2022年基础-工程课程设计2.pdf

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1、基础工程课程设计计算书班级：土木 3114 姓名：吴俊林学号： 1111421205 指导老师：龚成中日期： 2014年 6 月归口单位：建筑 工 程 学 院精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 1 一、设计题目本次课程设计的题目：灌注桩粧基设计。二、设计荷载柱底荷载效应标准组合值和柱底荷载效应基本组合值分别如表4.1 、表 4.2 所示。表 4.1 题号FK(kN?m) MK(kN?m) VK(kN?m) A 轴B 轴C 轴A 轴B

2、 轴C 轴A 轴B 轴C 轴1 1256 1765 1564 172 169 197 123 130 112 2 1350 1900 1640 185 392 203 126 135 114 3 1650 2050 1810 191 197 208 132 141 120 4 1875 2160 2080 205 204 213 139 149 134 5 2040 2280 2460 242 223 221 145 158 148 6 2310 2690 2970 275 231 238 165 162 153 7 2568 3225 3170 293 248 247 174 179 165

3、 8 2670 3550 3410 299 264 256 183 190 170 9 2920 3860 3720 304 285 281 192 202 191 10 3130 3970 3950 323 302 316 211 223 230 表 4.2 题号FK(kN) MK(kN) VK(kN) A 轴B 轴C 轴A 轴B 轴C 轴A 轴B 轴C 轴1 1580 2630 1910 198 205 241 150 140 138 2 1840 2800 2200 205 210 243 154 145 140 3 2130 3080 2490 210 211 223 164 155

4、150 4 2320 3310 2780 215 214 238 181 166 174 5 2650 3560 3120 253 228 244 193 175 186 6 2910 3790 3430 286 251 266 204 188 196 7 3230 4180 3750 303 284 274 212 197 208 8 3360 4420 4010 332 315 269 225 224 216 9 3680 4690 4230 371 326 301 233 230 228 10 3970 5070 4520 393 354 325 242 236 238 (1) 题号：

5、5 号(2) 柱底荷载效应标准组合值如下。A轴荷载： Fk =2040kN；Mk =242kN m ；Vk145kN。B轴荷载： Fk =2280kN；Mk =223kN m ；Vk158kN。C轴荷载： Fk =2460kN；Mk =221kN m ；Vk =148kN。（3）柱底荷载效应基本组合值如下。A轴荷载： F2650kN；M 253kNm ； V 193kN。B轴荷载： F3560kN；M 228kNm ； V 175kN。C轴荷载： F3120kN；M 244kNm ； V=186kN。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳

6、 - - - - - - - - - -第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 2 C承台-2平面图AA设计 A轴柱下桩基， B、C轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数。三、地层条件及其参数地层条件及其参数详见桩基础课程设计任务书。四、预制桩基设计建筑物基础设计方案采用混凝土灌注桩，具体设计方案如下：室外地坪标高为-0 45m ，自然地面标高同室外地坪标高。查表，该建筑桩基属丙级建筑桩基，拟采用截面为400mm 的沉管灌注桩，以号土层粉沙土为持力层，桩尖伸人持力层0.6m（对于沙土不小于1.5d600mm ），设计桩长 15.0m，初步设计承台高07m ，承台底面埋置深度-

7、1.60m ，桩顶伸人承台50mm 。( 一)、单桩承载力计算根据以上设计，桩顶标高为-1.6m ，桩底标高为 -16.6m ，桩长为 15.0m。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：pkpisikppkskulqAlquQQQ由于)756. 0602 .4456.6283. 32235. 0(4003.14QskQpk=301kN24000.43.14412Quk =301+10221173kN 2.基桩竖向承载力设计值计算承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此本工程不考虑承台土效应，即取c=0, 则有 : kNKRRA5 .58621173Quk根据上部荷

8、载初步估计桩数为: aRnkF=74.35.5862040则设计桩数为 4 根。( 二) 、桩基的验算根据建筑桩基技术规范（JGJ 94 2008），当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应的标准组合值。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、粉土问题，因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。下面进行桩基竖向承载力的验算。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 3 21C40014001400400根据桩数设计矩

9、形承台，边长为2.2m*2.2m，方形布桩，桩中心距取1.4m，桩心距承台边缘均为400mm见图（ 1）承台及其上填土的总重为: kNGk88.154206 .12.22.2计算时取荷载的标准组合，则nGNkkkF=488.1540402= 548.72R(=586.5kN)kNyNNkk72.67012272.5487.047.0)2427 .0145(72.548My22maxmaxkNyNNkk72.42612272.5487.047.0)2427 .0145(72.548My22maxmin因此793.8kN)=661.51.21.2R(=497.16kNminkN满足设计要求，故初步

10、设计是合理的。( 三) 、承台设计根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2.2m2.2m，预估承台厚 0.7m（见图 2），承台混凝土选用C25，承台钢筋选用HRB400 级钢筋，22/9.11,/27.1mmNFmmNFct；承台钢筋选用 HPB335级2/300mmNFy1. 承台内力计算承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合设计值，则基桩净反力设计值为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 4 m axNnF+2yMiiyy=426

11、50+kN11.80161.1385.6627.047 .07. 01932532）（minNnF-2yMiiyy=42650-kN89.52361.1385.6627.047 .07.01932532）（N=nF=kN5.662426502.承台厚度及受冲切承载力验算为防止承台产生冲切破坏，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚0.7m，承台底保护层厚50mm ，则h07000-60640mm 。分别对柱边冲切和角桩冲切进行计算，以验算承台厚度的合理性。由于基桩为圆形桩，计算时应将截面换算成方桩，则换算方桩截面宽度为mmd3204008 .08.0bp（1）柱对承台冲切。承台受桩冲切的承载力应

