基础工程#6号桩课设某装配车间单层钢筋混凝土排架承重结构

1、 基础工程课程设计 上 名学 姓由以上数据可以得出，17号柱下底层分布情况为（以室内地面为参考点）:17号基础中心位置各土层厚度表1.4设计依据土层号厚度/m19. 867本次课程设计的依据为本课程设计指导书和相关规范。GB50007-2002建筑地基基础设计规范；GB50010-2002混凝土结构设计规范；JGJ 94-2008建筑桩基技术规范。二、无筋扩展基础的设计2.1荷载的基本组合无筋扩展基础设计采用标准值，即：Mk =200kNm , Fk =1100kN , Hk = 20kN , % =180ZN 02. 2确定无筋扩展基础的埋深及持力层根据地勘报告，层土土质疏松，不适合作为持力

2、层。层土土质较为密实、 均匀，且厚度较大，不宜再向下寻找持力层，应选取层土作为持力层。且考虑 无筋扩展基础埋深较深，因此，基础计算埋深d初拟为1.5m（以室外地面标高为 基准线），在地下水位以上。Fk-1137V图2T基础受力不意图基底尺寸初步设计(1)先按中心荷载初算4。 计算粘土地基承载力特征值/。据粉质粘土层e = 0.741/=0.639,查表得 承载力修正系数%=0.3,%=1.6。基础埋深范围土的重度 TOC o 1-5 h z :17.1x(l-0.15 + 0.075) + 20.1x2.0-(1-0.15)11.50,先假设基底宽度不大于3%粘土地基承载力特征值：fa = f

3、ak + 小d-0.5) = 230.81切。中心荷载作用基础底面积：a、凡 + 币1100+180 2A. - = 6A2m九7 GH 230.81-20 x(1.5 + 0.075)(2)考虑偏心荷载不利影响，取A = L24 =7.704/。采用矩形基础，Z?x/ = 3x2.7 = 8.1m2,由于基底的最小尺寸为3m,不大于3m故不需要对人再进行 宽度修正。地基承载力及偏心距验算竖向力：R+Ek+Gz =1100 + 180 + 20 x3x2.7x(1.5 + 0.075) = 1535弯 矩：Mk = 200 +180 x(0.25/2 + 0.5 + 0.02)4-20 x(1

4、.5 + 0.075) = 347.6攵Nm因此:Pk 二R+百z+Ga _ 1535.15= 1S9.52kPa 力=230.81秋。F.+E,+G, Mk 1535.15347.63.一“pk max工 K,IIldXpk max工 K,IIldX=L=+= Z15.35kPaW 8.12.7x3*3/61.2 fa= 216.97 kPa经验算，满足要求。经验算，满足要求。M.347.6八 cc, b 八匚e = - = 0.226m = 0.5mFk1535.156因此基底选用bx/ = 3x2.7 = 8.l/。由于该地层处不存在软弱下卧层，所以无需进行软弱下卧层承载力验算。地基变形

5、验算由于该建筑属一般工业建筑，在地基基础设计等级中属于丙级。由地基规 范知，该地基在可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围。而且其地 基承载力特征值大于130kPa,所以可不进行地基变形验算。6确定基础高度以及构造尺寸采用 C15 混凝土，因 100kPaPk=189.52Z:RzHoIT。2 tan a2700-400271=1150771m因此，取4=1875根相。无筋扩展基础埋深d=2m,其构造如下列图所示:图2-2无筋扩展基础布置图2. 7施工设计施工时，由于基础埋深较浅，不需降水。基坑开挖时，可采取必要的支护措 施。假设遇到与地质勘察资料差异较大的土层，那么需根据实际土体情况，

