土力学课程设计课件

土力学课程设计基础工程课程设计基础工程课程设计u根据本课程教学大纲的要求，通过本设计掌握天然地基上的根据本课程教学大纲的要求，通过本设计掌握天然地基上的浅基础设计的原理与方法，培养分析问题、实际运算和绘制施浅基础设计的原理与方法，培养分析问题、实际运算和绘制施工图的能力，以巩固和加强对基础设计原理的理解。工图的能力，以巩固和加强对基础设计原理的理解。土力学课程设计 设计参考进度设计参考进度: : u第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及第一天：布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及设计例题，复习有关课程内容。设计例题，复习有关课程内容。u第二天第三天：进行基础计算；第二天第三天：进行基础计算；u第四天第五天：绘制基础施工图。第四天第五天：绘制基础施工图。设计成果设计成果: : u要求写出完整的计算说明书，包括荷载计算，基础类要求写出完整的计算说明书，包括荷载计算，基础类型及材料选择、埋深确定、底面尺寸确定、剖面尺寸确型及材料选择、埋深确定、底面尺寸确定、剖面尺寸确定及配筋量计算。定及配筋量计算。u绘制绘制2 2号图一张（独立基础平面、剖面图）。号图一张（独立基础平面、剖面图）。 设计地点：设计地点：F403 F404 F405 F403 F404 F405 考核及成绩考核及成绩: : 图纸：图纸：70计算书：计算书：20平时考勤：平时考勤：10 土力学课程设计图图1 平面图平面图 CBA70007000700085006500 3421一一. .设计资料设计资料 土力学课程设计二二. .设计内容和要求设计内容和要求u设计依据设计依据建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-GB50007-20022002）和）和混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范（GB50010-GB50010-20022002）。）。土力学课程设计三三. .设计步骤设计步骤u1 1、根据地质条件确定基础的埋置深度；、根据地质条件确定基础的埋置深度；u2 2、根据建筑层数及地质条件确定基础类型；、根据建筑层数及地质条件确定基础类型；u3 3、根据地基承载力与荷载计算基底面积，并进行软弱下、根据地基承载力与荷载计算基底面积，并进行软弱下卧层验算；卧层验算； u4 4、地基变形验算；、地基变形验算；u5 5、基础剖面设计与结构计算；、基础剖面设计与结构计算；（1 1）按冲切强度要求，设计底板高度）按冲切强度要求，设计底板高度（2 2）根据柱边或变阶处的弯矩值进行底板配筋计算）根据柱边或变阶处的弯矩值进行底板配筋计算u6 6、绘制基础施工图。、绘制基础施工图。土力学课程设计1 1、按地基持力层的承载力计算基底尺寸、按地基持力层的承载力计算基底尺寸设计时，先选定埋深设计时，先选定埋深d并初步选择基底尺寸，求得并初步选择基底尺寸，求得持力层承载力设计值持力层承载力设计值fa ，再验算并调整尺寸直至满足，再验算并调整尺寸直至满足设计要求。设计要求。1、按中心受压计算，求出、按中心受压计算，求出A02、考虑偏心影响，令、考虑偏心影响，令A=（1.11.4）A0；l/b=1.22.04、验证、验证aKaKKfPfPP2 . 1;2maxminmax 3、计算、计算Pkmax、 Pkmin，一般应使一般应使Pkmin0minmax)43(KkPP dfFAGak0 土力学课程设计2 2、软弱下卧层的强度验算、软弱下卧层的强度验算azczzfpp tan2tan2zbzlPPlbPckz tan2)(0zbdPbPz 土力学课程设计i501:3h350900i501:3h3509003 3、扩展基础设计、扩展基础设计u基础底板的高度和变阶处高度按抗冲切计算确定；基础底板的高度和变阶处高度按抗冲切计算确定；u基础底板的配筋按抗弯计算确定；基础底板的配筋按抗弯计算确定； u当采用钢筋混凝土柱时，尚应检算基础与柱连接处的强度。当采用钢筋混凝土柱时，尚应检算基础与柱连接处的强度。