桩基础知识课程教学设计计算Word格式.docx
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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1250mm左右,基本风压为0.35kN/m2。
3.底层室内主要地坪标高为士0.000,相当于绝对标高23m。
四.上部结构资料
(1)上部结构为15层的框架结构,地基基础设计等级为乙级;
(2)传至底层A,C轴线的柱下端的荷载为:
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:
A、C轴的框架柱:
轴力
=(2300+2n)kN,弯矩
=(150+3n)kN;
剪力
=(50+2n)kN。
(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:
=(3100+2n)kN,弯矩
=(260+3n)kN;
=(70+2n)kN。
框架柱截面尺寸均为
。
(3)承台底面埋深:
d=2.0m;
底层填充墙厚度为250mm,容重
,墙高为3.2m;
(4)所有柱剪力作用在承台顶面;
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;
所有柱传给基础的弯矩方向一致。
(5)根据地质资料及荷载的大小,以③粉质粘土夹粉砂或④中风化砂岩为桩尖
持力层。
(6)补充条件:
五、设计内容及要求
A.灌注桩
(一)桩基础验算
1.桩顶荷载计算(参《建筑桩基技术规范》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《建筑桩基技术规范》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的确定、箍筋的确定。
B.承台设计(参《建筑桩基技术规范》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.桩基础施工图,承台及基础梁布置在一张图上,桩定位图布置在另一张图上;
还有大样图,含:
基础梁、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:
《基础工程》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
1混凝土结构(教材)
2高层建筑结构设计(教材)
3土力学与地基基础(教材)
4混凝土结构设计规范(GB50010-2001)
5建筑结构荷载规范(GB50009-2001)
6建筑地基基础设计规范(GB50007-2001)
⑦《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
附:
框架结构平面布置图
桩基础课程设计计算书
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400mmx400mm,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
=1.6m,截面积
=0.16
2、确定单桩承载力特征值
1)桩长:
L=1+3+6-2=8m取桩长为10.5m
2)确定单桩竖向极限承载力标准值
=
+
=2600x0.4x0.4+1.6(2x68+6x82+124x2.5)
=1917KN
=958KN
假定桩截面配筋率为0.9%
+0.9
=0.85x14.3x
+0.9x210x0.009x
=2217KN
故取
=909KN
3)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3d
G=2.4x2.4x20x2=230.4KN
A、C轴:
n=
=1.1x(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:
n=
=1.1x(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
=(2332+230.4)/3=810.7KN<
=(3132+230.4)/4=840.6KN<
满足要求
2)偏心受压
=1089.4KN<
1.2
=1090.56KN
=840.6+
=920.6KN<
=1150KN
2、水平力验算
150KN
=150KN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0.8%,已假定截面配筋率为0.9%。
As=ρhb=0.009x400x400=1440mm2
选配4Φ22=1520mm2
5、桩基沉降验算
由于桩中心距
=1.6m,小于1.6d,则有
承台的底面压力:
承台底面附加应力:
桩端处土的自重压力:
取Z=4.8m则
即有
故满足要求
计算深度为4.8m
1
0
1.00
2
0.908
2.16
2.162
18
87
4.8
2
0.6984
3.35
1.118
30
故总沉降为
可知
且可知
查表可得:
系数
最终沉降
所以沉降满足要求。
3、承台设计
承台高
,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900mm。
混凝土强度等级为C30,取
,受力钢筋采用HRB335级钢筋,
承台偏心距:
A、C轴:
受弯设计单桩净反力
桩基承台的弯矩设计值
配筋
选用直径为16mm的钢筋12根
2411.6
1811
冲切验算
由图可见
600
572
400
368
底部桩:
顶部桩:
满足要求
B轴:
受弯计算
配筋:
由于
与
相差不大,可按大值
又知
0.9m则
选用直径为16mm的钢筋24根
4826.4
3921
柱边冲切
冲切力:
=3132KN
受冲切承台高度影响系数
故取
冲跨比
冲切系数
=2*(0.7(0.5+1.5)+0.7(0.5+1.5))*0.98*1270*0.9=6272.7KN
角柱冲切
600mm
900mm
900mm
柱下净反力
=(0.467*(0.6+0.9/2)+0.467*(0.6+0.9/2))0.98*1270*0.9
=1098.5KN>
受剪承载力计算
由于承台是规则的正方形,故
350mm,则
剪跨比
350/900=0.389
则承台系数
由于是正方形承台,则X方向截面和y方向截面上的下式相同
满足要求。
4、基础梁设计
基础梁高为500mm
基础梁上部平均荷载
跨距取大值l=4.4m
基础梁两端所受轴力:
则配筋为
选用4根直径为20mm的钢筋
所受弯矩为
19.4KNm
加配一根直径为14的钢筋
在基础梁的两端及中间加配一根直径为14的钢筋
基础梁两端
基础梁中间
跨距l=4.4m
选用4根直径为22mm的钢筋
基础梁两端
轴:
取竖向作用力最大值
跨距l=8m
则
64.125KNm
加配2根直径为18的钢筋
在基础梁的两端及中间加配2根直径为18的钢筋