基础工程课程设计模板.pdf
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1、目录1工程概况工程概况 11.1.工程名称.11.2 场地概况.11.3.设计任务.12工程地质条件工程地质条件.23设计计算内容设计计算内容.53.1.设计荷载.53.2.无筋扩展基础设计.63.2.1.确定基础埋深以及持力层的承载力.63.2.2.确定基底尺寸.63.3.3.承载力以及偏心距计算.73.2.4.地基变形验算.73.2.5.确定基础高度以及构造尺寸.73.3.扩展基础设计计算.83.3.1.确定基础埋深以及持力层的承载力.93.3.2.确定基底尺寸.93.3.3.承载力以及偏心距计算 93.3.4.地基变形验算 103.3.5.荷载计算 103.3.6.确定基础高度 113.
2、3.7.内力计算 113.3.8.抗弯钢筋的配置 123.3.9.施工简述 133.4.桩基础设计计算 143.4.1.确定桩端持力层和承台埋深 143.4.2.确定单桩竖向极限承载力标准值 Quk.153.4.3.初步估计所需桩数 n 153.4.4.进行桩位布置和确定承台尺寸 163.4.5.计算考虑群桩效应下的基桩竖向承载力设计值 R并验算桩数是否合适 163.4.6.求算桩顶荷载 173.4.7.基桩竖向抗压承载力验算 183.4.8.基桩水平承载力验算 183.4.9.承台抗冲切验算 183.4.10.承台斜截面受剪验算203.4.11.受弯计算203.4.12.抗弯钢筋配置213.
3、4.13.施工简述214参考文献.22土木工程专业基础工程课程设计1 1工程概况工程概况1.1.1.1.工程名称工程名称:某装配车间柱下基础设计1.2.1.2.场地概况场地概况:某装配车间采用单层钢筋混凝土排架承重结构,设计跨度24m,柱距 6m,车间内有 2 对 30 吨中级工作制桥式吊车。建筑平面图见图 2。规定室内地面标高为0.00,相当于黄海高程 455.00m,室外地面标高为-0.15m,柱顶标高为12.50m,轨顶标高为 9.80m。1.3.1.3.设计任务设计任务:1 号角柱柱下独立基础、扩展基础和桩基础设计。角柱 Z2:长宽=1000mm400mm;基础梁的横截面尺寸如图 1,
4、梁与柱之间的净距为 20mm,置于柱子外侧的基础顶面(浅基础)或承台(桩基础)上。2502520025300图 1基础梁的横截面尺寸示意图(单位:mm)1土木工程专业基础工程课程设计后侧后侧B B60006000600060006000600060001 12 23 34 4Q=30T(两台)900Z3Z3Z3Z31919240004200Z3Z3900Z2Z2A A1818500Z2Z2171716161515Z1Z1141413131212111150030001500150042000前侧前侧1 12 23 34 45 56 67 78 8图 2装配车间平面图(单位::mm)2 2工程地
5、质条件工程地质条件拟建工程为 XX 机械厂的装配车间,建筑场地位于该机械厂厂区内,厂房平面尺寸为 42m 24m,采用钢筋混凝土排架结构,结构的设计跨度为 24m,柱距为 6m。勘察工作按施工图设计阶段的要求进行。自 X 年 X 月 X 日开始,至 X 年X 月 X 日结束。共完成钻孔 6 个,并结合钻孔取原状土样 X 个进行了室内土工实验。2900090010104200注:Z1,Z2,Z3表注:Z1,Z2,Z3表示柱子的类型示柱子的类型Z3Z390020209 99000Z2Z2Z1Z15 56 67 7Z2Z28 8土木工程专业基础工程课程设计场地处地面平坦。据钻探揭露,各地层的情况如下
6、:第层:人工填土。分布于场地表面,以灰黑色粉土为主,伴有碎砖,炉渣等杂物的填土层。厚约 0.51.2m,结构疏松,土质不均,平均天然重度为17.1kN/m3。第层:粉质粘土。呈棕红色。除 1#孔外各孔均有,厚度 9.510.1m。硬塑可塑,土质较均匀。第层:粘土。呈黄黑色,各孔均可见到,没有钻透,据调查厚度在10m以上。土质均匀,可塑硬塑。场区地下水属潜水,初见水位在 2.53.1m深处,稳定水位在 2.93.9m深处。地下水补给来源为大气降水,水位随季节变化,无侵蚀性。根据钻探及室内土工实验的情况分析,第层杂填土不宜用作建筑物地基。建议把基础埋置在强度较高的第层粉质粘土或第层粘性土中。其地基