（当基础混凝土强度小于柱时）（当基础混凝土强度小于柱时） 土力学课程设计1、锥形基础的、锥形基础的边缘高度，不宜边缘高度，不宜小于小于200mm；阶梯形基础的每阶梯形基础的每阶高度，宜为阶高度，宜为300-500mm；扩展基础的构造要求扩展基础的构造要求i501:3h350900土力学课程设计2、混凝土强度等、混凝土强度等级不宜低于级不宜低于C20。基础下通常设置基础下通常设置C10混凝土垫层，混凝土垫层，垫层厚度为垫层厚度为70100mm，每边伸，每边伸出基础边缘出基础边缘100mm。 扩展基础的构造要求扩展基础的构造要求i501:3h350900土力学课程设计3、扩展基础底板受力钢筋、扩展基础底板受力钢筋的最小直径不宜小于的最小直径不宜小于10mm；间距不宜大于间距不宜大于200mm，也，也不宜小于不宜小于100mm。每延米。每延米分布钢筋的面积应不小于分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的受力钢筋面积的1/10。当有。当有垫层时钢筋保护层的厚度垫层时钢筋保护层的厚度不小于不小于40mm；无垫层时不；无垫层时不小于小于70mm； 扩展基础的构造要求扩展基础的构造要求i501:3h350900土力学课程设计b 2 5 0 00 . 9 b0 . 9 b 0 4、当柱下钢筋混凝土独立基础的边长大于或等于、当柱下钢筋混凝土独立基础的边长大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍，并宜交错布置倍，并宜交错布置土力学课程设计 a. a. 计算基底净反力计算基底净反力 （不考虑基础自重和基础上覆土压力）（不考虑基础自重和基础上覆土压力）n 基底的净反力按刚性基础基底的净反力按刚性基础的基底压力简化算法计算。的基底压力简化算法计算。 n验算地基承载力时使用荷验算地基承载力时使用荷载的载的标准组合标准组合，验验算基础结算基础结构的截面强度时使用荷载的构的截面强度时使用荷载的基本组合基本组合。n双向偏心时可按双向偏心时可按两个方向两个方向分别计算和配筋。分别计算和配筋。 3 3、扩展基础设计、扩展基础设计i501:3h350900土力学课程设计 标准组合标准组合：正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合正常使用极限状态计算时，采用标准值或组合值为荷载代表值的组合值为荷载代表值的组合kGkQ1kciQik2niSSSS可变荷载组可变荷载组合值系数合值系数土力学课程设计 基本组合基本组合：承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用：承载能力极限状态计算时，永久作用和可变作用的组合的组合可变荷载效应控制组合可变荷载效应控制组合永久荷载效应控制组合永久荷载效应控制组合土力学课程设计可变荷载效应控制组合可变荷载效应控制组合GGkQ1Q1kQiciQik2niSSSS 永久荷载分永久荷载分项系数项系数可变荷载分可变荷载分项系数项系数可变荷载组可变荷载组合值系数合值系数按永久荷载标按永久荷载标准值计算的荷准值计算的荷载效应值载效应值按可变荷载标按可变荷载标准值计算的荷准值计算的荷载效应值载效应值当其效应对结当其效应对结构不利时，取构不利时，取1.21.2；当其效应；当其效应对结构有利时，对结构有利时，取取1.01.0一般情况下取一般情况下取1.41.4；对标准值大于的对标准值大于的4KN/m4KN/m2 2 的工业房的工业房屋楼面结构的活荷屋楼面结构的活荷载，取载，取1.31.3土力学课程设计永久荷载效应控制组合永久荷载效应控制组合GGkQiciQik1niSSS 永久荷载分永久荷载分项系数项系数可变荷载分可变荷载分项系数项系数可变荷载组可变荷载组合值系数合值系数按永久荷载标按永久荷载标准值计算的荷准值计算的荷载效应值载效应值按可变荷载标按可变荷载标准值计算的荷准值计算的荷载效应值载效应值当其效应对结当其效应对结构不利时，取构不利时，取1.351.35；当其效；当其效应对结构有利应对结构有利时，取时，取1.01.0一般情况下取一般情况下取1.41.4；对标准；对标准值大于值大于4KN/m4KN/m2 2 