课程设计某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼.docx
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课程设计某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼
土木建筑学院
课程设计说明书
题目:
专业班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
年月日
安徽理工大学课程设计（论文）任务书
岩土与地下工程系系岩土工程教研室
学号
学生姓名
专业（班级）
设计题目
设计
技术
参数
资料另附。
设计
要求
（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）桩身结构设计及验算；（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范[S].
（2）JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].
（3）刘昌辉,时红莲编著.基础工程学[M].武汉:
中国地质大学出版社,2005.
（4）刘大鹏,尤晓暐主编.基础工程[M].北京:
清华大学出版社,2005.
（5）赵明华.基础工程[M].北京:
高等教育出版社,2003.
（6）朱炳寅,娄宇,杨琦编著.建筑地基基础设计方法及实例分析[M].北京:
中国建筑工业出版社,2007.
（7）陈希哲.土力学地基基础[M].北京:
清华大学出版社,2004.
（8）王广月,王盛桂,付志前编著.地基基础工程[M].北京:
水利水电出版社,2006.
（9）曾巧玲,崔余江,陈文化等主编.基础工程[M].北京:
清华大学出版社,2007.
（10）金喜平,邓庆阳主编.基础工程[M].北京:
机械工业出版社,2006.
指导教师签字
教研室主任签字
学生姓名：
学号：
专业班级：
课程设计题目：
指导教师评语：
成绩：
指导教师：
年月日
安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表
一、课程设计大体要求
一、课程设计目的
①基础工程设计的目的是依照上部结构的利用功能和结构形式在确信的场地
条件下选择适宜的地基基础方案并确信其技术细节，使设计的地基基础在预定的
利用期限内和规定的利用条件下能够平安正常地工作，在此基础上知足降低造价
和爱惜环境的要求。
②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进程，从而加深对所学理论的明白得与应用。
二、课程设计建议
①在做课程设计前认真看看讲义，了解课程设计的相关知识。
②查看有关课程设计的标准，课程设计要依照标准来。
二、课程设计设计资料
一、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，无其它临近建筑物，地层层位稳固，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）地基基础设计品级为乙级；
（3）柱的截面尺寸为：
450mm×600mm；
（4）承台底面埋深：
d=2.0m（也可自行按标准要求选定），不考虑承台效应；
（5）依照地质资料和上部荷载情形，自行选择桩型、桩径和桩长；
（6）桩的类型：
灌注桩；
（7）方案要求尽可能先选择以粉质粘土为持力层，假设不知足要求，再行选择卵石或岩石层作为持力层。
二、荷载情形
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=125kN·m，Myk=760kN·m。
（其中，Mx、My别离为沿柱截面短边和长边方向作用的弯矩）。
3、工程地质资料
建筑场地土层按其成因、土性特点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表1，勘探期间测得地下水水位埋深为2.2m。
地下水水质分析结果说明，本场地地下水无侵蚀性。
（1）确信单桩竖向承载力特点值；确信桩数，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：
建议图纸采纳A3幅面，表达要清楚，施工图（图纸折叠成A4大小）
表1地质剖面与桩基计算指标
土层种类
层厚
/m
地下水位
/m
单桩布置
/m
桩基计算指标
预制桩
沉管桩
冲、钻孔桩
qpk
qsik
qpk
qsik
qpk
qsik
粘土
3.0
55
45
44
淤泥
9.5
18
45
12
粉质粘土
4.5
3000
55
2000
40
1000
44
淤泥质土
9.2
23
16
16
卵石
3.0
10000
120
7000
100
2800
120
强风化岩
未见底
7000
100
5000
72
2000
100
1.建议的设计步骤及涵盖内容
（1）桩型、桩材、截面尺寸、桩长、持力层的选择
（
）桩型：
灌注桩方桩基础
（
）桩材：
钢筋混凝土
（
）截面尺寸：
600㎜×600㎜
（
）选择桩端持力层、桩长：
已知桩的截面为600㎜×600㎜，预制钢筋混凝土圆桩，为保证桩端的支撑能力，选择第五层卵石为持力层2>1.5d=0.9m，那么桩长为1+9.5+4.5+9.2+2=26.2m
2.确信基桩竖向承载力特点值R和桩数及平面布置。
①确信单桩竖向极限承载力特点值：
关于钢筋混凝土灌注桩依照土的物理力学性质指标和体会参数公式估算：
，
其中，桩身截面面积周长u=4×0.6=2.4m，=0.6×0.6=0.36㎡
=2.4×（45×1+45×9.5+40×4.5+1.6×9.2）+2000×0.36=2746.8KN