6、对该设计 进行修正。三、扩展基础的设计设计荷载：对于扩展基础，采用如下荷载：Mk = 200kN . m , Fk =1100kN , Hk = 20kN , 即=180氏N。M = 300kN-m, F = 1800kN, H = 35kN,片=1.35x180 = 243ZN。确定基础埋深与持力层。根据地勘报告，层土土质疏松，不适合作为持力层。层土土质较为密实、 均匀，且厚度较大，不宜再向下寻找持力层，依然选取层土作为持力层以室外 地面标高为基准线。基础计算埋深d初拟为1.5m(以室外地面标高为基准线)， 基底位于地下水位以上。基础底面尺寸初步设计(1)先按中心荷载初算A。 计算粘土地基承

7、载力特征值/。据粉质粘土层e = 0.741,(=0.639 ,e0.85/ 0.85，查表得承载力修正系数仇=0.3,% = 1.6。基 础 埋 深 范 围 土 的 重 度x (1 - 0.075) + 20.1 x 1.2 - (1 - 0.15)小，3 4而、几甘广* 舁 7,%” = = 19.044kN /。先假设基底宽度不大1.2于3m,粘土地基承载力特征值：力=力*-0.5) = 221.33%。，。中心荷载作用基础底面积：A. . + 耳=6.54加2fa 7 GH(2)考虑偏心荷载不利影响，取A = 1.2A =7.848病。采用矩形基础，Z?x/ = 3x2.8 = 8.4

8、疗,由于基底的最小尺寸为3m,不大于3m故不需要对(再进行 宽度修正。3.4地基承载力及偏心距验算竖向力：R+凡+G* =1100+180+20 x2.8x3x(1.2+0.075) = 1494.2弯 矩：M火=200 +180 x(0.25/2 + 0.5 + 0.02)4-20 x(1.2 + 0.075) = 341.6kN- m因此:因此:= 177.88攵尸a fa=221.33kPaPkl/也 + 今= 259.21小.2fa=265.596kPa经验算，满足要求。e = %= 341s = 0.229m = 0.5mFk 1494.26因此基底选用6x/ = 3x2.8 = 8

9、.4加2。3. 5扩展基础设计.计算基底净反力：在计算基础内力、确定基础高度、进行配筋等基础结构的设计工作时，采用 承载力极限状态下荷载效应的基本组合。月= 1800+243 = 2043M = 300 + 35 x (1.2 + 0.075) + 243 x (0.25 / 2 + 0.02 + 0.5) = 50 L36左N - m基底净反力:基底净反力:Pjmaxj minF M一 = 243.21119.37 =A W362.58kPa123.84H%.确定基础高度初步拟定为= 600m,按地基规范要求，铺设垫层时保护层厚度不小于 40即因此假设钢筋重心到混凝土外外表的距离为50加2,

10、故钢筋的有效高度为 % = 600 - 50 = 550mm。抗冲切破环验算公式为丹0.74力可儿首先计算写=鸿。如图3T所示。因为，cib = at+ 2% = 1.5m 1 = 2.8/n ,所以:=0.8375m2偏平安地取 Pj = P/max = 362.58左Pa ,贝Ij有 F1=匕4 = 362.58x0.8375 = 303.66左N6因此，取控制截面在柱边处：b bar = at = 0.4mbr = bt = 1.0m ax -b dicccd 3 1Pl=P/min+ , (P/max 匕 min ) = 123.84 + b33-1.0 i 八=1.0m2x (362

11、.58 -123.84) = 2S3kPa图3-1扩展基础布置图因 为 = 550mm 与=303.66kN故久=600加能够满足抗冲切承载力的要求。.内力计算：h-h 3-10台阶的高宽比为：L% = = 1.6672.5 ,2h 2x0.6h且偏心距陷= + a)(Pjmax + Pi)+ (P/max Pl 泗1 9=丁22.8+。.4)(362.58 + 283) + (362.58-283)x2.所“产贵疗(2少)(巧皿+Pjmin)=+ x (2.8 -0.4)2 x (2 x 3 +1.0) x (362.58 + 123.84) = 408.5然N m4.抗弯钢筋设置采用HPB