12、满足下式：0000)(2hfahcabFthpxoyycxl由于N256002560kNFFil，则冲跨比为)0.125.0(531.07 .034.00y0 x0之间在haox冲切系数为149.12.0531.084.02 .084.00y0 x0 x0)0(0)0(022650hfxahcyyabcxFthpl89.01430134.04.07.004.14.044.12kN2764故厚度为 0.95m 的承台能够满足柱对承台的冲切要求。（2）角桩冲切验算。承台受角桩冲切的承载力应满足下式：011121)21()2(hfacacNthpxyyxl由于997.43kNNFmaxl, 从角桩内

13、边缘至承台外边缘距离为0.56mc2c10.34ma1ya1x486.07.034.0ha01x1y1x精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 5 816.02. 0486. 056.02 .0156.01y1xx01x11y1y21x)2a(c)2a(chfthp= 0.9620.56+0.892?+0.467 0.56+0.342? 1 1270 0.89=1059kN Nl=801.11 kN故厚度为 0.7m 的承台能够满足角桩

14、对承台的剪切要求。（3）承台受剪承载力计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，531.064.034.000hay（介于 0.253 之间）剪切系数为：143. 11531. 075. 1175. 1受剪切承载力高度影响系数为：1800800h80025. 025.00hpkN86.159443.7972Nmax2V则Vxbhft0.202989.02.21430744.0974.00hp故满足抗剪切要求。（4）承台受弯承载力计算承台计算截面弯矩如下。取 l-l截面，取基桩净反力最大值maxN797.43kN 进行计算，则kN83.91311.29797.432

15、yNMiixmmhfMxy3.796409.0Asl因此，承台长边方向选 22 110，则钢筋根数为n=2200/110+1=21, 实际钢筋AS=21380.1=7982mm2, 满足要求。对于 - 截面，取基底净反力平均值kN836N进行计算。此时H0=950-80=870mm 则精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 6 mkNxNii5.1057My2029.45019.0mmhfMAyys因 此 ， 承 台 短边 选 用161

16、70 ， 则 钢 筋 根数 为n=3600/170+1=23, 实 配 钢 筋As=23201.1=4625mm （5）承台构造设计混凝土桩桩顶伸入承台长度50mm 。两承台间设置连系梁，梁顶面标高-0.65m, 与承台齐平，梁宽 400mm, 梁内主筋上下共 4 12通长配筋，箍筋采用8200 。 承台底座厚100mmC10素混凝土垫层，垫层挑出承台边缘100mm 。Iv 桩身结构设计沉管灌注桩选用C30混凝土，钢筋选用HRB400级，箍筋HPB300 。1. 桩身轴向承载力验算根据建筑桩基础规范（JGJ-2008）第 5.8.2条的规定，桩顶轴向压力应符合下列规定pscAfcmaxN22m

17、ax4.144.1*)95.0228301(62.2112. 14230nGFNiiyyyM=747.24+92.43=839.67 =987.64kN 计 算 桩 身 轴 心 抗 压 强 度 时 ， 一 般 不 考 虑 压 屈 影 响 ， 故 取 稳 定 系 数则级混凝土，桩施工工艺系数；对于挤土灌注桩，基,/3.14f30, 8 .012ccmmNC4.014.341103.143.148.016cAfc=1332.8kN）（kN67.839Nmax故桩身轴向承载力满足要求。2. 桩身水平承载力验算由设计资料得柱底传至承台顶面的水平承载标准值为214.8kN, 每根桩基承受水平荷载为kN6

18、7.336202HnHkik柱身按构造要求配筋，桩身配6 12 纵向钢筋， As=678.6mm,则桩身配筋率为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 7 对 C30级混凝土，有Ec=3.024/N10mm对 HRB400级钢筋，有25mm/100.2NEs扣除保护层厚度的桩直径为md33.007.04.00, 42 .1617953.0h,0.17hM桩与承台为固接，度取值；由于桩的入土深m。查得由表取926.014,4hM精品资料

19、- - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 8 926.010583.6101.430.9530.753613.01043.121016.4975 . 010054.02225.163=30860N=30.9kN29.8kN 故桩身水平承载力满足要求。3. 配筋长度设计基桩为端承摩擦型桩，配筋长度应不小于桩长的2/3( 即 2/317=11.3m), 同时不宜小于4.0/=4.0/0.953=4.20m，则配筋取12m 。钢筋锚承台35 倍主筋直径，

20、 3512=420mm 。4. 箍筋配置采用6200螺旋式箍筋， 由于钢筋笼长度超过4m ，需每隔 2m设一道12 焊加劲箍筋。V估算 A、C轴心柱下桩数 1桩数估算设计 A、B轴线下桩基础的方法与B轴线下相同，单桩极限承载力标准值为1323kN，基桩竖向承载力特征值为661.5kN 。A轴柱下荷载标准值为Fk=2920kN、Mk=304kNm、Vk=192kN 根据 A轴荷载初步估计A轴柱下桩数，即4 .45.6612920nRFk则 A轴下设计桩数为5 根。A轴柱下荷载标准值为Fk=3860kN、Mk=285kNm、Vk=165kN 根据 C轴荷载初步估计C轴柱下桩数，即8. 55.6613860nRFk则 C轴下设计桩数为6 根。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - - 9 Vi 设计图纸根据以上计算，可以绘制出平面布置图和桩基大样图，施工图详见图4.20. 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - - -