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柱下独立基础课程设计

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柱下独立基础课程设计

I目录1柱下独立基础课程设计............................................................................................31.1设计资料...........................................................................................................31.1.1地形.........................................................................................................31.1.2工程地质条件.........................................................................................31.1.3岩土设计参数.........................................................................................31.1.4水文地质条件.........................................................................................41.1.5上部结构材料.........................................................................................41.1.6材料.........................................................................................................41.1.7本人设计资料.........................................................................................41.2独立基础设计...................................................................................................51.2.1选择基础材料.........................................................................................51.2.2选择基础埋置深度.................................................................................51.2.3求地基承载力特征值af........................................................................51.2.4初步选择基底尺寸.................................................................................61.2.5验算持力层地基承载力.........................................................................61.2.7基础高度.................................................................................................71.2.8变阶处抗冲剪验算.................................................................................81.2.9配筋计算.................................................................................................81.2.10基础配筋大样图...................................................................................91.2.11确定A、C两轴柱子基础底面尺寸.................................................101.2.12设计图纸............................................................................................102桩基础课程设计......................................................................................................112.1设计资料.........................................................................................................112.1.1地形....................................................................................................112.1.2工程地质条件....................................................................................112.1.3岩土设计技术参数............................................................................112.1.4水文地质条件....................................................................................122.1.5场地条件............................................................................................12II2.1.6上部结构资料....................................................................................122.1.7本人设计资料....................................................................................122.2预制桩基设计................................................................................................132.2.1单桩承载力计算................................................................................132.2.2桩基竖向承载力验算........................................................................142.2.3承台设计............................................................................................152.2.4桩身结构设计....................................................................................192.2.5桩身构造设计....................................................................................202.2.6吊装验算............................................................................................202.2.7估算A、C轴线柱下桩数................................................................202.2.8设计图纸............................................................................................213衡重式挡土墙课程设计............................................................错误未定义书签。3.1设计题目...........................................................................错误未定义书签。3.2地层条件及参数...............................................................错误未定义书签。3.3上墙土压力计算...............................................................错误未定义书签。3.4下墙土压力计算...............................................................错误未定义书签。3.5墙身截面计算...................................................................错误未定义书签。3.6设计图纸...........................................................................错误未定义书签。31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①号土层杂填土,层厚0.5m含部分建筑垃圾。②号土层粉质粘土,层厚1.2m,软塑,潮湿,承载力特征值akf130KPa。③号土层黏土,层厚1.5m,可塑,稍湿,承载力特征值180akfKPa。④号土层细砂,层厚2.7m,中密,承载力特征值k240Kpaaf。⑤号土层强风化砂质泥岩,厚度未揭露,承载力特征值300akfKPa。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3mKN孔隙比e液性指数Il粘聚力cKPa内摩擦角0压缩模量sEpaM标准贯入锤击数N承载力特征值akfKPa①杂填土18--------------②粉质粘土200.650.8434137.56130③黏土19.40.580.7825238.211180④细砂210.62----3011.616240⑤强风化砂质泥岩22--------182230041.1.4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500mm500mm。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2530CC,钢筋采用235HPB、HPB335级。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⑦题号B轴柱底荷载.①柱底荷载效应标准组合值kKKF1970KNM242KN.m,V95KN,。②柱底荷载效应基本组合值kKKF2562KNM315KN.m,V124KN,.持力层选用④号土层,承载力特征值kF240KPa,框架柱截面尺寸为500mm500mm,室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm。51.2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④号土层为持力层,所以考虑取室外地坪到基础底面为0.51.21.50.53.7m。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af根据细砂e0.62.,lI0.78,查表得b2.0,d3.0。基底以上土的加权平均重度为3180.520120100.219.4101.521100.513.683.7mKNm持力层承载力特征值af(先不考虑对基础宽度修正值)为0.52403.013.683.70.5371.328aakdmffdKPa6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K1970,242.,95KNKKFKNMKNmV。计算基础和回填土重KG时的基础埋置深度为1d3.74.15m2()3.925基础底面积为2K0F1970A6.24371.332.2101.67520aGmfd由于偏心不大,基础底面积按0200增大,即201.21.26.247.488AAm初步选定基础底面积22.882.67.488Albm,且b2.6m3m不需要再对af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KGdA2.2101.67520KNG()7.488415.58偏心距KKKKM242Le0.1010.48FG1970415.586KminP0,满足要求。基底最大压力KKFG61970415.5860.101Pmax11385.621.2445.593A10.082.88KaeKpafKPaL(1.2.6计算基底反力取柱底荷载效应基本组合设计值2562,315.,124FKNMKNmVKN。静偏心距为73151240.8e0.162562noMmN基础边缘处的最大和最小净反力为maxmin16256260.161456.2228.12.882.62.88nnoneFpKpaKpalbl)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L3.6m,b2.6m,0.5,0.5tccabmam。初步选定基础高度h1000mm,分两个台阶,每阶段高度均为400mm。0h10004010950mm()(有垫层),则取bt0aa20.520.952.42.6hm取ba2.4m。因此,可得5002400145022tbmaaamm因偏心受压,max456.2anppKp取,所以冲切为2max00F2222cclablbphbh22.880.52.60.5456.20.952.60.95284.212222KN8抗冲切力为3hp00.70.71.01.27101.450.951224.60284.2tmfahKNKN因此满足要求。1.2.8变阶处抗冲剪验算由于有11011.5,1.9,50050450tabmamh所以0121.520.452.42.6btaahmm2.4m.ba取因此,可得m1.52.2a1.9522tbaam冲切力为2max00F2222cclablbphbh22.881.92.61.5456.20.452.60.4542.882222KN抗冲切力为3hp00.70.71.01.27101.950.45780.1042.88tmfahKNKN因此满足要求。1.2.9配筋计算1基础长边方向。对于Ⅰ-Ⅰ截面,柱边净反力为1minmaxmin2cnnnlappppl2.880.5228.1456.2228.1321.0522.88Kpa悬臂部分净反力平均值为max111456.2321.05388.63Kpa22npp弯矩为2max1112242nnccppMlabb921388.632.880.522.60.5522.82.24KNm62110522.82102911.840.90.9210950syMAmmfh对于Ⅲ-Ⅲ截面(变阶处),有13minmaxmin2nnnlappppl2.881.9228.1456.2228.1359.55K22.88pa2max331112242nnPPMlabb21456.2359.552.881.922.61.5109.36KN.m242()()623101109.36101285.830.90.9210450syMAmmfh比较3sA和1sA,应取1sA配筋,实际配18200,则钢筋根数为2600n1142022254.51435632911.84sAmmmm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maxmin11456.2228.1342.15KPa22nnnPPP()与长边方向的配筋计算方法相同,对于Ⅱ-Ⅱ截面(柱边)的计算配筋值221458.24sAmm,Ⅳ-Ⅳ截面(变阶处)的计算配筋值221058.24sAmm。因此按2sA在短边方向配筋,实际配12140.钢筋根数为288011718n22113.1171922.71458.24sAmmmm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。101.2.11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1339,284.,96KkkFKNMKNmVKNC轴1560,355.,89KkkFKNMKNmVKN由前面计算得持力层承载力特征值371.328aFKPa,计算回填土重kG时的基础埋置深度d3.925m,A轴基础底面积为2013394.24371.3282.2101.67520kadFAmfG基础底面积按0200增大,即201.21.24.245.09AAm初步选定基础底面面积223.239.45.09,Albmm且b3,不需要对af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)112桩基础课程设计2.1设计资料2.1.1地形拟建建筑场地地势平坦,局部堆有建筑垃圾。2.1.2工程地质条件自上而下土层依次如下①号土层素填土,层厚1.5m,稍湿,松软,承载力特征值akf95KPa。②号土层淤泥质土,层厚3.3m,流塑,承载力特征值akf65KPa。③号土层粉砂,层厚6.6m,稍密,承载力特征值110akfKPa。④号土层粉质粘土,层厚4.2m,湿,可塑,承载力特征值165akfKPa。⑤号土层粉砂层,钻孔未穿透,承载力特征值280akfKPa。2.1.3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W00液性指数lI标准贯入锤击数N(次)压缩模量sEMPa①素填土5.0②淤泥质土1.0462.41.083.8③粉砂0.8127.6147.5④粉质粘土0.7931.20.749.2⑤粉砂层0.583116.8表2.2装的极限侧阻力标准值skq和极限端阻力标准值pkq土层编号土的名称桩的侧阻力skq桩的端阻力pkq12①素填土22②淤泥质土28③粉砂45④粉质粘土60900⑤粉砂层7524002.1.4水文地质条件⑴拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。