基础工程课程设计07148Word文档下载推荐.docx

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粉砂,层厚6、6m,稍密,承载力特征值fak=110KPa。

④号土层:

粉质黏土,层厚4、2m,湿,可塑,承载力特征值fak=165KPa。

⑤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

岩土设计技术参数如表1与表2所示。

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框架结构,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400X400,横向承重,柱网布置如图1所示。

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4所示,该表中弯矩M,水平力V均为横向方向。

8、材料

混凝土强度等级为C25-C30,钢筋采用HPB235,与HRB335级。

三、设计要求

每人根据所在组号与题号,完成指定桩型与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与桩数,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,包括选定桩长与截面尺寸,确定单桩承载力特征值,确定桩数并进行桩的布置,进行桩身与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,桩与承台大样图,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,抗剪与抗弯的强度计算。

（5）桩身设计,对预制桩,进行吊装验算并满足构造配筋要求;

对灌注桩,一般按构造配筋。

2、设计图纸

设计图纸包括以下内容:

（1）桩基平面布置图。

（2）承台大样图。

（3）桩身大样图。

（4）设计说明。

三、预制桩基设计

建筑物基础设计方案采用混凝土预制桩,具体设计方案如下:

室外地坪标高为450mm,自然地面标高同室外地坪标高。

该建筑桩基属丙级建筑基桩,拟采用截面为400m*400m的混凝土预制方桩,以④号土层粉质粘土为持力层,桩尖深入1、2m,设计桩长12、0m,初步设计承台高1、0m,承台底面埋置深度-1、60m,桩顶伸入承台50mm。

1、单桩承载力计算

根据以上设计,桩顶标高为-1、6m,装底标高为-13、6m,桩长12m。

1.单桩竖向极限承载力标准值

单桩竖向极限承载力标准值按下式计算:

Quk=Qsk+Qpk=up∑qsikli+Apqpk

由于

Qsk=4×

0、4×

（0、4×

22+3、3×

28+6、6×

45+1、75×

60）=805、12kN

Qpk=0、4×

900=144kN

则

Quk=805、12+144=949、12kN

2、桩基竖向承载力特征值

承台底部地基土为较松软的填土,压缩性大,因此本工程不考虑成太土效应取

ηc=0,则有

R=Ra=

=

=474、56kN

根据上部荷载初步估计粧数为

n=

=

=5、4164

则设计粧数为6根。

3、桩基竖向承载力验算

根据《建筑桩基技术规范》,当按单桩承载力特征值进行计算时,荷载应取其效应标准组合值。

由于桩基所处场地的抗震设防烈度为7度,且场地内无可液化砂土,因此不进行地震效应的承载力验算。

根据粧数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台,取承台变长为2、50m×

2、5m,矩形布桩,桩中心距取3、0d,则s=2、5×

400=1000mm,取s=900mm,桩心距承台边缘为300mm。

承台及其上土壤的总重为

Gk=2、5×

2、5×

1、6×

20=200kN

计算时取荷载的标准组合,则

Nk=

=461、33﹤R（=474、56）

Nkmax=Nk+

=461、33+88、75=550、08

Nkmin=Nk-

=461、33-88、75=372、58

因此

Nkmax=550、08＜1、2R（=1、2*474、56=569、472）

Nkmin=372、58＞0

满足设计要求,故初步设计就是合理的

4、承台设计

根据以上桩基设计及构造要求,承台尺寸为2、5×

2、5m,预估承台厚1、0m,承台选用选用C25,ƒt=1、27N/mm2,ƒc=11、9N/mm2;

承台钢筋选用HRB335级钢筋,ƒy=300N/mm2、

1.承台内力计算

承台您内力计算采用荷载效应组合设计值,则基桩净反力设计值为

Nmax=

+

=538、33+107、29=645、62kNNmin=

-

=538、33-107、29=431、04kN

N=

=538、33kN

5、承台厚度及受冲切承载力验算

为防止承台产生冲切破坏,承台应具有一定厚度,初步设计厚度0、8m,承台底保护层厚度60mm,则h0=800-60=740mm。

分别对柱边冲切与角桩冲切进行计算,以验算承台厚度的合理性。

6、柱对承台冲切

承台受桩冲切的承载力应满足下式:

Fl≤2{β0x（bc+aoy）+βoy（bc+aox）}βhpƒth0

由于Ft=F-

3230-0=3230kN,则冲垮比为

λox=

=0、372

λoy=

=1、25>

1、0

取λoy=1、0

冲切系数为

Β0x=

=1、47

Β0y=

=0、7

2{β0x（bc+aoy）+βoy（bc+aox）}βhpƒth0

=2×

{1、47×

（0、4+0、925）+0、7×

（0、4+0、275）}×

1×

1270×

0、74

=4549kN＞Fl（=2180kN）

故厚度为0、8m的承台能够满足柱对承台的冲切要求。

7、角桩冲切验算

承台受角桩的承载力应满足下式:

