《基础工程》课程设计样例.docx

《基础工程》课程设计样例

第一篇：《基础工程》课程设计样例《基础工程》课程设计样例一、浅基础部分建筑物高24米，室内外高差为0.00m，柱断面尺寸400×500mm，冻土深为0米，不考虑地下水影响。基本组合内力为：Nc=2728.1kN，Mc=200.6kN·m，Vc=105.9kN。标准组合内力为：ccm，Vkc105Nk2728.1/1.252182.48kN，Mk200.6/1.25160.48kN·.9/1.2584.72kN。地基参数如下：a.素填土，天然重度18.0kN/m3，厚度1.2m；b.粉质粘土，天然重度18.5kN/m3，厚度10m。地基承载力特征值fak=240kPa，ηb=0.3，ηd=1.5。试进行该基础的设计。解：考虑建筑物高度的基础埋深为24m/15=1.6m，考虑到填土厚度的基础埋深为1.2+0.2=1.4m，综合上述要求取埋深d=1.60m。考虑到基础埋于地下，属Ⅱa类环境或Ⅱb类环境，取混凝土强度为C25；考虑到施工效果，按阶梯型基础设计而不按锥形基础设计。（1）基础底面尺寸的确定暂按基础台阶高度h=0.60m进行计算。若实际台阶高度高于此值，则基础底面尺寸须加大；若低于此值，基底截面积可减小。第一步：按轴心受压计算cMkMkVkcH0160.4884.720.6211.3kN·mγm(18.01.218.50.3)1.518.1fa'fakdmd0.5md[2401.518.1(1.60.5)201.6]kpa237.9kpaFkNkc2182.48基础底面尺寸：9.18m2fafa237.1从后面的计算可知，该内力组合属于ek/b1/30的情况，最经济节省的长宽比为1:1（若实际计算时出现ek/b1/30的情况，经济节省的长宽比是b:l1~1.5:1，具体比值影响因素复杂，暂时未发现有研究成果，不过可以肯定ek/b的比值越大，b:l也应取稍大的值，就现在的一般工程情况来看，b:l的比值：1进行由工程技术人员随意确定，课程设计时由同学根据自己的具体情况确定b:l值）。本样例按b：l12设计，取bl3.033.039.18m第二步，按偏心受压进行第一次修正Mk211.30.097m.48Nkc2182ek0.097110.0320.03由于0b3.0331.23011.0则Ke1.0Keek可不将按中心受压计算的基底尺寸放大，直接取中心受压的计算结果为最后结果；考虑到工程取值为250mm的倍数，故取bl3.053.059.30m2基底面积b×l=3.05m×3.05m=9.30m即为所要求的结果。（需要注意的是：若计算出的b值远大于3m，计算地基承载力时需用计算出的b值重复上述步骤，一般将会使基础底部尺寸稍有减小；另外，若ek/b1/30则须三步计算方能得到结果。）按《地基规范》复核fafakb(b3)dm(d0.5)2400.318.53.0531.518.1(1.600.5)270.14kpaFGk2182.48pkk201.6266.7kPaA9.30M211.3pkmaxpkk266.7266.744.7311.4kPa1W3.053.0526pkminpkMk266.744.7222.0kPa>0W（从上述复核结果可以得出fa/pk1.013，1.2fa/pkmax1.041,由此可知对于ek/b1/30的情况，pkfa时必有pkmax1.2fa；另外也有ek/b1/30时，pkmax1.2fa时必有pkfa，但该样例无法证明该论点。）（2）基础高度的确定由程序确定基础高度，MATLAB程序如下：%base_hight_solve.mclearformatbank;formatcompactdisp('满足抗冲切要求的柱下扩展基础最小高度求解程序')F=input('基本组合下的柱脚轴力kN:');M=input('相对于基础底面中心的基本组合下的弯矩kN*m:');b=input('偏心方向基础底面尺寸m:');l=input('非偏心方向基础底面尺寸m:');hc=input('偏心方向柱截面尺寸m:');bc=input('非偏心方向柱截面尺寸m:');ft=input('混凝土抗拉强度设计值N/mm^2:');c00=input('保护层厚度mm:');pj=F/(b*l)+6*M/(l*b^2);l1=(l-bc)/2;b1=(b-hc)/2;c2=0.7*ft*(1e+3)+pj;c1=0.7*ft*(1e+3)*bc-2*l1*pj+l*pj