的工业房屋楼的工业房屋楼面结构的活荷面结构的活荷载，取载，取1.31.3土力学课程设计表表4.1.1 民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数 项项次次类类 别别标准值标准值(kNm2)组合值组合值系数系数c频遇值频遇值系数系数f准永久值准永久值系数系数q1(1)住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园(2)教室、试验室、阅览室、会议室、 医院门诊室2.00.70.50.60.40.52食堂、餐厅、一般资料档案室2.50.70.60.53(1)礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台(2)公共洗衣房3.03.00.70.70.50.60.30.54(1)商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客等候室(2)无固定座位的看台3.53.50.70.70.60.50.50.35(1)健身房、演出舞台(2)舞厅4.04.00.70.70.60.60.50.36(1)书库、档案库、贮藏室(2)密集柜书库5.012.00.90.90.87通风机房、电梯机房7.00.90.90.88汽车通道及停车库：(1)单向板楼盖(板跨不小于2m)客车消防车(2)双向板楼盖(板跨不小于6m6m)和无梁楼盖(柱网尺寸不小于6m6m)客车消防车4.035.02.520.00.70.70.70.70.70.70.70.70.60.60.60.6土力学课程设计续表续表4.1.1 项项次次类类 别别标准值标准值(kNm2)组合值组合值系数系数c频遇值频遇值系数系数f准永久值准永久值系数系数q9厨房 (1)一般的 (2)餐厅的2.04.00.70.70.60.70.50.710浴室、厕所、盥洗室：(1)第1项中的民用建筑(2)其他民用建筑2.02.50.70.70.50.60.40.511走廊、门厅、楼梯：(1)宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、住宅(2)办公楼、教学楼、餐厅，医院门诊部(3)当人流可能密集时2.02.53.50.70.70.70.50.60.50.40.50.312阳台：(1)一般情况(2)当人群有可能密集时2.53.50.70.60.52.6 荷载作用效应组合土力学课程设计4.3.1 4.3.1 房屋建筑的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷载，应房屋建筑的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷载，应 按表按表4.3.1 4.3.1 采用。采用。 屋面均布活荷载，不应与雪荷载同时组合。屋面均布活荷载，不应与雪荷载同时组合。4.3.1 屋面均布活荷载屋面均布活荷载 项次项次类类 别别标准值标准值kNm2组合值系数组合值系数c频遇值系数频遇值系数f准永久值系数准永久值系数q1不上人的屋面0.50.70.502上人的屋面2.00.70.50.43屋顶花园3.00.70.60.52.6 荷载作用效应组合土力学课程设计 独立扩展基础如高度不足容易独立扩展基础如高度不足容易产生冲切破坏，破坏的特征是产生冲切破坏，破坏的特征是发生沿柱边或台阶边缘产生近发生沿柱边或台阶边缘产生近似于似于 45方向的张拉裂缝，最方向的张拉裂缝，最后形成冲切破坏锥体。后形成冲切破坏锥体。 b. b. 抗冲切验算抗冲切验算确定基础高度确定基础高度45lF土力学课程设计土力学课程设计450h0hbl45cbba0h地 面jpFMta 独立扩展基础抗冲切独立扩展基础抗冲切验算的基本原则是：验算的基本原则是：基础可能冲切破坏面基础可能冲切破坏面以外的地基净反力产以外的地基净反力产生的冲切力应小于或生的冲切力应小于或等于基础相应破坏面等于基础相应破坏面（破坏角锥体表面（破坏角锥体表面冲切面）上的混凝冲切面）上的混凝土抗冲切能力。土抗冲切能力。 计算的关键是确定冲计算的关键是确定冲切力和冲切破坏面的切力和冲切破坏面的几何特征。