基础工程课程设计
姓学班
名:号:级:
指导教师:
一、设计任务书
(一)、设计资料
1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为5层,物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.1m,本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为2级,已知上部框架结构由柱子传来的荷载。承台底面埋深:D=1.58m
A柱:Nmax=4239KN,Mmax=193KN·m,Vmax=75KN,截面面积:300mm×300mmB柱:Nmax=8782KN,Mmax=593KN·m,Vmax=165KN,截面面积:500mm 500mmC柱:Nmax=4159KN,Mmax=324KN·m,Vmax=79KN,截面面积:300mm×300mm附表一:土层主要物理力学指标土层代号
层底埋深
含水量w%
天然重度rKN/m
3
名称
厚度m
孔隙比e
液性指数
直剪试验(快剪)压缩模量
E
内摩擦角°ψ°
粘聚力C(kPa)
承载力标准值
s
(kPa)
f
k
I
(kPa)
L
12
杂填土1.81.8
33
17.5
18.40.900.95
21.116.7
5.4
125
灰褐色粉10.18.3质粘土
345
灰色淤泥22.112.0粉质粘土
3417.81.061.1019.10.880.7019.7
0.46
18.614.223.318.426.836.5
3.811.58.6
95140210
黄褐色粉27.45.330质粘土灰-绿色>27.粉质粘土4
26
(二)、设计要求:
1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算;2、确定桩数和桩的平面布置图;3、群桩中单桩的受力验算4、承台结构设计及验算;
5、需要提交的报告:计算说明书。
A柱柱下桩基础设计
(一)、根据地质资料确定第四层黄褐色粉质粘土为桩端持力层,采用与现荷载试验相同的尺寸预制桩截面为300mm×300mm,柱截面为600mm×500mm,桩长取22m桩承台埋深1.58m桩顶嵌入承台0.1m则桩顶进入持力层1.38m。如图1.1
图1.1
(二)、桩身材料
混凝土采用强度等级为C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)钢筋采用HRB335级(fy=f’y=300N/mm)纵向受力钢筋为4Φ16箍筋Φ
6@100/200。如图
(三)、单桩竖向承载力标准值和设计值计算
1)、单桩竖向承载力标准值
Quk=QSK+Qpk=up∑qsikli+qpkAP
其中up=4×300=1.2m杂填土
qsik(kpa)
AP=0.09m2
灰色淤泥粉质粘土
30
黄褐色粉质粘土
50
灰褐色粉质粘土
40
25
其中黄褐色粉质粘土qpk取1000kpa
Quk=[1.2(0.22⨯25+8.3⨯40+12⨯30+1.38⨯50)+0.09⨯1000]=1009.8kN
2)、桩基竖向承载力特征值
Ra=Quk/k=504.9kN
3)、单桩竖向承载力设计值
Q=ϕ(fcA+fyAS)=1.0(14.3⨯3002+300⨯256π)=1528kN
(因为此桩基础为低承台桩所以ϕ取1.0)
(四)、确定桩数与桩的平面布置图1)、 此低承台桩承受竖向偏心荷载
∴n≥u
Fk+Gk4239kN
=1.2⨯=8.39a∴取桩数n=9
(未考虑承台土重及偏心荷载的影响乘以1.2的扩大系数)
2)、桩的中心距
查表8-1挤土预制桩(排数不少于3排且不少于9根的摩擦型桩基)最小中心距3.5d∴取中心距1100mm
3)、桩的排列采用行列式,桩基再受弯方向排列3根另一方向排列3根。如图4)、桩承台
A)、桩承台尺寸据桩的排列,桩外缘每边外伸净距为200mm,则桩承台
l⨯b=2900mm⨯2900mm设计埋深D=1.58m位于填土以上B)、承台及上覆土重Gk=rGAd=20⨯2.9⨯1.58=265.756kN
2
(五)、群桩中单桩的受力验算
1)、按中心受压桩平均受力验算应满足下式的要求
Qk=
F+G(4239+265.756)
=kN=500.5kN≤Ra=504.9kN9
