基础工程课程设计

目录

1 .课程设计任务书.... 1

1.1 课程设计基本要求... 1

1.2.1 课程设计目的... 1

1.1.1 参考规范... 2

1.2 课程设计资料... 2

1.2.1工程设计概况... 2

1.2.2荷载情况... 2

1.2.3工程地质资料... 2

1.3设计内容及要求... 4

1.4设计成果及提交... 5

1. 5 建议的设计步骤及涵盖内容... 5

1.6参考文献... 5

2 .计算说明书.... 5

2.1  选择持力层并确定桩的断面尺寸和长度... 5

2.2确定桩基础承载力R.. 6

2.2.1确定单桩竖向承载力标准值....... 6

2.2.2确定基桩竖向承载力设计值...... 6

2.2.3不考虑承台效应基桩承载力...... 6

2.3确定桩基数n.. 7

2.4桩的平面布置... 7

2.5基桩承载力验算... 7

2.6软弱下卧层验算... 8

2.7承台计算... 9

2.7.1承台受弯计算... 10

2.7.2承台冲切计算... 11

2.7.3承台受剪计算... 13

1 .课程设计任务书

1.1 课程设计基本要求

1.2.1 课程设计目的

桩基础课程设计是本课程完成教学环节的重要一步，通过课程设计进一步巩固并加深所学基础理论知识，提高设计能力以及熟悉《建筑桩基技术规范》、《建筑地基基础设计规范》以及《混凝土结构设计规范》等

1.1.1 参考规范

在复习本学期课程理论知识后，收集并阅读相关设计规范和参考书后进行本课程设计任务。要求采用《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008进行设计。

1.2 课程设计资料

1.2.1工程设计概况

某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼，其场地位于临街地块居中部位，无其它邻近建筑物，地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标见工程地质资料。试设计柱下独立承台桩基础。

（1）建筑桩基的设计等级为丙级；

（2）柱的截面尺寸为：800mm×600mm；

（3）根据地质资料以及上部荷载情况，自行选择桩型、桩径和桩长；

（4）桩的类型：预制桩或者灌注桩（自行斟酌设定）；

（5）方案要求尽量先选择以粉土为持力层，若不满足要求，再行选择卵石或岩石层作为持力层，并作简要对比说明。其中粉土与淤泥质土的弹性模量之比取3。

1.2.2荷载情况

已知上部框架结构由柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：轴力F=(4000-10n)kN，弯矩Mx=(200+2n)kN·m，My=(400-n)kN。（其中，Mx、My分别为沿柱截面短边和长边方向作用；n为学生学号最后两位数）。

1.2.3工程地质资料

建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分为5层，地质剖面与桩基计算指标见表1，勘察期间测得地下水水位埋深为2.2m。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。

表1 地质剖面与桩基计算指标

1.3设计内容及要求

（1）确定单桩竖向承载力特征值；

（2）确定桩数，桩的平面布置，承台平面尺寸，单桩承载力验算；若必要，进行软弱下卧层承载力验算；

（3）承台结构设计及验算；

（4）桩及承台施工图设计：包括桩平面布置图、承台配筋图、节点详图、钢筋图、钢筋表和必要的施工说明；

1.4设计成果及提交

（1）计算说明书：计算说明书一律用A4幅面；装订顺序：封面（须注明：《基础工程》课程设计，专业班级，学号，姓名，日期），目录、设计任务书，计算说明书；

（2）桩基础施工图：包括桩平面布置图、承台配筋图等。

1.5 建议的设计步骤及涵盖内容

（1）列出设计资料（包括上部结构资料、建筑场地资料）；

（2）选择桩型、桩端持力层和承台埋深；

（3）确定所选单桩承载力标准值；

（4）确定桩数和承载底面尺寸；

（5）确定群桩竖向承载力设计值；

（6）桩基承载力验算；

（7）承台设计（包括柱对承台以及角桩对承台的冲切计算、承台斜截面抗剪验算及承台配筋等）。

1.6参考文献

（1）建筑桩基技术规范，JGJ 94-2008.

（2）建筑地基基础设计规范，GB50007-2002.

（3）混凝土结构设计规范，GB50010-2002

2 .计算说明书 

2.1  选择持力层并确定桩的断面尺寸和长度

    采用截面为500×500的预制钢筋混凝土方桩，混凝土强度等级C30，采用HRB335级钢筋。根据地质状况，以第三层粉土为桩尖持力层。桩尖进入持力层1.5m（>2d=600m）,初步确定承台尺寸为2.0m×3.0m，承台埋深2.0m，承台高度H=1.5m.故桩长为1.0+9.5+1.5=12m.

桩身位置图

2.2确定桩基础承载力R

2.2.1确定单桩竖向承载力标准值

已知u=4×500=2000mm=2.0m，=500×500=250000=0.25,

=2.0×(1.0×60+9.5×14+1.5×55)+1800×0.25=1001kN

2.2.2确定基桩竖向承载力设计值

2.2.3不考虑承台效应基桩承载力

2.3确定桩基数n

学号为40，故F=3600kN，弯矩Mx=280kN·m，My=360kN

桩基承台和承台以上土自重设计值为:

G=2.0×3.0×2.0×20=240kN

初估桩数n为

根

取桩数n=9根。

2.4桩的平面布置

    取，按规范要求（≥3d）,承台尺寸为4000mm×4000mm.

基桩布置图

2.5基桩承载力验算

桩基承台和承台以上土自重设计值为

G=4.0×4.0×2.0×20=640 KN

 

故桩基承载力满足要求。

2.6软弱下卧层验算

当桩基平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时，应按下列规定验算软弱下卧层的承载力。

对于桩距的群桩基础，按下列公式验算：

已知地面至软弱下卧层顶面厚度为17m,所以，取。则：

因此，（满足要求）

2.7承台计算

基桩布置及定位

承台底钢筋混凝土保护层厚度取10cm，混凝土强度等级为C30，采用HRB335级钢筋。各桩净反力计算如下：

a桩：

b桩：

c桩：

d桩：

e桩：

f桩：

g桩：

h桩：

i桩：

       2.7.1承台受弯计算

对于Ⅰ-Ⅰ截面：

  

对于Ⅰ’-Ⅰ’截面：

 

所以 

钢筋抗拉强度设计值fy=300N/mm，承台有效高度h0=1400mm，则

对于Ⅱ-Ⅱ截面：

  

对于Ⅱ’-Ⅱ’截面：

  

所以 

沿承台Ⅰ-Ⅰ截面配筋，配实配；

沿承台Ⅱ’-Ⅱ’截面配筋，配实配；

柱下独立基础桩基承台配筋示意图

2.7.2承台冲切计算

承台角桩冲切验算

柱对承台的冲切，按下式计算：

其中，          

，

，

，

因 H=1.500m 所以。

故满足要求。

桩对承台的冲切（角桩冲切），按下式计算：

其中，          

，

因 h=1.500m 所以

故满足要求。

2.7.3承台受剪计算

承台斜截面受剪承载力按下式计算：    

其中                  

对于Ⅰ-Ⅰ截面：    

，

对于Ⅰ’-Ⅰ’截面:    

，

对于Ⅱ-Ⅱ截面：   

，

对于Ⅱ’-Ⅱ’截面：     

，

所以，斜截面受剪承载力满足要求。

相关推荐

专栏推荐