几何特征。 土力学课程设计450h0hbl45cbba0h地 面jpFMta 计算的关键是确定冲计算的关键是确定冲切力和冲切破坏面的切力和冲切破坏面的几何特征。几何特征。 omthplhafF7 . 0ljlAPF 2btm/ )(aaa土力学课程设计450h0hbl45cbba0h地 面jpFMta 相应于荷载效应相应于荷载效应基本基本组合组合时作用在上地基土的净时作用在上地基土的净反力设计值；反力设计值； 受冲切承载力截面高受冲切承载力截面高度影响系数；度影响系数； 混凝土轴心抗拉设计混凝土轴心抗拉设计强度；强度； 冲切破坏锥体的有效冲切破坏锥体的有效高度，有垫层时，高度，有垫层时，ho=h-45mm，无垫层时，无垫层时，ho=h-75mm；lFhptfomthplhafF7 . 0ljlAPF 0h土力学课程设计450h0hbl45cbba0h地 面jpFMta 扣除基础自重及其上扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应土重后相应于荷载效应基本基本组合组合时的基底净反力，对偏时的基底净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处心受压基础可取基础边缘处用最大地基土单位面积净反用最大地基土单位面积净反力；力； 冲切验算时取用的部冲切验算时取用的部分基底面积分基底面积jplAomthplhafF7 . 0ljlAPF 土力学课程设计450h0hbl45cbba0h地 面jpFMta2btm/ )(aaa 冲切破坏锥体最冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；不利一侧计算长度； 冲切破坏锥体最冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，接处的受冲切承载力时，取柱宽；当计算基础变取柱宽；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；取上阶宽；mata土力学课程设计450h0hbl45cbba0h地 面jpFMta2btm/ )(aaa 冲切破坏锥体最冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内时计落在基础底面以内时计算柱与基础交接处的受算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；加两倍基础有效高度；计算基础变阶处的受冲计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效加两倍该处的基础有效高度高度ba土力学课程设计450h0hbl45cbba0h地 面jpFMtahpm00.7ltFf a hmtb()/2aaaljlFp A0tb2haalha0t220t0cl)(21)2bb( lAhalh 土力学课程设计lha0t2bal)(0clh2bblA450h0hbl450h地 面jpFMta土力学课程设计45jpbal0hta450h0h地 面bFM土力学课程设计 基础底板在荷载效应基本组合时基础底板在荷载效应基本组合时的净反力作用下，如同固定于台的净反力作用下，如同固定于台阶根部或柱边的倒置悬臂板，一阶根部或柱边的倒置悬臂板，一般属于双向受弯构件般属于双向受弯构件 弯矩控制截面在柱边缘处或变阶弯矩控制截面在柱边缘处或变阶处处 计算出控制弯矩后可分别对基础计算出控制弯矩后可分别对基础的两个方向配置钢筋，配筋时应的两个方向配置钢筋，配筋时应满足相应的构造要求，同时应将满足相应的构造要求，同时应将主要受力方向的钢筋布置在下层。主要受力方向的钢筋布置在下层。 c. c.内力计算及配筋内力计算及配筋地 面m axjpm injp1abIIIIIIIIblaabh土力学课程设计)()2()2(1211max1max21lppAGppalaM c. c.