安徽理工大学基础工程课程设计报告书文档格式.docx

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（4）承台结构设计及验算；

（5）桩及承台施工图设计（桩平面布置图、桩身配筋图、承台配筋图、节点详图、钢筋图、钢筋表）

工作量

（1）设计说明不少于5000字；

（2）桩基础施工图（A3幅，不少于2幅）

工作

计划

（1）查找资料2天；

（2）课程设计4天；

（3）检查、上交1天。

参考

资料

（1）GB50007-2011.建筑地基基础设计规[S].

（2）JGJ94-2008建筑桩基技术规[S].

（3）昌辉,时红莲编著.基础工程学[M].:

中国地质大学,2005.

（4）大鹏,尤晓暐主编.基础工程[M].北京:

清华大学,2005.

（5）明华.基础工程[M].北京:

高等教育,2003.

（6）朱炳寅,娄宇,琦编著.建筑地基基础设计方法及实例分析[M].北京:

中国建筑工业,2007.

（7）希哲.土力学地基基础[M].北京:

清华大学,2004.

（8）王广月,王盛桂,付志前编著.地基基础工程[M].北京:

水利水电,2006.

（9）曾巧玲,崔余江,文化等主编.基础工程[M].北京:

清华大学,2007.

（10）金喜平,邓庆阳主编.基础工程[M].北京:

机械工业,2006.

指导教师签字

教研室主任签字

学号：

专业班级：

课程设计题目：

指导教师评语：

成绩：

年月日

理工大学课程设计（论文）成绩评定表

设计题目：

柱下钢筋混凝土桩基础

1课程设计基本要求

1.1课程设计目的

利用所学基础工程课程的理论知识，能够独立完成一个较完整的基础设计与计算过程，从而加深对所学理论的理解与应用。

1.2课程设计建议

在复习本学期课程理论知识后，收集并阅读相关设计规和参考书后进行本课程设计任务。

2课程设计资料

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）地基基础设计等级为乙级；

（2）柱的截面尺寸为：

450mm×

600mm；

（3）承台底面埋深：

d=2.0m（也可自行按规要求选定），不考虑承台效应；

（4）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；

（5）桩的类型：

灌注桩；

（7）方案要求尽量先选择以粉质粘土为持力层，若不满足要求，再行选择卵石或岩石层作为持力层。

2.2荷载情况

（1）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Fk=（8400-50n）kN，弯矩Mxk=80kN·

m，Myk=750kN·

m。

（其中，Mx、My分别为沿柱截面短边和长边方向作用的弯矩；

n为学生序号）。

（任务分配：

2011级土木7班1-10序号学生）

（2）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Fk=8400kN，弯矩Mxk=（80+5（n-10））kN·

m，Myk=760kN·

2011级土木7班11-20序号学生）

（3）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Fk=8300kN，弯矩Mxk=80kN·

m，Myk=（760-5（n-20））kN·

2011级土木7班21-30序号学生）

（4）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Fk=（8400-5n）kN，弯矩Mxk=（80+5（n-30））kN·

2011级土木7班31~36序号学生）

具体分配数据见附录一

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附录二，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。

