2022年基础工程课程设计计算书.pdf

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1、基础工程课程设计计算书基础工程课程设计任务书(一)设计题目某宾馆 ,采用钢筋混凝土框架结构,基础采用柱下桩基础,首层柱网布置如附件所示 ,试按要求设计该基础。(二)设计资料1、 场地工程地质条件场地岩土层按成因类型自上而下划分:1 、人工填土层 (Qml);2 、第四系冲积层(Qal);3 、残积层 (Qel);4 、白垩系上统沉积岩层 (K2)。各土(岩)层特征如下 : 1)人工填土层 (Qml) 杂填土 : 主要成分为粘性土 , 含较多建筑垃圾 ( 碎砖、碎石、余泥等 ) 。本层重度为 16kN/m3。松散为主 , 局部稍密 , 很湿。层厚 1、50m 。2)第四系冲积层 (Qal) -1

2、 淤泥质粉质粘土 : 灰黑, 可塑, 含细砂及少量碎石。 该层层厚 3、50m 。其主要物理力学性质指标值为: =44、36%;= 1、65 g/cm3; e= 1、30; IL= 1、27; Es= 2、49MPa; C= 5、07kPa,= 6、07。承载力特征值取 fak=55kPa。-2 粉质粘土 : 灰、灰黑色 , 软塑状为主 , 局部呈可塑状。层厚2、45m 。其主要物理力学性质指标值为: = 33、45%;= 1、86 g/cm3;e= 0、918;IL=0、78; Es=3、00Mpa;C=5 、50kPa,=6、55。-3 粉质粘土 : 褐色, 硬塑。该层层厚 3、 4m 。

3、 其主要物理力学性质指标值为:= 38、00%;= 1、98 g/cm3;e= 0 、60;IL=0、20; Es=10 、2MPa 。3)第四系残积层 (Qel) -1 粉土: 褐红色、褐红色间白色斑点; 密实, 稍湿-湿。该层层厚 2、09m 。其主要物理力学性质指标值为: = 17、50%;= 1、99 g/cm3;e= 0 、604;IL=00、24; Es=16 、5MPa;C= 41 、24kPa;= 22、63。4)基岩白垩系上统沉积岩层(K2) 本场地揭露岩层为白垩系上统沉积岩层, 岩性以粉砂岩为主。 根据岩石风化精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - -

4、- - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书程度的不同将本区岩石划分为强风化、中风化岩、微风化岩。-1 强风化层 : 褐红色。厚度多在3、505、50m之间, 平均为 4、0m 。其主要物理力学性质指标值为 : = 2、30 g/cm3; Es=100 、0MPa 。本层取 1个土样 , 作标准贯入试验 3 次, 均在 20cm出现标贯锤反弹现象 , 击数N=30 36 击。-2 中风化层 : 褐红色 ; 岩质较硬 , 节理、裂隙稍发育 , 岩芯多呈短柱状 , 碎块状。厚度 3、0

5、m 。Es=400、0MPa 。-3 微风化层 : 褐红色 ; 岩石新鲜、坚硬 , 岩芯多呈长柱状。其饱与抗压强度值30、60MPa 。2、 场地水文地质条件拟建场地已人工填土整平, 无明显地表水体存在, 仅在阴雨天气可在低洼处见少量地面积水。场地地基土中无明显的含水层, 地下水主要为储存在杂填土中的上层滞水 , 补给来源为生活用水及大气降水。 经观测 , 本场地地下水静止水位标高在 11、3011、89m之间。3、 上部结构资料上部结构为钢筋混凝土框架结构,底层柱布置及上部结构传至0、00m 的荷载条件如附件。所有底层柱截面尺寸均为600mm600mm。柱子的混凝土强度等级为 C30。(三)

6、设计内容(1)确定桩型、桩长 ; (2)确定单桩或基桩竖向承载力; (3)确定桩数、承台尺寸及建筑物的桩基础平面布置; (4)桩基础承载力验算 ; (5)承台及连梁设计计算 ; (6)桩沉降验算 ; (7)绘制施工图 (包括基础平面布置图、 桩的布置及承台平面图、 桩基础剖面图、承台配筋图、桩配筋图、施工说明等)。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书(四)设计依据(1)JGJ94-2008 建筑桩基技术规范(2

