基础工程课程设计.docx
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基础工程课程设计
2013级土木工程专业
《基础工程》课程设计任务书
学院:
城乡规划与建筑工程
班级:
土木工程
指导老师:
杨谊
小组成员:
王仕明李洋杨鋆霞陈丽琴
杨光吉张云成陈浩杨忠顺刘辉虎
小组成员学号:
535654595855605761
时间:
2015年12月22日
目录
1.1设计资料-2-
1.2选择基础材料-2-
1.3选择基础埋置深度-2-
1.4求地基承载力特征值-3-
1.5初步选择基底尺寸-3-
1.6验算持力层地基承载力-4-
1.7计算基底净反力设计值-5-
1.8基础高度的确定-6-
1.9变阶处抗冲剪验算-7-
1.10配筋计算-8-
1.11基础配筋及立面图-10-
1.12基础平面布置图-12-
2.1桩身截面尺寸及材料选用-13-
2.2确定单桩竖向承载力-13-
2.3确定桩数及布桩-13-
2.4确定承台尺寸-14-
2.5计算桩顶荷载-14-
2.6承台受冲切承载力验算-15-
2.7承台受剪切承载力计算-16-
2.8承台受弯承载力计算-16-
2.9桩身设计及承台立面图-17-
2.10桩基平面布置图-19-
2.11独立基础和桩基施工图-20-
设计资料
本组分组情况为第七组,根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用7题号C轴柱底荷载
1柱底荷载效应标准值:
2柱底荷载效应基本组合值:
持力层选用4号细砂土层,层厚2.0米,承载力标准值,框架柱截面尺寸为,室外地坪标高同自然地面,室内外高差。
选择基础材料
基础采用C25混凝土,HRB335级钢筋,垫层用C10混凝土(垫层厚度为100mm)
选择基础埋置深度
根据柱下独立基础课程设计任务书要求
拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性,地下水位于地表下1.5m。
本设计取4号土层为持力层,所以考虑取室外地坪到基础底面为0.6+1.5+1.8=3.9m。
由此得基础立面示意图,如图所示。
求地基承载力特征值
根据细砂,查表得=0.3,=3.0
由于持力层为细砂,地基承载力特征值为:
持力层承载力特征值(先不考虑对基础宽度修正值)为
=+=240+12×12.8×(3.9-0.5)=370.64
上式d按室外地面算起
初步选择基底尺寸
取柱底荷载标准值:
。
按中心荷载估计基底面积A
A轴:
≥㎡
B轴:
≥㎡
C轴:
≥㎡
D轴:
≥㎡
考虑偏心荷载作用,基础底面积扩大1.2倍
=4.05×1.2=4.8㎡=5.95×1.2=7.14㎡=4.72×1.2=5.66㎡=4.29×1.2=5.15㎡
取长边L和短边b的比L/b=1.5
故可算得
A轴基底尺寸L=2.7mb=1.8m
B轴L=3.3mb=2.1m
C轴L=3.0mb=1.9m
D轴L=2.7mb=1.9m
初步选定基础底面积A=1.9×3=5.7㎡,且b=1.9m≤3m不需要再对进行修正。
验算持力层地基承载力
取基础的保护层厚度为40mmC25混凝土=1.27N/,HRB335.=300N/
基础和回填土重为
偏心距
>0,满足要求。
基底最大正应力
===336.25
=+=336.25+()=563.86
=+=336.25–()=108.65
=563.86>1.2fa=444.77(不可行)
增大基础面积A=5.7×1.27=7.24㎡取A=7.26㎡
L/b=1.5故L=3.3mb=2.2m
===280.76<=370.64
=+=280.76+()=443.5
=+=280.76–=118.3
=443.5>1.2fa=444.77(可行)
计算基底净反力设计值
取柱底荷载效应基本组合设计值:
静偏心距为:
基础边缘处的最大和最小净反力为:
基础高度的确定
柱边基础截面抗冲切验算
取L=3.3m,b=2.2m,,初步选定基础高度h=900mm,分两个台阶,每阶段高度均为500mm。
,则取
。
取=2.0m。
因此,可得
因为偏心受压,,冲切力:
=
=
=1.32
=
抗冲切力为
因此满足要求
变阶处抗冲剪验算
则取
所以取,
冲切力为
抗冲切力为
因此满足要求。
配筋计算
选用HPB335钢筋,=1.27N/,。
1)基础长边方向
对于1-1截面,柱边净反力为
钢筋的面积为
对于3-3截面,有
钢筋的面积为
因此比较和,应取配筋,实际配,则
2)基础短边方向
取2-2截面
=
=250.47
取4-4截面,有
=
=75.14
按构造配筋。
选配,则
满足要求
基础配筋及立面图
基础平面布置图
(二)桩基础设计计算
2.1桩身截面尺寸及材料选用
上部荷载传至柱基础的荷载标准值:
=2568KN,,==293KN·m,剪力=174KN,承台底面埋深D=1.2m,以④号土层为桩尖持力层,采用现浇灌注钢筋混凝土方桩,桩长13m,截面尺寸400mm×400mm,桩尖进入持力层1.5m,桩身材料采用C30级混凝土,=19.3N/mm²,HRB335级钢筋,=300N/mm²,承台用C20级混凝土=9.6N/mm²,=1.1N/mm²,桩顶伸入承台0.1m.
