哈尔滨某机械厂车间地基基础课程设计计算书

地基基础课程设计学生姓名：学号：指导教师：专业班级：11土木（1）所在学院：工程学院中国·大庆2014年12月地基基础课程设计任务书预制桩基础--土木11-1一、工程概况哈尔滨某机械厂车间，为单层单跨排架结构，跨度24米，柱距6米，纵向总长度60m，室内外地面高差0.30米。柱截面600×1000mm。建筑场地地质条件见表A，作用于基础顶面的荷载见表B。表A建筑场地地质条件编号土层名称土层厚度(m) γkN/m3w(%) еwLwp EskPaCkPaφ°Ⅰ粉质粘土1564001624Ⅱ淤泥质粘土25001313Ⅲ粉土1750001520Ⅳ粘土302045002412注：地下水位在天然地面下2.5米处。表B上部结构传来荷载学号柱底荷载设计值（N，M，V）（kN，kN·m，kN）学号柱底荷载设计值（N，M，V）（kN，kN·m，kN）学号柱底荷载设计值（N，M，V）（kN，kN·m，kN）13678，118，88193354，226，72372547，187，5823956，281，80203433，155，50382977，279，10933847，187，78213948，159，60393975，238，8243577，279，89223825，214，78403121，197，6254075，248，62234438，85，50414176，231，8063321，197，72244950，82，68424276，112，8674076，231，90255417，85，60433352，125，6283276，212，96264430，155，50444043，203，8194152，125，102274983，140，50453678，138，70103643，203，98285411，160，53462956，231，80112678，138，80293430，189，50472421，104，30123956，231，110304490，176，56483678，98，70132832，120，62312580，106，89493261，134，68143368，123，72322320，178，54503352，134，68153405，85，50333620，80，67513206，127，66163982，89，60342200，86，62523276，112，86173835，128，78354064，95，88533852，225，62182862，217，62362438，156，90543943，203，81553427，235，20564352，123，15574322，321，32584221，214,46593239，110，50602351，127，47注：1、荷载作用于基础顶面，弯矩作用于跨度方向；2、表中给出的是荷载标准值，如需用到荷载设计值，直接把标准值乘以1.35即可。二、题目分配按学号选择表B中相应的荷载，全班地质条件均相同（表A）。三、设计要求1、设计桩基础（包括桩、承台设计、群桩基础计算等）；2、绘制施工图，包括基础平面布置图、承台和桩身详图及必要的施工说明等；（A1图纸594mm×841mm）。3、计算书内容应详尽，数据准确，排版规范（按附件的排版规范执行）。图纸应符合制图规范相关要求，表达完整、准确。参考设计步骤：1、确定桩的类型、长度（包括确定桩端持力层）、截面尺寸，初步选择承台底面标高（要考虑预制桩的要求）；2、按经验公式确定单桩承载力；3、确定桩数及布置；4、群桩基础计算；5、桩身设计；6、承台设计；7、绘制施工图。目录TOC\o"1-2"\h\u22871.确定桩型、桩基材料、几何尺寸和承台埋深 -1-304012.确定单桩极限承载力特征值 -2-211733.确定桩数、承台底面尺寸和桩的平面布置 -3-16114.验算桩基承载力 -4-118134.1桩基中各基桩竖向承载力验算 -4-255894.2桩基中各基桩水平承载力验算 -4-68765.桩身设计计算 -5-30256.承台设计计算 -6-235296.1承台受冲切计算 -6-58656.2承台抗剪验算 -7-264916.3承台受弯承载力计算 -7-299346.4承台局部受压验算 -8-188427.桩基础沉降验算 -9-9326参考文献 -12-1.