7、)制图标准等其它规范、规程、标准。(五) 设计要求(1)设计符合施工图设计深度要求。(2)计算书要求 :书写工整、数字准确、图文并茂,任务书随计算书装订。(3)制图要求 :所有图线、图例尺寸与标注方法均应符合新的制图标准,图纸上所有汉字与数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰,中文书写为长仿宋字。(4)图纸规格 :A2;计算书 :A4。(5)设计时间 :1、5 周。任务书附件 : (1)上部结构底层柱网平面布置图(2)恒载作用下底层柱底的荷载作用标准值(3)活载作用下底层柱底的荷载作用标准值基础工程课程设计计算书1、设计资料1、场地工程地质条件建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1、

8、1 表 1、1 地基各土层物理,力学指标土层编号土层名称层底埋深(m) 层厚(m) 3)/(mkNeLI)(kpac)(o)(MpaES)(kpafak人工填土1、50 1、50 16 -1淤泥质粉质粘土5、00 3、50 16、3 1、 30 1、27 5、07 6.07 2、49 55 -2粉质粘土7、45 2、45 18、2 0、918 0、78 5、50 6、55 3、00 -3粉质粘土10、85 3、40 19、4 0、 60 0、20 10、2 -1粉土12、94 2、09 19、5 0、604 00、24 41、24 22、63 16、5 精品资料 - - - 欢迎下载 - -

9、- - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书风化层12、94 22、5 100、0 1、2 荷载组合对 28 根桩荷载进行组合 ,根据荷载大小把柱分成2 组, 第一组为与 13轴,第二组为 12轴。取各桩的最不利荷载, 结果如下 : 标准组合 :用于进行桩的承载力计算 ,计算公式为 :活载恒载0 .10.1kS。第一组 :kNF80.2742,mkNM10.11,kNV9.72第二组 :kNF1.4009,mkNM8,kNV5.46基本组合 :用于承台设计及

10、桩身配筋 ,计算公式为 :活载恒载4.17.035.1S。第一组 :kNF3.3587,mkNM3.15,kNV3.53第二组 :kNF3.5211,mkNM5.11,kNV2.64准永久组合 :用于桩基沉降验算 ,计算公式为 :活载恒载7. 00.1qS。第一组 :kNF4.2645,mkNM3.11,kNV5.74第二组 :kNF1.3846,mkNM2. 8,kNV6.472、桩型选择与持力层确定根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件, 采用预制混凝土管桩。桩边长取 400mm 400mm 。选择第层风化层作为桩端持力层, 桩端全断面进入持力层1、0m(2d)桩入土深度为mh94.1

11、30 .194.12。取承台厚度为1、0m,承台埋深为 1、94m,则桩长mh0.11。3、确定单桩承载力根据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)5 、3、5: 用经验参数法确定单桩极限承载力标准值 :pipkskukAqlquQQQpksiksikq为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值。由规范表5、3、5-1 得各层土的极限侧阻力标准值如表3、1 表 3、1 各层土的极限侧阻力标准值土层编号-1 -2 -1 -1 -1 土层名称人工填土淤泥质粉质粘土粉质粘土粉质粘土粉土强风化层精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - -

12、- - - - -第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书)/(kpasikq30 30 57 88 70 220 pkq为极限端阻力标准值 , 由规范表 5、3、5-2 得:kpapkq6000。桩极限承载力标准值 : kpaAqlquQQQpipkskukpksik23964.06000)0.122009. 27040. 38845. 25706. 330(4.042根据规范 5、2、2: 单桩承载力特征值ukaQKR1,K 为安全系数 , 取 K=2。得:kpaRa11982396214. 确定桩数与承台底面尺寸4、1 与 13轴柱桩数与承

