第一篇：材料工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告

目 錄

模具服役條件及失效分析………………………………………………2

選材及材料介紹…………………………………………………………3

零件加工及熱處理 ……………………………………………………4

分析討論…………………………………………………………………8

課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)……………………………………………………13

參考文獻(xiàn)………………………………………………………………14

選材及材料介紹

為了滿足要求也就是說要求硬度，強(qiáng)度和韌性都較好，減少以上失效的發(fā)生，延長(zhǎng)模具壽命，減低生產(chǎn)成本經(jīng)綜合考慮選用Cr12MoV作為加工該模具的材料。

其化學(xué)成份為：碳C：1.45～1.70、硅Si：≤0.40、錳Mn：≤0.40、硫S：≤0.030、磷P：≤0.03、鉻Cr：11.00～12.50、鎳Ni：允許殘余含量≤0.25、銅Cu：允許殘余含量≤0.30、釩V：0.15～0.30、鉬Mo：0.40～0.60

其力學(xué)性能為：硬度：退火,255～207HB,壓痕直徑3.8～4.2mm;淬火,≥58HRC。Cr12MoV 鋼是目前國(guó)內(nèi)廣泛使用的冷作模具鋼之一也是國(guó)際上較廣泛采用的模具鋼，屬萊氏體鋼。Cr12MoV鋼是一種高碳、高鉻的萊氏體鋼，具有大量的游離碳化物。在退火狀態(tài)其碳化物可多達(dá)28%，在淬火、回火狀態(tài)其游離碳化物也多達(dá)21%。鋼中的Cr大部分形成碳化物，只有極少部分固溶于基體中。

Cr12MoV鋼中碳化物為M7C3型碳化物，維氏硬度為2100HV，因此其耐磨性較好。沖壓性能高，淬透性好。在實(shí)際使用該鋼制造的冷沖模，如果沖壓操作正確，韌性不成為模具的關(guān)鍵，而耐磨性直接決定模具的壽命。

Cr12MoV 鋼屬于高耐磨微變形冷作模具鋼,其特點(diǎn)是具有高的耐磨性、淬透性、微變形、高熱穩(wěn)定性、高抗彎強(qiáng)度,僅次于高速鋼,是冷沖裁模、冷鐓模等冷作模具的重要材料，由于加入了適量的Mo和V，碳化物不均勻有所改善。Mo能減輕碳化物偏析并提高淬透性，V能細(xì)化晶粒。Cr12MoV在300～400℃時(shí)仍可保持良好硬度和耐磨性，韌性也高，淬火時(shí)體積變化最小?？捎脕碇圃煨螤顝?fù)雜、經(jīng)受較大沖擊負(fù)荷的各種模具和工具。其消耗量在冷作模具鋼中居于首位.該鋼雖然強(qiáng)度、硬度高,耐磨性好,但其韌性較差,對(duì)熱加工工藝和熱處理工藝要求較高,處理工藝不當(dāng),很容易造成模具的過早失效。常用于制作那些承受重負(fù)荷、生產(chǎn)批量大、形狀復(fù)雜的冷作模具, 如冷沖、壓印、冷鐓、冷擠壓模、沖孔凹模、切邊模、滾邊模、鋼板等。但該鋼的顯著缺點(diǎn)是脆性大, 常常導(dǎo)致模具的早期失效。模具失效分析表明, 熱處理因素影響最大, 約占 50%。因此, 如何提高其強(qiáng)韌性, 防止模具過早斷裂失效, 是該鋼用戶經(jīng)常遇到且需要解決的問題。

經(jīng)分析該鋼種經(jīng)合理的熱處理后可完全滿足模具要求，故選用其作為加工該模具的材料。

零件加工及熱處理

通過查看模具生產(chǎn)的技術(shù)資料知,該模具的加工工藝路線為：下料→鍛造→球化退火→機(jī)械加工→淬火+ 低溫回火→平磨→線切割加工→成型組裝。

鍛造：

由于Cr12MoV這類材料屬于高碳高合金鋼，在軋制過程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的C偏析，即所謂的網(wǎng)狀滲碳體。大家知道，滲碳體硬度高而脆，沒有韌性。以前對(duì)此類材料的C偏析有嚴(yán)格的級(jí)別控制。由于材料存在網(wǎng)狀滲碳體，造成在以后的熱處理中，會(huì)沿著滲碳體網(wǎng)狀開裂。因此，材料在制作模具之前必須進(jìn)行反復(fù)的鍛打（不只是簡(jiǎn)單的改變形狀），以使網(wǎng)狀滲碳體打碎，改善材料性能。

Cr12MoV鋼鍛造加熱曲線

球化退火：

球化退火，以細(xì)化組織，減少淬火變形和防止淬火開裂！

Cr12MoV 屬于高碳高鉻萊氏體鋼。碳化物含量高, 且常呈帶狀或網(wǎng)狀不均勻分布, 其形狀、大小及分布對(duì)鋼的性能影響很大, 尤其大塊狀尖角碳化物對(duì)鋼基體的割裂作用較大, 往往成為疲勞斷裂的策源地。經(jīng)過改鍛, 碳化物被擊碎, 偏析狀況得到有效改善, 但其形態(tài)還不理想, 且鍛后硬度也偏高。因此Cr 12MoV 鋼鍛后常采用球化退火作為預(yù)備熱處理, 以獲得均勻、細(xì)小的球形碳化物, 降低硬度, 改善切削加工性能, 同時(shí)為后續(xù)淬火做好組織準(zhǔn)備，讓奧氏體回復(fù)和開始再結(jié)晶。Cr12MoV鋼形成網(wǎng)狀碳化物，而且在最終的淬火、回火過程中仍能保持，這將使其脆性增加而不能使用。球化退火后的組織為索氏

良好的硬度，防止變形。真空爐加熱可防止工件的氧化和脫碳現(xiàn)象，產(chǎn)品不易腐蝕，加工時(shí)可有較小的留量。Cr12MoV 鋼淬火溫度為1000～1040 ℃,高的溫度一方面促進(jìn)了較小碳化物的完全溶解, 另一方面也促進(jìn)了大塊碳化物尖角的局部溶解;而且, 溶入基體的碳化物在隨后高溫回火過程中再度均勻彌散析出, 使碳化物的形態(tài)、大小及分布得到改善, 有利于提高模具的強(qiáng)韌性。性能上σbb提高20%,αk 值提高15%。用此工藝處理的Cr12MoV鋼模,模刃口件總壽命達(dá)較長(zhǎng),壽命提高5倍。失效后取樣金相檢查, 碳化物不均勻度為 1 級(jí)。

回火：

在高硬度的前提下，欲提高抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性，應(yīng)采用180-220℃之間回火溫度，即圖中陰影部分。中淬火溫度淬火后可以在180-200℃低溫回火，低溫回火只用在低溫淬火后，可以獲得最高的硬度和最佳的耐磨性，韌性也較合適。降低淬火鋼的脆性，減少或消除內(nèi)應(yīng)力、防止模具變形和開裂。使不穩(wěn)定的組織趨于穩(wěn)定，以穩(wěn)定模具的形狀尺寸精度。獲得所要求的組織和性能。

