地基基础课程设计。
学生姓名:王少冬。
学号:20084023210
指导教师:张兆强。
所在学院:工程学院。
专业:土木工程。
中国·大庆。
2011 年 10 月。
地基基础课程设计任务书。
预制桩基础)--土木08-2
一、工程概况。
哈尔滨某机械厂车间,为单层单跨排架结构,跨度18米,柱距6米,纵向总长度72m,室内外地面高差0.30米。柱截面500×1000mm。
建筑场地地质条件见表a,作用于基础顶面的荷载见表b。
表a 建筑场地地质条件。
注:地下水位在天然地面下2.5米处。
表b 上部结构传来荷载。
注:1、荷载作用于基础顶面,弯矩作用于跨度方向;
2、表中给出的是荷载设计值,如需用到荷载标准值,直接把设计值除以1.3即可。
二、题目分配。
按学号选择表b中相应的荷载,全班地质条件均相同(表a)。
三、设计要求。
1、设计桩基础(包括桩、承台设计、群桩基础计算等);
2、绘制施工图,包括基础平面布置图、承台和桩身详图及必要的施工说明等;(a1图纸594mm×841mm)。
3、计算书内容应详尽,数据准确,排版规范(按附件的排版规范执行)。图纸应符合制图规范相关要求,表达完整、准确。
参考设计步骤:1、确定桩的类型、长度(包括确定桩端持力层)、截面尺寸,初步选择承台底面标高(要考虑预制桩的要求);2、按经验公式确定单桩承载力;3、确定桩数及布置;4、群桩基础计算;5、桩身设计;6、承台设计;7、绘制施工图。
由上结构传至桩基的最大荷载设计值为:n=2956kn,m=231 kn·m,v=80kn
表a 建筑场地地质条件。
注:地下水位在天然地面下2.5米处。
根据表a地质条件,以粉质粘土层为桩尖持力层,采用预制混凝土方桩,桩长l=20m,截面尺寸为400mm400mm,桩尖进入粉质粘土层为2m。桩身材料:混凝土,c30级, =14.
3;钢筋,二级钢筋, =300。承台用c20及混凝土, =9.6; =1.
10,承台底面埋深d=2.0m。
根据地基基础规范经验公式
桩侧土的极限侧阻力标准值(kpa)按表8.6取值得:
淤泥质粘土层, =22-30kpa,取=23.14kpa.
灰色粘土层, 时, =40-55kpa,取=42.14kpa。
亚粘土层, 时, =55-70kpa,取=57.14kpa。
粉质粘土层, 时, =55-70kpa,取=57.14kpa。
桩的极限端阻力标准值,可按查表8.7取值:
粉质粘土层,(可塑),混凝土预制桩桩长20m,取=1900-2800kpa,取=2028.57 kpa
单桩竖向承载力特征值。
水平承载力特征值:
一般取10mm)
b由于混凝土预制桩桩型为方形,故取1.0
m地基土横向抗力系数的比例系数2~4.5,取2.5
桩顶水平位移系数,ah=0.57×20=11.4>4取ah=4,则=0.940
则。取n=4根。
桩距, 取s=1.8m。
承台尺寸 a=b=2,承台高取0.8m。
确定承台平面尺寸及桩的排列如下图所示。
单桩所受的平均作用力(取承台及其上的土的平均重度):
单桩所受的最大作用力:
基桩水平力设计值。
远小于rha=68.22kn故无须验算考虑群桩效应的基桩水平承载力。
6.1 求基底压力和基底附加压力。
基底压力:
基底附加压力: =382.37-19.66264
6.2 确定沉降计算深度。
因不存在相邻荷载影响,故:
取= 6.0m
6.3 沉降计算
表b 计算桩基础最终沉降量。
桩尖以下6m处附加应力: =105.6kpa
自重应力kpa
由于计算到桩尖一下6m即可。
6.4 确定沉降经验系数。
等效沉降系数:
桩基沉降经验系数:(查桩基规范5.5.11)
桩基沉降为:
<120mm
满足规范要求。
两段桩长为和,采用双点吊立的强度计算进行桩身配筋设计。吊点位置在。
距桩顶、桩端平面处,起吊时桩身最大正负弯矩,其,,为每延米桩的自重,故:
桩身截面有效高度。
查《混凝土结构设计规范》()附表得,桩身受拉主筋配筋量:
为便于配筋,上下两段桩都采用相同的配筋,选用220(),因此整个截面的主筋为420(1256),其配筋率5%>,其他构造钢筋见施工图,桩的吊装图如图3所示。
图3 桩的吊装图。
桩身强度:上段桩吊点位置:距桩端处。
下段桩吊点位置:距桩端处。
箍筋采用8@200,在桩顶和桩尖应适当加密,具体见桩身结构施工图。桩尖长,取,桩顶设置三层8@50钢筋网,层距。
承台高0.8m,桩顶伸入承台50mm,钢筋的保护层取35mm,则承台有效高度: 。
有公式可求得冲垮比与冲切系数:,
因h=800mm,故可取。
f=2273.85x1.35=3069.70kn(满足)
从柱角内边缘至承台外边缘距离,剪跨比与以上冲垮比相同,故,
因。满足)。
选用,,沿平行于y轴方向均匀布置。
选用,,沿平行x轴方向均匀布置。
参考文献。1】 张忠苗.桩基工程.中国建筑工业出版社。
2】 沈蒲生.建筑工程课程设计指南.高等教育出版社。
3】 赵明华.土力学与基础工程.武汉理工大学出版社。
4】 众智软件.《建筑桩基技术规范》和《建筑地基基础设计规范》
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