13、台的确定取最大轴力组合的荷载F=2742、8kN 初步估算桩数 , 考虑偏心受压 , 取调整系数为 1、1, 即: 5 .21.111988 .27421 .1nRF取 n3 根, 桩中心距m2. 13d4.1mSa, 桩承台为等边三角形承台, 桩位平面布置见附图。4、2 12轴柱桩数与承台的确定取最大轴力组合的荷载F=4009、1kN 初步估算桩数 , 考虑偏心受压 , 取调整系数为 1、1, 即: 7.31.111981.40091.1nRF取 n4 根, 取桩中心距m2 .13d4.1mSa, 桩心距承台力缘取500mm, 承台底面尺寸为 2400mm 2400mm, 桩位平面布置见附图

14、。5、桩基承载力验算5、1 与 13轴柱桩单桩承载力轴心竖向力作用下 : kpaRnGFQakkk11984.948394. 12. 24 .221208 .2742, 满足要求。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书偏心竖向力作用下2maxiykkkxxMnGFQkmx=948、4+27. 027 .0)94.1494 .12(= 1025、21、2aR=1437、6kpa, 满足要求。5、2 12轴柱桩单桩承

15、载力轴心竖向力作用下kpaRnGFQakkk11981.1058494.14 . 24 .2201.4009, 满足要求。偏心竖向力作用下2maxiykkkxxMnGFQkmx=1058、1+27 .047 .0)94.15.461.0(= 1090、31、2aR=1437、6kpa, 满足要求。6、承台受弯计算6、1 与 13轴柱桩承台受弯计算承台厚度m0.1, 保护层为mm50, 则mh95.00, 混凝土强度等级为C25,混凝土的抗拉强度为2/19.1mmNft, 采用对称配筋 , 钢筋选用 HRB335级,2/300mmNfy。取荷载基本组合:3587.30kNF,m15.28kNM,

16、53.27kNVkNnFN8.1195330.3587kNxxMnFNjy5.12807.027 .0)94.127.5328.15(8.119522maxmaxmkNcsNMa6.523)4 .0434 .1(35 .1280)43(3max2603 .20419503009.0106.5239 .0mmhfMAys选用 7B20150 钢筋,24.2199mmAs精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书6、2

17、12轴柱桩承台受弯计算取荷载基本组合 :kN34.2115F,mkN5. 11M,64.18kNVkNnFN8.1302434.5211kNxxMnFNjy3.13477 .047.0)94. 118.645.11(8.130222maxmaxmkNxNxNMiiiy8 .10774. 03.134722max26042029503009.0108.10779 . 0mmhfMAys选用 B20150 钢筋,22 .5027mmAs7、承台抗冲切验算7、1 与 13轴柱桩承台抗冲切验算柱对承台的冲切验算 : 根据规范 5、9、7:承台受柱冲切的承载力可按以下公式计算: 00000)()( 2h

18、fahabFthpxcyycxl柱边到最近桩边的水平距离:max2.00,may3 .00。冲垮比 :x0=00hax=0、21,y0=00hay=0、32 冲切系数 :04.22.021.084.02.084.00 xx,62. 12.032.084.02.084. 00yy094. 0)800950(800200095. 011hp承台抗冲切承载力 : kNhfahabthpxcyycx9 .708395. 01190994. 0)2 .06. 0(62. 1)3 . 06. 0(04.22)()( 200000kNkNFl9 .708330.3587, 满足要求。角桩对承台的冲切验算 :

19、 根据规范 5、9、8: 三桩三角形承台受角桩冲切的承载力可按以下公式计算: 底部角桩 :01111112tan)2(hfacNthpl, 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书顶部角桩 :02122122tan)2(hfacNthpl从角桩内边缘至承台外边缘距离:mc07.11,mc04.12承台变阶处相交点至角桩内边缘水平距离:ma20.011,ma26.012; 角桩冲跨比 :11=011ha=0、21,1

20、2=012ha=0、27 冲切系数 :36.12.021.056.02.056.01111, 19.12.027.056.02.056.01212承台抗冲切承载力 : kNhfacothp7.206495.0119030tan994.0)20. 007. 12(36.12tan)2(0111111kNhfacothp6.180695.0119030tan994.0)26.004. 12(19.12tan)2(0212212kNkNkNNNl7.20646.18065 .1280max, 满足要求。7、2 12轴柱桩承台抗冲切验算柱对承台的冲切验算 : 根据规范 5、9、7:柱下矩形独立承台受柱