Crl2MoV鋼回火目的是充分消除熱處理的殘留應(yīng)力。調(diào)整組織和硬度。淬火后形成的馬氏體屬于高碳富鉻的過飽和間隙固溶體，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，回火時(shí)分解，析出碳化物，轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體，使材料基體組織硬度降低。殘留奧氏體在回火過程中會(huì)分解，析出顯微碳化物，在一定程度上彌補(bǔ)了馬氏體回火轉(zhuǎn)變?cè)斐傻挠捕冉档?。淬火后鋼的硬度?huì)隨回火溫度的變化呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)?；鼗饻囟冗^高時(shí)，殘留奧氏體中析出的碳化物粗化，失去強(qiáng)化作用。導(dǎo)致硬度下降。

淬火后試樣在不同溫度下回火時(shí)，沖擊韌度呈先降低后升高的趨勢(shì)，這主要受殘留奧氏體分解的影響?；鼗疬^程中，隨溫度的升高，基體中殘留奧氏體量逐漸減少，析出碳化物增多，導(dǎo)致材料的沖擊韌度降低。但回火溫度過高時(shí)，組織中的碳化物有粗化、聚集的趨勢(shì)。沖擊韌度開始回升。

Crl2MoV鋼的回火一般分低溫回火與高溫回火。低溫回火一般是170～180℃×2h，硬度可達(dá)60--62HRC。如果在熱處理過程中回火不足，材料中的殘留奧氏體量較多，殘留奧氏體很軟，組織不穩(wěn)定，當(dāng)模具承受摩擦、擠壓變形和沖擊時(shí)瞵I達(dá)一定條件會(huì)使殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)闃O脆馬氏體，導(dǎo)致材料的組織應(yīng)力增加，使材料脆性斷裂的傾向明顯增大。

如果要求熱處理時(shí)模具變形較小，可在回火過程中靠改變回火溫度來控制模具的尺寸?；鼗饻囟鹊拇_定要根據(jù)淬火后殘留奧氏體的量來決定。

分析討論

Cr12MoV再經(jīng)過上述熱處理工藝時(shí)可能存在以下問題，經(jīng)查閱資料分析討論得出以下處理辦法：

一、熱處理變形失效

模具經(jīng)過加工制作成后，為了增加其硬度及延長(zhǎng)其使用壽命，往往采取熱處理。但鋼材經(jīng)熱處理后會(huì)膨脹變形，不僅給模具生產(chǎn)企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失，而且最主要的是耽誤了客戶的工期，造成了不好的影響。

模具在熱處理時(shí)，特別是在淬火過程中，由于模具截面各部分加熱和冷卻速度的不一致而引起溫度差，加之組織轉(zhuǎn)變的不等時(shí)性等原因，使得模具截面各部分體積脹縮不均勻，組織轉(zhuǎn)變的不均勻，從而引起“組織應(yīng)力”和模具內(nèi)外溫差所引起的熱應(yīng)力。當(dāng)其內(nèi)應(yīng)力超過模具的屈服極限時(shí),就會(huì)引起模具的變形。

1、模具材料的影響

一般來說Cr12MoV鋼是微變形鋼，不應(yīng)該出現(xiàn)較大變形。我們對(duì)變形嚴(yán)重的模具進(jìn)行金相分析發(fā)現(xiàn)，模具鋼中含有大量共晶碳化物，且呈帶狀和塊狀分布。（1）模具橢圓(變形)產(chǎn)生的原因

這是因?yàn)槟＞咪撝谐室欢ǚ较蚍植嫉牟痪鶆蛱蓟锏拇嬖?，碳化物的膨脹系?shù)比鋼的基體組織小30%左右，加熱時(shí)它阻止模具內(nèi)孔膨脹，冷卻時(shí)又阻止模具內(nèi)孔收縮，使模具內(nèi)孔發(fā)生不均勻的變形，使模具的圓孔出現(xiàn)橢圓。（2）預(yù)防措施

①在制造精密復(fù)雜模具時(shí)，要盡量選擇碳化物偏析較小的模具鋼，不要圖便宜，選用小鋼廠生產(chǎn)的材質(zhì)較差鋼材。②對(duì)存在碳化物嚴(yán)重偏析的模具鋼要進(jìn)行合理鍛造，來打碎碳化物晶塊，降低碳化物不均勻分布的等級(jí)，消除性能的各向異性。③對(duì)鍛后的模具鋼要進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，使之獲得碳化物分布均勻、細(xì)小和彌散的索氏體組織、從而減少精密復(fù)雜模具熱處理后的變形。④對(duì)于尺寸較大或無(wú)法鍛造的模具，可采用固溶雙細(xì)化處理，使碳化物細(xì)化、分布均勻，棱角圓整化，可達(dá)到減少模具熱處理變形的目的。

2、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響

當(dāng)模具選材和鋼的材質(zhì)都很好，往往因?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，如薄邊、尖角、溝槽、突變的臺(tái)階、厚薄懸殊等，造成模具熱處理后變形較大。（1）變形的原因

由于模具各處厚薄不均或存在尖銳圓角，因此在淬火時(shí)引起模具各部位之間的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的不同，導(dǎo)致各部位體積膨脹的不同，使模具淬火后產(chǎn)生變形。（2）預(yù)防措施

設(shè)計(jì)模具時(shí)，在滿足實(shí)際生產(chǎn)需要的情況下，應(yīng)盡量減少模具厚薄懸殊，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，在模具的厚薄交界處，盡可能采用平滑過渡等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)模具的變形規(guī)律，預(yù)留加工余量，在淬火后不致于因?yàn)槟＞咦冃味鼓＞邎?bào)廢。對(duì)形狀特別復(fù)雜且無(wú)法改變的的模具，為使淬火時(shí)冷卻均勻，可采用給合結(jié)構(gòu)進(jìn)行淬火。

3、模具制造工序及殘余應(yīng)力的影響

一些形狀復(fù)雜、精度要求高的模具，在熱處理后變形較大，經(jīng)認(rèn)真調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，模具在機(jī)械加工和最后熱處理未進(jìn)行任何預(yù)先熱處理。（1）變形原因

在機(jī)械加工過程中的殘余應(yīng)力和淬火后的應(yīng)力疊加，增大了模具熱處理后的變形。（2）預(yù)防措施

①粗加工后、半精加工前應(yīng)進(jìn)行一次去應(yīng)力退火，即(630-680)℃×（3-4)h爐冷至500℃以下出爐空冷，也可采用400℃×（2-3)h去應(yīng)力處理。

②降低淬火溫度，減少淬火后的殘余應(yīng)力。③采用淬油170℃出油空冷(分級(jí)淬火)。④采用等溫淬火工藝可減少淬火殘余應(yīng)力。

經(jīng)過以上措施可使模具淬火后殘余應(yīng)力減少，模具變形較小。

4、熱處理加熱速度的影響

模具熱處理后的變形一般都認(rèn)為是冷卻造成的，這是不正確的。模具特別是復(fù)雜模具，加工工藝的正確與否對(duì)模具的變形往往產(chǎn)生較大的影響，對(duì)一些模具加熱工藝的對(duì)比可明顯看出，加熱速度較快，往往產(chǎn)生較大的變形。（1）變形原因

任何金屬加熱時(shí)都要膨脹，由于鋼在加熱時(shí)，同一個(gè)模具內(nèi)，各部分的溫度不均(即加熱的不均勻)就必然會(huì)造成模具內(nèi)各部分的膨脹的不一致性，從而形成因加熱不均的內(nèi)應(yīng)力。在鋼的相變點(diǎn)以下溫度，不均勻的加熱主要產(chǎn)生熱應(yīng)力，超過相變溫度加熱不均勻，還會(huì)產(chǎn)生組織轉(zhuǎn)變的不等時(shí)性，既產(chǎn)生組織應(yīng)力。因此加熱速度越快，模具表面與心部的溫度差別越大，應(yīng)力也越大，模具熱處理后產(chǎn)生的變形也越大。（2）預(yù)防措施