7、承载力标准值分别为:第层:fk=180kPa第层:fk=220kPa建议:建议:基础设计采用两种方案,即浅基础和桩基础。基础形式可采用柱下预制独立基础、柱下现浇独立基础、沉管灌注桩基础或预应力管桩基础。设计桩基时不宜采用大直径桩(如大直径灌注桩),而宜采用小直径桩(如预应力管桩)。在桩基础设计时,桩径或边长建议取值范围为 300400mm,即选择桩径(或边长)为 300mm、350mm、400mm 的圆桩(方桩)3土木工程专业基础工程课程设计钻探点布置见图 3,地质剖面见图 4,图 5,土工试验成果见表 2-1,地质柱状图略。后侧2#16.5m3#11.5m27.0m15.0m4#11.5m图
8、例钻孔位置4#11.5m钻孔编号钻孔深度地质剖面编号车间位置1#22.0m9.0m5#18.0m6#11.5m前侧33.0m图 3勘查点位置示意图2#3#454.508 轴线位置454.404#0.610.711.5454.801.00.510.610.4442.4011.5443.3016.5438.30图 42#3#4#勘查结果示意图4土木工程专业基础工程课程设计1#454.302#454.501.21.011.010.622.0432.3016.5438.00图 例3#钻孔编号厂房边线432.30绝对标高土层编号图 51#2#勘查结果示意图表2-12-1某机械厂装配车间土工试验结果汇总表
9、(4 4#)天然天然试样试样取样深度取样深度 土的分类土的分类含含编号编号/m/m2.602 孔-13.00粉质粘土 24.420.12.70.681 33.8121.3112.50.250.192515 6.22名称名称水量水量/%/%天然天然/kN/m/kN/m3 3天然天然隙比隙比压缩系压缩系数数/MPa/MPa-1-1重度重度比重比重孔孔液限液限塑限塑限/%/%/%/%塑性塑性液性指液性指指数指数数数内摩擦内摩擦粘聚力粘聚力角角/kPa/kPa3 3设计计算内容设计计算内容:3.1.3.1.设计荷载设计荷载基础梁上的荷重(包括基础梁自重)为:标准组合时为30kN/m,基本组合5土木工程
10、专业基础工程课程设计时为 40.5kN/m。各柱(标高-0.075m 处)的荷载设计值如下角柱 Z2:(横向计算)荷载组合编号:L21L22MK 380kNmFK1500kNH80kNKmM 5 5 0 k NF 2 2 0 0 k NH 125kN3.2.3.2.无筋扩展基础设计无筋扩展基础设计:基础荷载标准值:MK 380kN,FK1500kN,HK80kN3.2.1.3.2.1.确定基础埋深以及持力层的承载力确定基础埋深以及持力层的承载力。考虑到无筋扩展基础的高度通常较大,且有报告地质勘探报告第二土层粉质黏土层地基承载力较高,宜作为持力层。况且场区地下水属潜水,初见水位在 2.53.1m
11、 深处,稳定水位在 2.93.9m深处,基础埋深初拟为d 2.2m(室外地面)。考虑 4#钻孔的数据m17.11.019.9(2.21.0)18.63kN/m32.2因粉质黏性土e=0.6870.85,IL 0 0.85,查表得:b 0.3,d1.6深度修正:fa fakdm(d 0.5)1801.618.63(2.20.5)230.67kPa3.2.2.3.2.2.确定基底尺寸。确定基底尺寸。先按中心荷载计算,则6土木工程专业基础工程课程设计A1FK F1K150030(34.5)9.24m2faGH230.67202.2将基底面积扩大为A 1.2A11.29.24 11.09,基底尺寸拟为
12、bl 4.02.8 11.20m2。此外,由于基底最小边长为 2.8m,故前面由深度修正计算得到的fa不需要再进行宽度修正。3.2.3.3.2.3.承载力以及偏心距计算。承载力以及偏心距计算。竖向力:FKGK F1K15002.22.84.02030(34.5)2217.80kN弯矩:M1K 225(0.020.1250.5)145.13kN mMK 38080(2.20.150.075)145.13 416.87kN mpKFKGK F1K2217.80198.02kPa fa 230.67kPaA11.20FKGK F1KMK2217.80416.87 253.85kPa1AW11.202
13、2.84.061.2 fa1.2230.67 276.80kPapK max满足要求。偏心距:e 满足要求。由于第层:fak180kPa,厚度达到9.8m,而且第层:fak 220kPa,故可以不用对下卧层进行承载力验算。3.2.4.3.2.4.地基变形验算:地基变形验算:由于该建筑属一般工业建筑,在地基基础设计等级中属于丙级。由地基规范知,该地基在可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围。而MK416.87b4.0 0.19 0.67mFKGK F1K2217.80667土木工程专业基础工程课程设计且其地基承载力特征值大于 130kPa,所以可不进行地基变形验算。3.2.5.3.2.5.
