柱下独立基础课程设计(2).doc

目 录1 柱下独立基础课程设计11.1设计资料11.1.1地形11.1.2工程地质条件11.1.3岩土设计参数11.1.4水文地质条件21.1.5上部结构材料21.1.6材料21.1.7本人设计资料21.2独立基础设计31.2.1选择基础材料31.2.2选择基础埋置深度31.2.3求地基承载力特征值31.2.4初步选择基底尺寸41.2.5验算持力层地基承载力41.2.7基础高度51.2.8变阶处抗冲剪验算61.2.9配筋计算61.2.10基础配筋大样图71.2.11确定a、c两轴柱子基础底面尺寸81.2.12 设计图纸82 桩基础课程设计92.1设计资料92.11地形92.12工程地质条件92.13岩土设计技术参数92.14水文地质条件102.15场地条件102.16上部结构资料102.17本人设计资料102.2 预制桩基设计112.21单桩承载力计算112.22桩基竖向承载力验算122.23承台设计132.24桩身结构设计172.25桩身构造设计182.26吊装验算182.27估算a、c轴线柱下桩数182.28设计图纸193 衡重式挡土墙课程设计203.1设计题目203.2地层条件及参数203.3上墙土压力计算203.4下墙土压力计算213.5墙身截面计算233.6设计图纸26201 柱下独立基础课程设计1.1设计资料1.1.1地形拟建建筑地形平整1.1.2工程地质条件自上而下土层依次如下：号土层：杂填土，层厚0.5m含部分建筑垃圾。号土层：粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值。号土层：黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值。号土层：细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值。号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值。1.1.3岩土设计参数表1.1 地基岩土物理学参数土层编号土的名称重度孔隙比e液性指数粘聚力c内摩擦角压缩模量标准贯入锤击数n承载力特征值杂填土18-粉质粘土200.650.8434137.56130 黏土19.40.580.7825238.211180 细砂210.62-3011.616240强风化砂质泥岩22-18223001.1.4水文地质条件1) 拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。2) 地下水位深度：位于地表下1.5m。1.1.5上部结构材料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为500mm500mm。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网布置图如图1.1所示：1.1.6材料混凝土强度等级为，钢筋采用。1.1.7本人设计资料本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用题号b轴柱底荷载.柱底荷载效应标准组合值: 。柱底荷载效应基本组合值:.持力层选用号土层，承载力特征值，框架柱截面尺寸为500mm500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。1.2独立基础设计1.2.1选择基础材料基础采用c25混凝土，hpb235级钢筋，预估基础高度0.8m。1.2.2选择基础埋置深度根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。你、拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水位于地表下1.5m。取基础底面高时最好取至持力层下0.5m，本设计取号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得基础剖面示意图，如图1.2所示。基础剖面示意图1.2.3求地基承载力特征值根据细砂e=0.62.，=0.78，查表得=2.0，=3.0。基底以上土的加权平均重度为： 持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正值）为上式d按室外地面算起。1.2.4初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：计算基础和回填土重时的基础埋置深度为基础底面积为由于偏心不大，基础底面积按增大，即初步选定基础底面积，且b=2.6m3m不需要再对进行修正。1.2.5验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距，满足要求。基底最大压力：1.2.6计算基底反力取柱底荷载效应基本组合设计值：静偏心距为基础边缘处的最大和最小净反力为1.2.7基础高度柱边基础截面抗冲切验算（见图1.3）（a） （b）冲切验算简图（a）柱下冲切 （b）变阶处冲切l=3.6m,b=2.6m,初步选定基础高度h=1000mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。，则取取=2.4m。因此，可得因偏心受压， 抗冲切力为因此满足要求。1.2.8变阶处抗冲剪验算由于有所以冲切力为抗冲切力为因此满足要求。1.2.9配筋计算1) 基础长边方向。对于-截面，柱边净反力为悬臂部分净反力平均值为弯矩为 对于-截面（变阶处），有 比较和，应取配筋，实际配，则钢筋根数为2) 基础短边方向。因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取与长边方向的配筋计算方法相同，对于-截面（柱边）的计算配筋值，-截面（变阶处）的计算配筋值。因此按在短边方向配筋，实际配钢筋根数为1.2.10基础配筋大样图基础配筋大样图如图a3图纸01所示。1.2.11确定a、c两轴柱子基础底面尺寸由柱下独立基础课程设计任务书得：7号题a、c两柱子基底荷载分布如下。a轴:c轴：由前面计算得持力层承载力特征值，计算回填土重时的基础埋置深度，a轴基础底面积为基础底面积按增大，即初步选定基础底面面积且b=3，不需要对进行修正。1.2.12 设计图纸根据以上计算，可以绘制出基础平面布置图b轴柱子基础大样图（见图纸01）2 桩基础课程设计2.1设计资料2.11地形拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。