12、235级钢筋，其/), =210N/m/。沿长边方向，m、= 341.36kNm , %=55。2,宽度2800nim,按梁进行配筋。可得：=0.0420陷 _341.36x1()6ajcbh - 1.0 x 9.6 x 2800 x5502J =24 =0.0429=3020.16mm2=3020.16mm2210。g畸 _ L0 x9.6x 2800 x550 x0.0429选用2014140.（钢筋总面积为3077.2mni2 ）o故实际的4i = h-a-d% = 600-40-% = 556.5根根,大于原先假定的 550mm,故上述配筋满足要求。沿短边方向，钢筋通常布置与长边钢筋之

13、上，陷=408.59ZN m，= 550mm ,宽度3000nm,按梁进行配筋，可得:a.=0.0502M _408,59 xlQ6ajcbh - 1.0 x 9.6 x 2800 x5502J = l-次-2% =0.0515. axfcbh？A = LLl_= 3846.86mnrfy210采用26014120 （钢筋总面积4000nim2）。故实际的A” =h-a- % = 600-40- % = 556.5mm ,大于原先假定的550mm2 ,故上述配筋满足要求。3. 6地基稳定性验算大多数基础在设计时不做稳定性检算，本单层工业厂房满足稳定性要求，不 做需做稳定性检算。3.7浅基础施工

14、方案.建筑定位：根据房屋建筑的布置由建筑总平面图确定。宜先确定主轴线然 后逐步进行细部定位。.基础放线：在不受施工影响的地方设置基线和水准点，布置测量控制网。 根据轴线，放出基槽开挖的边线。考虑到上步填土层，故采用适当放坡，根据现 场开挖实际调整，但不宜过大。. 土方开挖：由于设计地面高于实际地面，故开挖的土方宜在周围堆积保存, 由于基坑小而数量多且基坑较浅，故宜分组人工开挖。.基槽验收：开挖完成后由勘察、设计、施工人员共同进行。检查槽平面位 置、断面尺寸、底部高程等是否符合要求。特别注意是否有古河道、古墓穴等地 基土异常情况，并做好记录。.基础施工：验槽完成后应及时施做垫层，防止水对基地土扰

15、动和浸泡，然 后再垫层上定出基础的外边线。然后支侧模板，放置钢筋，最后浇注混凝土，浇 注前进行隐蔽工程验收。.基槽回填：基础施工完成后，应及时进行回填。回填应时与地下管线的埋 设等工作统筹安排。最后进行压实。就此开始上部主体结构的的施工。.主要施工机具：铁铲等人工挖土器具、卷尺、测量仪器。挖掘机、推土机、 卡车、吊车。混凝土搅拌器、混凝土罐车、振捣器、模板。四、桩基础设计设计荷载对3号柱，其设计荷载为：Mk =200kN m , R =1100kN , Hk = 20kN , 。=180氏N。M = 300kN-m, F = 1800kN, H = 35kN, F = 1.35x180 = 2

16、43攵N基础梁作用荷载：Fxk =30 x6.0 = 180 =1.35x180 = 243左N。确定桩端持力层及承台尺寸根据地质资料选用低承台确定承台埋深L2m（相对于外部地面）。并初步选 定采用钢筋混凝土预制方桩，桩的截面尺寸选为300mmX300mm,根据5#T粉质 黏土层的液性指数L =0.639 ,压缩性指数0.23MRz-嫂旦=胆土国= 3.81因此，取n=8,即采用8根桩。&335.97.确定桩位布置和确定承台尺寸：因桩距sN3.0d = 30 x0.3 = 0.9,所以,M a=3X 1. 0+2X0. 3=3. 6m, b=l. 0+2 X0. 3=1. 6m,采用矩形形式。

17、埋深d=l. 2m,承台高0. 8m,桩顶深入承台50mni,承 台有效高度取为：=。.8-0.085 = 0.715机。.考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值R。% = 0.85 m由力=0.8% 3 = 2.83和，/ = L%5 = 0213,查表取 =0.06A - nAnvA,:A - nAnvA,:2=0.63m2所以 R = E + r,cfakAc = 343.53kPa o343.53验算：/+%+& J100 + 180 + 20 x3.6xL6xL275 =4M8 满足要求。36L 口口口受可., 即；蝮 MM J胸j图4T桩基布置图. 5计算桩顶荷载取承台及其上士的平

