基础工程设计任务书土木.docx

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基础工程设计任务书土木

基础工程设计任务书

一、设计内容：

为四种基础设计中的一种，具体安排如下：

1、柱下独立基础课程设计，主要内容有：

（1）基础埋置深度的确定

（2）基础底面尺寸的确定

（3）对基础进行结构内力分析、强度计算

（4）确定基础高度

（5）确定配筋计算并满足构造设计要求

（6）编写设计计算书

（7）绘制基础平面图及施工图并给出必要的技术说明

2、柱下条形基础设计，主要内容有：

（1）基础埋置深度的确定

（2）基础底面尺寸的确定

（3）基础梁高度确定

（4）用倒梁法对基础进行结构内力分析、强度计算

（5）构造设计

（6）编写设计计算书

（7）绘制基础平面图及施工图并给出必要的技术说明

3、桩基础设计，主要内容有：

（1）确定桩长及截面尺寸

（2）确定单桩承载力特征值

（3）确定桩数并进行桩的布置

（4）桩身和承台计算并满足构造设计要求

（5）编写设计计算书

（6）绘制桩基础平面布置图及施工图并给出必要的技术说明

基础类型

阶段任务

柱下独立基础设计

柱下条形基础设计

桩基础设计

学时分配

任务分配、查阅相关资料

基础埋深及底面尺寸确定

桩长及截面尺寸确定

结构内力分析、强度计算

倒梁法计算结构内力、强度计算

确定单桩承载力特征值

确定基础高度

配筋计算并满足构造要求

确定基础梁高度

确定桩数并进行桩的布置

地基沉降计算

配筋计算并满足构造要求

桩身和承台计算并满足构造要求

编写设计计算书

绘制基础平面图、基础施工图（A2）

总计

二、参考资料

1、钱德玲.《基础工程》.中国建筑工业出版社.2008.9

2、中华人民共和国国家标准.地基基础设计规范GB50007-2002.北京：

中国建筑工业出版社，2002

3、周景星《基础工程》（第二版）清华大学出版社，2008.7

4、中华人民共和国国家标准.建筑桩基设计规范JG94-2008

5、《混凝土结构设计规范（GB500l0—2002）》

三、要求

1．计算正确，计算书必须统一格式并用黑色签字笔抄写清楚。

计算书装订内容依次包含封面、任务书及计算书等内容。

2．每人完成2#图2张，用铅笔绘图，各图纸右下角要有图纸标签。

要求图面布局匀称、比例适当、线条流畅、整洁美观，标注及说明用仿宋体书写，严格按照建筑制图标准作图。

3．上交内容包括：

计算书、2张2#施工图。

4．在完成上述设计任务后方可参加设计成绩评定。

1 柱下独立基础课程设计

一、设计资料

1、地形

拟建建筑场地平整

2、工程地质条件

自上而下土层依次如下：

①号土层：

杂填土，层厚约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fak=130kPa。

③号土层：

黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180kPa。

④号土层：

细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值fak=240kPa。

⑤号土层：

强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值fak=300kPa。

3、岩土设计技术参数

地基岩土物理力学参数如表1.1所示。

表1.1 地基岩土物理力学参数

土

层

编

号

土的名称

重度

（kN/m3）

孔隙比

液性指数IL

黏聚力c（kPa）

内摩擦角

（°）

压缩模量Ｅs

（MPa）

标准贯入锤击数N

承载力特征值fak（kPa）

①

杂填土

②

粉质黏土

0.65

0.84

7.5

130

③

黏土

19.4

0.58

0.78

8.2

180

④

细砂

0.62

11.6

240

⑤

强风化砂质泥岩

300

4、水文地质条件

（1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。

（2）地下水位深度：

位于地表下1.5m

5、上部结构资料

拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mm×500mm。

室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

柱网布置如图1.1所示。

图1.1 柱网平面图

6、上部结构作用

上部结-构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表1.2所示，上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表1.3所示。