满足要求
2)、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况
F+GMyMykXi4239+266(193+75⋅1)⋅1.1541.1
Qik=±±=±=459.9kN⋅yxiiQikmax=541.4kN≤1.2Ra=605.88kN
(六)、群桩承载力验算
经验算群桩承载力满足要求。
(七)、承台结构设计及验算
承台混凝土等级为C25(fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2)配置HRB335级钢筋(fy=
f’y=300N/mm)承台厚1m桩顶伸入承台0.1m钢筋保护层为70mm承台有效高度
Qikmin=459.9kN>0
ho=1-0.1-0.07=0.83m承台l⨯b=2900mm⨯2900mm
如图
1)、计算柱顶荷载设计值
去程台及上土的平均重度rG=20kNm则桩顶平均竖向设计值为
maxNmin=
3
F+G(M+Vh)xmax514.1
±=459.9kNXI
yi=850mm
2)、承台承受弯承载力计算
xi=800mm
Mx=∑Niyi=3⨯500.5⨯0.85=1276.275kN⋅mMx1276.275⨯106
As===5695mm2
co⋅⋅23Φ18@105As=5853.5mm2
选用
My=∑Nixi=3⨯541.1⨯0.8=1298.64kN⋅m1298.64⨯106
As===5792mm2
co⋅⋅23Φ18@105As=5853.5mm2
3)、承台承受冲切承载力验算A)、柱对承台的冲切
My
选用
aox=0.65maoy=0.7m
λox=βox=
a=0.783
0.84
=0.85
λox+λoy=βoy=
aoyho
=0.843
0.84
=0.805
λoy+2βox(bc+aoy)+βoy(hc+aox)⋅βhp⋅ft⋅ho
=2[0.85(0.5+0.7)+0.805(0.6+0.65)]⋅0.9975⋅1.27⋅830=4261.02kN>roFl=1.0(4239-0)=4239kN
(因为ho=830mm所以βhp=0.9975)B)、角柱对承台的冲切
满足要求
[]
c1=c2=0.5ma
λ1x==0.783
o
a1x=aox=0.65ma1y=aoy=0.7
λ1y=
a1yo
=0.843
β1x=
0.56
=0.57
λ1x+0.2
β1y=
0.56
=0.537
λ1y+a1y⎡a⎤
β(c+)+β(c+)⎥⋅βhp⋅ft⋅ho1y1⎢1x2
22⎣⎦
=[0.57(0.5+0.7/2)+0.537(0.5+0.65/2)]⋅0.9975⋅1.27⋅830=975.26kN>rNmax=541.1kN
4)、承台受剪承载力计算
满足要求
800λx=λox=0.78β=1.75=0.98 ho=830mm∴βhs=()=0.99
λ+1.0
1
βhsβftboho=0.99⋅0.98⋅1270⋅0.83⋅2.9=2965.8kN>2roNmax=1231.32kN
满足要求
B柱柱下桩基础设计
(一)、根据地质资料确定第四层黄褐色粉质粘土为桩端持力层,采用与现荷载试验相同的尺寸预制桩截面为500mm×500mm,柱截面为600mm×600mm,桩长取22m桩承台埋深1.58m桩顶嵌入承台0.m则桩顶进入持力层1.28m。如图
1.1
(二)、桩身材料
混凝土采用强度等级为C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)钢筋采用HRB335级(fy=f’y=300N/mm)纵向受力钢筋为4Φ16箍筋Φ
6@100/200。如图
(三)、单桩竖向承载力标准值和设计值计算
1)、单桩竖向承载力标准值
Quk=QSK+Qpk=up∑qsikli+qpkAP
其中up=4×500=2m杂填土
qsik(kpa)
AP=0.25m2
灰色淤泥粉质粘土
30
黄褐色粉质粘土
50
灰褐色粉质粘土
40
25
其中黄褐色粉质粘土qpk取1000kpa
Quk=[2(0.22⨯25+8.3⨯40+12⨯30+1.28⨯50)+0.25⨯1000]=1773kN
2)、桩基竖向承载力特征值
Ra=Quk/k=886.5kN