對(duì)復(fù)雜模具在相變點(diǎn)以下加熱時(shí)應(yīng)緩慢加熱，一般來說，模具真空熱處理變形要比鹽浴爐加熱淬火小得多。采用預(yù)熱，對(duì)于低合金鋼模具可采用一次預(yù)熱(550-620℃)；對(duì)于高合金剛模具應(yīng)采用二次預(yù)熱(550-620℃和800-850℃)。

5、熱處理加熱溫度的影響

為了保證模具達(dá)到較高硬度，認(rèn)為需提高淬火加熱溫度。但是生產(chǎn)實(shí)踐表明，這種做法是不恰當(dāng)?shù)模瑢?duì)于復(fù)雜模具，同樣是采用正常的加熱溫度下進(jìn)行加熱淬火，在允許的上限溫度加熱后的熱處理變形要比在允許的下限溫度加熱的熱處理變形大得多。（1）變形原因

眾所周知，淬火加熱溫度越高，鋼的晶粒越趨長(zhǎng)大，由于較大晶粒能使淬透性增加，則使淬火冷卻時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力越大。再之，由于復(fù)雜模具大多由中高合金鋼制造，如果淬火溫度高，則因Ms點(diǎn)低，組織中殘留奧氏體量增多，加大模具熱處理后變形。（2）預(yù)防措施

在保證模具的技術(shù)條件的情況下合理選擇加熱溫度，盡量選用下限淬火加熱溫度，以減少冷卻時(shí)的應(yīng)力，從而減少?gòu)?fù)雜的熱處理變形。

6、殘留奧氏體的影響

Cr12MoV鋼模具在淬火和低溫回火后，模具的長(zhǎng)、寬、高皆發(fā)生縮小現(xiàn)象，這是因?yàn)槟＞叽慊鸷髿埩魥W氏體量過多而引起的。（1）變形原因

因合金鋼Cr12MoV淬火后含有大量殘留奧氏體，鋼中各種組織有不同的比體積，奧氏體的比體積最小，這是高合金鋼模具淬火低溫回火后體積發(fā)生縮小的主要原因。鋼的各種組織的比體積按下列順序遞減：馬氏體-回火索氏體-珠光體-奧氏體（2）預(yù)防措施

①適當(dāng)降低淬火溫度。正如前面敘述過的淬火加熱溫度越高，殘留奧氏體量越大，因此選擇適當(dāng)?shù)拇慊鸺訜釡囟仁菧p少模具縮小的重要措施。一般在保證模具技術(shù)要求的情況下，要考慮模具的綜合性能，適當(dāng)降低模具的淬火加熱溫度。

②一些數(shù)據(jù)表明，Cr12MoV鋼模具淬火后，500℃回火較200℃回火的殘留奧氏體量少了一半，所以在保證模具技術(shù)要求的前提下，應(yīng)適當(dāng)提高回火溫度。生產(chǎn)實(shí)踐表明：Cr12MoV鋼模具500℃回火模具變形量最小，而硬度降低不多(2~3HRC)。

③模具淬火后采取冷處理是減少殘留奧氏體量的最佳工藝，也是減少模具變形、穩(wěn)定使用時(shí)發(fā)生尺寸變化的最佳措施，因此精密復(fù)雜模具一般應(yīng)采用深冷處理。

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由于奧氏體晶粒的長(zhǎng)大速率除與保溫時(shí)間有關(guān)外，更主要取決于奧氏體化的加熱溫度。采用亞溫加熱延長(zhǎng)保溫時(shí)間，其目的是盡可能得到均勻細(xì)小的奧氏體晶粒，使合金碳化物在一定時(shí)問內(nèi)大多數(shù)溶于奧氏體當(dāng)中，由于組織轉(zhuǎn)變的遺傳性，淬火時(shí)得到復(fù)合組織的晶粒均比常規(guī)加熱溫度小的多，提高了材料的韌性。采用等溫淬火的目的是獲得一定數(shù)量的下貝氏體組織和隨后冷卻過程中殘余奧氏體繼續(xù)轉(zhuǎn)變得到馬氏體組織。由于Cr12MoV鋼含碳量高，得到高碳的下貝氏體組織除具有良好的強(qiáng)度外，其斷裂韌度明顯高于回火馬氏體組織，并且當(dāng)下貝氏體和馬氏體按一定比例組合后，開始形成的下貝氏體起著分割?yuàn)W氏體晶粒的作用，又使隨后形成的馬氏體細(xì)化，因而降低了脆性轉(zhuǎn)變溫度，有利于強(qiáng)度的提高。因此采用亞溫加熱和等溫淬火使模具獲得了良好強(qiáng)度和韌性的匹配。（4）增加消除應(yīng)力的時(shí)效工序

滾絲模具牙型在熱處理后精磨加工成型，異形沖子在半成品熱處理后進(jìn)行線切割加工成型。滾絲模具在磨削加工中，容易因磨削過熱造成磨削應(yīng)力產(chǎn)生磨削裂紋或增加使用過程中的脆性。異形沖子在線切割加工過程中，表面由于在瞬間高溫融化后快速冷卻時(shí)，又產(chǎn)生了新的淬火組織，其表層應(yīng)力容易造成在使用過程中產(chǎn)生脆性或在存放過程中產(chǎn)生裂紋，特別是模具尖角部位表現(xiàn)尤為突出。為消除機(jī)械或電加工后模具形成的應(yīng)力和在使用過程中產(chǎn)生脆性的影響，在模具磨削或線切割加工后，增加了低溫(160℃～180℃)加熱，12～16小時(shí)保溫的消除應(yīng)力時(shí)效處理。

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第二篇：基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

青海大學(xué)《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

課 程： 《基礎(chǔ)工程》 課程設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 題 目： 獨(dú)立基礎(chǔ)和雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)

指 導(dǎo) 教 師：

張 吾 渝

專 業(yè) 年 級(jí)： 2010級(jí)土木工程專業(yè)

（建筑方向）建筑（1）班

所在學(xué)院和系： 土木工程學(xué)院 設(shè) 計(jì) 者： 童 守 珍 學(xué) 號(hào)： 1000506007 日 期： 2013年5月

青海大學(xué)《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程設(shè)計(jì)

前 言

《基礎(chǔ)工程》是《土力學(xué)》的后繼課程，本課程是一本獨(dú)立的課程,但是又于《土力學(xué)》教材的內(nèi)容密切結(jié)合。我國(guó)改革開放以來，大規(guī)模的現(xiàn)代化建設(shè)的需要以及國(guó)際上的科學(xué)進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展，基礎(chǔ)工程領(lǐng)域內(nèi)取得了許多新的成就，在設(shè)計(jì)與施工領(lǐng)域涌現(xiàn)了許多新成熟的成果和觀點(diǎn)。本次課程設(shè)計(jì)，就是基于這樣的基礎(chǔ)，在老師以及同學(xué)幫助下，我學(xué)會(huì)了獨(dú)立基礎(chǔ)和雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，這隊(duì)我以后的工作和學(xué)習(xí)有很大的幫助。

