基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)_第2頁(yè)
基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)_第3頁(yè)
基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)_第4頁(yè)
基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)_第5頁(yè)
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基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址:電話:傳真:郵編:廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

題目名稱基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)系部名稱城建學(xué)部專業(yè)班級(jí)土木工程班姓名學(xué)號(hào)預(yù)制樁組:題號(hào)7,設(shè)計(jì)(A)軸柱下樁基礎(chǔ)。一、課程設(shè)計(jì)的目的基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)教育的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié),是全面檢驗(yàn)和鞏固基礎(chǔ)工程課程學(xué)習(xí)效果的一個(gè)有效方式。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)使學(xué)生能夠運(yùn)用已學(xué)過(guò)基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)理論和方法進(jìn)行一般形式的基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),進(jìn)一步理解基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的基本原理。設(shè)置課程設(shè)計(jì)的目的是加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本課程及相關(guān)課程知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力和運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),也有助于學(xué)生畢業(yè)后能盡早進(jìn)入“工程角色”。多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐反映了課程設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)起到了一定的作用。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容題目框架結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料1.地形擬建建筑場(chǎng)地地勢(shì)平坦,局部堆有建筑垃圾。2.工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下:①號(hào)土層:素填土,層厚,稍濕,松散,承載力特征值fak=95KPa。②號(hào)土層:淤泥質(zhì)土,層厚,流塑,承載力特征值fak=65KPa。③號(hào)土層:粉砂,層厚,稍密,承載力特征值fak=110KPa。④號(hào)土層:粉質(zhì)黏土,層厚,濕,可塑,承載力特征值fak=165KPa。⑤號(hào)土層:粉砂層,鉆孔未穿透,中密-密實(shí),承載力特征值fak=280KPa。3.巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如表1和表2所示。4.水文地質(zhì)條件①擬建場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性。②地下水位深度:位于地表下。5.場(chǎng)地條件建筑物所處場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為7度,場(chǎng)地內(nèi)無(wú)可液化砂土,粉土。6.上部結(jié)構(gòu)資料擬建建筑物為六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),長(zhǎng)30m,寬。室外地坪標(biāo)高同自然地面,室內(nèi)外高差450mm。柱截面尺寸均為400X400,橫向承重,柱網(wǎng)布置如圖1所示。7.上部結(jié)構(gòu)作用上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值如表3所示,該表中彎矩MK,水平力VK均為橫向方向。上部結(jié)構(gòu)作用在柱底的荷載效應(yīng)基本組合值如表4所示,該表中彎矩M,水平力V均為橫向方向。8.材料混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25-C30,鋼筋采用HPB235,和HRB335級(jí)。三、設(shè)計(jì)要求每人根據(jù)所在組號(hào)和題號(hào),完成指定樁型和指定軸線的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。對(duì)于另外兩根軸線的基礎(chǔ),只要求根據(jù)所給荷載確定承臺(tái)尺寸和樁數(shù),以便畫(huà)出樁基平面布置圖。