3)、单桩竖向承载力设计值
Q=ϕ(fcA+fyAS)=1.0(14.3⨯5002+300⨯256π)=3816kN
(因为此桩基础为低承台桩所以ϕ取1.0)
(四)、确定桩数与桩的平面布置图1)、 此低承台桩承受竖向偏心荷载
∴n≥u
Fk+Gk8782kN
=1.2⨯=11.89a∴取桩数n=12
(未考虑承台土重及偏心荷载的影响乘以1.2的扩大系数)
2)、桩的中心距
查表8-1挤土预制桩(排数不少于3排且不少于9根的摩擦型桩基)最小中心距3.5d∴取中心距1750mm
3)、桩的排列采用行列式,桩基再受弯方向排列4根另一方向排列3根。如图4)、桩承台
A)、桩承台尺寸据桩的排列,桩外缘每边外伸净距为150mm,则桩承台
l⨯b=6050mm⨯4300mm设计埋深D=1.58m位于填土以上B)、承台及上覆土重Gk=rGAd=20⨯6.05⨯4.3⨯1.58=822.074kN
(五)、群桩中单桩的受力验算
1)、按中心受压桩平均受力验算应满足下式的要求
Qk=
2)、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况
F+G(8782+822.074)
=kN=800.34kN≤Ra=886.5kN12
满足要求
Qik=
F+GMyMykXi(593+165⋅1.5)⋅2.625848.37
±±=800.34±=752.21kN⋅+yixi
Qikmin=752.21kN>0
Qikmax=848.37kN≤1.2Ra=1063.8kN
(六)、群桩承载力验算
经验算群桩承载力满足要求。
(七)、承台结构设计及验算
承台混凝土等级为C25(fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2)配置HRB335级钢筋(fy=
f’y=300N/mm)承台厚1.5m桩顶伸入承台0.2m钢筋保护层为40mm承台有效高度
ho=1.5-0.2-0.04=1.26m承台l⨯b=6050mm⨯4300mm
已知基础顶面的荷载设计值Nmax=8782kN
如图
Mmax=593kN⋅mVmax=165kN
1)、计算柱顶荷载设计值
去程台及上土的平均重度rG=20kNm则桩顶平均竖向设计值为
maxNmin=
3
F+G(M+Vh)x(593+165⋅1.5)⋅2.625848.34
±=800.34±=752.34kNn6(2.625+0.875)∑XI
yi=1.5m
2)、承台承受弯承载力计算
xi=0.325或2.075m
Mx=∑Niyi=4⨯800.34⨯1.5=4802.04kN⋅mMx4208.04⨯106
As===14115.3mm2
co⋅⋅29Φ25@100As=14236.1mm2
My=∑Nixi=3(2.075+0.325)⨯848.37=6108.264kN⋅m
选
用
6108.264⨯106
As===17954.9mm2
co⋅⋅37Φ25@120As=18163.3mm2
3)、承台承受冲切承载力验算A)、柱对承台的冲切
My
选用
aox=0.325maoy=1.2m
λox=
a=0.258
0.84
=1.834
λox+0.2
λoy=βoy=
aoyo
=0.952
βox=
0.84
=0.73
λoy+0.2
2βox(bc+aoy)+βoy(hc+aox)⋅βhp⋅ft⋅ho
=2[1.834(0.6+1.2)+0.73(0.6+0.325)]⋅0.96167⋅1.27⋅1260=12238.2kN>roFl=1.0(8782-0)=8782kN
(因为ho=1260mm所以βhp=0.96167)B)、角柱对承台的冲切
满足要求
[]
c1=c2=0.65ma
λ1x==0.258
ho
a1x=aox=0.325ma1y=aoy=1.2
λ1y=
a1yho
=0.952
β1x=
0.56
=1.22
λ1x+0.2
β1y=
0.56
=0.486
λ1y+0.2
a1y⎡a1x⎤
β(c+)+β(c+)⎥⋅βhp⋅ft⋅ho1y1⎢1x2
⎣⎦
=[1.22(0.65+1.2/2)+0.486(0.65+0.325/2)]⋅0.96167⋅1.27⋅1260=2954.25kN>rNmax=848.34kN
满足要求
4)、承台受剪承载力计算