2.12工程地质条件自上而下土层依次如下：号土层：素填土，层厚1.5m，稍湿，松软，承载力特征值。号土层：淤泥质土，层厚3.3m，流塑，承载力特征值。号土层：粉砂，层厚6.6m，稍密，承载力特征值。号土层：粉质粘土，层厚4.2m，湿，可塑，承载力特征值。号土层：粉砂层，钻孔未穿透，承载力特征值。2.13岩土设计技术参数表2.1 地基岩土物理力学参数土层编号土的名称孔隙比e含水量w液性指数标准贯入锤击数n（次）压缩模量素填土5.0淤泥质土1.0462.41.083.8粉砂0.8127.6147.5粉质粘土0.7931.20.749.2粉砂层0.583116.8表2.2 装的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值土层编号土的名称桩的侧阻力桩的端阻力素填土22淤泥质土28粉砂45粉质粘土60900粉砂层7524002.14水文地质条件拟建厂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3.5m。2.15场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化砂土、粉土。2.16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，室内外高差450mm。柱截面尺寸均为，横向承重，柱网布置图如图2.1所示。2.17本人设计资料本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用题号b轴柱底荷载.柱底荷载效应标准组合值和柱底荷载效应基本组合值如下：柱底荷载效应标准组合值a轴荷载：b轴荷载：c轴荷载：柱底荷载效应基本组合值a轴荷载：b轴荷载：c轴荷载：2.2 预制桩基设计建筑物基础设计方案采用混凝土预制桩，具体设计方案如下：室外地坪标高为-0.45m，自然地面标高同室外地坪标高。该建筑桩基属于丙级建筑桩基，拟采用截面为的混凝土预制方桩，以号土层粉质粘土为持力层，桩尖伸入持力层1.2m，设计桩长11.0m，初步设计承台高0.8m，承台底面埋置深度为-1.60m，桩顶伸入承台50mm。2.21单桩承载力计算根据以上设计，桩顶标高为-1.6m，桩底标高为-12.6m，桩长为11.0m。1单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值按下式计算： 式中：单桩竖向极限承载力标准值，kn；单桩总极限侧阻力标准值，kn；单桩总极限端阻力标准值，kn;桩身周长，m；桩侧第i层土的极限侧阻力标准值kpa；桩周第i层土的厚度，m；桩端面积，；桩端极限端阻力标准值，kpa。由于 2桩基竖向承载力特征值承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此本工程不考虑承台土效应，即取，则有根据上部荷载初步估计桩数为则取设计桩数为9根。2.22桩基竖向承载力验算根据建筑桩基技术规范（jgj942008），当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应的标准组合值。由于桩基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。根据桩数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台（见图4.2），取承台边长为，矩形布桩，桩中心距取3.5d，则，取s=1400mm，桩心距承台边缘均为350mm。 承台及其上填土的总重为计算时取荷载的标准组合，则因此 满足设计要求，股初步设计是合理的。2.23承台设计根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为，预估承台厚0.8m（见图4.3）承台混凝土选用c25，；承台钢筋选用级钢筋，。1 承台内力计算承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合设计值，则基桩净反力设计值为承台计算简图2 承台厚度及受冲切承载力验算为防止承台产生剪切破坏，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚0.8m，承台底保护层厚度50mm，则。分别对柱边冲切和角桩冲切进行计算，以验算承台厚度的合理性。a 柱对承台冲切承台受压冲切的承载力应满足下式：由于 ；取=1.0。冲切系数为； 故厚度为0.8m的承台能够满足柱对承台的冲切要求。b角桩冲切验算承台受角桩冲切的承载力应满足下式：由于从角桩内边缘至承台外边缘距离为;.;则 故厚度为0.8m的承台能够满足角桩对承台的冲切要求c承台受剪切承载力计算承台剪切破坏发生在与桩边连线所形成的斜截面处，对于-截面，剪切系数为 受剪切承载力高度影响系数计算：由于-截面剪力为 则 故满足抗剪切要求d.承台受弯承载力计算承台计算截面弯矩如下。对于-截面，取基桩净反力最大值因此，承台长边方向选用取1620140，实际配筋=5026,满足要求。对于-截面，取基桩净反力平均值此时 则 因此，承台短边方向选用，满足要求。e.承台构造设计混凝土桩顶伸入承台长度为50mm。两承台间设置连续梁，梁顶面标高-0.8m，与承台顶平齐，根据构造要求，梁宽250mm,梁高400mm，梁内主筋上下共412通长配筋，箍筋采用。承台底做100mm厚c10素混凝土层，垫层挑出承台边缘100mm.2.24桩身结构设计预制桩的桩身混凝土强度等级选用c30,钢筋选用hrb335级。根据建筑桩基技术规范（jgj942008）第5.8.2条的规定，桩顶轴向压力应符合下列规定： 计算桩身轴心抗压强度时，一般不考虑屈压影响，故取稳定系数；对于预制桩，基桩施工工艺系数2.25桩身构造设计桩身按构造要求配筋，选hpb235级钢筋，间距200mm，距桩顶2m范围内间距50mm，距桩顶2-4m范围内间距100mm。采用打入法沉桩，桩顶设置三层，层距50mm，桩尖所有主筋焊接在一根圆钢上，桩尖0.6m范围内箍筋加密，间距50mm,桩尖所有主筋焊接在一根圆钢上，桩尖0.6m范围内箍筋加密，间距50mm,桩身主筋混凝土保护层厚30mm。2.26吊装验算由于桩的长度不大，桩身吊装时采用二点起吊，吊点位置如图2.4所示。起吊点距桩两端距离为则起吊时桩身最大弯矩为桩身配筋计算：混凝土采用c30级，钢筋采用hrb335级，则，每边配所以 2.27估算a、c轴线柱下桩数1桩数估算设计a、c轴线下桩基础的方法与b轴下相同，单桩极限承载力标准值为729kn，基桩竖向承载力特征值为364.5kn。a轴柱下荷载标准组合值为根据a轴荷载初步估计a轴柱下桩数，即则