表1.2 柱底荷载效应标准组合值

题号

FK（kN）

MK（kN.m）

VK（kN）

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

975

1548

1187

140

100

198

1032

1615

1252

164

125

221

1090

1730

1312

190

150

242

1150

1815

1370

210

1750

271

1218

1873

1433

235

193

297

1282

1883

1496

257

218

325

1339

1970

1560

284

242

355

1402

2057

1618

231

266

377

102

104

1534

2140

1677

335

288

109

113

106

1598

2205

1727

365

309

428

120

117

114

7、材料

混凝土强度等级为C25～C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。

二、设计分组

根据以上所给设计资料及学生人数，将学生划分为若干个组。

分组示意如下：

第1组，共2人，基础持力层选用③号土层，设计A轴柱下独立基础。

第2组，共2人，基础持力层选用④号土层，设计B轴柱下独立基础。

第3组，共2人，基础持力层选用③号土层，设计C轴柱下独立基础。

表1.3 柱底荷载效应基本组合值

题号

FK（kN）

MK（kN.m）

VK（kN）

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

1268

2012

1544

183

130

258

1342

2100

2627

214

163

288

1418

2250

1706

248

195

315

1496

2360

1782

274

228

353

1584

2435

1863

306

251

386

104

108

1667

2448

1945

334

284

423

112

117

108

1741

2562

2028

369

315

462

125

124

116

1823

2674

2104

391

346

491

133

136

128

1995

2783

2181

425

375

523

142

147

138

2078

2866

2245

455

402

557

156

153

149

三、设计要求

每人根据所在组号和题号，完成指定轴线的基础设计。

对于另外两根轴线的基础，只要求根据所给荷载确定基础底面尺寸，以便画出基础平面图。

要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书面报告的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。

四、设计内容

（1）设计柱下独立基础，包括确定基础埋置深度、基础底面尺寸，对基础进行结构内力分析、强度计算，确定基础高度，进行配筋计算并满足构造设计要求，地基沉降计算，编写设计计算书。

（2）绘制基础施工图，包括基础平面布置图、独立基础大样图，并提出必要的技术说明。

五、设计成果

1、设计计算书

设计计算书包括以下内容：

（1）确定地基持力层和基础埋深度。

（2）确定基础底面尺寸，验算地基承载力

（3）对基础进行抗冲承载力验算，确定基础高度。

（4）对基础进行正截面受弯承载力验算，确定基础底板配筋。

（5）地基沉降计算

2、设计图纸

设计图纸包括以下内容：

（1）基础平面布置图。

（2）独立基础大样图。

（3）设计说明。

2 柱下条形基础课程设计

一、设计资料

1、地形

拟建建筑场地平整。

2、工程地质条件

自上而下土层依次如下：

号土层：

耕植土，层厚约0.7m，黑色，原为农田，含大量有机质。

号土层：

黏土，层厚1.8m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=120kPa。

号土层：

粉砂，层厚2.6m，稍密，承载力特征值fak=160kPa。

号土层：

中粗砂，层厚4.1m，中密，承载力特征值fak=200kPa。

号土层：

中风化砂岩，厚度未揭露，承载力特征值fak=320kPa。

3、岩土设计技术参数

地基岩土物理力学参数如表2.1所示。

表2.1 地基岩土物理力学参数

土

层

编

号

土的名称

重度

（kN/m3）

孔隙比

液性指数IL

黏聚力c（kPa）

内摩擦角

（°）

压缩模量Ｅs

（MPa）

标准贯入锤击数N

承载力特征值fak（kPa）

①

杂填土

17.6

②

黏土

18.4

0.84

0.81

6.5

120

③

粉砂

19.5

26.5

7.1

160

④

中粗砂

8.2

200

⑤

中风化砂岩

320

4、水文地质条件

（1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。

（2）地下水位深度：

位于地表下0.9m。

5、上部结构资料

拟建建筑物为多层全现浇多层框架结构，框架柱截面尺寸为400mm×400mm。

室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

柱网布置如图2.1所示。

其中纵向尺寸为6A，横向尺寸为18m，A值分别取以下几组：

A1=5400mm，A2=5700mm，A3=6000mm，A4=6300mm，A5=6600mm

6、上部结构作用

上部结构作用在柱底的竖向荷载效应标准组合值如表2.2所示，上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表2.3所示。

图2.1 柱网平面图

表2.2 柱底竖向荷载效应标准组合值单位：

荷载编号

N1k

1280

1450

1730

2090

2320

N2k

1060

1150

1520

1860

2130

注N1k为轴线②～⑥柱底竖向荷载效应标准组合值；N2k为轴线①、⑦柱底竖向荷载效应标准组合值。

表2.3 柱底竖向荷载效应标准基本组合值单位：

荷载编号

1278

1960

2340

2820

3130

1430

1550

2052

2511

2870

注:

