桩基础课程设计计算书.docx

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1、地基基础课程设计学生姓名：单兴孙学号：201005024312指导教师：赵少飞所在学院：建筑工程学院专业：土木工程专业2013年09月地基基础课程设计任务书(预制桩基础)一土木B103一、工程概况燕郊某机械厂车间，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500X100Omm。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建筑场地地质条件编号土层名称土层厚度(m)kNm3W(%)HrWP区kPaCkPaaI杂填土1.018.734.10.9436.921.139001715II淤泥质粘土1L61750.31.4243.222.6300

2、0710III灰色粘土3.718.938.21.038.218.448001218.6IV亚粘土2.718*730.00.9036.620.060003612V粉质粘土40.019.626.70.7832.717.770001828.5注：地下水位在天然地面下2.5米处表B上部结构传来荷载学号柱底荷载设计值(MM,V)(kN,kNm.kN)学号柱底荷载设计值(MM,V)(kN,kNmkN)学号柱底荷载设计值(MM,V)(kN,kNm,kN)12547,187,58243321,197,72473430,189,5022977,279,109254076,231,90484490,176,563

3、3975,238,82263276,212,96492580,106,8943121,197,62274152,125,102502320,178,5454176,231,80283643,203,98513620,80,6764276,112,86292678,138,80522200,86,6273352,125,62303956,231,110534064,95,8884043,203,81312832,120,62542438,156,9093678,138,70323368,123,72552498,220,56102956,231,80333405,85,50562080,110,

4、79112421,104,30343982,89,60572169,75,102123678,98,70353835,128,78582280,63,84133261,134,68362862,217,62592500,103,80143352,134,68373354,226,72603520,139,56153206,127,66383433,155,50612280,189,67163276,112,86393948,159,60625120,88,63173852,225,62403825,214,78635300,198,82183943,203,81414438,85,506452

5、68,140,60193678,118,88424950,82,68653087,85,47203956,281,80435417,85,60213847,187,78444430,155,50223577,279,89454983,140,50234075,248,62465411,160,53注：1、荷载作用于基础顶面，普矩作用于跨度方向: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

6、详图及必要的施工说明等：（Al图纸594m841mm）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。目录错误!未定义书签。1设计资料2选择桩端持力层、承台埋深错误!未定义书签.3确定单桩极限承载力标准值24确定桩数和承台尺寸35桩顶作用效用验算36桩基础沉降验算46.1求基底压力和基底附加压力46.2确定沉降

7、计算深度46.3沉降计算46.4确定沉降经验系数67桩身结构设计计算68承台设计计算88.1承台受冲切承载力验算88.2承台受剪切承载力验算983承台受弯承载力验算108.4承台局部受压验算10参考文献12桩基础课程设计计算书1.设计资料由上结构传至桩基的最大荷载设计值为：N=2956kN,M=231kNm,V=80kN表A建筑场地地质条件土层名称土层厚度(m)ykNm3W(%)eWLWPEskPaCkPa审。1杂填土Lo1&734.109436.92139001715II淤泥质粘土11,617.150.31.4243.222.63000710III灰色粘土3.718.938.21.038.2

8、18.448001218.6IV亚粘土2.718.730.00.9036.620.060003612V粉质粘土40.019.626.70.7832.717.770001828.5注：地下水位在天然地面下2.5米处1选择桩端持力层、承台埋深根据表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40OmmX40Omm,桩尖进入粉质粘土层为2m。fit身材料：混凝土，C30级，A=I4.3N/nn；钢筋，二级钢筋，v=v=300Nzwn承台用C20及混凝土，力=9.6N/，”/；f=iNImm,承台底面埋深d=2.Om.3.确定单桩极限承载力标准值根据地基基础规范

9、经验公式Quk=Q.k+Qia=utiqsikli+*p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，*=22-3OkPa,取必“=23.14kPa.灰色粘土层，乙=1.00时，j2t=40-55kPa,=42.14kPa0亚粘土层，Il=0.60时，qsyk=55-70kPa,取夕通=57.14kPa粉质粘土层，4=0.60时，0=55-7OkPa,取匕秋=5714kPa桩的极限端阻力标准值，可按查表8.7取值：粉质粘土层，t=0.60(可塑)，混凝土预制桩桩长20m,取q*=1900-2800kPa,取q*=2028.57kPaQ“*=QM+Qm=uf,%*4+秋4=4