8001.75
λx=λox=1.845β=)=0.893=0.615 ho=1260mm∴βhs=(
λx+1
βhsβftboho=0.893⋅0.615⋅1270⋅4.3⋅1.26=3778.9kN>2roNmax=1082.2kN满足要求
C柱柱下桩基础设计
(一)、根据地质资料确定第四层黄褐色粉质粘土为桩端持力层,采用与现荷载试验相同的尺寸预制桩截面为300mm×300mm,柱截面为600mm×500mm,桩长取22m桩承台埋深1.58m桩顶嵌入承台0.1m则桩顶进入持力层1.38m。如图
1.1
(二)、桩身材料
混凝土采用强度等级为C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)钢筋采用HRB335级(fy=f’y=300N/mm)纵向受力钢筋为4Φ16箍筋Φ
6@100/200。如图
(三)、单桩竖向承载力标准值和设计值计算
1)、单桩竖向承载力标准值
Quk=QSK+Qpk=up∑qsikli+qpkAP
其中up=4×300=1.2m杂填土
qsik(kpa)
AP=0.09m2
灰色淤泥粉质粘土
30
黄褐色粉质粘土
50
灰褐色粉质粘土
40
25
其中黄褐色粉质粘土qpk取1000kpa
Quk=[1.2(0.22⨯25+8.3⨯40+12⨯30+1.38⨯50)+0.09⨯1000]=1009.8kN
2)、桩基竖向承载力特征值
Ra=Quk/k=504.9kN
3)、单桩竖向承载力设计值
Q=ϕ(fcA+fyAS)=1.0(14.3⨯3002+300⨯256π)=1528kN
(因为此桩基础为低承台桩所以ϕ取1.0)
(四)、确定桩数与桩的平面布置图1)、 此低承台桩承受竖向偏心荷载
∴n≥u
Fk+Gk4159kN
=1.2⨯=8.23a∴取桩数n=9
(未考虑承台土重及偏心荷载的影响乘以1.2的扩大系数)
2)、桩的中心距
查表8-1挤土预制桩(排数不少于3排且不少于9根的摩擦型桩基)最小中心距3.5d∴取中心距1100mm
3)、桩的排列采用行列式,桩基再受弯方向排列3根另一方向排列3根。如图4)、桩承台
A)、桩承台尺寸据桩的排列,桩外缘每边外伸净距为200mm,则桩承台
l⨯b=2900mm⨯2900mm设计埋深D=1.58m位于填土以上B)、承台及上覆土重Gk=rGAd=20⨯2.9⨯1.58=265.756kN
2
(五)、群桩中单桩的受力验算
1)、按中心受压桩平均受力验算应满足下式的要求
Qk=
F+G(4159+265.756)
=kN=491.6kN≤Ra=504.9kN9
满足要求
2)、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况
Qik=
F+GMyMykXi4159+265.756(324+79⋅1)⋅1.1552.66±±=±=430.54kN96⋅1.1∑yi∑xiQikmax=552.66kN≤1.2Ra=605.88kN
Qikmin=430.54kN>0
(六)、群桩承载力验算
经验算群桩承载力满足要求。
(七)、承台结构设计及验算
承台混凝土等级为C25(fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2)配置HRB335级钢筋(fy=
f’y=300N/mm)承台厚1m桩顶伸入承台0.1m钢筋保护层为70mm承台有效高度
ho=1-0.1-0.07=0.83m承台l⨯b=2900mm⨯2900mm
已知基础顶面的荷载设计值N=4159kN
如图
M=324kN⋅m
V=79kN
1)、计算柱顶荷载设计值
去程台及上土的平均重度rG=20kNm则桩顶平均竖向设计值为
maxNmin=
3
F+G(M+Vh)x552.66
±=430.54kNX∑I
yi=850mm
2)、承台承受弯承载力计算
xi=800mm
Mx=∑Niyi=3⨯491.6⨯0.85=1253.58kN⋅mM1253.58⨯106
As===5593.8mm2
0.9co0.9⋅300⋅830
选用
18Φ20@140As=5655.6mm2
My=∑Nixi=3⨯552.66⨯0.8=1326.38kN⋅m1326.38⨯106
As===5918.7mm2
0.9fcho0.9⋅300⋅830
