桩基础课程设计计算.docx

基砒工卷课程设计任务书设计题目：合肥市一高层写字楼根底设计班级岩土方向2010级学生田祥学生201008141016指导教师王瑞芳武汉科技大学城市建设学院二O13年六月一 .设计题目：合肥市一高层写字楼根底设计二 .建设地点：合肥市.设计原始资料：1.地质、水文资料：根据工程地质勘测报告，拟建场地地势较为平坦，该场地地表以下土层分布情况如下:人工填土，平均厚度1m,土质不均，结构松散；粉质粘土，平均厚度3m,可塑状态，承载力特征值fak=136KN2,x=7.5kNm3fEs=ISMPafq5ik=68P0;粉质粘土夹粉砂，平均6m厚，地基承载力特征值为fQ180kPa,八=92卜附而,Ex=32MPa9qsik=S2kPa,qpk=1500ZP中风化砂岩，层厚大于7m,fnk=234kPa,1=2kNInv,Es=ASMPa,qsik=f2AkPafqpk=2600,不考虑地下水对建筑物根底的影响。2 .气象资料：全年主导风向为偏南风，夏季主导风向为东南风，冬季主导风向为北偏西风；常年降雨量为125Omm左右，根本风压为0.35kNm)3 .底层室内主要地坪标高为±0.000,相当于绝对标高23m。四.上部结构资料上部结构为15层的框架结构，地基根底设计等级为乙级；传至底层A,C轴线的柱下端的荷载为：上部框架结构由柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：A、C轴的框架柱：轴力号=(2300+2n)kN,弯矩M”(150+3n)kN;剪力/,=(50+2n)kNo其中，沿柱截面长边方向作用；n为学生学号最后两位数)；B轴的框架柱：轴力4二(3100+2n)kN,弯矩MJt=(260+3n)kN;剪力=(70+2n)kN°(其中,M沿柱截面长边方向作用；n为学生学号最后两位数；框架柱截面尺寸均为400/w/h×600mm。(3)承台底面埋深：d=2.0m;底层填充墙厚度为250mm,容重y=弘N/"/,墙高为3.2m;(4)所有柱剪力作用在承台顶而；剪力对基底产生弯矩方向与上部结构传来弯矩的方向一致；所有柱传给根底的弯矩方向一致。(5)根据地质资料及荷载的大小，以粉质粘土夹粉砂或中风化砂岩为桩尖持力层。(6)补充条件：RHQ=I5。KN五、设计内容及要求A.灌注桩(一)桩根底验算1 .桩顶荷载计算(参建筑桩基技术标准JGJ94-2008)2 .单桩承载力验算3 .桩端持力层承载力验算(二)桩身结构设计(参建筑桩基技术标准JGJ94-2008)1.桩身材料强度计算及选取2.桩身配筋率的选取及钢筋的直径及根数确实定、箍筋确实定。B.承台设计(参建筑桩基技术标准JGJ94-2008)1 .承台抗弯设计(出承台配筋成果图)2 .承台抗冲切设计3 .承台抗剪设计C.计算步骤(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；(3)持力层(软弱下卧层)承载力验算；(4)桩身结构设计及验算；(5)承台结构设计及验算；(6)桩及承台施工图设计：包括桩平面布置图、桩身配筋图、承台配筋图、节点详图、钢筋图和必要的施工说明；六、需提交的报告：1 .计算说明书2 .桩根底施工图,承台及根底梁布置在一张图上，桩定位图布置在另一张图上；还有大样图，含：根底梁、承台配筋、桩身配筋图建议图纸采用A3幅面，表达要清楚；计算说明书一律用A4幅面；装订顺序：封面(包含信息：根底工程课程设计，专业班级，学号，姓名，日期)，设计任务书，计算说明书，施工图(图纸折叠成A4大小七.设计参考资料混凝土结构(教材)高层建筑结构设计(教材)土力学与地基根底(教材)混凝土结构设计标准(GB50010-2001)建筑结构荷载标准(GB50009-2001)建筑地基根底设计标准(GB50007-2001)建筑桩基技术标准JGJ94-2008附：框架结构平面布置图桩根底课程设计计算书一、确定桩型、桩长和截面尺寸1、初步确定选用，灌注桩方桩C30,桩径40OmmX40Omm,选择风化砂岩为持力层，桩端进入持力层不小于1m。承台埋入h=2m,桩周长6m,截面积Ap=O.16病。2、确定单桩承载力特征值1)桩长：L=l+3+6-2=8m取桩长为10.5m2)确定单桩竖向极限承载力标准值Qllk=QpkAp+up,7l.=2600x0.4x0.4+1.6(2x68+6x82+124x2.5)=1917KN(二。%=958KN假定桩截面配筋率为0.9%Ra=J,A。+。.9&A,0.85x14.3x0.42+0.9x210x0.009x0.42=2217KN故取R,=909KN3)确定桩数和承台底面尺寸初选承台底面为2.4mx2.4m,桩中心距为3dG=2.4x2.4x20x2=230.4KNA、C轴:n=M+G%=1,ix(2332+230.4)/958=2.9故取3根桩采用边长为2.4m的正三角形承台B轴：=LIX(3132+230.4)/958=3.85故取4根桩采用边长为2.4m的正四边形承台二、桩基承载力验算承台及桩身混凝土强度等级均采用C30,桩身保护层厚度取45mm。