内力计算及配筋内力计算及配筋)2()2()(481minmax2AGppbbalM 地 面m axjpm injp1abIIIIIIIIblaabh在轴心荷载或单向偏心荷载的作用下，在轴心荷载或单向偏心荷载的作用下，当基础台阶的宽高比小于或等于当基础台阶的宽高比小于或等于2.5和和偏心距小于或等于偏心距小于或等于1/6短边长度时，任短边长度时，任意截面的弯矩按下式计算：意截面的弯矩按下式计算：土力学课程设计地 面m axjpm injp1abIIIIIIIIblaabhu M、M-任意截面任意截面-、-处相应于荷载效应基本组处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值合时的弯矩设计值u a1-任意截面任意截面-至基底边缘至基底边缘最大反力处的距离；最大反力处的距离；u pmax,pmin-相应于荷载效应相应于荷载效应基基本组合本组合时的基础底面边缘最大时的基础底面边缘最大和最小地基反力设计值；和最小地基反力设计值；u p1-相应于荷载效应相应于荷载效应基本组合基本组合时在任意截面时在任意截面-处基础底面处基础底面地基反力设计值；地基反力设计值；u G-考虑荷载分项系数的基础考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重；当组合自重及其上的土自重；当组合值由永久荷载控制时，值由永久荷载控制时，G= 1.35Gk,Gk为基础及其上土的为基础及其上土的标准自重。标准自重。 土力学课程设计08.06.06成绩日期2 号图号基础平面图孙鸿玲张土木05指导教师姓名班级 四川南充某办公楼基础设计西南石油大学建工院1:50JC-1111148010110JC-1JC-1JC-2JC-2JC-2JC-3JC-3JC-3ABCJC-1JC-2JC-3JL-1JL-21234基础平面图 1:1001:501-1混凝土垫层C10 16165121701:50JC-222147010751213516115混凝土垫层C10 2-21:50JC-1JC-2.垫层采用C10素混凝土,厚度为100mm,伸出基础两侧各100mm(4)并交替布置说明:该工程采用C25混凝土HPB235级钢筋，为框架结构体系;(2)柱截面尺寸为400mm600mm,基础类型是钢筋混凝土柱下独立基础;(3)(1)由于基础长边大于.m故除角部钢筋外，内部钢筋一律缩短，12123434土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计 图线的宽度图线的宽度b b，宜从下列线宽系列中选取：，宜从下列线宽系列中选取：2.02.0、1.41.4、1.01.0、0.70.7、0.50.5、0.35mm0.35mm。每个图样，应根据复杂程度与比例大小，先选定每个图样，应根据复杂程度与比例大小，先选定基本线宽基本线宽b b，再选用表，再选用表3.0.13.0.1中相应的线宽组。中相应的线宽组。 土力学课程设计土力学课程设计基础工程课程设计基础工程课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计u尺寸界线应用细实线绘画，尺寸界线应用细实线绘画，一般应与被注长度垂直，其一一般应与被注长度垂直，其一端应离开图样的轮廓线不小于端应离开图样的轮廓线不小于2mm,2mm,另一端宜超出尺寸线另一端宜超出尺寸线2 23mm3mm。必要时可利用轮廓线作为。必要时可利用轮廓线作为尺寸界线。尺寸线也应用细实尺寸界线。尺寸线也应用细实线绘画，并应与被注长度平行，线绘画，并应与被注长度平行，但不宜超出尺寸界线之外（特但不宜超出尺寸界线之外（特殊情况下可以超出尺寸界线之殊情况下可以超出尺寸界线之外）。图样上任何图线都不得外）。图样上任何图线都不得用作尺寸线。尺寸起止符一般用作尺寸线。尺寸起止符一般应用中粗短斜线绘画，其倾斜应用中粗短斜线绘画，其倾斜方向应与尺寸界线成顺时针方向应与尺寸界线成顺时针4545角，长度宜为角，长度宜为2 23mm3mm。土力学课程设计u尺寸起止符一般应用中粗短尺寸起止符一般应用中粗短斜线绘画，其倾斜方向应与尺斜线绘画，其倾斜方向应与尺寸界线成顺时针寸界线成顺时针4545角，长度角，长度宜为宜为2 23mm3mm。土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计土力学课程设计