1、 第五层土:粉砂层,钻孔未穿孔,中密密实,承载力特征值fak=280kPa3岩土设计参数表11 地基岩土物理参数土层编号土的名称含水率W()液性指数标注灌入锤击数(次)压缩模量(MPa)孔隙比e素填土-52淤泥质土62。41.083。8043粉砂27。6147。0.81粉质粘土31。0。749。79粉砂层3116。0.58表12 桩的极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpk 单位:kPa土层编号桩的侧阻力qsk桩的端阻力222845609007524004水文地质条件 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性 地下水位深度:位于地表下3。5m1.5场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7度,场
2、地内无可液化砂土、粉土1.6上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构,长30m,宽9。6m。室外地坪标高同自然地面,室内外差450mm.柱截面尺寸为400mm400mm,横向承重,柱网布置如图11图1-1网布置图7上部结构荷载 上部荷载(柱底荷载效应标准组合值和柱底荷载效应基本组合值)如表13、1-4表13 柱底荷载效应标准组合值题号FK(kN)MK(kNm)VK(kN)A轴B轴C轴9231026902970275231238165162153表14 柱底荷载效应基本组合值F(kN)M(Nm)V(kN)2910379034302862512662041881968材料 混凝土材料强度等
3、级为C25C30,钢筋采用HPB235、HRB335级。第二章 灌注桩设计1)灌注桩基设计设计方案 初步选择持力层,确定桩型和尺寸室外地坪标高为0.45m,自然地坪标高同室外地坪标高。不再进行沉降计算,拟采用直径为500mm的混凝土沉管灌注桩。 选用第五层土粉砂层为持力层,由建筑桩基设计规范可知,桩尖深入持力层的长度不宜小于1.5(1。5d=0.675m),这里取0。75m,设计桩长15。0m,承台高0.95m,承台底面埋置深度1。5m,桩顶伸入承台50mm,桩顶标高-1.55m,桩底标高为-16。55m,桩长为15.0m.2)单桩承载力计算查建筑桩基设计规范得表2-1: 表2-1 土侧(端)
4、阻标准值及其深度侧(端)阻标准值qsk(kNm)入土深度l(m)156。4.2(1)单桩竖向极限承载力标准值计算 单桩竖向极限承载力标准值计算: (31) (3-2) (3-3)(2)基桩竖向荷载承载力设计值计算 承台底部地基土较为松软的填土,压缩性大,因此不需考虑承台土效应,即,则 (34) 根据上部荷载初步估计桩数为: (35) 初步设计桩数为4根。桩基验算 根据建筑桩基设计规范,当按单桩承载力特征值进行计算时,荷载应取效应的标准组合值 由于装机所处场地的抗震设防烈度为7度,且场地内无可液化砂土、粉土问题,因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。 根据初步设计桩数采用正方形承台,由建筑桩基设
5、计规范桩间距为设计为3d,桩中心距承台边缘为d,则承台初步设计为2500mm2500mm,如图21图2-1 承台平面布置 (3-6) 计算时取荷载标准组合,则 故而如此设计是合理的承台最终验算 计算时取荷载标准组合,则 (38) (39) 满足设计要求,故此次设计是合理的.3)承台设计根据以上桩基设计及构造要求,承台尺寸为2。5m2。5m如图2-2,初步设计承台厚0。95m,承台混凝土选用C25,ft=1。27N/mm2,fc=11.9N/mm2;承台钢筋选用HRB335级,fy=300N/mm2。图22 承台平面布置4)抗弯计算与配筋设计 承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合值,则基桩净反设
6、计值为:各桩平均竖向力 最大竖向 对于II断面:钢筋面积采用20根直径为22mm钢筋,,平行于X轴布置.断面:采用15根直径为20mm钢筋,平行于Y轴布置。5)承台厚度及受冲切承载力验算 承台保护层厚度50mm,则h0=95050=900mm 由于基桩为圆形桩。计算时应将截面换算成方桩,则换算方桩截面边宽为:1、柱对承台冲切 由建筑桩基设计规范承台受桩冲切的承载力应满足: 柱边至最近桩边水平距离:冲垮比: 冲切系数: 承台受冲切承载力截面高度影响系数: 则有 故厚度为0.90的承台能够满足柱对承台的冲切要求2、角桩冲切的验算 承台受角桩冲切的承载力应满足: 角桩内侧边缘至承台外边缘距离:角桩冲
7、垮比: (在0.251.0之间) 角桩冲切系数: 故厚度为0。90的承台能够满足柱对承台的冲切要求 6 )承台受剪承载力计算 承台剪切破坏发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处 受剪面承载力截面高度影响系数: 计算截面剪跨比:(在0。253。0之间) 剪切系数:故满足抗剪切要求取基桩净反力最大值: 由建筑桩基设计规范“承台纵向受力钢筋的直径不应小于12mm,间距不应大于200mm,柱下独立桩基承台的最小配筋率不应小于0。15% 承台纵横方向选用直径为18mm的HRB钢筋间距为140mm,则钢筋根数为n=2500/140+1=19,实际钢筋As=19254。5=4835。5mm2 最小配筋率: 故
8、配筋满足要求7)承台构造设计 混凝土桩桩顶伸入承台长度50mm,两承台间设置连系梁,梁顶面标高-0。65m,与承台顶齐平,梁宽250mm,梁高400mm.承台底做100mm厚C10素混凝土垫层,垫层挑出承台边缘100mm。8)桩身结构设计 沉管灌注桩选用C25混凝土,钢筋选用HPB235级9)桩身水平承载力验算 由设计资料得柱底传至承台顶面的水平荷载标准值为Vk=149kN 则每根基桩承受水平荷载为 桩身按构造要求配筋,由于受水平荷载影响,则桩身配812纵向钢筋,As=904mm2 桩身配筋率为: 满足0.2%-0.65之间的要求 由于0.57%4m故而h=4则vM=0.926 Nk取荷载效应
9、标准组合下桩顶的最小竖向力(用该值计算所得单桩水平承载力特征值最小),则Nk=391。3kN 故桩身水平承载力满足要求10)配筋长度计算 由于侧阻力起主要作用,基桩为端承摩擦型桩,配筋长度应不小于桩长的2/3(即2/315。2=10。1m),同时不宜小于4.0/=4。55m,则配筋长度取10。1m钢筋锚入承台35倍主筋直径,即3512=420mm8。4箍筋配置采用6200螺旋式箍筋,由于钢筋笼长度超过4m,需要每隔2m设一道12焊接加劲箍筋四、课程设计参考资料(1)建筑结构荷载规范(GB 500092010),中国建筑工业出版社(2)建筑地基基础设计规范(GB 500072011),中国建筑工业出版社(3)建筑桩基技术规范(JGJ 942008),中国建筑工业出版社(4)混凝土结构设计规范(GB 50010-2010),中国建筑工业出版社(5)基础工程(第2版)周景星 李广信 虞石民 王洪瑾 编著 清华大学出版社
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