本設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)工程課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生的基本技能，啟發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)工作情況的認(rèn)識(shí)和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)具有重要作用。

本設(shè)計(jì)主要分為三個(gè)層次，獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)及其荷載配筋計(jì)算、雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)及荷載配筋計(jì)算，最后是地梁的設(shè)計(jì)。

由于編者水平，本設(shè)計(jì)中還存在很多錯(cuò)誤和不足，敬請(qǐng)廣大老師和讀者批評(píng)指正。

編 者 2013年5月

青海大學(xué)《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程設(shè)計(jì)

目 錄

一、《土力學(xué)基礎(chǔ)工程》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………………… 1 1.工程概況……………………………………………………………… 1 2.地質(zhì)資料……………………………………………………………… 1 3.上部荷載……………………………………………………………… 1 4.設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………… 1 5.設(shè)計(jì)步驟……………………………………………………………… 1 二.根據(jù)底層柱網(wǎng)平面圖可知柱截面尺寸………………………………… 2 三.B-9軸處柱下設(shè)計(jì)鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)……………………………… 2 3.1 初步確定基礎(chǔ)尺寸………………………………………………… 2 3.2 驗(yàn)算荷載偏心距e………………………………………………… 2 3.3 驗(yàn)算基底的最大壓力Pkmax………………………………………… 2 3.4 計(jì)算基底凈反力設(shè)計(jì)值…………………………………………… 2 3.5 基礎(chǔ)高度 ………………………………………………………… 3 3.6 配筋計(jì)算 ………………………………………………………… 3 四.鋼筋混凝土雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)………………………………………… 5 4.1 確定基底尺寸……………………………………………………… 5 4.2 計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力……………………………………………………… 6 4.3 確定基礎(chǔ)高度…………………………………………………………6 4.4 抗沖切承載力驗(yàn)算……………………………………………………6 4.5 抗剪切強(qiáng)度的驗(yàn)算……………………………………………………7 4.6 配筋計(jì)算 ……………………………………………………………7 五.柱間地梁設(shè)計(jì)………………………………………………………………8 5.1 外墻地梁設(shè)計(jì)…………………………………………………………8 5.2 內(nèi)墻地梁設(shè)計(jì)…………………………………………………………9 六.施工圖的繪制………………………………………………………………9 七.參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………9 八.課程設(shè)計(jì)感想 ……………………………………………………………9

青海大學(xué)《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)計(jì)算書任務(wù)書

一、《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 工程概況：

某中學(xué)五層教學(xué)樓，全框架結(jié)構(gòu)，底層柱網(wǎng)平面如圖所示。2 地質(zhì)資料：

自上而下：第一層：素填土，厚2.5m，γ?17.8kN/m3； 第二層：砂礫石，厚7.0m，γ?18.7kN/m3。上部荷載：⑨軸處

3.1 外柱：B軸，基礎(chǔ)承受上部荷載M?64kN?m，F(xiàn)?3240kN；

D軸，基礎(chǔ)承受上部荷載M?109kN?m,F?2471kN，；

3.2 內(nèi)柱：C軸，基礎(chǔ)承受荷載上部荷載M?138kN?m，F(xiàn)?3055kN。4 設(shè)計(jì)要求：

4.1 設(shè)計(jì)柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)、兩柱聯(lián)合基礎(chǔ)； 4.2 繪制基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)詳圖并編寫計(jì)算說明書。5 設(shè)計(jì)步驟：

5.1 根據(jù)持力層承載力特征值fak?350kPa確定持力層承載力設(shè)計(jì)值；5.2 按持力層承載力特征值確定基底尺寸； 5.3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

5.4 必要時(shí)驗(yàn)算地基沉降量； 5.5 繪制施工圖。設(shè)計(jì)時(shí)間：2013年4月29日～5月15日。

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青海大學(xué)《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程設(shè)計(jì)

Pj?F3240??405kPa

，凈偏心距：e?M?64?0.019m，F(xiàn)3240bl2?4基底最大和最小凈反力設(shè)計(jì)值

PjmaxPjmin??Fbl(1?6el)?405?(1?6?0.0194)??416.5kPa393.5kPa 3.5 基礎(chǔ)高度

采用C235混凝土，HRB400級(jí)鋼筋，查得ft?1.57N/mm,fy?360N/mm2 3.5.1 柱邊截面 取h?700mm,as?40mm,取h0?660mm，bc?2h0?0.6?2?0.66?1.92m?b?2m，P???(l?achbb2?jmax?22?0)b?(2?c2?h0)???416.5???420.6?(2?0.62?0.66)?2?(?2?2?0.66)2??

?865.6kN0.7?hpft(bc?h0)h0?0.7?1.0?1570?(0.6?0.66)?0.66

?913.9kN?856.6kN(可以)基礎(chǔ)分兩階，下階h1?400mm,h01?360mm，取l1?2m,b1?1m

，3.5.2 變階處截面

b1?2h01?1?2?0.36?1.72m?b?2m，P?ll?hbb2?jmax???(2?1201)b?(2?12?h01)??沖切力：?416.5????(42?22?0.36)?2?(21?2?2?0.36)2??

?524.9kN0.7?hpft(b1?h01)h01抗沖切力：?0.7?1.0?1570?(0.6?0.36)?0.36

?538.1kN?524.9kN3.6 配筋計(jì)算

3.6.1 計(jì)算基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向的彎矩設(shè)計(jì)值，取???截面

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???284.4?106?s?????1330.2mm2

0.9fyh010.9?360?660?V??V截面

??V??1Pj(b?b1)2(2l?l1)241?405?(2?1)2?(2?4?2)24?168.75kN?m?s?V??V168.75?106???1446.7mm2 0.9fyh010.9?360?360比較?s??和?s?V,應(yīng)按?s?V配筋，現(xiàn)于4m寬度范圍內(nèi)按構(gòu)造配14?12@250，實(shí)配面積為?s?1582mm2

四.柱下鋼筋混凝土雙柱聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 4.1確定基地尺寸（對(duì)稱）

由架柱梁定位平面可知：l1?2700mm

1212l0?(~)l1?(~)?2700?900mm~1800mm

取l0?1300mm

3333則l?l1?2l0?2700?2?1300?5300mm

?k??1??2?(F1?F2)偏心距：e?l12.7?138?109?(3055?2471)??1035.4kN?m 22?k1035.4??0.187m

F1?F23055?2471F1?F23055?2471??2.24m

l(fa??Gd)5.3?(514.56?20?2.5)底面寬度為：b?因偏心擴(kuò)大，取b?2.4?3m，不需要進(jìn)行深度修正 所以基底尺寸為：b?l?2.4m?5.3m

FK?GK?3055?2471?20?5.3?2.4?2.5持力層強(qiáng)度驗(yàn)算：?

5.3?2.4?484.4kPa?fa?514.56kPaPK?

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?l?(ac?2h0)(bc?2h0)?(0.6?2?0.66)?(0.6?2?0.66)?3.686m2bm1?2(ac?bc)?4h0?2?(600?600)?4?660?5040mm

Fl?F1?Pj?l?3055?434.4?3.686?1453.8kN

0.7ft?hpbm1h0?0.7?1.43?1.0?5040?660?3329.73kN?fl?1453.8kN

滿足4.4.2 變階處抗沖切驗(yàn)算

?l?(l1?2h01)(b1?2h01)?(1.4?2?0.36)?(1,4?2?0.36)?4.49m2bm1?2(l1?b1)?4h01?2?(1400?1400)?4?360?7040mm

Fl?F1?Pj?l?3055?434.4?4.49?1104.5kN

0.7ft?hpbm1h01?0.7?1.43?1.0?7040?360?2536.9kN?fl?1104.5kN

4.5 抗剪切強(qiáng)度驗(yàn)算 4.5.1 柱邊抗剪切強(qiáng)度驗(yàn)算

V?F1?bPcj(l0?a2?h?3055?1042.6?(1.3?0.60)2?0.66)?698.7kN 0.7ft?hpbh0?0.7?1.43?1.0?2400?660?1585.58kN?V?698.7kN

滿足

4.5.2 變階處抗剪切強(qiáng)度驗(yàn)算

V?F11?bPj(l0?l2?h?(1.3?1.401)?3055?1042.62?0.36)?594.5kN 0.7ft?hpbh01?0.7?1.43?1.0?2400?360?864.86kN?V?594.5kN

滿足

4.6 配筋計(jì)算 4.6.1 基底縱向鋼筋

????max880.99?106s0.9f??660?4119.8mm2

yh00.9?360

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實(shí)配：2?20 ?s?628mm2

箍筋

?8@10 05.2 內(nèi)墻地梁設(shè)計(jì)：l?6.9m，設(shè)混凝土保護(hù)層as?35mm

荷載設(shè)計(jì)值：q?1.35???3.9?0.2?7.5?0.3?0.6?25??13.97kN/m 彎矩：??11ql??13.97?6.92?83.14kN?m 88?83.14?106受力筋：?s???454.16mm2

0.9fyh00.9?360?5650實(shí)配：2?18 ?s?509mm2

箍筋

?8@10

六.繪制施工圖（附）

包括：基礎(chǔ)平面布置圖(1:100)

基礎(chǔ)詳圖(1:20)

地梁剖面圖(1:10)七.參考文獻(xiàn)

[1]華南理工大學(xué) 浙江大學(xué) 湖南大學(xué).《基礎(chǔ)工程》第二版 中國(guó)建筑出版社2011 [2]劉立新 葉燕華.《混凝土結(jié)構(gòu)原理》第2版 武漢理工大學(xué)出版社 2012 [3]重慶大學(xué) 同濟(jì)大學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué).《土木工程施工》（上冊(cè))中國(guó)建筑出版社 2012 [4]何斌 陳錦昌.《建筑制圖》第五版 高等教育出版社 2010 八.課程設(shè)計(jì)感想

課程設(shè)計(jì)任務(wù)下發(fā)后我們?cè)诶蠋煹闹v解下開始對(duì)本次設(shè)計(jì)的步驟有了初步了解，之后就是認(rèn)真反復(fù)的復(fù)習(xí)老師所講的基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)知識(shí)，另外又通過網(wǎng)絡(luò)或者書籍查閱有關(guān)規(guī)范，有條不紊的開始做設(shè)計(jì)。首先，我是報(bào)的很積極的態(tài)度對(duì)待本次設(shè)計(jì)，因?yàn)椋@樣的經(jīng)歷會(huì)對(duì)今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至工作都會(huì)有很大的幫助者。所以，我很認(rèn)真的做每一步，反反復(fù)復(fù)的修改，一點(diǎn)點(diǎn)的將其輸入到電腦里。在做設(shè)計(jì)期間，遇到很多很多問題，我發(fā)現(xiàn)我所學(xué)的知識(shí)還掌握的不牢固，經(jīng)過一段時(shí)間的努力，本人在張吾渝老師的帶領(lǐng)下，在大家的相互幫助下，順利的完成了本次的《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》的課程設(shè)計(jì)。通過此次課程設(shè)計(jì)我掌握了更多電腦運(yùn)用的方法和技巧給大四的時(shí)候做畢業(yè)設(shè)計(jì)積累了經(jīng)驗(yàn), 在此，首先要感謝張吾渝老師在本學(xué)期的悉心教誨，感謝她把知識(shí)無(wú)私的傳授給我們，感謝她在本次設(shè)計(jì)中提供的詳細(xì)解答，使我對(duì)此次課程設(shè)計(jì)有了更深的了解和掌握。同時(shí)，也要感謝許多同學(xué)的幫助,對(duì)于老師和同學(xué)的幫助和指導(dǎo)我表示誠(chéng)摯的謝意.童守珍

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第三篇：基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

一、設(shè)計(jì)資料

10號(hào)A軸柱底荷載： ①柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值：

FK?1598KN,MK?365KN?m,Vk?120KN;② 柱底荷載效應(yīng)基本組合值：

F?2078KN,M?455KN?m,V?156KN。持力層選用 ③ 號(hào)粘土層，承載力特征值

fak?180KPa，框架柱截面尺寸500mm?500mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。

二、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、選用基礎(chǔ)材料：C30混凝土，HRB335鋼筋，預(yù)計(jì)基礎(chǔ)高度0.8m。

2、基礎(chǔ)埋深選擇：根據(jù)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料，第一層土：雜填土，厚0.5m，含部分建筑垃圾;

第二層土：粉質(zhì)粘土，厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值

第三層土：粘土，厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值

第四層土：全風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚2.7m，承載力特征值

地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性，地下水位于地表下1.5m。

取基礎(chǔ)底面高時(shí)最好取至持力層下0.5m，本設(shè)計(jì)取第三層土為持力層，所以考慮

取室外地坪到基礎(chǔ)底面為0.5+1.2+0.5=2.2m。由此得基礎(chǔ)剖面示意圖如下：

ffak?130KPa;?180KPa;

akfak?240KPa;

3、求地基承載力特征值

fa

根據(jù)粘土e=0.58,IL?0.78,查表2.6得?b?0.3,?d?1.6

基礎(chǔ)以上土的加權(quán)平均重度 ?m?18?0.5?20?1?10?0.2?9.4?0.5?16.23KN/3

m2.2 持力層承載力特征值

fa（先不考慮對(duì)基礎(chǔ)寬度修正）

fa?fak??d?(d?0.5)?180?1.6?16.23?(2.2?0.5)?224.15KPa

m（上式d按室外地面算起）

4、初步選擇基礎(chǔ)尺寸

取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Fk?1598KN,MK?365KN?m,Vk?120KN

計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重Gk時(shí)的基礎(chǔ)埋深d?(2.2?2.65)?2.425m

基礎(chǔ)底面積：

12A0?f???daGFk?15982?8.75m

224.15?0.7?10?1.725?20

由于偏心不大，基礎(chǔ)面積按20％增大，即：

A?1.2?A0?1.2?8.75?10.08m2

2初步選定基礎(chǔ)底面面積A?l?b?3.8?2.8?10.64m，且b=2.1m<3m不需再對(duì)fa進(jìn)行修正。

5、驗(yàn)算持力層地基承載力

回填土和基礎(chǔ)重：

Gk??G?d?A?(0.7?10?1.725?20)?10.64?441.56KN

偏心距： ek0.8k?FM?365?120??0.226m0，滿足要求。

基地最大壓力：

P6ekk?Fk?GkmaxA(1?10.6456l)?1598?441.(1?6?30..8216)

?260.1KPa?1.2fa(?268.98KPa)

所以，最后確定基礎(chǔ)地面面積長(zhǎng)3.8m。寬2.8m。

6、計(jì)算基底凈反力

取柱底荷

載

效

應(yīng)

基

本

組

合設(shè)

計(jì)

