计算书
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基础工程
课程设计书
题目名称预制桩基础设计
课程名称基础工程课程设计
学生姓名侯博宇
学号222013322230056
年级专业2013级土木1班
指导教师汪时机
成绩
西南大学工程技术学院土建系
2016 年6月24日
一、任务书
1、已知技术参数和条件
1、上部结构资料
西南大学工程实验大楼,上部结构为7层框架,其框架主梁、次梁均为现浇整体式,混凝土强度等级C30。
底层层高3.4m,其余层高3m,底层柱网平面布置及柱底荷载如后图1所示。
2、建筑物场地资料
(1)拟建建筑物场地位于西南大学校园内,地势平坦。
(2)建筑场地位于非地震区,不考虑地震影响。
(3)建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1。
(4)柱网平面布置及柱底荷载示意图(如后图1所示)
表1 建筑场地地质条件
2、任务和要求
(一)设计任务:
1、选择桩型、桩端持力层;
2、确定单桩承载力标准值;
3、确定桩数、桩位布置,拟定承台底面尺寸;
4、桩顶作用验算、桩基沉降验算和桩身结构设计计算;
5、承台设计;
6、绘制桩基施工图A2一张(桩的平面布置图、承台配筋图、预制桩截面配筋图)。
参考设计步骤:1. 选择持力层,初步确定桩的类型、长度。
2.假定一桩径,计算单桩的承载能力:如果满足要求则计算桩的总数,布置桩基;不满足则重新选择桩径或持力层。
3. 验算基础的沉降及整体性,看是否符合要求,不符合则应重新选择桩径或持力层。
4.如果承载力、沉降及整体性等指标均符合要求,进行桩身配筋(注意单桩承载能力是否是按照材料强度确定)。
5.承台设计与配筋,使之既满足受力要求,又经济合理。
6.绘图(A2图纸)。
(二)设计要求
1、完成课程设计计算说明书1份;手绘或CAD绘A2图一张。
计算书内容应详尽,数据准确,排版规范。
图纸应符合制图规范相关要求,表达完整、准确。
2、独立完成,不得抄袭他人设计成果。
3、课题选题要求:分为10个小组,每一小组按表2中学号尾数对应选择柱号。
二、计算书
1、选择桩型、持力层
根据要求选择36号桩
选择预制混凝土方桩,尺寸为mm 400400⨯,桩长m 20,分为两段 以灰褐色粉质粘土为桩端持力层,桩端深入该层m 2.12 承台底面标高为m 0.2-
桩身采用C30混凝土,HRB335级钢筋,承台采用C20混凝土
2、确定单桩承载力
按照公式p pk i sik uk A q l q u Q +=∑计算竖向承载力 根据规范JGJ94-2008表5.3.5-1 灰褐色粉质粘土86.0=L I ,kpa q k s 471= 灰褐色粉质粘土8.0=L I ,kpa q k s 432= 根据规范JGJ94-2008表5.3.5-2 桩的极限端阻力标准值 kpa q pk 1400=
KN Q uk 165014004.0)432.12478.7(4.042=⨯+⨯+⨯⨯⨯=
单桩竖向承载力特征值:
KN K Q R uk
a 825==
单桩水平承载力特征值:
a
x
ha x v EI
R 0375
.0α=(a x 0一般取10mm )
50EI mb =α085.0I E EI c =20
00b W I =620bh W =
取94.0=x v
KN R ha 2.68=
3、确定桩数及布置
58.38252956==≥
a k R F N ,取N=4根
桩距m d s 6.14=≥
承台尺寸 m b a 6.2==,高取0.8m
承台平面尺寸及布桩如上图所示
4、验算
桩顶作用效应验算
单桩所受的平均作用力(取承台及其上的土的平均重度
3
/20m KN g =γ)
KN R KN n G F N a k k k 8256.806420
26.26.22956=<=⨯⨯⨯+=+=
单桩所受的最大作用力
KN R KN y y
M N N a i
k k k 10752.19372max =<=+
=∑
基桩水平力设计值
ha k k R KN n H H <===
204801
因此承载能力满足要求
5、桩身设计
桩长为10m 和10m ,采用双点吊立的强度计算进行桩身配筋设计。
吊点位置在距桩顶、桩端平面0.207L 处,起吊时桩身最大正负弯矩
2max 0.0214M kqL =,其 1.3k =,
2
0.4254q kN m =⨯=,为每延米桩的自重,故:
2max
0.0214 1.342044.5M kN m '=⨯⨯⨯=⋅
桩身截面有效高度00.40.040.36h m =-=
6
max 2
2
044.5100.0614.3400360s cm M f bh α⨯===⨯⨯
10.062ξ=-= 2
1526mm f bh f A y
c s ==αξ
为便于配筋,上下两段桩都采用相同的配筋因此选用2Φ20(2
m 628m )
6、承台设计及验算
承台是正方形,故进行双向配筋。
承台高0.8m ,桩顶伸入承台50mm ,钢筋的保护层取35mm ,则承台有效高度:
mm m 715715.0035.0050.08.0h 0==--= 。
抗弯承载力计算
m KN y N M i i x ⋅=⨯⨯⨯==∑13066.035.16.8062
2
6
06765715
3009.01013069.0mm h f M A y x s =⨯⨯⨯==
按照22Φ20配筋,2
6912mm A s =,由于结构及荷载对称,另一方向
配筋相同
抗剪承载力计算 剪跨比
559.0715400
==
=y x λλ
123.1175
.1=+=
λα
因0.1,800h ,800715==<=hs o o mm mm mm h β取
V KN h b f t hs >=⨯⨯⨯⨯=2296715.06.21100123.1100αβ
满足抗剪能力要求 受冲切计算
559.0715400
00===y x λλ 107.12.0559.084.000=+==y
x ββ
1
=hp β
()()[]
()()[]l
t hp x c y y c x F KN h f a h a b >=⨯⨯⨯+⨯++⨯⨯=+++2786715
.0110014.04.0107.14.04.0107.1220
0000βββ
满足受冲切要求。