N1为轴线②～⑥柱底竖向荷载效应标准组合值；N2为轴线①、⑦柱底竖向荷载效应标准组合值

7、材料

混凝土强度等级为C25～C30，钢筋采用HPB235、HRB335、HRB400级。

二、设计分组

根据以上所给设计资料及学生人数，将学生划分为若干个组。

分组示意如下：

第1组，共2人，柱网尺寸分别为A1-A5，基础持力层选用②号土层，荷载编号为1号。

第2组，共2人，柱网尺寸分别为A1-A5，基础持力层选用③号土层，荷载编号为3号。

第3组，共2人，柱网尺寸分别为A1-A5，基础持力层选用③号土层，荷载编号为3号。

第4组，共2人，柱网尺寸分别为A1-A5，基础持力层选用③号土层，荷载编号为4号。

三、设计要求

每人根据所在组号和荷载编号，用倒梁法进行条形基础梁的内力计算，完成纵向柱下钢筋混凝土条形基础设计。

由于力学及钢筋混凝土计算工作量较大，为减少重复性计算，假定四条纵向轴线A~D的柱底荷载均相同，要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书面的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。

四、设计内容

（1）设计纵向柱下钢筋混凝土条形基础，包括确定基础埋置深度、基础底面尺寸，基础梁高度，用倒梁法对基础进行结构内力分析，强度计算，并满足构造设计要求，编写设计计算书。

（2）绘制基础施工图，包括基础平面布置图、基础梁详图，并提出必要的技术说明。

五、设计成果

1、设计计算书

设计计算书包括以下内容：

（1）确定地基持力层和基础埋置深度。

（2）根据上部结构传来的荷载和地基承载力确定基础底面尺寸。

（3）用倒梁法进行条形基础梁的内力分析计算，根据正截面承载力验算确定基础梁纵向钢筋，根据斜截面承载力验算配置基础梁箍筋。

2、设计图纸

设计图纸包括以下内容：

（1）基础平面布置图。

（2）基础梁详图。

（3）设计说明。

3 桩基础课程设计

一、设计资料

1、地形

拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。

2、工程地质条件

自上而下土层依次如下：

号土层：

素填土，层厚约1.5m，稍湿，松散，承载力特征值fak=95kPa

号土层：

淤泥质土，层厚3.3m，流塑，承载力特征值fak=65kPa。

号土层：

粉砂，层厚6.6m，稍密，承载力特征值fak=110kPa。

号土层：

粉质黏土，层厚4.2m，湿，可塑，承载力特征值fak=165kPa。

号土层：

粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值fak=280kPa。

3、岩土设计技术参数

岩土设计参数如表3.1和表3.2所示．

表3.1 地基岩土物理力学参数

土层编号

土的名称

孔隙比

含水量W（%

液性

指数IL

标准贯入锤击数N

压缩模量Ｅs

（MPa）

①

素填土

－

5.0

②

淤泥质土

1.04

62.4

1.08

－

3.8

③

粉砂

0.81

27.6

－

7.5

④

粉质黏土

0.79

31.2

0.74

－

9.2

⑤

粉砂层

0.58

－

16.8

表3.2 桩的极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpk 单位：

kPa

土层编号

土的名称

桩的侧阻力qsk

桩的端阻力qpk

土层

编号

土的名称

桩的侧阻力qsk

桩的端阻力qpk

①

素填土

－

④

粉质黏土

900

②

淤泥质土

－

⑤

粉砂层

2400

③

粉砂

－

4、水文地质条件

（1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。

（2）地下水位深度：

位于地表下3.5m。

5、场地条件

建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化砂土、粉土。

6、上部结构资料

拟建建筑物为六层钢筋混凝土结构，长30m，宽9.6m。

室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

柱截面尺寸均为400mm×400mm，横向承重，柱网布置如图3.1所示。

图3.1 柱网布置图

7、上部结构作用

上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表3.3所示，该表中弯矩MK、水平力VK均为横向方向。