确定桩型、桩基材料、几何尺寸和承台埋深由任务书可知，该框架跨度大，柱底荷载大，不宜采用浅基础，故采用深基础，且该场地土层分层比较均匀，采用混凝土预制桩比较合理。桩身采用混凝土，钢筋采用级钢筋，桩截面尺寸选用，承台采用混凝土，钢筋采用级钢筋，厚度为，桩顶深入承台，钢筋保护层取，则承台有效高度为：依据地基土分布，第层是粘土，较合适为桩端持力层，桩端全断面进入持力层，桩的实际长度为桩的有效长度为承台埋深为，桩基以及土层分布如图1所示。图1桩基以及土层分布示意图对直径的预制桩，单桩竖向极限承载力标准值可按下式计算：其中：—桩的极限侧阻力标准值—桩的极限端阻力标准值、可通过计算查表得到，见表1。表1极限桩侧、桩端阻力标准值编号土层名称土层厚度(m)(%)I粉质粘土15100II淤泥质粘土26III粉土1780IV粘土30201006000按经验参数法确定单桩竖向极限承载力标准值：=4××﹙100×1.3＋26×8.6＋80×7+100×1﹚＋6000ײ根据《建筑地基基础设计规范》，单桩竖向承载力特征值取其极限承载力标准值的一半，即：3.确定桩数、承台底面尺寸和桩的平面布置初步估算桩数,先不考虑群桩效应，则，暂取。，取承台底面尺寸为,柱下桩基的平面布置图如下： 图2柱位平面布置图验算桩基承载力中各基桩竖向承载力验算取承台及其上土的平均重度，计算时的基础埋深为，则,所以满足要求。桩基中各基桩水平承载力验算由于水平力，与竖向力的合力作用线即铅垂线的夹角，，º﹤5º竖直桩的水平承载力满足设计要求，可不设斜桩，但要求基桩的桩顶水平荷载设计值。因为查表8.17，，满足水平承载力验算。5.桩身设计计算桩身材料采用C30混凝土，；钢筋选用钢筋，，钢筋保护层厚度为。桩分两段预制，第一段桩长均为,第二段桩长为，按单点起吊计算，动力系数采用K=1.3，桩身混凝土重度，桩顶处土层为硬塑，取。沿桩身轴线均匀分布的自重荷载为故桩身最大弯矩。桩截面有效高度为故钢筋面积均选用214，，，不满足，则按构造配筋。由，选用816，。6.1承台受冲切计算﹙1﹚柱对承台的冲切验算受冲切力设计值，承台有效高度为：冲跨比，,承台混凝土强度等级为，则故厚度为900mm的承台能够满足柱对承台的冲切要求。（2）角桩对承台的冲切角桩向上冲切，从角桩内边缘至承台外边缘距离，，，，。则：故厚度为900mm的承台能够满足角桩承台的冲切要求。6.2承台抗剪验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，剪跨比与以上冲跨比相同，对于Ⅰ-Ⅰ斜截面，，受剪切承载力高度影响系数计算：所以满足要求。对II-II斜截面：，故剪切系数因为，则所以满足要求。承台受弯承载力计算对于I-I截面，选用1220，对于II-II截面，选用2018（），沿平行y轴方向均匀布置，满足要求。(1)承台在柱下局部受压柱的面积，局部受压的计算底面积混凝土局部受压时强度提高系数混凝土局部受压净面积承台采用混凝土，混凝土强度影响系数，局部抗压承载力所以满足要求。（2）承台在角桩上局部受压混凝土局部受压面积混凝土局部受压净面积局部受压计算底面积混凝土局部受压时强度提高系数局部抗压承载力,所以满足要求。（1）桩中心距为,可假定桩群为一假想的实体深基础，按与浅基础相同的计算方法和步骤计算桩端平面以下由附加应力引起的压缩层范围内地基的变形量，但计算过程中各土层的压缩模量，按实际的自重应力和附加应力由实验曲线确定，同时，基底边长取承台地面边长（，）。（2）计算实体深基础基底附加压力桩基础实体重度近似取，,而，则基底附加压力为(3)地基变形计算深度因为基础宽度为，所以基础中点的地基沉降计算深度可按下式估算：按该深度沉降量应计算至粘土层顶面向下处，因为，所以。（4）沉降计算，见下表表2用规范法计算基础最终沉降量点号000012，所以满足要求。查《桩基规范》可知，，所以。短边方向桩数，等效距径比，长径比，承台的长宽比，查《建筑桩基技术规范》得因此桩基础最终沉降量查《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008表该结构的桩基沉降变形允许值为，所以桩基沉降满足要求。参考文献《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《土力学与地基基础》第三版赵明华主编武汉理工大学出版社2010年7月