⑵地下水位深度位于地表下3.5m。2.1.5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。2.1.6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400400mmmm,横向承重,柱网布置图如图2.1所示。2.1.7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⑦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13⑴柱底荷载效应标准组合值A轴荷载2568;293.m;174kkkFKNMKNVKN。B轴荷载3225;248.m;179kkkFKNMKNVKN。C轴荷载3170;247.m;165kkkFKNMKNVKN。⑵柱底荷载效应基本组合值A轴荷载3230;303.m;212kkkFKNMKNVKN。B轴荷载4180;284.m;197kkkFKNMKNVKN。C轴荷载3750;274.m;208kkkFKNMKNVKN。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400mm400mm的混凝土预制方桩,以④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。2.2.1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ukskpksikippkQQQuqlAq式中ukQ单桩竖向极限承载力标准值,KN;skQ单桩总极限侧阻力标准值,KN;pkQ单桩总极限端阻力标准值,KN;u桩身周长,m;14sikq桩侧第i层土的极限侧阻力标准值Kpa;il桩周第i层土的厚度,m;pA桩端面积,2m;pkq桩端极限端阻力标准值,kpa。由于40.400.40263.3296.6450.7565723skQKN0.400.40900144pkQKN723144867ukQKN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0c,则有867433.52uksQRRKNK根据上部荷载初步估计桩数为32257.4433.5ksFnR则取设计桩数为9根。2.2.2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153.33.3mm,矩形布桩,桩中心距取3.5d,则3.540140Smm,取s1400mm,桩心距承台边缘均为350mm。承台及其上填土的总重为3.33.31.620348.48kGKN计算时取荷载的标准组合,则3225348.48397.05433.59kKkFGNKNRKNnmaxmax221790.82481.3397.05472.3041.3kkMyNNKNymaxmin221790.82481.3N397.05321.8241.3kkMyNKNy因此max472.31.21.2433.5520.2kNRKNmin321.820kNKN满足设计要求,股初步设计是合理的。2.2.3承台设计根据以上桩基设计及构造要求,承台尺寸为3.33.3mm3.33.3mm,预估承台厚0.8m(见图4.3)承台混凝土选用C25,21.27tfNmm,211.9cfNmm;承台钢筋选用335HRB级钢筋,2300yfNmm。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16,max2241802841970.81.3549.36941.3yiMyFNKNny,min2241802841970.81.3379.48941.3yiMyFNKNny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080050750hmm。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172loxcoyoycoxhptoFbahafh由于418004180,liFFNKN则冲跨比为ox00.2750.3670.75oxah;oy00.9251.231.00.75oyah取oy1.0。冲切系数为ox0.840.841.480.20.567ox;oy0.840.840.70.21.2oy202xcoyoycoxhptbahafh21.480.40.9250.70.40.275112700.752s12236,n59002361262612236A2940.6mm则钢筋根数,取,实际配筋46364180lKNF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,111211022xxxyhptaaNccfh由于,max549.36,tNNKN从角桩内边缘至承台外边缘距离为120.525CCcm;10.275xam;10.75yam.1100.2750.370.75xxah;1100.741.00.75yyah11110.560.560.560.560.98;0.470.20.570.21.2xyxy则111211022yxxyhptaaCCfh180.740.2750.980.5250.470.525112700.7522,max1131.99549.36KNNKN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Ⅰ-Ⅰ截面,6220564.31029030.90.9300720ysyMAmmfh0.9251.230.2530.75oyoyoah介于之间)剪切系数为1.751.75a0.7811.231受剪切承载力高度影响系数计算由于0hs800,1hmm故取Ⅰ-Ⅰ截面剪力为,maxV2N2502.921005.84KN则30010.781.27102.00.751486hstafbhKNV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Ⅰ-Ⅰ截面,取基桩净反力最大值,max502.92NKN进行计算,则iy130020011001.1mM2502.921.11106.42.xiiNyNm62101208.6105968.40.90.9300750 xsyMAmmfh因此,承台长边方向选用20120.则钢筋根数为n2000/140116取1620140,实际配筋sA50262mm,满足要求。19对于Ⅱ-Ⅱ截面,取基桩净反力平均值,464.4NKN进行计算。此时0h80080720mmx6502000.45im则3464.40.45626.9.yiiMNxKNm62206291032240.90.9300720ysyMAmmfh因此,承台短边方向选用12236,n5900236126则钢筋根数,2s16236A3618mm取,实际配筋,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412通长配筋,箍筋采用8200。承台底做100mm厚C10素混凝土层,垫层挑出承台边缘100mm.8200.2.2.4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maxccpsNfAmax2yiMyFGNny241801.2377.62841970.81.3577.5941.3KN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1;对于预制桩,基桩施工工艺系数20.85;3014.3,ccCfNmm级混凝土,则42cmax10.8514.3100.351489577.5cfAKNNKN202.2.5桩身构造设计桩身按构造要求配筋,选814HRB3356的级钢筋通长配筋;箍筋选用的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650钢筋网,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。2.2.6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0.2070.207112.28alm则起吊时桩身最大弯矩为22210.2140.2141.30.4251113.46.MkqlKNm桩身配筋计算混凝土采用C30级,钢筋采用HRB335级,则22014.3,300,b350mmh35040310mmcyfNmmfNmm由于,,每边配2s314A461mm,,则130046126.861.014.3360yscfAxmmafb102ucxMafbxh26.861.014.340026.8631045.50.2KNm所以1uMM2.2.7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2568;293.m;174kkkFKNMKNVKN。21根据A轴荷载初步估计A轴柱下桩数,即25685.9373kFnR则A轴下设计桩数为6根。C轴柱下荷载标准组合值为3170;247.m;165kkkFKNMKNVKN。根据C轴荷载初步估计C轴柱下桩数,即31708.4373kFnR则C轴下设计桩数为9根。.2.承台平面尺寸的确定根据估算的桩数和承台的构造要求,设计A轴线承台平面尺寸为2.0mX2.0m,与B轴线相同,桩中心距取1.3m,桩心与承台边缘距离0.35m,设计C轴承台尺寸为2.6mX2.6m,桩中心距取1.3m,桩心与承台边缘距离0.35m。A、C轴承台布置如图4.5图所示。A轴承台示意图C轴承台示意图2.2.8设计图纸根据以上计算,可以绘制出桩基平面布置图和桩基大样图,施工详图(02)所示忽略此处..

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