21、冲切冲切承载力可按以下公式计算:00000)()( 2hfahabFthpxcyycxl柱边到最近桩边的水平距离:max2.00,may2 .00。冲垮比 :x0=00hax=0、21,y0=00hay=0、21 冲切系数 :04.22.021.084.02.084.00 xx,04.22.021.084.02.084. 00yy受冲切承载力截面高度影响系数:094.0)800950(800200095.011hp承台抗冲切承载力 : kNhfahabthpxcyycx6 .733595. 01190994.0)2. 06.0(04.2)2. 06.0(04.22)()( 200000精品资料

22、 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书kNkNFl6 .733534.5211, 满足要求。角桩对承台的冲切验算 : 根据规范 5、9、8: 承台受角桩冲切的承载力可按以下公式计算: othpxyyxlhfacacN22111121从角桩内边缘至承台外边缘距离:mcc7 .021, 承台变阶处相交点至角桩内边缘水平距离:maayx2.011, 角桩冲跨比 :x0=y0=00hax=0、21冲切系数 :36.12. 021

23、.056.02.056.011xyxkNhfacacothpxyyx2 .244595. 01190994.022.07 .036.122 . 07.036. 122111121kNkNNNl2.24453 .1347max, 满足要求。8、承台斜截面抗剪验算8、1 与 13轴柱桩承台斜截面抗剪验算根据规范 5、9、10: 承台斜截面受剪承载力可按以下公式计算: 00hbfVths柱边到最近桩边的水平距离:max2.0,may3 .0。剪垮比 :x=0hax=0、210、3, 取x=0、3;y=0hay=0、32 剪切系数 :35.113.075.1175.1xx, 32.1132.075.1

24、175.1yy受剪切承载力截面高度影响系数:958.09508008004/14/10hhs对于 - 截面:mb212.25.0808.0404.05 .00kNhbftxhs11.323495.0212.2119035.1958. 000精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书对于 - 截面:mb556.22)7.0289.0289.0(0kNhbftxhs02.365495.0556.2119032.1958.

25、000kNkNkNkNNV02.365411.32340.25615 .128022max, 满足要求。8、2 12轴柱桩承台斜截面抗剪验算根据规范 5、9、10: 承台斜截面受剪承载力可按以下公式计算: 00hbfVths柱边到最近桩边的水平距离:max2.0,may2 .0。剪垮比 :x=y=0hax=0、210、3, 取x=0、3 剪切系数 :35.113. 075.1175.1xyx, 受剪切承载力截面高度影响系数:958.09508008004/14/10hhskNhbftxhs98.350895.04.2119035.1958.000由于承台截面对称 :kNkNkNNV98.350

26、86 .26943.134722max, 满足要求。9、桩身结构设计9、1 桩身配筋计算预制桩的桩身混凝土强度等级选用C30,钢筋选用 HRB335 级, 桩顶轴压力应符合下列规定 : AfNpsccmaxkNxxMnFNjy3.13477. 047.0)94.118.6417.0(8.130222maxmax计算桩身轴线抗压强度时, 一般不考虑压屈影响 , 取1; 对于预制桩 , 桩基施工工艺系数8 .0c;C30 混凝土fc=14、3N/2mmkNkNAfpscc3 .13474.18304. 04.0103.148 .016精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - -

27、- - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书桩身轴承载力满足要求。故按构造配筋, 选取 8B14,21231mmAs。9、2 桩身构造设计箍筋选用 A8 的钢筋 , 间距 200mm, 距桩顶 2m范围内箍筋加密 , 间距为 100m,桩身主筋混凝土保护层厚30mm 。10、连梁设计根据规范 4、2、6: 连梁宽度不宜小于250mm, 其高度可取承台中心距的1/101/15, 且不宜小 400mm 。mm7204807200)151101(, 取连梁高度h=500mm, 宽度 b