N1≤{β1x（c2+

）+β1y（c1+

）}βhpƒth0

由于Nl=Nmax427、75kN,从角桩内边缘至承台边缘距离为

c1=c2=0、525m

a1x=0、275m

a1y=0、74m

λ1x=

=0、37

λ1y=

=1、0

β1x=

=0、98

=0、47

{β1x（c2+

=1116、9kN＞N/max（=427、75kN）

故厚度为0、8m的承台能够满足角桩对承台的冲切要求。

8、承台受剪承载力验算

承台剪切破坏发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处,对于I-I截面

λoy=

=1、25（介于0、25-3之间）

剪切系数为

β=

=0、78

受剪切承载力高度影响系数计算:

β=（800/h0）,β=800/7401、081故取βha=1

I-I截面剪力为

V=2N/max=2×

645、62=1291、24KN

Βhsαƒtb0h0=1×

0、78×

1、27×

1000×

2、0×

=1466kN＞V

故满足抗剪切要求。

（1）承台受弯承载力计算

承台计算截面弯矩如下。

对于I-I截面,取基桩净反力最大值N/max=645、62KN进行计算,则

yi=1300-200=1100mm=1、1m

Mx=∑Niyi=2×

645、62×

1、1=1420、364kN、m

Asl=

=5924、107mm2

因此,承台长边方向选用二级钢筋25@80,钢筋数为

n=2000/140+1=16

取,16Φ25@80实际钢筋As=6133mm2,满足要求

对于II-II截面,取基桩净反力平均值N=363、33进行计算

此时

ho=800-80=720mm

xi=650-200=450mm=0、45m

则

My=∑NiXi=3×

363、33×

0、45=490kN、m

=2100mm2

因此,承台短边方向选用18二级直径14@200,钢筋根数为

n=3300/200+1=18,

取18二级直径14@200`,实际钢筋As=2100mm2,满足要求

9.台构造设计

混凝土桩桩顶伸入承台长度为50mm,两承台间设置连系梁,梁顶面标高-0、8m,与承台平齐,根据构造要求,梁宽250mm,梁高400mm,梁内主筋上下共四根一级钢筋直径12通长配筋,箍筋采用一级钢筋直径为8间距为200、承台底做100mm厚C10混凝土垫层,垫层挑出承台边缘100mm。

10、桩身结构设计

预制桩的桩身混凝土强度等级选用C30,钢筋选用HRB335级。

根据《建筑桩基技术规范》,桩顶轴向压力应符合下列规定:

Nmax≤φψcƒcaps

Nmax=

=405、6+64、42

=627、29kN

计算桩基轴心抗压强度时,一般不考虑压屈影响,故取稳定系数φ=1;

对于预制桩,基桩施工工艺系数ψc=0、85;

C30级混凝土,ƒc=14、3N/mm2,则

ΦψcƒcA=1×

0、85×

14、3×

106×

0、352

=1489kN＞Nmax（=627、29KN）

故桩身轴向承载力满足要求。

11、桩身构造设计

桩身按构造要求配筋,选用8根直径为14的HRB400级钢筋通长配筋;

箍筋选用直径为6的HPB235级钢筋,间距200mm,距桩顶2m范围内间距50mm,距桩顶2-4m范围内间距100mm。

采用打入发沉桩,桩顶设置三层直径为6的间距为50mm的钢筋网,桩尖所有主筋应焊接在一根圆钢上,桩尖0、6m范围内箍筋加密,间距50mm,桩身主筋混凝土保护层厚30mm。

12装验算

由于桩的长度不大,桩身吊装时采用二点起吊。

起吊点距桩两端距离为

a=0.207L=0、207×

12=2、484m

则吊起时桩身最大弯矩为

Ml=0、0214×

10、8×

（0、42×

25）×

122

=9、86kN、m

桩身配筋验算;

混凝土采用C30级,钢筋采用HRB335级,则ƒc=14、3N/mm2,ƒy=300N/mm2,由于b=400mm,h0=400-40=310mm,每边配3根直径为14的二级钢筋,As=461N/mm2,则

x=

=24、18mm

Mu=α1ƒcbx（h0-

）

=1、0×

400×

24、18×

（360-

=48、12×

106N、mm

=48、12kN、m

所以

Mu＞Ml

故桩身配筋满足吊装要求。

13、A轴线柱下粧数

单桩极限承载力标准值为949、12KN,基桩竖向承载力特征值为474、56KN、

轴柱下荷载标准组合值为Fk=2568KNMK=293KN、MVK=174KN

根据

轴下荷载初步估算

轴柱下根数,

n=

=5、411取n=6

则A轴下设计桩数为6根。

14、课程设计参考资料

（1）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2010）,中国建筑工业出版社

（2）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）,中国建筑工业出版社

（3）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）,中国建筑工业出版社

（4）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）,中国建筑工业出版社

（5《基础工程》（第2版）周景星李广信虞石民王洪瑾编著清华大学出版社