18、均重度7G =2O0V/加，Mk = 200 +180 x (0.25/2 + 0.5 + 0.02)4-20 x(1.2 + 0.075) = 341.6kN - m那么桩顶平均竖向力为：z F.+G,” 与一小了Nb =L = 200.36ZN R = 343.53左N TOC o 1-5 h z 一、工程概况和设计任务1工程概况1设计任务23地勘资料21.4设计依据5二、无筋扩展基础设计51基本荷载组合5确定基底埋深及持力层5基底尺寸初步设计6地基承载力及偏心距验算6地基变形验算7确定基底高度及尺寸7施工设计7三、扩展基础设计8设计荷载8确定基底埋深及持力层8底尺寸初步设计8基承载力及偏

19、心距验算8展基础设计96地基稳定性验算128扩展基础施工设计12四、桩基础设计124 晔= 265.86 +/=14x(0.52 +1.52)=255.98左NL2R =412.236攵N/max4EX；i=l=144.74雨0满足要求。承台拟采用C20级硅，配筋为HRB335 (II)级钢筋，桩身舲等级为C30符合规范有关要求，桩的布置和承台平面尺寸如附图所示。桩顶水平力Hk=140kN ,水平力和竖向力的合力与铅垂线的夹角为:0 = arctan1401800 + 180 + 20 x3.6x1,6x1.275=0.6。5。，故可以不验算基桩的水平承载。4.6承台受冲切承载力验算L柱边冲切

20、。求冲垮比4与冲切系数分。：0.842()v+0.2 1.189 + 0.2二 0.605= %L = 0.21 F1 = 2043ZN式中，耳=1800+ 243 = 2043kN,满足要求。2.角桩向上冲切验算从角柱内边缘至承台外边缘距离q =。2 =。45加，aay =(20y 9。Ay =0.56 _0,564.+0.2 0.189 + 0.20.56 _ 0,564 V+0.2 0.25 + 0.2=0.403=1.244a.a缘G+管)+乐(c+寸)%伙=0.403 x (0.45 + 0.15 / 2) +1.244 x (0.45 + 0.85 / 2) x 1.0 x 110

21、0 x 0.715=1022.5 W2043 + (3000 + 243 x 0.645 + 35x1.275) x 0.52043 + (3000 + 243 x 0.645 + 35x1.275) x 0.5_F (M + Hh)x_7Vmax 一 一 十4i=l经验算，可以。4.7承台受剪计算剪跨比与以上冲跨比相同，故对I-1斜截面：4=4,=1.189故剪切系数：a = -= L75 0.7992 + 1 1.189 + 1因为 = 715mm 2N“ = 2x368.96 = 737.92ZN满足要求。n-n斜截面力按0.3计有，其受剪承载力更大，也满足要求。承台受弯计算Mv=2x

22、368.96x1.0 = 737.92左N 加%097也=3822mM_737.92x1()6-0.9x300 x715选用14020 ,那么Asx = 4396/nm2,沿平行x轴方向均匀布置。沿y方向，选用直径14mm。=ZNj.=4 x 255.4 x0.3 = 306.48 - m0=1626mm4 Mv306.48 xlO6A ,s - 0.94/ - 0.9 x 300 x (715 - 20 / 2 -14 / 2)选用12014 ,那么Asx = 1846根,沿平行y轴方向均匀布置。桩基施工方案.桩基础施工方案桩施工采用静压沉入方式。.施工流程测量放线f安装桩尖f检查桩位f桩机

23、就位f调整桩机水平度f调整桩机 垂直度f桩基吊桩f对位f施压f计压力值f测量贯入度f测回弹值一受压一 下一桩位。承台施工参照扩展基础的施工方案。.施工工具压桩机，挖掘机，水准仪，经纬仪，发电机。5 .施工图施工图见附录。参考资料(1)中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范，GB 500072002； (2)中华人民共和国国家标准.建筑桩基技术规范，JGJ94-94；中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范，GBJ10-99及其修订本;(4)基础工程，吴兴序，西南交通大学出版社，2007. 09o TOC o 1-5 h z 设计荷载12确定持力层及承台尺寸12初步设计桩数目13计算复合