值F?2078KN,M?455KN?m,V?165KN.凈偏心距

e455?156?0.n,0?MN?20788?0.28m

基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力 ：

Pn,max?F1?6en,02078n,minlb(l)?(1?6?0.28)?281.64KPa3.8?2.83.8108.96KPa

7、基礎(chǔ)高度

柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖2）

：

l?3.8m,b?2.8m,at?bc?0.5m,ac?0.5m.初步選定基礎(chǔ)高度h?800mm,分兩個(gè)臺(tái)階，每階高度均為400mm的。h0?800?(40?10)?750mm（有墊層）。

a?a?2h?0.5?2?0.75?2m

bt0bat?am?ab2?500?2000?1250mm

2因偏心受壓,Pn取Pn，max?281.64KPa

沖切力：

因 b?2.8m?bc?2h0?0.5?2?0.75?2m（即：沖切在地面范圍內(nèi)）

bbac?[(??)b?](??)hFPh0222222.10.53.80.5??0.75)]

?281.64[(2?2?0.75)?2.8?(22lcln,max02?664.67KN抗沖切力：

0.7?hpftamh0?0.7?1.0?1.43?103?1.25?0.75?938.44KN?664.67KN,滿足要求！

8、變階處抗沖切驗(yàn)算

?b?1.5m,a?2.0m,h?400?50?350mma

a?a?2h?1.5?2?0.35?2.2m?b?2.8mt1101bt0取ab=2.2m

am?a1.5?2.2a???1.85m t2b沖切力：

Fl?l?a1?b[()b?(?1?h01)]Pn,max22h01222b2 ?281.64[(3.8?2?0.35)?2.8?2.80.5(??0.35)] 2222?408.38KN抗沖切力：

0.7?hpftamh01?0.7?1.0?1.43?103?1.85?0.35?648.15KN?408.38KN

滿足要求。

9、配筋計(jì)算

選用HRB335級(jí)鋼筋，（1）

基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向

1—1截面（柱邊）

柱邊凈反力：

fy?300Nmm

2l?ac(p???Pn,IPnmin2lPn,min)n,max3.8?0.5?108.96?(281.64?108.96)

2?3.8?206.66KPa懸臂部分凈反力平均值：

1(1(281.64?206.66)?244.15KPa ?)?2Pn,maxpn,I彎矩：

??221??Pn,maxPn,I?(l?)(2b?)?1?244.15?(3.8?0.5)?(2?2.8?0.5)?bc24ac? MI24? 2???675.78KN?m6675.78?2M10I???3337.2mm AS,10.9f0.9?300?750yh0

III—III截面(變階處)

l?a1(Pn,max?Pn,min)Pn,Ⅲ2l3.8?2.0(281.64?108.96)

?108.96?2?3.8?240.74KPa?Pn,min?

??21??Pn,maxPn,Ⅲ（?l?a1)(2b?)?b1MⅢ24??2??2?1?281.64?240.74?(3.8?2.0)?(2?2.8?1.5)242?250.35KN?m250.35?102MⅢ

???2649mmAS,Ⅲ0.9fyh010.9?300?350比較AsⅠ 和As,Ⅲ，應(yīng)AsⅠ按配筋

，實(shí)際配 16@180 ，則鋼筋根數(shù)：

62800?40?2n??1?17,180

As?201.1?17?3418.7mm2（2）基礎(chǔ)短邊方向

因?yàn)樵摶A(chǔ)受單向偏心荷載作用，所以，在基礎(chǔ)短邊方向的基底反力可 按均布分布計(jì)算，取

11Pn?(pn,max?pn,min)?(281.64?108.85)?261.19KPa

22彎矩： II-II截面：

21?Pn,max?Pn,min??(b?bc)(2l?ac)M??24?2??21?261.19?(2.8?0.5)?(2?3.8?0.5)

?24?466.32KN?m466.32?106MI??2303mm2 AS,??0.9fyh00.9?300?750IV-IV截面(變階處)M?V1?Pn,max?Pn,min?2???b?b1)(2l?a1)（24?2?21281.64?108.96???(2.8?1.5)?(2?3.8?2)242?176.5KN?mAS,IV176.5?102MⅢ???1868mm

0.9fyh010.9?300?3506比較AS,II 和AS,IV，應(yīng)AS,II按配筋

，實(shí)際配 22 12@180 則鋼筋根數(shù)：

3800?40?2n??1?2218010、基礎(chǔ)詳圖配筋大樣圖：

見施工圖

三、B、C兩軸計(jì)算

2?113.1?22?2488.2mmAs1、由任務(wù)書得：10號(hào)B軸柱子基底荷載為 ：

B軸：Fk?2205KN,Mk?309KN?m,Vk?117KN;

試取

A'0?l?b?4?3.6?14.4m

持力層承載力特征值：

f?f???(b?3)???(d?0.5)aakbdm

?180?0.3?9.4?(3.6?3)?1.6?16.23?(2.2?0.5)

?225.84KPa

基礎(chǔ)底面積：

22052 ???11.96mA0fa??G?d225.84?0.7?10?1.725?20Fk

基礎(chǔ)面積按20％增大，即：

A?1.2?A0?1.2?11.96?14.35m2

2初步選定基礎(chǔ)底面面積A?l?b?4?3.6?14.4m

2、驗(yàn)算持力層地基承載力

回填土和基礎(chǔ)重：

Gk??G?d?A?(0.7?10?1.725?20)?14.4?597.6KN

309?117?0.8lMk

偏心距： ek???0.145m??0.8m

?597.66Fk?Gk220P>0，滿足要求。

kmin

基地最大壓力：

Al14.44.8?229.9KPa?1.2fa?1.2?224.15?268.98KPaPkmax?G6e2205?597.66?0.145F?(1?)?(1?)kkk

所以，最后確定基礎(chǔ)地面面積長(zhǎng)4m；寬3.6m。

3、計(jì)算基底凈反力

取柱底荷載效應(yīng) 基本組合設(shè)計(jì)值：

F?2866KN,M?402KN?m,V?153KN.凈偏心距 ： en,0?M402?153?0.8??0.183m N2866 基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力 ：

Pn,maxn,minF1?6en,028666?0.183244.56KPa ?()?(1?)?153.50KPalbl4.0?3.64.84、基礎(chǔ)高度

柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖3）

l?4.0m,b?3.6m,at?bc?0.5m,ac?0.5m.初步選定基礎(chǔ)高度h?800mm,分兩個(gè)臺(tái)階，每階高度均為400mm的。h0?800?(40?10)?750mm（有墊層）。

a?a?2hbt0?0.5?2?0.75?2m?b?3.6m

取ab?2m

at?amn?ab2?500?2000?1250mm

2P取Pn，max?244.56KPa

沖切力：

因 b?2.8m?bc?2h0?0.5?2?0.75?2m（即：沖切在地面范圍內(nèi)）

Flblat?Pn,max[(??h0)b?(?bc?h0)]2222223.60.534.00.5?244.56[(??0.75)?3.6?(??0.75)]2222?723.90KN抗沖切力：

0.7?hp ftamh0?0.7?1.0?1.43?10?1.25?0.75?938.44KN?732.90KN39

滿足要求！

5、變階處抗沖切驗(yàn)算

at?b1?1.5m,a1?2.0m,h01?400?50?350mm

ab?at?2h01?1.5?2?0.35?2.2m?b?3.6m

取ab=2.2m

am?a1.5?2.2a???1.85m t2b沖切力：

Flbb1la1?Pn,max[(??h01)b?(??h01)]2222223.60.54.02?281.64[(??0.35)?3.6?(??0.35)]2222?452.44KN抗沖切力：