19Φ20@130As=5918.8mm2
3)、承台承受冲切承载力验算A)、柱对承台的冲切
My
选用
aox=0.65maoy=0.7m
λox=βox=
aox
=0.783
0.84
=0.85
λox+0.2
λoy=βoy=
aoyo
=0.843
0.84
=0.805
λoy+0.2
2βox(bc+aoy)+βoy(hc+aox)⋅βhp⋅ft⋅ho
=2[0.85(0.5+0.7)+0.805(0.6+0.65)]⋅0.9975⋅1.27⋅830=4261.02kN>roFl=1.0(4159-0)=4159kN
(因为ho=830mm所以βhp=0.9975)B)、角柱对承台的冲切
满足要求
[]
c1=c2=0.5ma1x=aox=0.65ma1y=aoy=0.7
λ1x=β1x=
a=0.783o
0.56
=0.57
λ1x+λ1y=
a1yo
=0.843
β1y=
0.56
=0.537
λ1y+a1y⎡a⎤
β(c+)+β(c+)⎥⋅βhp⋅ft⋅ho1y1⎢1x2
22⎦⎣
=[0.57(0.5+0.7/2)+0.537(0.5+0.65/2)]⋅0.9975⋅1.27⋅830=975.26kN>rNmax=552.66kN
4)、承台受剪承载力计算
满足要求
800λx=λox=0.78β=1.75=0.98 ho=830mm∴βhs=()=0.99
λ+1.0
1
βhsβftboho=0.99⋅0.98⋅1270⋅0.83⋅2.9=2965.8kN>2roNmax=1105.32kN满足要求
基础工程课程设计
姓学班
名:号:级:
指导教师:
一、设计任务书
(一)、设计资料
1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为5层,物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.1m,本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为2级,已知上部框架结构由柱子传来的荷载。承台底面埋深:D=1.58m
A柱:Nmax=4239KN,Mmax=193KN·m,Vmax=75KN,截面面积:300mm×300mmB柱:Nmax=8782KN,Mmax=593KN·m,Vmax=165KN,截面面积:500mm 500mmC柱:Nmax=4159KN,Mmax=324KN·m,Vmax=79KN,截面面积:300mm×300mm附表一:土层主要物理力学指标土层代号
层底埋深
含水量w%
天然重度rKN/m
3
名称
厚度m
孔隙比e
液性指数
直剪试验(快剪)压缩模量
E
内摩擦角°ψ°
粘聚力C(kPa)
承载力标准值
s
(kPa)
f
k
I
(kPa)
L
12
杂填土1.81.8
33
17.5
18.40.900.95
21.116.7
5.4
125
灰褐色粉10.18.3质粘土
345
灰色淤泥22.112.0粉质粘土
3417.81.061.1019.10.880.7019.7
0.46
18.614.223.318.426.836.5
3.811.58.6
95140210
黄褐色粉27.45.330质粘土灰-绿色>27.粉质粘土4
26
(二)、设计要求:
1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算;2、确定桩数和桩的平面布置图;3、群桩中单桩的受力验算4、承台结构设计及验算;
5、需要提交的报告:计算说明书。
A柱柱下桩基础设计
(一)、根据地质资料确定第四层黄褐色粉质粘土为桩端持力层,采用与现荷载试验相同的尺寸预制桩截面为300mm×300mm,柱截面为600mm×500mm,桩长取22m桩承台埋深1.58m桩顶嵌入承台0.1m则桩顶进入持力层1.38m。如图1.1
图1.1
(二)、桩身材料
混凝土采用强度等级为C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)钢筋采用HRB335级(fy=f’y=300N/mm)纵向受力钢筋为4Φ16箍筋Φ
6@100/200。如图
(三)、单桩竖向承载力标准值和设计值计算
1)、单桩竖向承载力标准值
Quk=QSK+Qpk=up∑qsikli+qpkAP
其中up=4×300=1.2m杂填土
qsik(kpa)
AP=0.09m2
灰色淤泥粉质粘土
30
黄褐色粉质粘土
50
灰褐色粉质粘土
40
25
其中黄褐色粉质粘土qpk取1000kpa
Quk=[1.2(0.22⨯25+8.3⨯40+12⨯30+1.38⨯50)+0.09⨯1000]=1009.8kN
2)、桩基竖向承载力特征值
Ra=Quk/k=504.9kN
3)、单桩竖向承载力设计值
Q=ϕ(fcA+fyAS)=1.0(14.3⨯3002+300⨯256π)=1528kN
(因为此桩基础为低承台桩所以ϕ取1.0)
(四)、确定桩数与桩的平面布置图1)、 此低承台桩承受竖向偏心荷载
∴n≥u
Fk+Gk4239kN
=1.2⨯=8.39a∴取桩数n=9
(未考虑承台土重及偏心荷载的影响乘以1.2的扩大系数)
2)、桩的中心距
查表8-1挤土预制桩(排数不少于3排且不少于9根的摩擦型桩基)最小中心距3.5d∴取中心距1100mm
3)、桩的排列采用行列式,桩基再受弯方向排列3根另一方向排列3根。如图4)、桩承台
A)、桩承台尺寸据桩的排列,桩外缘每边外伸净距为200mm,则桩承台
l⨯b=2900mm⨯2900mm设计埋深D=1.58m位于填土以上B)、承台及上覆土重Gk=rGAd=20⨯2.9⨯1.58=265.756kN
2
(五)、群桩中单桩的受力验算
1)、按中心受压桩平均受力验算应满足下式的要求
Qk=
F+G(4239+265.756)
=kN=500.5kN≤Ra=504.9kN9
满足要求
2)、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况
F+GMyMykXi4239+266(193+75⋅1)⋅1.1541.1
Qik=±±=±=459.9kN⋅yxiiQikmax=541.4kN≤1.2Ra=605.88kN
(六)、群桩承载力验算
经验算群桩承载力满足要求。
(七)、承台结构设计及验算
承台混凝土等级为C25(fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2)配置HRB335级钢筋(fy=
f’y=300N/mm)承台厚1m桩顶伸入承台0.1m钢筋保护层为70mm承台有效高度
Qikmin=459.9kN>0
ho=1-0.1-0.07=0.83m承台l⨯b=2900mm⨯2900mm
如图
1)、计算柱顶荷载设计值
去程台及上土的平均重度rG=20kNm则桩顶平均竖向设计值为
maxNmin=
3
F+G(M+Vh)xmax514.1
±=459.9kNXI
yi=850mm
2)、承台承受弯承载力计算
xi=800mm
Mx=∑Niyi=3⨯500.5⨯0.85=1276.275kN⋅mMx1276.275⨯106
As===5695mm2
co⋅⋅23Φ18@105As=5853.5mm2
选用
My=∑Nixi=3⨯541.1⨯0.8=1298.64kN⋅m1298.64⨯106
As===5792mm2
co⋅⋅23Φ18@105As=5853.5mm2
3)、承台承受冲切承载力验算A)、柱对承台的冲切
My
选用
aox=0.65maoy=0.7m
λox=βox=
a=0.783
0.84
=0.85
λox+λoy=βoy=
aoyho
=0.843
0.84
=0.805
λoy+2βox(bc+aoy)+βoy(hc+aox)⋅βhp⋅ft⋅ho
=2[0.85(0.5+0.7)+0.805(0.6+0.65)]⋅0.9975⋅1.27⋅830=4261.02kN>roFl=1.0(4239-0)=4239kN
(因为ho=830mm所以βhp=0.9975)B)、角柱对承台的冲切
满足要求
[]
c1=c2=0.5ma
λ1x==0.783
o
a1x=aox=0.65ma1y=aoy=0.7
λ1y=
a1yo
=0.843
β1x=
0.56
=0.57
λ1x+0.2
β1y=
0.56
=0.537
λ1y+a1y⎡a⎤
β(c+)+β(c+)⎥⋅βhp⋅ft⋅ho1y1⎢1x2
22⎣⎦
=[0.57(0.5+0.7/2)+0.537(0.5+0.65/2)]⋅0.9975⋅1.27⋅830=975.26kN>rNmax=541.1kN