28、=300mm 。按构造配筋 , 选取 8B14,21231mmAs。箍筋选取A8200mm。11、桩桩沉降验算由于桩的埋深为 13、94m,故桩沉降由 13、94m 处往下计算。 根据规范5、5、6,采用等效作用分层总与法计算其最总沉降量。计算地基土的自重压力: 地下水位以上 : kPac1 .21115 .194.34.1945.22 .185. 33.165.1161; 地下水位以下 : kPac9 .220.1)105 .22(09.1)105.19(2; 总的自重应力 :kPaccc0.23421。基础的自重应力 : 地下水位以上 :kPap23785.11201; 地下水位以下 :k

29、Pap8.41)85.1194.13(202; 总的应力kPappp8 .27821。（1）与 13 轴桩:三角形承台的面积为3、822m把其等效为边长为mm 22的矩形附加应力0cAGFpkPa2.5201.21182.394. 182.3204.2645精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书Z(m) )(kPacblbz)(0kPaPz0 234、0 1 0 0、250 130、1 1、0 246、5 1

30、0、5 0、232 120、7 2、0 259、0 1 1、0 0、175 91、0 3、0 271、5 1 1、5 0、122 63、5 4、0 284、8 1 2、0 0、084 43、7 在 Z=4、0m 处,2.0154. 00.2847 .43cz,所以本基础取 Z=4m 计算沉降量。Z (m)blbz平均附加应力系数i)(mZii11ziiizz)(MPaEsi)(4110iiiiiizzEPS0 1 0 0、2500 0 - - - 1、0 1 0、5 0、2448 0、2448 0、2448 100 5、094 2、0 1 1、0 0、2252 0、4504 0、2056 10

31、0 4、278 3、0 1 1、5 0、1991 0、5973 0、1469 100 3、057 4、0 1 2、0 0、1746 0、6984 0、1011 400 0、526 所以mmS955.12526.0057.3278. 4094. 5根据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)5 、5、7, 可得沉降计算如下 : nisiiiiioeeEzzPss1114MPaMPaEAAEsiiis4014.89400526. 02.520100057.32.520100278.42 .520100094. 52 .520)526.0057.3278.4094.5(2 .520取沉降经验系数40

32、.0。73. 1223ccbLBnn, 由5.34.04.1dSa,5.274.011dl,122ccBL,得: 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书059.00c,499.11c,380.72c, 145.0380.7) 173.1 (499.1173.1059.0)1(1210cncncbbe所以:mmS75.0955.12145.040. 0。(2) 12轴桩附加应力0cAGFpkPa4.4951.21

33、14.24. 294. 14 .24. 2201 .3846Z(m) )(kPacblbz)(0kPaPz0 234、0 1 0 0、250 123、8 1、2 249、0 1 0、5 0、232 114、9 2、4 264、0 1 1、0 0、175 86、7 3、6 276、0 1 1、5 0、122 60、4 3、8 281、5 1 1、58 0、113 55、9 在 Z=3、8m 处,2 .0198.05.2819 .55cz,所以本基础取 Z=3、8m 计算沉降量。Z (m)blbz平均附加应力系数i)(mZii11ziiizz)(MPaEsi)(4110iiiiiizzEPS0 1

34、 0 0、2500 0 - - - 1、2 1 0、5 0、2448 0、2938 0、2938 100 5、822 2、4 1 1、0 0、2252 0、5495 0、2557 100 5、670 3、6 1 1、5 0、1991 0、7168 0、1673 400 0、829 3、8 1 1、 58 0、1937 0、7361 0、0193 400 0、096 所以mmS417.12096.0829.0670.5822. 5MPaMPaEAAEsiiis4073.81400096.04 .495400829. 04 .495100670.54.495100822.54.495)096. 0

35、829. 0670.5822.5(4 .495取沉降经验系数40.0。2224ccbLBnn, 由5. 34. 04.1dSa,5.274. 011dl,14.24.2ccBL,得: 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 基础工程课程设计计算书059.00c,499.11c,380.72c, 172.0380.7) 12(499.112059.0) 1(1210cncncbbe所以:mmS85.0417.12172.040.0。根据规范表 5、5、4,最大沉降差允许值olS002.0maxmmSmmS22110000002.01.075.085.0max,满足要求。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 14 页 - - - - - - - - - -