基础工程课程设计完整版样本

一设计题目

高层框架结构( 二级建筑) 的某柱截面尺寸为1000×800mm , 该柱传递至基础顶面的荷载为: F=9000kN , M=380kN∙m , H=320kN , 采用6-8根φ600-φ800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础, 设地面标高为±0.00m, 承台底标高控制在-1.70m , 地面以下各土层分布及设计参数见附表, 试设计该柱下独立桩基础。

设计计算内容:

1.确定桩端持力层, 计算单桩极限承载力标准值Q uk;

2.确定桩中心间距及承台平面尺寸;

3.计算复合基桩竖向承载力特征值R a及各桩顶荷载设计值N, 验算基桩竖向承载力; 计算基桩水平承载力R Ha并验算;

4.确定单桩配筋量;

5.承台设计计算;

6.绘制桩基结构图。

二 设计内容 一、.确定持力层

根据地质条件, 以层⑧粉质粘土为桩支持力层。采用φ700的水下钻孔灌注桩。对于黏土, 桩端全截面进入持力层的深度不宜小于2d=1.6m.取桩尖进入持力层厚度 2.2m,桩长33m,承台底面埋深1.7m 。

二、计算单桩极限承载力标准值Q uk

由《建筑桩基础技术规范JGJ94- 》式 5.3.5

uk sk pk sik i pk =Q =u q l q P Q Q A ++∑ 进行试算,

桩周长

0.80.5u m π==

桩横截面积

2

2

0.80.54p mm A π==

计算得:

2.5[23(4.3 1.7)20

3.828 2.840 2.348 3.0

uk Q =⨯⨯-+⨯+⨯+⨯+⨯

66 2.558 2.9_60 5.7520.8 2.260]0.5700⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯

=3555.5+350 =3905.5KN

三、 确定桩中心间距及承台平面尺寸

由《建筑桩基础技术规范JGJ94- 》表3.3.3-1知桩的最小中心间距为3.0d=2.4m 。先取桩数为6, 由于柱下桩基, 等距离排列, 桩在平面采用行列式布置, 中心间距3~4(3~4)0.8 2.4~3.2a d m S ≥=⨯=。边桩中心至承台边的距离为1d=0.8m 。此时承台边缘至桩边缘的距离为400mm,符合规范要求( 承台宽度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径, 且边缘挑出部分不应小于150mm) .承台平面尺寸为8.0 4.8m m ⨯.具体承台桩位布置如下:

承台桩位布置图( 单位:cm)

四、 计算复合基桩承载力R 和各桩顶荷载设计值N, 并验算( 一)

单桩竖向承载力特征值 a R =

1K

uk Q 1

3905.52

1952.75KN =⨯=

( 二) 计算复合基桩竖向承载力特征值R ( 1) 复合基桩竖向承载力特征值R ,

可根据《建筑桩基础技术规范JGJ94- 》式5.2.5-2

a c ak c

f R R A η=+ 1.25a

ξ

和5.2.5-3 c ps =n /n A A A -（）

进行计算

中心距 3.2a m S = 桩径d=0.8m 承台宽度 桩 4.8c m B =长l=33m 按表5.2.5

/4a d S = /0.145c B l = 取c η=0.0151

承台下0.5宽度1

2.42c m

B =的地基承载力特征值的厚度加权平均值

80ak KPa f =

c ps =n /n A A A -（）=4.462

m

根据《建筑抗震设计规范》( GB5011- )

150 1.1

100ak a f ξ≤=≤的粘性土

2

2

2

20.80.54

(38.460.5)/6 5.98 4.838.4ps c A m A m A mm π===-⨯==⨯=

1.1

20151.251952.750.15180 5.9KN

R =∴=+⨯⨯⨯

验算 R= KN>R a=1952.75KN( 满足要求)

( 2) 桩顶荷载设计值N

根据《建筑桩基础技术规范JGJ94- 》式5.1.1-1

k k

k =n

F G N +

进行计算, 则:

8 4.8 1.7201305.6k KN G =⨯⨯⨯=

9000k F KN =

∴

90001305.6

1717.66F G N KN n ++=

==

验算 1.0o γ=二级建筑

1717.62019o a N KN R KN γ=<= ( 满足要求)

max

1

y i n

j

j F G M X N

X N

=+=+∑

min

1

y i n

j

j F G M X N

X N =+=-∑

,x y M M 作用于承台底面的外力对经过群桩形心

x,y 轴的力矩

设计值, KN m ⋅

,i i y x 第i 根桩分别至x,y 轴的距离, m 。

()max 2

380320 1.7 3.21717.6=1789.79 1.224184 3.2a KN R KN

N +⨯⨯=+<=⨯

()min 2

380320 1.7 3.21717.6=1645.410

4 3.2KN N +⨯⨯=->⨯

以上两项均满足要求。

五、确定单桩配筋量

灌注桩直径d=0.8m,桩长l=33m.混凝土强度等级C30。钢筋选用HRB400。由于水下灌注桩取保护层厚度=50s mm a 。

'14.3=1.43360c t y y MPa

MPa

f MPa f f f ===

该部分设计参考《混凝土结构》中国建筑工业出版社, 结构计算长度033l m l ==

由0/41.25,5-1

=0.213b l ϕ=查表，得。

选用828,

2'4926s mm A =

s'249260.00980.03800/4'=

A A πρ==<⨯,故上述

A 的计算没有减去s'A 是正确

的, 且由附表4-6知, min min '=0.6%,''ρρρ>可以故

截面每一侧配筋率20.54926

=0.49800/4'=%0.2%πρ⨯⨯>可以

\