青島市鄉(xiāng)村獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)土木工程畢業(yè)論文

摘 要學(xué)習(xí)建筑土工工程知識(shí)，本人自小就興趣十足，但由于多方面原因與之失之交臂。我個(gè)人認(rèn)為建筑知識(shí)應(yīng)該力足于基本，故在選擇設(shè)計(jì)論文題材時(shí)，我注重了結(jié)構(gòu)方面的資料學(xué)習(xí)，基礎(chǔ)是一棟樓房建筑的基本，雖然我對(duì)建筑知識(shí)欠缺很多，需要學(xué)習(xí)的也很多，在有限的學(xué)習(xí)研討中，我必須首先學(xué)會(huì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及相關(guān)知識(shí)，為將來在建筑業(yè)更多研究學(xué)習(xí)做好鋪墊。本次選擇的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在北方青島城市的鄉(xiāng)村建設(shè)中比較多見，青島地質(zhì)良好，多層建筑的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)適合選用獨(dú)立基礎(chǔ)。在做這篇設(shè)計(jì)之前，我也通過認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)勘探的朋友那里打聽到，青島市鄉(xiāng)村的地基十分良好，如果可以把獨(dú)立基礎(chǔ)這部分內(nèi)容研習(xí)透徹，對(duì)以后的學(xué)習(xí)有很大的幫助。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 獨(dú)立設(shè)計(jì)目 錄第一章 設(shè)計(jì)資料111工程概況11.2工程建設(shè)條件11.2.1地形、地貌及地質(zhì)構(gòu)造11.2.2地基土巖土層的分布和性質(zhì)11.2.3地下水特征21.2.4場地地震效應(yīng)31.2.5工程地質(zhì)條件的分析與評(píng)價(jià)31.2.6環(huán)境水評(píng)價(jià)3第二章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5 2.1 邊框柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5 2.1.1確定基礎(chǔ)底面面積5 2.1.2 基礎(chǔ)高度驗(yàn)算62.1.3 配筋計(jì)算72.2 框柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)92.2.1 確定基礎(chǔ)底面面積92.2.2 基礎(chǔ)高度驗(yàn)算102.2.3 配筋計(jì)算11第三章 結(jié)論14參考文獻(xiàn)15致 謝16 第一章 設(shè)計(jì)資料1.1 工程概況廠區(qū)位于山東省青島市.設(shè)計(jì)說明：本建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50年，框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)及隔墻等荷載已經(jīng)按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行核算，這里直接采用組合數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)受力驗(yàn)算。本設(shè)計(jì)按照假設(shè)基礎(chǔ)尺寸對(duì)受力進(jìn)行驗(yàn)算的過程，計(jì)算并確定基礎(chǔ)形狀和尺寸，配筋等，完成本設(shè)計(jì)任務(wù)。本建筑地處地址良好，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，基礎(chǔ)擬采用淺基礎(chǔ)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。1.2 工程建設(shè)條件根據(jù)業(yè)主提供的地質(zhì)勘察資料表明，擬建區(qū)段位于中生代膠萊凹陷盆地中段偏南地帶，區(qū)域穩(wěn)定性 良好，基巖為白堊系上統(tǒng)王氏群膠州組泥巖，上覆第四紀(jì)堆積物。該場地土的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為0.49米。1.2.1地形、地貌及地質(zhì)構(gòu)造擬建場地地形較平坦，最大高差1.0米。地貌類型屬河流沖積平原地貌。 周圍建筑物較遠(yuǎn)，對(duì)擬建建筑物不會(huì)造成不利影響。基巖埋深2.0米左右，性質(zhì)單一，未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造 及其它不良地質(zhì)作用。1.2.2地基土巖土層的分布和性質(zhì)根據(jù)鉆探資料，在勘察深度范圍內(nèi)，場區(qū)地基土自上而下可分為五個(gè)主要巖土層： 第一層，素填土（Q4ml）：顏色為褐色，不均，堆積年限15年以是，未壓實(shí)。天然重度為20.0KN/m3， 為高壓縮性土層，主要成份為粘性土，含少量砂、碎石等。 該層為表層土，層頂面標(biāo)高為0.500.70米，厚度0.30.4米，分布于周圍。第二層，粉質(zhì)粘土（Q4al）：顏色為褐黃色，可塑。干強(qiáng)度中等，韌性中等，稍有光滑。含水量 平均值（w）23.6%；液性指數(shù)平均值（IL）為0.45；天然孔隙比平均值（e）為0.701；壓縮系數(shù)平均值 為0.406。為中等壓縮性土層。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)測試值N=510擊。該層頂面埋深為0.30.4米，厚度為0.20.1米，層頂標(biāo)高為1.01.30米，分布普遍。第三層，中粗砂(Q4al)：顏色以黃褐色為主，中密，飽和，分選較差，亞圓，顆粒主要礦物成份 為石英、長石等淺色礦物。