上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表3.4所示，该表中弯短M、水平力V均为横向方向。

表3.3 柱底荷载效应标准组合值

题号

FK（kN）

MK（kN.m）

VK（kN）

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

1256

1765

1564

172

169

197

123

130

112

1350

1900

1640

185

192

203

126

135

114

1650

2050

1810

191

197

208

132

141

120

1875

2160

2080

205

204

213

139

149

134

2040

2280

2460

242

223

221

145

158

148

2310

2690

2970

275

231

238

165

162

153

2568

3225

3170

293

248

247

174

179

165

2670

3550

3410

299

264

256

183

190

170

2920

3860

3720

304

285

281

192

202

191

3130

3970

3950

323

302

316

211

223

230

表3.4 柱底荷载效应基本组合值

题号

FK（kN）

MK（kN.m）

VK（kN）

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

A轴

B轴

C轴

1580

2630

1910

198

205

241

150

140

138

1840

2800

2200

205

210

243

154

145

140

2130

3080

2490

210

211

223

164

155

150

2320

3310

2780

215

214

238

181

166

174

2650

3560

3120

253

228

244

193

175

188

2910

3790

3430

286

251

266

204

188

196

3230

4180

3750

303

284

274

212

197

208

3360

4420

4010

332

315

269

225

224

216

3680

4690

4230

371

326

301

233

230

228

3970

5070

4520

393

354

325

242

236

238

8、材料

混凝土强度等级为C25～C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。

二、设计分组

首先分为预制班和灌注桩两个大组，再根据表4.3所给出的设计资料、荷载资料及学生人数划分为若干小组。

分组示意如下：

（1）预制桩组：

第1组，共2人，选择题号1～10，设计A轴柱下桩基础。

第2组，共2人，选择题号1～10，设计B轴柱下桩基础。

第3组，共2人，选择题号1～10，设计C轴柱下桩基础。

（2）灌注桩组：

第1组，共2人，选择题号1～10，设计A轴柱下桩基础。

第2组，共2人，选择题号1～10，设计B轴柱下桩基础。

第3组，共2人，选择题号1～10，设计C轴柱下桩基础。

三、设计要求

每人根据所在组号和题号，完成指定桩型和指定轴线的桩基础设计。

对于另外两根轴线的基础，只要求根据所给荷载确定承台尺寸和桩数，以便画出桩基平面布置图。

要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。

四、设计内容

（1）设计桩基础，包括选定桩长和截面尺寸，确定单桩承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置，进行桩身和承台的计算并满足构造设计要求，编写设计计算书。

（2）绘制桩基础施工图，包括桩基平面布置图，桩和承台大样图，并提出必要的技术说明。

五、设计成果

1、设计计算书

设计计算书包括以下内容：

（1）确定桩的选型，确定单桩竖向承载力。

（2）估算桩的根数、布桩，确定承台尺寸。

（3）桩基础验算。

（4）桩承台设计，包括抗冲切、抗剪和抗弯的强度计算。

（5）桩身设计，满足构造配筋要求。

2、设计图纸

设计图纸包括以下内容：

（1）桩基础平面布置图

（2）承台大样图

（3）桩身大样图

4、桥梁桩基础课程设计（桥梁方向）

某公路桥梁设计采用桩（柱）式桥墩，初步拟定尺寸如图4.1所示。

该桥梁上部结构为20米钢筋混凝土装配式T梁桥。

桥面宽7米，两边各0.5米人行道。

行人荷载为3.5kPa。

图4.1

1、该桥墩基础由两根钻孔桩组成，旋转钻成孔。

桩的设计直径d（即钻头直径，精确至0.1m）自选，桩底沉渣厚度控制为t=（0.2~0.4）d。

在局部冲刷线处设置横系梁，其断面尺寸可按构造等要求确定，高度约1.0m。

2、地质资料：

标高20.00以上桩侧土为软塑亚粘土，各物理性质指标为：

容重γ=18.5kN/m3,土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=21%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%；标高20.00以下桩侧及桩底均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：

容重γ=19.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=17.8%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%。

3、桩身混凝土强度等级拟采用C25，混凝土弹性模量Eh=2.85×104MPa，可选择的钢筋有HPB235和HRB335。

4、计算荷载

（1）一跨上部结构自重G1=2000×（L/20）1.2kN（取整），其中L为跨径；

（2）盖梁自重G2=350kN；

（3）局部冲刷线以上桩重应分别考虑最低水位及常水位；汽车荷载应考虑最不利荷载组合（双孔和单孔布载）；人群荷载尚应考虑最不利情况；荷载布载长度为梁长（L-0.1）m。

（4）设计汽车荷载为公路—Ⅱ级，汽车可能产生的横向偏心距为0.55m（如图4.2），单孔活载时纵向偏心距为b=0.30m（如图3），并应考虑冲击力。

（5）水平荷载

单桩所受水平力如图4.2所示。

其中：

HT（制动力）=4.5kN；W1（风力）=5kN；W2（风力）=8kN

图4.2

5、设计成果和要求：

（1）确定桩的长度，进行单桩承载力验算。

具体计算时按如下不同标准跨径分组进行，同组人员的设计桩径、桩长不得全部相同。

跨径（m）

编组

1~5

6~10

11~15

16~20

21~25

26~31

（2）桩身强度计算；求出桩身弯矩图（用座标纸画），确定桩身最大弯矩值及其相应

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