2.4设计容及要求

确定桩数，桩的平面布置，承台平面尺寸，单桩承载力验算；

（2）桩身结构设计及验算；

承台结构设计及验算；

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、钢筋表；

（3）桩基础施工图：

建议图纸采用A3幅面，表达要清楚，施工图（图纸折叠成A4大小）

2.5建议的设计步骤及涵盖容

（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）确定单桩承载力特征值；

（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）桩基中单桩荷载验算；

（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

基桩所受的平均竖向作用力为：

N=（F+G）/n=（8400+20×

4×

2）/4=2260<

R=2440.7KN

桩基中基桩最大桩顶力为：

2#、4#桩：

Nmax=（F+G）/4+Myxmax/∑xi2+Mxymax/∑yi2

=2260+760/4+115/4=2478.75KN<

1.2R=2928.84KN

桩基中基桩最小桩顶力为：

1#、3#桩：

Nmin=（F+G）/4-Myxmax/∑xi2-Mxymax/∑yi2

=2260-760×

1/4-115/4=2041.25KN>

故复合基桩竖向承载力满足要求。

5承台设计与验算

5.1承台抗冲切验算

取承台厚度为1.4m，近似取承台地面钢筋混凝土保护层厚度为100mm，则承台冲切破坏锥体的有效高度h0=1.3m。

如图所示

1）.柱对承台的冲切验算。

对于柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力验算：

F1≤2[βox（bc+aoy）+

βoy（hc+aox）]βhpftho

式中：

aox=0.4m,aoy=0.475m,bc=0.6m,hc=0.450

λox=aox/ho=0.4/1.3=0.308

λoy=aoy/ho=0.475/1.3=0.365

βox=0.56/（

λox+0.2）=0.56/（0.308+0.2）=1.102

βoy=0.56/（λoy一+0.2）=0.56/（0.365+0.2）=0.991

承台选用C40混凝土，ft=1710kpa。

根据《建筑桩基技术规》（JGJ94—2008）规定：

当h<

800mm时,取λhp=1.0；

h

≥2000mm时，取λhp=0.9，其间按线性插法取值。

则当h=1400mm时，λhp=0.95。

2[

βox（bc+aoy）+

βoy（hc+aox）]

βhpftho=2×

[1.102×

（0.6+0.475）+0.991×

（0.45+0.4）]×

0.95×

1710×

1.3=8561.44KN

本题中F1=F—∑Qi=8400-0=8400KN＜8561.44KN,故承台受柱冲切承载力满足要求。

5.2角桩冲切验算

N1≤[β1x（c2+a1y/2）+

β1y（c1+a1x/2）]βhpftho

其中，从角桩边缘至承台外边缘的距离c1=1.3m,c2=1.3,a1y=a1x=0.32。

λ1x=a1x/ho=0.32/1.0=0.32

λ1y=a1y/ho=0.32/1.0=0.32

β1x=β1y=0.56/（0.32+0.2）=1.

[β1x（c2+a1y/2）+β1y（c1+a1x/2）]βhpftho=[1.×

（1.3+0.32/2）+1.×

（1.3+0.327/2）]×

1.0=5108.8KN

又因基桩的净反力最大值、最小值为：

Nmax=F/4+Myxmax/∑xi2+Mxymax/∑yi2

=8400/4+760×

1/4+115/4=2318.75KN

Nmin=F/4-Myxmax/∑xi2-Mxymax/∑yi2

=8400/4-760×

1/4-115/4=1881.25KN

取N1=Nmax=2318.75KN＜5108.8KN，故承台受角桩冲切承载力满足要求。

5.3承台受剪计算

按此验证公式V

≤βhsαftboho进行承台的受剪验证。

计算过程如下：

ax=0.4,ay=0.475,

λx=ax/ho=0.4/1.3=0.308

λy=aoy/ho=0.365

αx=1.75/（λx+1）=1.75/（1+0.308）=1.338

αy=1.75/（λy+1）=1.75/（1+0.365）=1.282

因0.25<

λx,λy<

3，故βhs=（800/ho）0.25=（800/1300）0.25=0.886

bxo=[1-0.5h1/ho（1-bx2/bx1）]=[1-0.5×

0.3/1.3×

（1-600/4000）]×

4=3.590m

byo=[1-0.5h1/ho（1-by2/by1）]=[1-0.5×

（1-450/4000）]×

4=3.608m

由以上的计算结果知

X方向：

βhsαx

ftboho=0.886×

1.338×

1.3×

3.590=9460.7KN

Y方向：

βhsαyftboho=0.886×

1.282×

3.608=9110.2KN

图3柱下独立矩形承台抗剪验算

由上图可知

危险界面A-A’左侧共有2#，4#两根基柱，且均为Nmax，故有：

V=2×

2318.75=4637.5KN＜（9460.7,9110.2）min=9110.2KN

故承台受剪承载力满足要求。

5.4承台受弯计算

2#

1#

3#

4#

A

A’

B

B’

根据前面的计算可知：

图4柱下独立矩形承台抗弯验算

1#，3#桩：

N1=N3=Nmin=1881.25KN

2#，4#桩：

N2=N4=Nmax=2318.75KN

各桩对A-A’、B-B’截面的弯矩为：

MA-A’=∑Nixi=2318.75×

2×

1=4637.5KN

MB-B’=∑Niyi=（1881.25+2318.75）×

1=4200KN

承台的有效高度ho=1300mm，承台的有效计算宽度bxo=3.590m,byo=3.608m；

配筋选用HRB335级钢筋，fy=300N/mm2

AsA-A’=MA-A’/0.9fyho=4637.5×

106/（0.9×

300×

1300）=13212.3mm2

故沿着x轴方向选用35Φ22，钢筋间距100mm，则实用钢筋面积为13304.6mm2。

验算最小配筋率：

Wx=13304.6/（3590×

1300）=0.285%＞Wmin=0.15%

沿着y轴方向的钢筋面积：

AsB-B’=MB-