0.7?hpftamh01?0.7?1.0?1.43?10?1.85?0.35?648.15KN?452.44KN3滿足要求。

6、由任務(wù)書得：10號(hào)C 軸柱子基底荷載為 ：

C軸：Fk?1727KN,Mk?428KN?m,Vk?114KN;

試取

A'0?l?b?4?3.6?14.4m 由A軸計(jì)算得持力層承載力特征值：

2f??224.15KPa a12計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重Gk時(shí)的基礎(chǔ)埋深d?(2.2?2.65)?2.425m 基礎(chǔ)底面積：

17272 ???9.46mA0fa??G?d224.15?0.7?10?1.725?20Fk

由于偏心不大，基礎(chǔ)面積按20％增大，即：

A?1.2?A0?1.2?9.46?11.35m2 初步選定基礎(chǔ)底面面積A?l?b?3.8?3?11.4m，且b=3m不需再對(duì)進(jìn)行修正。

7、驗(yàn)算持力層地基承載力

回填土和基礎(chǔ)重：

faGk??G?d?A?(0.7?10?1.725?20)?11.4?473.1KN

428?114?0.8lMk

偏心距： ek???0.236m??0.633m

6Fk?Gk1727?473.10

P>0，滿足要求。

kmin

基地最大壓力：

Al11.43.8?264.91KPa?1.2fa?1.2?224.15?268.98KPaPkmax?G6e1727?473.106?0.236F?(1?)?(1?)kkk

所以，最后確定基礎(chǔ)地面面積長(zhǎng)3.8m；寬3.0m。

8、計(jì)算基底凈反力

取柱底荷載效應(yīng) 基本組合設(shè)計(jì)值：

F?2245KN,M?557KN?m,V?149KN.凈偏心距 ： en,0?M557?149?0.8??0.301m N2245 基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力 ：

Pn,maxn,minF1?6en,022456?0.301290.52KPa ?()?(1?)?103.34KPalbl3.8?3.03.89、基礎(chǔ)高度

柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖3）

l?3.8m,b?3.0m,at?bc?0.5m,ac?0.5m.初步選定基礎(chǔ)高度h?800mm,分兩個(gè)臺(tái)階，每階高度均為。h?800?(40?10)?750mm（有墊層）0400mm的。

a?a?2hbt0?0.5?2?0.75?2m?b?3.0m

取ab?2m

at?amn?ab2?500?2000?1250mm

2P取Pn，max?290.52KPa

沖切力：

因 b?3.0m?bc?2h0?0.5?2?0.75?2m（即：沖切在地面范圍內(nèi)）

Flblatb?Pn,max[(??h0)b?(?c?h0)]2222223.00.53.80.5?290.52[(??0.75)?3.0?(??0.75)]2222?711.77KN抗沖切力：

0.7?hpftamh0?0.7?1.0?1.43?103?1.25?0.75?938.44KN?711.77KN滿足要求！

10、變階處抗沖切驗(yàn)算

at?b1?1.5m,a1?2.0m,h01?400?50?350mm

ab?at?2h01?1.5?2?0.35?2.2m?b?3.0m

取ab=2.2m

at?am?ab2?1.5?2.2?1.85m

沖切力：

Fl?Pn,max[(bl?a1?h01)b?(?b1?h01)]222222?290.52[(3.00.53.82??0.35)?3.0?(??0.35)]2222?432.87KN抗沖切力：

0.7?hpftamh01?0.7?1.0?1.43?10?1.85?0.35?648.15KN?432.87KN3 滿足要求。

根據(jù)以上計(jì)算，可以繪制出基礎(chǔ)平面布置圖和A軸柱子基礎(chǔ)大樣圖。見基礎(chǔ)平面布置圖。

第四篇：基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

08級(jí)土木工程專業(yè)1、2班基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

————樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

一、設(shè)計(jì)資料

1、某建筑場(chǎng)地在鉆孔揭示深度內(nèi)共有6個(gè)土層，各層土的物理力學(xué)指標(biāo)參數(shù)見表1。土層穩(wěn)定混合水位深為地面下1.0m，地下水水質(zhì)分析結(jié)果表明，本場(chǎng)地下水無(wú)腐蝕性。

建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，已知上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳來的荷載（作用在柱底即承臺(tái)頂面）：

Vk?3200kN,Mk?400kNm，H = 50kN；

柱的截面尺寸為：400×400mm；

承臺(tái)底面埋深：d=1.5m。

2、根據(jù)地質(zhì)資料，以第4層粉質(zhì)粘土為樁尖持力層，采用鋼筋混凝土預(yù)制樁

3、承臺(tái)設(shè)計(jì)資料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fc?9600kPa，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為ft?1100kPa，鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋，鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy?300N/mm4、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(GJG94-2008)

二、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：

1、按照持力層埋深確定樁長(zhǎng)，按照長(zhǎng)徑比40-60確定樁截面尺寸；

2、計(jì)算單樁豎向承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值和特征值；

3、確定樁數(shù)和樁的平面布置圖；

4、群樁中基樁的受力驗(yàn)算；

5、軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算

6、承臺(tái)結(jié)構(gòu)計(jì)算；

7、承臺(tái)施工圖設(shè)計(jì)：包括樁的平面布置圖，承臺(tái)配筋圖和必要的圖紙說明；

8、需要提交的報(bào)告：任務(wù)書、計(jì)算書和樁基礎(chǔ)施工圖。

注：：

1、計(jì)算書打印，按照A4頁(yè)面，上下左右頁(yè)邊距設(shè)置為2.0cm，字體采用宋小四號(hào)

2、圖紙采用3號(hào)圖幅，圖紙說明即為圖中的說明

3、任務(wù)書、計(jì)算書和樁基礎(chǔ)施工圖裝訂成一冊(cè)

4、將電子稿按班打包交上來，每人的電子稿名稱按照學(xué)號(hào)+姓名命名

計(jì)算書

第1頁(yè)

基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、確定樁長(zhǎng)和截面面積

以第4層粉質(zhì)粘土為樁尖持力層，取樁截面尺寸為度為，樁長(zhǎng)，設(shè)樁端深入持力層深，樁徑比為48.75符合要求。

2、計(jì)算單樁豎向承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值和特征值

標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算：

特征值：

3、確定樁數(shù)和樁的平面布置圖

（1）初選樁的根數(shù)

暫取9根

（2）初選承臺(tái)尺寸 樁距承臺(tái)邊長(zhǎng)

取承臺(tái)高度為1.1m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)層厚度取70mm，則承臺(tái)有效高度

5、軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算

計(jì)算書

第2頁(yè)

擴(kuò)散角直線內(nèi)插

頂面處的附加應(yīng)力

下臥層頂面處的自重應(yīng)力

經(jīng)驗(yàn)算，基礎(chǔ)地面尺寸及基礎(chǔ)埋深滿足要求

計(jì)算書

第3頁(yè)

第五篇：基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

專業(yè):土木工程 班級(jí)：土木四班 學(xué)號(hào)：201103160430 姓名：王華瑞

獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

一、設(shè)計(jì)資料

10號(hào)題A軸柱底荷載：

① 柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值：Fk=1598KN, Mk=365KN·m, Vk=120KN;② 柱底荷載效應(yīng)基本組合值：F=2078 KN, M=455KN·m, V=156KN。持力層選用③號(hào)粘土層，承載力特征值fak=180KPa,框架柱截面尺寸為500×500mm,室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。