要求分析過(guò)程詳細(xì),計(jì)算步驟完整,設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)應(yīng)具有條理性,圖紙整潔清晰。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ),包括選定樁長(zhǎng)和截面尺寸,確定單樁承載力特征值,確定樁數(shù)并進(jìn)行樁的布置,進(jìn)行樁身和承臺(tái)的計(jì)算并滿足構(gòu)造設(shè)計(jì)要求,編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。(2)繪制樁基礎(chǔ)施工圖,包括樁基平面布置圖,樁和承臺(tái)大樣圖,并提出必要的技術(shù)說(shuō)明。五、設(shè)計(jì)成果1.設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)包括以下內(nèi)容:(1)確定樁的選型,確定單樁豎向承載力。(2)估算樁的根數(shù),布樁,確定承臺(tái)尺寸。(3)樁基礎(chǔ)驗(yàn)算。(4)樁承臺(tái)設(shè)計(jì),包括抗沖切,抗剪和抗彎的強(qiáng)度計(jì)算。(5)樁身設(shè)計(jì),對(duì)預(yù)制樁,進(jìn)行吊裝驗(yàn)算并滿足構(gòu)造配筋要求;對(duì)灌注樁,一般按構(gòu)造配筋。2.設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)圖紙包括以下內(nèi)容:(1)樁基平面布置圖。(2)承臺(tái)大樣圖。(3)樁身大樣圖。(4)設(shè)計(jì)說(shuō)明。三、預(yù)制樁基設(shè)計(jì)建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案采用混凝土預(yù)制樁,具體設(shè)計(jì)方案如下:室外地坪標(biāo)高為450mm,自然地面標(biāo)高同室外地坪標(biāo)高。該建筑樁基屬丙級(jí)建筑基樁,擬采用截面為400m*400m的混凝土預(yù)制方樁,以④號(hào)土層粉質(zhì)粘土為持力層,樁尖深入,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng),初步設(shè)計(jì)承臺(tái)高,承臺(tái)底面埋置深度,樁頂伸入承臺(tái)50mm。1.單樁承載力計(jì)算根據(jù)以上設(shè)計(jì),樁頂標(biāo)高為,裝底標(biāo)高為,樁長(zhǎng)12m。單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算:Quk=Qsk+Qpk=up∑qsikli+Apqpk由于Qsk=4××(×22+×28+×45+×60)=Qpk=××900=144kN則Quk=+144=2.樁基豎向承載力特征值承臺(tái)底部地基土為較松軟的填土,壓縮性大,因此本工程不考慮成太土效應(yīng)取ηc=0,則有R=Ra===根據(jù)上部荷載初步估計(jì)粧數(shù)為n===則設(shè)計(jì)粧數(shù)為6根。3.樁基豎向承載力驗(yàn)算根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》,當(dāng)按單樁承載力特征值進(jìn)行計(jì)算時(shí),荷載應(yīng)取其效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值。由于樁基所處場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度,且場(chǎng)地內(nèi)無(wú)可液化砂土,因此不進(jìn)行地震效應(yīng)的承載力驗(yàn)算。根據(jù)粧數(shù)及承臺(tái)尺寸構(gòu)造要求初步設(shè)計(jì)矩形承臺(tái),取承臺(tái)變長(zhǎng)為×,矩形布樁,樁中心距取,則s=×400=1000mm,取s=900mm,樁心距承臺(tái)邊緣為300mm。承臺(tái)及其上土壤的總重為Gk=×××20=200kN計(jì)算時(shí)取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合,則Nk===﹤R(=)Nkmax=Nk+=+=Nkmin=Nk-=因此Nkmax=<(=*=Nkmin=>0滿足設(shè)計(jì)要求,故初步設(shè)計(jì)是合理的4.承臺(tái)設(shè)計(jì)根據(jù)以上樁基設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求,承臺(tái)尺寸為×,預(yù)估承臺(tái)厚,承臺(tái)選用選用C25,t=mm2,c=mm2;承臺(tái)鋼筋選用HRB335級(jí)鋼筋,y=300N/mm2.承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算承臺(tái)你內(nèi)力計(jì)算采用荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值,則基樁凈反力設(shè)計(jì)值為Nmax=+=+=+=Nmin=-=-=N===5.承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算為防止承臺(tái)產(chǎn)生沖切破壞,承臺(tái)應(yīng)具有一定厚度,初步設(shè)計(jì)厚度,承臺(tái)底保護(hù)層厚度60mm,則h0=800-60=740mm。分別對(duì)柱邊沖切和角樁沖切進(jìn)行計(jì)算,以驗(yàn)算承臺(tái)厚度的合理性。6.柱對(duì)承臺(tái)沖切承臺(tái)受樁沖切的承載力應(yīng)滿足下式:Fl≤2{β0x(bc+aoy)+βoy(bc+aox)}βhpth0由于Ft=F-3230-0=3230kN,則沖垮比為λox===λoy===>取λoy=沖切系數(shù)為Β0x===Β0y===2{β0x(bc+aoy)+βoy(bc+aox)}βhpth0=2×{×(+)+×(+)}×1×1270×=4549kN>Fl(=2180kN)故厚度為的承臺(tái)能夠滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求。7.角樁沖切驗(yàn)算承臺(tái)受角樁的承載力應(yīng)滿足下式:N1≤{β1x(c2+)+β1y(c1+)}βhpth0由于Nl=,從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)邊緣距離為c1=c2=a1x=a1y=λ1x===λ1y===β1x===β1x==={β1x(c2+)+β1y(c1+)}βhpth0=>N/max(=)故厚度為的承臺(tái)能夠滿足角樁對(duì)承臺(tái)的沖切要求。8.承臺(tái)受剪承載力驗(yàn)算承臺(tái)剪切破壞發(fā)生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處,對(duì)于I-I截面λoy===(介于之間)剪切系數(shù)為β===受剪切承載力高度影響系數(shù)計(jì)算:β=(800/h0),β=800/故取βha=1I-I截面剪力為V=2N/max=2×=Βhsαtb0h0=1×××1000××=1466kN>V故滿足抗剪切要求。承臺(tái)受彎承載力計(jì)算承臺(tái)計(jì)算截面彎矩如下。對(duì)于I-I截面,取基樁凈反力最大值N/max=進(jìn)行計(jì)算,則yi=1300-200=1100mm=Mx=∑Niyi=2××=Asl===因此,承臺(tái)長(zhǎng)邊方向選用二級(jí)鋼筋25@80,鋼筋數(shù)為n=2000/140+1=16取,16Φ25@80實(shí)際鋼筋A(yù)s=6133mm2,滿足要求對(duì)于II-II截面,取基樁凈反力平均值N=進(jìn)行計(jì)算此時(shí)ho=800-80=720mmxi=650-200=450mm=則My=∑NiXi=3××=Asl===2100mm2因此,承臺(tái)短邊方向選用18二級(jí)直徑14@200,鋼筋根數(shù)為n=3300/200+1=18,取18二級(jí)直徑14@200`,實(shí)際鋼筋A(yù)s=2100mm2,滿足要求9.臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)混凝土樁樁頂伸入承臺(tái)長(zhǎng)度為50mm,兩承臺(tái)間設(shè)置連系梁,梁頂面標(biāo)高,與承臺(tái)平齊,根據(jù)構(gòu)造要求,梁寬250mm,梁高400mm,梁內(nèi)主筋上下共四根一級(jí)鋼筋直徑12通長(zhǎng)配筋,箍筋采用一級(jí)鋼筋直徑為8間距為200.承臺(tái)底做100mm厚C10混凝土墊層,墊層挑出承臺(tái)邊緣100mm。10.樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)制樁的樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C30,鋼筋選用HRB335級(jí)。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》,樁頂軸向壓力應(yīng)符合下列規(guī)定:Nmax≤φψccapsNmax=+=+=+=計(jì)算樁基軸心抗壓強(qiáng)度時(shí),一般不考慮壓屈影響,故取穩(wěn)定系數(shù)φ=1;對(duì)于預(yù)制樁,基樁施工工藝系數(shù)ψc=;C30級(jí)混凝土,

c=mm2,則ΦψccA=1×××106×=1489kN>Nmax(=)故樁身軸向承載力滿足要求。11.樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)樁身按構(gòu)造要求配筋,選用8根直徑為14的HRB400級(jí)鋼筋通長(zhǎng)配筋;箍筋選用直徑為6的HPB235級(jí)鋼筋,間距200mm,距樁頂2m范圍內(nèi)間距50mm,距樁頂2-4m范圍內(nèi)間距100mm。采用打入發(fā)沉樁,樁頂設(shè)置三層直徑為6的間距為50mm的鋼筋網(wǎng),樁尖所有主筋應(yīng)焊接在一根圓鋼上,樁尖范圍內(nèi)箍筋加密,間距50mm,樁身主筋混凝土保護(hù)層厚30mm。12裝驗(yàn)算由于樁的長(zhǎng)度不大,樁身吊裝時(shí)采用二點(diǎn)起吊。起吊點(diǎn)距樁兩端距離為a==×12=則吊起時(shí)樁身最大彎矩為Ml=××(×25)×122=樁身配筋驗(yàn)算;混凝土采用C30級(jí),鋼筋采用HRB335級(jí),則?c=mm2,

y=300N/mm2,由于b=400mm,h0=400-40=310mm,每邊配3根直徑為14的二級(jí)鋼筋,As=461N/mm2,則x===Mu=α1cbx(h0-)=××400××(360-)=×=所以Mu>Ml故樁身配筋滿足吊裝要求。軸線柱下粧數(shù)單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為,基樁豎向承載力特征值為.eq\o\ac(○,A)軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為Fk=2568KNMK=VK=174KN根據(jù)eq\o\ac(○,A)軸下荷載初步估算eq\o\ac(○,A)軸柱下根

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