粘粒含量較小，含粉土夾層，中下部含礫石、卵石等。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)測試 值 N=1630 擊。該層頂面埋深 1.301.4 米，厚度 0.10.3 米，分布普遍。第四層，強(qiáng)風(fēng)化泥巖（K2E1wJ） ：顏色為褐黃色褐灰色，全風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀 構(gòu)造，裂隙發(fā)育。主要沉積物顆粒粒徑小于 0.25 mm，呈帶棱角粒狀，含粘土膠結(jié)物夾層，泥質(zhì)膠結(jié)。 由上到下，逐漸變硬，上部 1.0 米范圍以內(nèi)風(fēng)化強(qiáng)烈，呈碎塊狀，手捻可碎，較難用巖芯鉆鉆進(jìn)；1.0 米以下以強(qiáng)風(fēng)化為主，巖石堅(jiān)硬程度等級(jí)為極軟巖，完整程度等級(jí)為破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為級(jí)， 為差，含細(xì)砂巖夾層。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù) N=1560 擊。該層頂面埋深 1.51.7 米，厚度 3.34.6 米，分布普遍。 第五層，中風(fēng)化泥巖（K2E1wJ）：褐灰色褐黃色，中風(fēng)化為主。場區(qū)基巖，層狀結(jié)構(gòu)，解理發(fā) 育，天然單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(frk)為 5.0MPa，上部強(qiáng)度較小，底部強(qiáng)度較大。完整程度等級(jí)為較完整， 堅(jiān)硬程度等級(jí)為軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為級(jí)，巖石質(zhì)量指標(biāo) RQD=70 以上。該層頂面埋深 16.017.3 米，分布普遍。厚度較大，未揭穿，最大入巖深度為 8.0 米。1.2.3地下水特征 該場地環(huán)境水主要為地表水、孔隙潛水，勘察期間水位高程為 1.5 米左右。補(bǔ)給來源以大氣降水 和臨區(qū)徑流為主，排泄方式為蒸發(fā)和臨區(qū)徑流排泄。 地表水最大沖刷深度：高程為 3.0 米。1.2.4場地地震效應(yīng)根據(jù)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)規(guī)定，該場地土覆蓋層厚度2米左右，建筑場地類別為類。 該場地為對(duì)建筑抗震一般地段。 該場地抗震設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 0.05g，所屬的設(shè)計(jì)地震分組為第三組。 1.2.5工程地質(zhì)條件的分析與評(píng)價(jià)該場地大地構(gòu)造位置位于中生代膠萊盆地穩(wěn)定地塊內(nèi)，附近沒有大型斷裂構(gòu)造帶穿過，地貌類型 單一，區(qū)域穩(wěn)定性良好，適合該構(gòu)筑物建設(shè)。第一層，素填土：表層土，不均。為高壓縮性土。厚度較小，不適合作擬建橋墩臺(tái)持力層。 第二層，粉質(zhì)粘土：呈可塑狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)測試值 N=614 擊。中等壓縮性土。分布普遍。 承載力基本容許值 fa0=170Kpa。埋藏較深，不適合作擬建橋墩臺(tái)持力層。 第三層，中粗砂：中密，飽和。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)測試值 N=1630 擊。分布普遍。承載力基本容許值 fa0=180Kpa。埋藏較深，不適合作擬建橋墩臺(tái)持力層。 第四層，強(qiáng)風(fēng)化泥巖：全風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化，場區(qū)基巖。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù) N=1560 擊。分布普遍。 承載力基本容許值 fa0=300Kpa。埋藏較深，可以作擬獨(dú)立基持力層。 第五層，中風(fēng)化泥巖：中風(fēng)化為主。場區(qū)基巖，天然單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(frk)為 5.0MPa。承載力 基本容許值 fa0=800Kpa。分布普遍。可以作擬地基持力層。巖土基礎(chǔ)持力層選擇與基礎(chǔ)類型確定 根據(jù)地基土性質(zhì)、擬建建筑物特征，采用基礎(chǔ)類型為獨(dú)立基礎(chǔ)。1.2.6環(huán)境水評(píng)價(jià) 根據(jù)采取水樣的水腐蝕性分析報(bào)告及公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范 JTJ06498 中有關(guān)規(guī)定評(píng)價(jià)： 1、分解類：PH=7.2，環(huán)境水對(duì)混凝土無腐蝕性；侵蝕性 CO2=0.00 mg/L，環(huán)境水對(duì)混凝土無腐蝕 性；CO42-=0.00 ml/L，環(huán)境水對(duì)混凝土無腐蝕性； 2、分解結(jié)晶符合類：Mg2-=126.41 mg/L：環(huán)境水對(duì)混凝土無腐蝕性；結(jié)晶類S024=262.88 mg/L環(huán)境水對(duì)混凝土無腐蝕性。按照地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范和建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面上的荷載只需按照荷載效應(yīng)的基本組合來分析確定。 工程柱距較大且層數(shù)不高可選擇柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。