14、确定基础高度以及构造尺寸。确定基础高度以及构造尺寸。若用 C15 混凝土,100kPapK198.02kPa200kPa,为满足基础构造要求,tan1:1.00,因此:在基础的 b 方向:H0b在 l 方向:bb04.01.0 2.0m2tan21/1.00l l02.80.4H0l1.2m2tan21/1.00H0 max H0b,H0l max 2.0,1.2 2.0m故可取H0 2.0m所以基础尺寸达 4.02.82.0,由于基础埋深为 2.2m 可知,基础顶面在地面以下 0.2m,故埋深满足要求。按构造要求做成 5 层台阶,具体尺寸如图 6 所示。图 6无筋扩展基础尺寸(单位:mm)8
15、土木工程专业基础工程课程设计3.3.3.3.扩展基础设计计算:扩展基础设计计算:基础荷载标准值:MK 380kN m,FK1500kN,HK80kN基础荷载基本组合值:M 550kN m,F 2200kN,H 125kN3.3.1.3.3.1.确定基础埋深以及持力层的承载力。确定基础埋深以及持力层的承载力。考虑到扩展基础的高度通常较无筋扩展基础的高度小,且有报告地质勘探报告第二土层粉质黏土层地基承载力较高,宜作为持力层。基础埋深拟为。d 1.8m(室外地面)考虑 4#钻孔的数据m17.11.019.9(1.81.0)18.34kN/m31.8因粉质黏性土 e=0.6870.85,IL 0 0.
16、85,查表得:b 0.3,d1.6,深度修正承载力特征值:fa fakdm(d 0.5)1801.618.34(1.80.5)218.15kPa3.3.2.3.3.2.确定基底尺寸。确定基底尺寸。先按中心荷载计算,则:A1Fk F1K1500225 9.47m2faGH218.15201.8将 基 地 面 积 扩 大 为A 1.2A11.29.47 11.36m2,基 底 尺 寸 拟 为bl 4.02.9 11.6m2。此外,由于基底最小尺寸为 2.9m,故前面计算得到的fa不需要进行宽度修正。3.3.3.3.3.3.承载力以及偏心距计算承载力以及偏心距计算竖向力:FKGK F1K15001.
17、84.02.920225 2142.6kN9土木工程专业基础工程课程设计弯矩:M1K 225(0.020.1250.5)145.13kN mMK 38080(1.80.150.075)145.13 384.87kN mA11.6F GK F1KMkpK maxKAW2142.6384.87 234.48kP 1.2 f 1.2218.15 261.78kPaaa111.622.94.06pKFKGK F1K2142.6184.71kPa fa 218.15kPa满足要求。偏心距:e 满足要求。由于第层:fak180kPa,厚度达到 9.8m,而且第层:fak 220kPa,故可不用对下卧层进行
18、承载力验算。3.3.4.3.3.4.地基变形验算:地基变形验算:有该建筑属一般工业建筑,在地基基础设计等级中属于丙级。、由地基规范知,该地基在可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围。而且其地基承载力特征值大于 130kPa,所以可不进行地基变形验算。故扩展基础底面积拟取 4.0m2.9m。3.3.5.3.3.5.荷载计算:荷载计算:竖向力:F F1 220040.57.5 2503.75kN弯矩:M1 40.57.5(0.020.1250.5)195.92kN mM 550125(1.80.150.075)195.92 588.46kN mMK384.87b4.0 0.18m 0.67m
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