1、桩基竖向承载力验算1）轴心受压时A、C轴：Qk=（Fk+Gk%=（2332+230.4）/3=810.7KN<K,B轴：Qk=+=（3132+230.4）/4=840.6KN<Ra满足要求2）偏心受压A、C轴：N=Fli+GkMv4-max+MuymaX二1.12W= 810.7 +(198 + 82*2)3*34*1.6=1089.4KN<1.2Ra=Io90.56KNB轴：N=Fk+GkMMXmax+MQmaX=1."X二8406+（308+1。2*2）*1.64*1.6=920.6KN<1.2a=1150KN满足要求2、水平力验算孔=150KNM=%=10%=22.5KN<Rha=15OKN满足要求3、持力层（软弱下卧层）验算不存在软弱下卧层，所以不进行验算。4、身结构验算前面已经验算，0.9%的配筋提供，足够保证。根据构造选择桩身钢筋：桩最小配筋率为08%,已假定截面配筋率为0.9%。As=Phb=O.009x400x400=1440mm2选西已422=152Omln25、桩基沉降验算由于桩中心距Sa=L6m,小于L6d,那么有-2.r-r»-F+G3132+230.4承台的底面压力：P=583.75KPaA5.76承台底面附加应力：PQ=P-yd=583.75-20*2=543.75KPa桩端处土的自重压力：h=Wy也=17.5*3+19.2*6+21*2=209.7KPa取Z=4.8m那么即有 =58.715点 298.46= 0.197 <0.2故满足要求计算深度为4.8mZtnlh%Aai%Zj-%ZjS,(MPa)ASj(Wn)0101.0000002110.9082.162.16218874.8120.69843.351.1183030故总沉降为S'=87+30=11Imm可知夕=0.63且可知SJd=4Ud=10/0.4=25LjBc=1查表可得：C0=0.063C1=1.596C2=11.118系数e=Q+/:=0.063+3二=0.1194"0C1-l)+C21.596*(2-1)*11.118最终沉降S=eS=0.63*0.1194*117=8.8/ww<200mm所以沉降满足要求。三、承台设计承台高=LOm，承台底钢筋混泥土保护层成厚度取50mm,桩插入承台50mm,承台有效高度900mmo混凝土强度等级为C30,取力=12ZJ,受力钢筋采用HRB335级钢筋，/=3O0m°承台偏心距：A左小M+HJi198+82*1lc2A、C轴：e=l-=广=115nun-F"Gk2332+2*20*2.42*4B轴:=122mnrM+302+102*1Fti+Gk_3132+2*20*2.42A、C轴：受弯设计单桩净反力桩基承台的弯矩设计值配筋A,0.9v 0.9*300*900487*IO6选用直径为16rn的钢筋12根A=2411.6W>181IW冲切验算由图可见C1=600G=572%=400a12=368底部桩:0.56 二 0.56 11+0.2064= 0.875顶部桩:A12+0.2 0.61满足要求B轴：受弯计算配筋：由于与M,相差不大，可按大值配筋又知%=0.9m那么选用直径为16mm的钢筋24根A=4826.4机/>392加2冲切验算柱边冲切冲切力：5=产一ZN=3132KN受冲切承台高度影响系数aax=b0=350>02%=180故取aox=x=A0=900冲跨比A,=4=i冲切系数ox=y=国幽-=0.7ox°、1+0.2=2*(0.7(0.5+1.5)+0.7(0.5+1.5)*0.98*1270*0.9=6272.7KN>耳=3132KN角柱冲切C1=C2=600mmax-«Or=900mmaly=afiy=900mm冲跨比4*=4t=1.y=oy=1冲切系数/1=/y=肆=0467柱下净反力NmaX=866KN=(0.467*(0.6+0.9/2)+0.467*(0.6+0.9/2)0.98*1270*0.9=1098.5KN>NmaX=866KN受剪承载力计算由于承台是规那么的正方形，故4=350mm,那么剪跨比)v=A)r=-=350/900=0.3894%那么承台系数=U=I.=1262+10.389÷1,由于是正方形承台，那么X方向截面和y方向截面上的下式相同满足要求。四、根底梁设计根底梁高为500mm根底梁上部平均荷载A、C轴:跨距取大值1=4.4m根底梁两端所受轴力：那么配筋为选用4根直径为20mm的钢筋所受弯矩为M=L/2=i9.4KNm12加配一根直径为14的钢筋在根底梁的两端及中间加配一根直径为14的钢筋¢201I1HM根底梁中间根底梁两端B轴：跨距1=4.4m根底梁两端所受轴力:那么配筋为选用4根直径为22mm的钢筋所受弯矩为M=LF=i9.4KNm12加配一根直径为14的钢筋在根底梁的两端及中间加配一根直径为14的钢筋22鼻的11D、¢22/根底梁两端根底梁中间轴：取竖向作用力最大值居=3132KN跨距l=8m那么根底梁两端所受轴力：那么配筋为选用4根直径为22mm的钢筋所受弯矩为M=-ql2=64.125KNm12加配2根直径为18的钢筋蚯2生18$22一?2Q22S8根底梁中间在根底梁的两端及中间加配2根直径为18的钢筋根底梁两端