青島市鄉(xiāng)村獨立基礎結構設計土木工程畢業(yè)論文

摘 要學習建筑土工工程知識，本人自小就興趣十足，但由于多方面原因與之失之交臂。我個人認為建筑知識應該力足于基本，故在選擇設計論文題材時，我注重了結構方面的資料學習，基礎是一棟樓房建筑的基本，雖然我對建筑知識欠缺很多，需要學習的也很多，在有限的學習研討中，我必須首先學會基礎設計及相關知識，為將來在建筑業(yè)更多研究學習做好鋪墊。本次選擇的基礎設計在北方青島城市的鄉(xiāng)村建設中比較多見，青島地質良好，多層建筑的結構基礎適合選用獨立基礎。在做這篇設計之前，我也通過認識的基礎勘探的朋友那里打聽到，青島市鄉(xiāng)村的地基十分良好，如果可以把獨立基礎這部分內(nèi)容研習透徹，對以后的學習有很大的幫助。關鍵詞：結構設計 基礎設計 獨立設計目 錄第一章 設計資料111工程概況11.2工程建設條件11.2.1地形、地貌及地質構造11.2.2地基土巖土層的分布和性質11.2.3地下水特征21.2.4場地地震效應31.2.5工程地質條件的分析與評價31.2.6環(huán)境水評價3第二章 基礎設計5 2.1 邊框柱下基礎設計5 2.1.1確定基礎底面面積5 2.1.2 基礎高度驗算62.1.3 配筋計算72.2 框柱下基礎設計92.2.1 確定基礎底面面積92.2.2 基礎高度驗算102.2.3 配筋計算11第三章 結論14參考文獻15致 謝16 第一章 設計資料1.1 工程概況廠區(qū)位于山東省青島市.設計說明：本建筑結構設計使用年限50年，框架結構，基礎上部結構及隔墻等荷載已經(jīng)按照標準進行核算，這里直接采用組合數(shù)據(jù)進行基礎受力驗算。本設計按照假設基礎尺寸對受力進行驗算的過程，計算并確定基礎形狀和尺寸，配筋等，完成本設計任務。本建筑地處地址良好，地基基礎設計等級為丙級，基礎擬采用淺基礎，采用柱下獨立基礎。1.2 工程建設條件根據(jù)業(yè)主提供的地質勘察資料表明，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，上覆第四紀堆積物。該場地土的標準凍結深度為0.49米。1.2.1地形、地貌及地質構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，對擬建建筑物不會造成不利影響。基巖埋深2.0米左右，性質單一，未發(fā)現(xiàn)斷裂構造 及其它不良地質作用。1.2.2地基土巖土層的分布和性質根據(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。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，層頂面標高為0.500.70米，厚度0.30.4米，分布于周圍。第二層，粉質粘土（Q4al）：顏色為褐黃色，可塑。干強度中等，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。標準貫入試驗測試值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。標準貫入試驗測試 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，強風化泥巖（K2E1wJ） ：顏色為褐黃色褐灰色，全風化強風化，細粒結構，塊狀 構造，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，含粘土膠結物夾層，泥質膠結。 由上到下，逐漸變硬，上部 1.0 米范圍以內(nèi)風化強烈，呈碎塊狀，手捻可碎，較難用巖芯鉆鉆進；1.0 米以下以強風化為主，巖石堅硬程度等級為極軟巖，完整程度等級為破碎，巖體基本質量等級為級， 為差，含細砂巖夾層。標準貫入試驗擊數(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，中風化泥巖（K2E1wJ）：褐灰色褐黃色，中風化為主。場區(qū)基巖，層狀結構，解理發(fā) 育，天然單軸抗壓強度標準值(frk)為 5.0MPa，上部強度較小，底部強度較大。完整程度等級為較完整， 堅硬程度等級為軟巖，巖體基本質量等級為級，巖石質量指標 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場地地震效應根據(jù)公路工程抗震設計規(guī)范有關規(guī)定，該場地土覆蓋層厚度2米左右，建筑場地類別為類。 該場地為對建筑抗震一般地段。 該場地抗震設防烈度為 6 度，設計基本地震加速度值為 0.05g，所屬的設計地震分組為第三組。 1.2.5工程地質條件的分析與評價該場地大地構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造帶穿過，地貌類型 單一，區(qū)域穩(wěn)定性良好，適合該構筑物建設。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持力層。 第二層，粉質粘土：呈可塑狀態(tài)。標準貫入試驗測試值 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持力層。 第三層，中粗砂：中密，飽和。