 475.53= 2、单个水泥罐倾覆力矩计算 m KN h F M i i ?=?+?+?=?=∑91.296475.5475.21.1278.2135.1808.13 1倾 3、稳定力矩及稳定系数计算 假定筒仓绕单边两支腿轴线倾覆,稳定力矩由两部分组成,一部分是仓体自重稳定力矩1稳M ,另一部分是扩大基础自重产生的稳定力矩2稳M 。 ①、但水泥罐扩大基础分开时,稳定力矩计算如下所示: 柱下独立基础设计 设计资料 本工程地质条件: 第一层土:城市杂填土 厚 第二层土:红粘土 厚,垂直水平分布较均匀,可塑状态,中等压缩性,地基承载力特征值fak=200Kpa 第三层土:强风化灰岩 ,fak=1200 Kpa 第四层土:中风化灰岩 fak=3000 Kpa 由于结构有两层地下室,地下室层高,采用柱下独立基础,故选中风化灰岩作为持力层。对于中风化岩石,不需要要对其进行宽度和深度修正,故a f =ak f =3000 Kpa 。 材料信息: 本柱下独立基础采用C 40混凝土,HRB400级钢筋。差混凝土规范知: C45混凝土:t f =mm2 , c f = N/mm2 HRB400级钢筋:y f =360 N/mm2 计算简图 独立基础计算简图如下: 基础埋深的确定 基础埋深:d= 基顶荷载的确定 由盈建科输出信息得到柱的内力设计值: M=? N= KN V= 对应的弯矩、轴力、剪力标准值: M k =M/==? N k =N/== KN V k =V/== KN 初步估算基底面积 A 05 .120300011775.33?-=?-≥d r f F G a k =浅基础地基承载力验算部分计算题
扩大基础计算
独立基础计算
2016基坑支护设计计算书模板(1)讲解
埋置式埋置式桥台刚性扩大基础设计计算书
拌合站扩大基础计算书(改)
独立基础设计计算过程