②确信基桩竖向承载力特点值R和桩数及平面布置：
暂不考虑群桩效应，估量单桩竖向承载力特点值
=2746.8÷2=1373.4KN
图一
按桩基竖向荷载F=8400KN和粗估量桩数为n=6.11根，取桩数为6，桩数大于四根，那么应考虑群桩效应确信符合基桩的承载力特点值。
取桩数n=6根，桩的布置按行式（矩阵）排列，取柱距=2.0m，承台底面尺寸为6m×4m。
那么基桩竖向承载力特点值计算确信，即
R==1373.4KN，=（A-）/n=3.64
又依照/L=4/6=0.67,/d=2/0.6=3.3，
桩基的承载力验算。
基桩所受的平均竖向作使劲为：
N=（F+G）/n=（8400+20×4×6×2）/9=1040桩基中6号基桩最大桩顶顶力=（F+G）/6+//Σ+//Σ=1040+125×0.65/（6×0.65×0.65）+760×1.3/（4×1.3×1.3）=1218.21KN<1.2R=1648.08KN
1号桩基中基桩最小桩顶力为：
=（F+G）/6—/Σ—/Σ
=1040-125×0.65/（6×0.65×0.65）760×1.3/（4×1.3×1.3）=861.79KN>0
故复合基桩竖向承载力知足要求。
3.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爱惜层厚度为100mm，那么承台冲切破坏锥体的有效高度=1.3m
.柱对承台的冲切验算。
关于柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力验算：
式中：
=1.05m，=0.125m，=0.6m，=0.45m
=/=1.05/1.3=0.8,=/=0.125/1.3=0.09,那么取=0.25
=0.84/（0.8+0.2）=0.84；=0.84/（0.25+0.2）=1.87
假设承台选用C35混凝土，=1570kpa。
依照《建筑桩基技术标准》规定：
当h=1.4m时，=0.95.
=2×[0.84×（0.45+0.125）+1.87×（0.6+1.05）]×0.95×1570×1.3=13838.26KN
此题中=F—Σ8400—0=8400KN<13838.26KN,故承台受柱冲切承载力知足要求。
图3
图2
②角桩冲切验算
≤
其中，从角桩内边缘至承台外边缘的距离==1.3m,=1.4m,=1.475m
承台外边缘有效高度=1.3—0.3=1.0m。
=1.4/1.0=1.4/1.0=1.4,=1.3/1.0=1.3
=0.56/（1.4+0.2）=0.35;=0.56/（1.3+0.2）=0.37
则
=[0.35×（1.3+1.475/2）+0.37×（1.3+1.475/2）]0.95×1570×1.0=1624.89KN
又因基桩的净反力最大值、最小值为：
=8400/6+125×0.5/（6×0.5×0.5）+760×2/（4×2×2）=1536.66KN
=8400/6—125×0.5/（6×0.5×0.5）—760×2/（4×2×2）=1263.33KN
取==1536.66KN<1624.89KN，故承台受角桩冲切承载力知足要求。
承台受剪计算
其中，=1.05m,=0.125m,=1.05/1.3=0.8,=0.125/1.3=0.09，那么取=0.25
故=1.75/（0.8+1）=0.972,===0.886
因为是锥形承台，对A—A，截面计算宽度按下式计算：
=[1—0.5×0.3/1.3×（1—0.45/4）]×4=3.59m
=0.886×0.972×1570×3.59×1.3=6310.1（KN）
B—B截面计算宽度按下式计算：
=[1—0.5×0.3/1.3×（1—0.45/6]×6=5.36m
=0.886×0.972×1570×5.36×1.3=9421.24（KN）
由图可知，危险截面A—A’右边有6#基桩，且均为，故有：
V=2×1528.9=3058.8KN<6310.1KN,故承台受剪承载力知足要求。
承台受弯计算
依照前面的计算可知：
1#桩==1263.33KN
2#桩=1376.3KN
3#桩=1463.33KN
4#桩=1336.67KN
5#桩=1376.3KN
6#桩==1536.66KN
各桩对A—A’，B—B’截面的弯矩为：
=（1463.33+1536.66）×0.5=1500.00（）
==（1263.33+1416.67+1463.33）×2=8286.66（）
承台有效计算高度=1.3m；承台有效计算宽度=3.59m，=5.36m，配筋选用HRB335级钢筋，=300。
=1500.00×1000000÷0.9÷300÷1300=4273.50（）
故沿x轴方向选用2420，钢筋间距100mm，那么有效钢筋面积为7536（）
验算最小配筋率：
=7536÷3590÷1300=0.16%>=0,15%（构造要求）
沿y轴方向的钢筋面积：
=8286.66×1000000÷0.9÷300÷1300=23608.7（）
故沿y轴方向选用3032，钢筋间距100mm，那么有效钢筋面积为24115.2。
验算最小配筋率：
=23323.18÷3590÷1300=0.51%>=0,15%（构造要求）
桩身结构设计及计算
桩身采纳C30混凝土，=14.3N/。
钢筋初步选用HPB335级钢筋，N/，爱惜层混度35mm。
因桩长太长，l=26.2.m，那么将桩分为两段，每段桩长为13.1m按单点起吊计算，动力系数采纳K=1.3，桩身混凝土重度，沿桩身均匀散布的自重荷载为：
桩身最大弯矩
桩截面有效高度：
故钢筋面积：
选用，那么有效钢筋面积为:
602。
验算最小配筋率：
0.16%<0.8%
应按构造配筋。
由0.8%600600=2880，选用钢筋间距100mm，那么钢筋面积为2943。
三、参考标准
（1）GB50007-2020.建筑地基基础设计标准[S].
（2）JGJ94-2020建筑桩基技术标准[S].
（3）刘昌辉,时红莲编著.基础工程学[M].武汉:
中国地质大学出版社,2005.
（4）刘大鹏,尤晓暐主编.基础工程[M].北京:
清华大学出版社,2005.
（5）赵明华.基础工程[M].北京:
高等教育出版社,2003.
（6）朱炳寅,娄宇,杨琦编著.建筑地基基础设计方式及实例分析[M].北京:
中国建筑工业出版社,2007.
（7）陈希哲.土力学地基基础[M].北京:
清华大学出版社,2004.
（8）王广月,王盛桂,付志前编著.地基基础工程[M].北京:
水利水电出版社,2006.
（9）曾巧玲,崔余江,陈文化等主编.基础工程[M].北京:
清华大学出版社,2007.
（10）金喜平,邓庆阳主编.基础工程[M].北京:
机械工业出版社,2006.
四、致谢。
基础工程是关于建筑物在设计和施工中有关地基和基础的问题的实践性很强的应用学科。
这次的课程设计，是一次全面温习基础工程理论知识的进程。
通过这次的课程设计，使我对基础工程知识有了更全面的熟悉，专门是通过对桩基础的设计，使我对基础工程设计所利用的方式、设计步骤及施工中可能碰到的问题有了进一步的了解，弥补了所学理论知识的不足；同时，在基础工程课程设计进程中，还查阅了一些相关的勘探和基础设计方面的标准，为以后的工作打下了坚实基础，为我以后的工作提供了依托，尽管课程设计进程和艰辛，也遇见了很多问题，可是由于教师和同窗的帮忙，大伙儿在一路相互合作，我最终完成了课程设计。
这次课程设计的顺利完成，与任课教师教师的悉心指导是分不开的，在此表示超级感激。
由于个人所学知识有限，课程设计当中有些过失再所不免，还望教师和同窗们指出。
谢谢
五、附录。
荷载组合分配表
专业：
土木工程
行政班：
土木11-7
序号
学号
姓名
性别
Fk/kN
Mxk/kN·m
Myk/kN·m
1
2011300196
陆玉杰
男
8350
80
750
2
2011300379
朱伟
男
8300
80
750
3
2011300381
钟凯
男
8250
80
750
4
2011300391
吴平芳
男
8200
80
750
5
2011300400
郭文元
男
8150
80
750
6
2011300403
姚琎
女
8100
80
750
7
2011300497
王亚东
男
8050
80
750
8
2011300507
吴智超
男
8000
80
750
9
2011300511
叶馨
女
7950
80
750
10
2011300513
徐鹏飞
男
7900
80
750
11
2011300516
吴先锋
男
8400
85
760
12
2011300527
宫迪
男
8400
90
760
13
2011300529
胡申申
男
8400
95
760
14
2011300531
王潘
男
8400
100
760
15
2011300545
陈河坤
男
8400
105
760
16
2011300547
郑娟
女
8400
110
760
17
2011300563
刘祥鹏
男
8400
115
760
18
2011300568
夏明
男
8400
120
760
19
2011300577
周居祥
男
8400
125
760
20
2011300583
王芳
女
8400
130
760
21
2011300585
汪小英
女
8300
80
755
22
2011300591
董有顺
男
8300
80
750
23
2011300596
丁振华
男
8300
80
745
24
2011300600
胡德岭
男
8300
80
740
25
2011300605
仰江龙
男
8300
80
735
26
2011300616
王旺炎
男
8300
80
730
27
2011300620
李晓芳
女
8300
80
725
28
2011300622
赵思
女
8300
80
720
29
2011300658
王小娟
女
8300
80
715
30
2011300663
姚华庭
男
8300
80
710
31
2011300676
施怀赵
男
8245
85
760
32
2011300677
马传齐
男
8240
90
760
33
2011300679
金宝
男
8235
95
760
34
2011300702
王春雷
男
8230
100
760
35
2011300710
童恩龙
男
8225
105
760
36
2011300722
张祥
男
8220
110
760
升级会员 