根據(jù)地質(zhì)條件假定基礎(chǔ)高度為：0.8m，基礎(chǔ)底面標(biāo)高為：1.8m。圖1.1 平面圖第 16 頁 共 16頁第二章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2.1 邊框柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)根據(jù)PKPM計(jì)算原理，對(duì)結(jié)構(gòu)上部荷載進(jìn)行了最大軸力，最大彎矩和最大剪切力的計(jì)算和組合，最后選定如下組合為最不利組合，進(jìn)行基礎(chǔ)計(jì)算。對(duì)B軸基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算（混凝土C25，鋼筋HPB235級(jí)）最不利內(nèi)力組合2.1.1 確定基礎(chǔ)底面面積2.1.1.1. 按軸心受壓估算基礎(chǔ)底面積 2.1.1.2. 初步確定基礎(chǔ)底面尺寸 考慮偏心受壓,將基礎(chǔ)底面增大20%,即取A=1.2A=1.23.5=4.2m2 取方型基礎(chǔ),故，取b=2.5m,2.1.1.3. 驗(yàn)算基礎(chǔ)底面尺寸取值是否合適 故基礎(chǔ)底面尺寸取，符合設(shè)計(jì)要求。2.1.2 基礎(chǔ)高度驗(yàn)算 取h=800mm, 則: 因偏心受壓,計(jì)算時(shí)取沖切力： 抗沖切力： 基礎(chǔ)分二階，下階，取 變階處截面 沖切力： 抗沖切力： 符合要求2.1.3 配筋計(jì)算計(jì)算基礎(chǔ)X邊方向的彎矩截面 -截面 比較和,應(yīng)按配筋, 實(shí)配筋 基礎(chǔ)Y邊方向的彎矩計(jì)算,取截面. 截面比較和,應(yīng)按配筋,配 如圖所示：圖2.1設(shè)計(jì)圖2.2中框柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)對(duì)C軸基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算（混凝土C25，鋼筋HPB235級(jí)）最不利內(nèi)力組合2.2.1 確定基礎(chǔ)底面面積2.2.1.1. 按軸心受壓估算基礎(chǔ)底面積 2.2.1.2. 初步確定基礎(chǔ)底面尺寸 考慮偏心受壓,將基礎(chǔ)底面增大20%,即取A=1.2A=1.28.16=9.8m2 取方型基礎(chǔ),故，取b=3.5m,2.2.1.3. 驗(yàn)算基礎(chǔ)底面尺寸取值是否合適 故基礎(chǔ)底面尺寸取，符合設(shè)計(jì)要求。2.2.2 基礎(chǔ)高度驗(yàn)算 取h=800mm, 則: 因偏心受壓,計(jì)算時(shí)取沖切力： 抗沖切力： 基礎(chǔ)分二階，下階，取 變階處截面 沖切力： 抗沖切力： 符合要求2.2.3 配筋計(jì)算計(jì)算基礎(chǔ)X邊方向的彎矩截面 -截面 比較和,應(yīng)按配筋, 實(shí)配筋 基礎(chǔ)Y邊方向的彎矩計(jì)算,取截面. 截面比較和,應(yīng)按配筋,配 第三章 結(jié)論經(jīng)過以上荷載組合的計(jì)算，最后驗(yàn)算得出，應(yīng)按照配筋,具體配筋見CAD圖紙如下： 圖 2.2 設(shè)計(jì)圖其它邊框柱下基礎(chǔ)按B軸柱下基礎(chǔ)配筋,其它中柱下基礎(chǔ)按C軸柱下基礎(chǔ)配筋。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是總結(jié)我三年的學(xué)習(xí)成果，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和基本技能，并結(jié)合實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一次重要實(shí)踐過程。通過以上課題的研究，我對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)有了初步的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)土木結(jié)構(gòu)工程產(chǎn)生了更好的學(xué)習(xí)樂趣，相信通過自己以后的更加努力，將會(huì)跟進(jìn)一步發(fā)展，為祖國建筑事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。參考文獻(xiàn)1基礎(chǔ)工程華南理工大學(xué)等編，中國建筑工業(yè)出版社，2008;22建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002;5.3 公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范人民交通出版社1989;2致 謝經(jīng)過兩個(gè)月的努力，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，有余缺乏經(jīng)驗(yàn)和能力不足，如果沒有老師的指導(dǎo)和一些同事的幫助，是很難完成這次設(shè)計(jì)的。我首先要感謝我的知道老師呂巖老師，在她精心指導(dǎo)和大力支持下，我才能圓滿的完成畢業(yè)。再設(shè)計(jì)過程中，呂老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。她淵博的知識(shí)、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時(shí)，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于工民建設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，實(shí)踐技能有了很大的提高。 其次，我還要特別感謝趙工程師對(duì)我在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及PKPM等軟件使用方面的指的老師和同學(xué)表示衷心地感謝。