24、基桩竖向承载力特征值13计算桩顶荷载146承台受冲切承载力验算15承台受剪计算16承台受弯计算16桩基础施工方案17附图一无筋扩展基础平面布置图18附图二无筋扩展基础施工图19附图三 桩基础平面布置图20附图四桩基础施工图21附图五有筋扩展基础平面布置图22附图六有筋扩展基础施工图23精选文档可编辑修改一、工程概况和设计任务1.1工程概况某装配车间采用单层钢筋混凝土排架承重结构，设计跨度24m,柱距6m,车 间内有2对30吨中级工作制桥式吊车。建筑平面图见图2-1。规定室内地面标 高为0.00,相当于黄海高程455.00%室外地面标高为-0.15m,柱顶标高为 12. 50m,轨顶标高为9.8

25、0nu60006000600060006000600060006000600060006000600060006000后侧()注：Z1,Z2,Z3表 示柱子的类型UH V A n图1-1装配车间平面图/mm柱子编号为（1）（20）,根据布置的位置和功能来分，柱子的类别主要有边柱Z1、角柱Z2及抗风柱Z3三类。各柱在基础顶面处的截面形状为矩形，尺 寸为：图1-2基础梁的横截面尺寸示意图（单位：mm）边柱 Z1：长宽=1000400mm；角柱 Z2：长宽= 1000400mm；抗风柱Z3：长宽=700400mm；基础梁的横截面尺寸如图2-2,梁与柱之间的净距为20nlm,置于柱子外侧的 基础顶面（

26、浅基础）或承台（桩基础）上。1. 2设计任务根据所给的某机械厂厂房的图纸和地质资料，要求对边柱Z1中的6号柱进 行地下基础设计；完成尺寸计算、内力验算并绘制施工图，安排施工方案和流程, 到达施工要求。基础梁上的荷重（包括基础梁自重）按30kN/m计算。各柱底位 于室内地面以下0.5m处，各柱在地面处的截面内力取值如下：L12M =350kN-m F = 2100kNH = 60kN边柱Z1 （横向计算），荷载组合编号：L11也=240kNmA Fk = 1400kN AHk = 40kN A基础梁作用荷载：与左=30 x6.0 = 180攵N 耳=1.35x180 = 243女N1.3地勘资料

27、勘察工作按施工图设计阶段的要求进行。共完成钻孔6个，并结合钻孔取原 状土样X个进行了室内土工实验，场地处地面平坦。据钻探揭露，各地层的情况 如下：第层：人工填土。分布于场地外表，以灰黑色粉土为主，伴有碎砖，炉渣 等杂物的填土层。厚约0.51.2m,结构疏松，土质不均，平均天然重度为 17. lkN/m3o第层：粉质粘土。呈棕红色。除1#孔外各孔均有，厚度9. 510. 1m。硬塑 可塑，土质较均匀。第层：粘土。呈黄黑色，各孔均可见到，没有钻透，据调查厚度在10m 以上。土质均匀，可塑硬塑。场区地下水属潜水，初见水位在2. 53. 1m深处，稳定水位在2. 93.9m深处。地质资料勘测及土工试验附图后侧II前侧III图例4#11.5mI-I钻孔位置 钻孔编号 钻孔深度地质剖面编号车间位置图1-3地质钻孔平面布置图454.60林法0.91.210.811.0436. 6018.022.0454. 301432. 308轴线位置0.6454.80V10. 711.5443. 30图2-5 II一II地质剖面（m）精选文档可编辑修改表1-1某机械厂装配车间土工试验结果汇总表试样编号取样深度 /m土的分类 名称天然含 水量 /%天然重度 /kN/m3比重天然孔 隙比液限 /%塑限 /%塑性 指数液性指数压缩系数 /MPa-1内摩擦角粘聚