標準貫入試驗測試值 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持力層。 第四層，強風化泥巖：全風化強風化，場區(qū)基巖。標準貫入試驗擊數(shù) N=1560 擊。分布普遍。 承載力基本容許值 fa0=300Kpa。埋藏較深，可以作擬獨立基持力層。 第五層，中風化泥巖：中風化為主。場區(qū)基巖，天然單軸抗壓強度標準值(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。巖土基礎持力層選擇與基礎類型確定 根據(jù)地基土性質、擬建建筑物特征，采用基礎類型為獨立基礎。1.2.6環(huán)境水評價 根據(jù)采取水樣的水腐蝕性分析報告及公路工程地質勘察規(guī)范 JTJ06498 中有關規(guī)定評價： 1、分解類：PH=7.2，環(huán)境水對混凝土無腐蝕性；侵蝕性 CO2=0.00 mg/L，環(huán)境水對混凝土無腐蝕 性；CO42-=0.00 ml/L，環(huán)境水對混凝土無腐蝕性； 2、分解結晶符合類：Mg2-=126.41 mg/L：環(huán)境水對混凝土無腐蝕性；結晶類S024=262.88 mg/L環(huán)境水對混凝土無腐蝕性。按照地基基礎設計規(guī)范和建筑抗震設計規(guī)范的有關規(guī)定上部結構傳至基礎頂面上的荷載只需按照荷載效應的基本組合來分析確定。 工程柱距較大且層數(shù)不高可選擇柱下獨立基礎。根據(jù)地質條件假定基礎高度為：0.8m，基礎底面標高為：1.8m。圖1.1 平面圖第 16 頁 共 16頁第二章 基礎設計2.1 邊框柱下基礎設計根據(jù)PKPM計算原理，對結構上部荷載進行了最大軸力，最大彎矩和最大剪切力的計算和組合，最后選定如下組合為最不利組合，進行基礎計算。對B軸基礎進行設計計算（混凝土C25，鋼筋HPB235級）最不利內(nèi)力組合2.1.1 確定基礎底面面積2.1.1.1. 按軸心受壓估算基礎底面積 2.1.1.2. 初步確定基礎底面尺寸 考慮偏心受壓,將基礎底面增大20%,即取A=1.2A=1.23.5=4.2m2 取方型基礎,故，取b=2.5m,2.1.1.3. 驗算基礎底面尺寸取值是否合適 故基礎底面尺寸取，符合設計要求。2.1.2 基礎高度驗算 取h=800mm, 則: 因偏心受壓,計算時取沖切力： 抗沖切力： 基礎分二階，下階，取 變階處截面 沖切力： 抗沖切力： 符合要求2.1.3 配筋計算計算基礎X邊方向的彎矩截面 -截面 比較和,應按配筋, 實配筋 基礎Y邊方向的彎矩計算,取截面. 截面比較和,應按配筋,配 如圖所示：圖2.1設計圖2.2中框柱下基礎設計對C軸基礎進行設計計算（混凝土C25，鋼筋HPB235級）最不利內(nèi)力組合2.2.1 確定基礎底面面積2.2.1.1. 按軸心受壓估算基礎底面積 2.2.1.2. 初步確定基礎底面尺寸 考慮偏心受壓,將基礎底面增大20%,即取A=1.2A=1.28.16=9.8m2 取方型基礎,故，取b=3.5m,2.2.1.3. 驗算基礎底面尺寸取值是否合適 故基礎底面尺寸取，符合設計要求。2.2.2 基礎高度驗算 取h=800mm, 則: 因偏心受壓,計算時取沖切力： 抗沖切力： 基礎分二階，下階，取 變階處截面 沖切力： 抗沖切力： 符合要求2.2.3 配筋計算計算基礎X邊方向的彎矩截面 -截面 比較和,應按配筋, 實配筋 基礎Y邊方向的彎矩計算,取截面. 截面比較和,應按配筋,配 第三章 結論經(jīng)過以上荷載組合的計算，最后驗算得出，應按照配筋,具體配筋見CAD圖紙如下： 圖 2.2 設計圖其它邊框柱下基礎按B軸柱下基礎配筋,其它中柱下基礎按C軸柱下基礎配筋。本次畢業(yè)設計是總結我三年的學習成果，綜合運用所學的基礎知識、專業(yè)知識和基本技能，并結合實際的經(jīng)驗設計的一次重要實踐過程。通過以上課題的研究，我對獨立基礎的設計有了初步的了解和認識，對土木結構工程產(chǎn)生了更好的學習樂趣，相信通過自己以后的更加努力，將會跟進一步發(fā)展，為祖國建筑事業(yè)發(fā)展貢獻自己的力量。參考文獻1基礎工程華南理工大學等編，中國建筑工業(yè)出版社，2008;22建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2002;5.3 公路工程抗震設計規(guī)范人民交通出版社1989;2致 謝經(jīng)過兩個月的努力，我終于完成了畢業(yè)設計，有余缺乏經(jīng)驗和能力不足，如果沒有老師的指導和一些同事的幫助，是很難完成這次設計的。我首先要感謝我的知道老師呂巖老師，在她精心指導和大力支持下，我才能圓滿的完成畢業(yè)。再設計過程中，呂老師以其嚴謹求實的治學態(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和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。她淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時，在此次畢業(yè)設計過程中我也學到了許多了關于工民建設計方面的知識，實踐技能有了很大的提高。 其次，我還要特別感謝趙工程師對我在結構設計及PKPM等軟件使用方面的指的老師和同學表示衷心地感謝。