2.2确定单桩竖向承载力
=4×0.4×(0.4×23+3.1×28+6.3×46+3.1×61)+920×0.4²=1067.04KN
故R=/2=1067.04/2=533.52KN
2.3确定桩数及布桩
初选桩数n=u×(+)/R=1.1×2568/533.52=5.29
取6根,取桩距S=3d=3×0.4=1.2m
2.4确定承台尺寸
取承台的长边和短边为:
l=2×(1.2+0.4)=3.2m
b=2×0.4+1.2=2m
钢筋保护层厚度取40mm,则承台的有效高度
=0.8-0.05-0.04=0.71m=710mm
2.5计算桩顶荷载
取承台及其上土的平均重度=20KN/㎡
单桩所受的平均作用力
=(+)/n=(2568+20×3.2×2×1.2)/6=453.6KN<R=533.52KN
单桩所受的最大及其最小作用力
=+(+h)/
=453.6+(293+174×0.8)×1.2/4×1.2²=532.77KN
=+(+h)/
=453.6-(293+174×0.8)×1.2/4×1.2²=374.43KN
=532.77KN<1.2R=602.3KN,满足要求。
估算单桩水平承载力特征值
桩基水平承载力验算
=174/6=29KN<45KN,可行。
2.6承台受冲切承载力验算
①柱边冲切
=0.75/0.71=1.056
=0.6688
=150/710=0.2213取0.25
=1.867
因为h=800mm,故可取
=2×[0.6688×(0.5+0.15)+1.867×(0.5+0.75)]×1×1270×0.71
=4992.66KN
>2568×1.3-[532.77-1/12×3.2×2×1.2×20]×1.35
=2764.8KN,可行。
②角桩向上冲切,从角桩内边缘至承台外边缘距离
=0.4459
)=1.24
=[0.4459×(0.6+0.15/2)+1.24×(0.6+0.75/2)]×1×1270×0.71
=1361.55KN>=532.77KN
2.7承台受剪切承载力计算
对Ⅰ-Ⅰ斜截面
=1.056
=0.8512
因为=710mm<800mm,故可取=800mm
则
=1×0.8521×1270×2×0.71KN
=1535.05KN>2=1065.54KN,可行。
Ⅱ-Ⅱ斜截面
=0.25
=1.4
=1×1.4×1270×3.2×0.71=4039.62KN>2Nmax,可行。
2.8承台受弯承载力计算
=3×453.6×0.35=476.28KN·m
=476.28×/0.9×300×710=2485mm²
选用22根直径为12的HRB335级钢筋,==2488mm²,沿平行于y轴方向均匀布置
=2×532.77×0.95=1612.3KN·m
=1012.3×/0.9×300×710=5281mm²
选用14根直径为22的HRB335级钢筋,间距120mm,=5322mm.
沿平行于y轴方向均匀布置。
2.9桩身设计及承台立面图
2.10桩基平面布置图
2.11独立基础和桩基施工图
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