10、0.4(23.1410.6+42.143.7+57.142.7+57.142)+2028.570.42=1396.19JtJV单桩竖向承载力特征值：凡=Qs/K=1396.19/2=698.IOZN水平承载力特征值：(X。”一般取IOmm)mb E1E = O.85EcoWobokf(d +1)d Inz由于混凝土预制桩桩型为方形，故0取1.0b(L5d + 0.5)d lmm地基土横向抗力系数的比例系数24.5,取2.5Vo.桩顶水平位移系数，ah=0.5720=11.44 取 ah=4,则 Vo =O.94O0.750.5730.85x2.551070.2130.01 = 68.22AN4

11、.确定桩数和承台尺寸N M 2273 %98J0 = 3257 取 E 根桩距s 4d = 40.4 = 1.6m，取 s=1.8m。承台尺寸 a=b=220.4 + 1.8 = 2.6m ,承台高取 0.8m。确定承台平面尺寸及桩的排列如下图所示。5.桩顶作用效用验算单桩所受的平均作用力(取承台及其上的土的平均重度几=204N/):上包=227385+26x26*20x(2+030)=20.r=698WN出4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Hk=“%=615%=15.385kN效应的基桩水平承载力。6.桩基础沉降验算6.1求基底压力和基底附

12、加压力基底压力：P=g=空里=38237*P42.6基底附加压力：E)=P-rd=382.37-19.66264kPa=0.2MMPa6.2确定沉降计算深度因不存在相邻荷载影响，故:Zn=b(2.5-0.4In勿=2.6(2.5-0.4ln2.6)=5.5m取ZJI=6.0m6.3沉降计算表B计算桩基础最终沉降量点号Zi1/bz/ba(ZtatZiazra；生J皿15.41.04.2042922317.682317.680.03888.0726.01.0460.40)02400.0082.320.0383.13桩尖以下6m处附加应力：/2=0.40264=105.6kPa自重应力娱=20X21

13、.3+19.6x6=543.6kPa计算到桩尖一下6m即可。由于g三M0.2c三26.4确定沉降经验系数等效沉降系数：匕=C生= 0.31 + C1 (Hi-I) +C32-11.979(2-1) + 19.9670.356桩基沉降经验系数：=065(查桩基规范5.5.11)桩基沉降为：S=-es=,ePoZit-l1=0.65X0.356(88.07+3.13)=21.10p=0.87%pmn=0.8%,其他构造钢筋4x360见施工图，桩的吊装图如图3所示。4140L桩身强度：(cfAp+94)=1.0(0.8514.34X400+0.93001256)=2283.92ANR上段桩吊点位置：

14、距桩端0.207/=0.20720=4.14机处卜段桩吊点位置：距桩端0.207/=0.207X20=4.14，处箍筋采用08200,在桩顶和桩尖应适当加密，具体见桩身结构施工图。桩尖长1Ab=1.50.4=0.6/77取0.6加，桩顶设置三层0850钢筋网，层距50，7九8承台设计计算承台高0.8m,桩顶伸入承台50mm,钢筋的保护层取35mm,则承台有效高度:h0=0.8-0.050-0.035=0.715m=715。8.1承台受冲切承载力验算&1.柱边冲切有公式可求得冲垮比2与冲切系数A：% = 0.2% - 0.715=0.2800.840.844it +0.2 0.280 + 0.2

15、0.450.715OO840.629,%=-=:=1.013f%+0.20.629+0.2因h=8OOmm1故可取自?=1.0。21Au也+%)+Av(九+4)%=21.750(0.5+0.45)+1.013(1.0+0.2)1.01100x0.715=4527.25%NF=2273.85x1.35=3069.7OkN(满足)6.1.2角柱向上冲切从柱角内边缘至承台外边缘距离G=G=O.6OO7,aIx=ClGr4*=A0a1LT1t,-atfy,iy-fty0.560.56 +0.2 - 0.280+0.2= 1.167,取0.560.629 + 0.20.676缘(q+4J2)+纵(G+q

16、,/2)lfth0=1.167(0.600+0.45/2)+0.676(0.600+0.22)1.011000.715=1129.39ZN1.35NmaX=957.46AN(满足)6.2承台受剪承载力计算剪跨比与以上冲垮比相同，故乙=乙=0629,Q=-LH=空=1.074+1.00.629+1.0因hn=715mm1.35X2Vna=1914.92&N(满足)。6.3承台受弯承载力计算也=ZMk=2x646.20x1.35x0.65=1134.08ANm=5874.54mm?MX1134.08x106O.9vo0.9300715选用18力20,4=5656三i2,沿平行于y轴方向均匀布置。M,=YNx=2X709.231.350.4=165.97kNwA=3967.732My765.97IO6O.9vo0.9300715选用1618,=4O72z三z2,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