二、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1.選擇基礎(chǔ)材料：C25混凝土，HPB235鋼筋，預(yù)估基礎(chǔ)高度0.8m。

2.埋深選擇：根據(jù)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料: 第一層土：雜填土，厚0.5m，含部分建筑垃圾;第二層土：粉質(zhì)粘土，厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130 KPa； 第三層土：粘土，厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值fak=180 KPa； 第四層土：全風(fēng)化沙質(zhì)泥巖，厚2.7m，承載力特征值fak=240 KPa； 地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性，地下水位于地表下1.5m。

取基礎(chǔ)底面高時(shí)最好取至持力層下0.5m，本設(shè)計(jì)取第三層土為持力層，所以考慮取外地坪到基礎(chǔ)底面為0.5+1.2+0.5=2.2m。由此得基礎(chǔ)剖面示意圖如下：

3.求地基承載力特征值fa 根據(jù)粘土e=0.58, =0.78, 查表2.6得=0.3, =1.6 基底以上土的加權(quán)平均重度

=16.23KN/m3

持力層承載力特征值fa（先不考慮對(duì)基礎(chǔ)寬度修正）fa=fak+(d－0.5)=180+1.6×16.23×(2.2－0.5)=224.15 KPa(上式d按室外地面算起)4.初步選擇基底尺寸

取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Fk=1598KN, Mk=365KN·m, Vk=120KN 計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重GK時(shí)的基礎(chǔ)埋深d=0.5(2.2+2.65)=2.425m 基礎(chǔ)底面積：A0= Fk/(fa－d)=1598/(224.15－0.7×10－1.725×20)=8.74m2 由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20％增大，即： A=1.2A0=1.2×5.65=10.50m2

初步選定基礎(chǔ)底面面積A=l·b=4.2×2.7=11.34m2,且b=2.7m<3 m不需要再對(duì)fa進(jìn)行修正。5.驗(yàn)算持力層地基承載力

回填土和基礎(chǔ)重：=d?A=(0.7×10+1.725×20)×11.34 =470.61KN 偏心矩：===0.222m<=0.7m, >0, 滿足要求。

基底最大壓力=(1+6/l)×（1+）=240.27KPa<1.2fa=1.2×224.15=268.98KN 所以，最后確定基礎(chǔ)底面面積長(zhǎng)4.2m，寬2.7m。6.計(jì)算基底凈反力

取柱底荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值：F=2078KN, M=455KN, V=156KN。凈偏心矩：=M/N=[(455+156×0.8)/2078]=0.28m 基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力 =()=×(1±)

7.基礎(chǔ)高度（采用階梯形基礎(chǔ)）柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖2）

l=4.2m, b=2.7m, =0.5m, =0.5m。初步選定基礎(chǔ)高度h=800mm,分兩個(gè)臺(tái)階，每階高度均為400mm的。=800－(40+10)=750mm(有墊層)=+2=0.5+2×0.75=2m

=[(l／2－／2－)b－(b／2－／2－)2] =256.30×[(4.2／2－0.5／2－0.75)×2.7－(2.7／2－0.5／2－0.75)2] =729.81KN 抗沖切力：

0.7=0.7×1.0×1.27×103×1.25×0.75

=833.44KN>729.81, 滿足要求。8.變階處抗沖切驗(yàn)算

=1.45m, =2.2m, =400－50=350mm =1.45+2×0.35=2.15m

=256.30×[(4.2／2－2.2／2－0.35)×2.7－(2.7／2－1.45／2－0.35)2]

=430.42KN 抗沖切力：

0.7=0.7×1.0×1.27×103×1.95×0.35

=606.74KN>430.42KN，滿足要求。9.配筋計(jì)算

選用的HPB235級(jí)鋼筋，=210N/mm2(1)基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向

Ⅰ–Ⅰ截面（柱邊）

柱邊凈反力：+[(l+)／2l]×(－)=109.95＋

[(4.2+0.5)

／(256.30-109.95)=191.83KPa 懸臂部分凈反力平均值：

1／2（＋）=0.5×（256.30+191.83）=224.07KPa 彎矩：=1/24(l-)2(2b+)=1/24×224.07×(4.2-0.5)2×(2×2.7+0.5)=754.09KN?m

8.4]

× =/0.9=754.09×/0.9×210×750=5320mm2 Ⅲ–Ⅲ截面處（變階處）

+[(l+)/2l](－)

=109.95＋[(4.2+2.2)／(2×4.2)]×(256.30-109.95)=221.45KPa =1/24(l-)2(2b+)

=1/24×[(256.30+221.45)/2]×(4.2-2.2)2×(2×2.7+1.45)=272.717KN?m = /0.9=272.717×/0.9×210×350=4123mm2 比較和，應(yīng)按配筋，實(shí)際配22Φ18@200 則鋼筋根數(shù)：n=4200/200+1=22，=254.5×22=5599mm2(2)基礎(chǔ)短邊方向

因?yàn)樵摶A(chǔ)受單向偏心荷載作用，所以，在基礎(chǔ)短邊方向的基底反力可按均勻分布計(jì)算，取=0.5(+)=0.5×(256.30+109.95)=183.125KPa 與長(zhǎng)邊方向的配筋計(jì)算方法相同，可得Ⅱ–Ⅱ截面（柱邊）的計(jì)算配筋值=1911mm2,Ⅳ–Ⅳ截面（變階處）的計(jì)算配筋值=892mm2(以上做法均同長(zhǎng)邊方向做法，即該基礎(chǔ)為方形)。因此按 在短邊方向配筋實(shí)際配20Φ10@150。

則鋼筋根數(shù)n=2700/150+1=19，=113.1×19=12148.9mm2 10.基礎(chǔ)配筋大樣圖：見施工圖 11.確定B、C兩軸柱子基礎(chǔ)底面尺寸

由任務(wù)書得：2號(hào)題B、C兩柱子基底荷載分別為： B軸：Fk=2205KN, Mk=309KN·m, Vk=117KN C軸：Fk=1727KN, Mk=428KN·m, Vk=114KN 由前面計(jì)算得持力層承載力特征值fa=224.15KPa 計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重時(shí)的基礎(chǔ)埋深d=2.425m B軸基礎(chǔ)底面積：A0= Fk/(fa－d)=2205/(224.15－0.7×10－1.725×20)=12.07m2

基礎(chǔ)底面積按20%增大，即：A=1.2=1.2×12.07=14.49m2 初步選定基礎(chǔ)底面面積A=l·b=4.9×3=14.7 m2（>14.49m2）,且b=3 m，不需要再對(duì)fa進(jìn)行修正。

C軸基底底面積：A0= Fk/(fa－d)=1727/(224.15－0.7×10－1.725×20)=9.45m2

基礎(chǔ)底面積按20%增大，即：A=1.2=1.2×9.45=11.34m2 初步選定基礎(chǔ)底面面積A=l·b=4.2×2.7=11.35 m2（>11.34m2）,且b=2.7m<3m，不需要再對(duì)fa進(jìn)行修正。12.B、C兩軸持力層地基承載力驗(yàn)算（略）

根據(jù)以上計(jì)算，可以繪制出基礎(chǔ)平面布置圖和A軸柱子基礎(chǔ)大樣圖。