4)、承台受剪承载力计算
满足要求
800λx=λox=0.78β=1.75=0.98 ho=830mm∴βhs=()=0.99
λ+1.0
1
βhsβftboho=0.99⋅0.98⋅1270⋅0.83⋅2.9=2965.8kN>2roNmax=1231.32kN
满足要求
B柱柱下桩基础设计
(一)、根据地质资料确定第四层黄褐色粉质粘土为桩端持力层,采用与现荷载试验相同的尺寸预制桩截面为500mm×500mm,柱截面为600mm×600mm,桩长取22m桩承台埋深1.58m桩顶嵌入承台0.m则桩顶进入持力层1.28m。如图
1.1
(二)、桩身材料
混凝土采用强度等级为C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)钢筋采用HRB335级(fy=f’y=300N/mm)纵向受力钢筋为4Φ16箍筋Φ
6@100/200。如图
(三)、单桩竖向承载力标准值和设计值计算
1)、单桩竖向承载力标准值
Quk=QSK+Qpk=up∑qsikli+qpkAP
其中up=4×500=2m杂填土
qsik(kpa)
AP=0.25m2
灰色淤泥粉质粘土
30
黄褐色粉质粘土
50
灰褐色粉质粘土
40
25
其中黄褐色粉质粘土qpk取1000kpa
Quk=[2(0.22⨯25+8.3⨯40+12⨯30+1.28⨯50)+0.25⨯1000]=1773kN
2)、桩基竖向承载力特征值
Ra=Quk/k=886.5kN
3)、单桩竖向承载力设计值
Q=ϕ(fcA+fyAS)=1.0(14.3⨯5002+300⨯256π)=3816kN
(因为此桩基础为低承台桩所以ϕ取1.0)
(四)、确定桩数与桩的平面布置图1)、 此低承台桩承受竖向偏心荷载
∴n≥u
Fk+Gk8782kN
=1.2⨯=11.89a∴取桩数n=12
(未考虑承台土重及偏心荷载的影响乘以1.2的扩大系数)
2)、桩的中心距
查表8-1挤土预制桩(排数不少于3排且不少于9根的摩擦型桩基)最小中心距3.5d∴取中心距1750mm
3)、桩的排列采用行列式,桩基再受弯方向排列4根另一方向排列3根。如图4)、桩承台
A)、桩承台尺寸据桩的排列,桩外缘每边外伸净距为150mm,则桩承台
l⨯b=6050mm⨯4300mm设计埋深D=1.58m位于填土以上B)、承台及上覆土重Gk=rGAd=20⨯6.05⨯4.3⨯1.58=822.074kN
(五)、群桩中单桩的受力验算
1)、按中心受压桩平均受力验算应满足下式的要求
Qk=
2)、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况
F+G(8782+822.074)
=kN=800.34kN≤Ra=886.5kN12
满足要求
Qik=
F+GMyMykXi(593+165⋅1.5)⋅2.625848.37
±±=800.34±=752.21kN⋅+yixi
Qikmin=752.21kN>0
Qikmax=848.37kN≤1.2Ra=1063.8kN
(六)、群桩承载力验算
经验算群桩承载力满足要求。
(七)、承台结构设计及验算
承台混凝土等级为C25(fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2)配置HRB335级钢筋(fy=
f’y=300N/mm)承台厚1.5m桩顶伸入承台0.2m钢筋保护层为40mm承台有效高度
ho=1.5-0.2-0.04=1.26m承台l⨯b=6050mm⨯4300mm
已知基础顶面的荷载设计值Nmax=8782kN
如图
Mmax=593kN⋅mVmax=165kN
1)、计算柱顶荷载设计值
去程台及上土的平均重度rG=20kNm则桩顶平均竖向设计值为
maxNmin=
3
F+G(M+Vh)x(593+165⋅1.5)⋅2.625848.34
±=800.34±=752.34kNn6(2.625+0.875)∑XI
yi=1.5m
2)、承台承受弯承载力计算
xi=0.325或2.075m
Mx=∑Niyi=4⨯800.34⨯1.5=4802.04kN⋅mMx4208.04⨯106
As===14115.3mm2
co⋅⋅29Φ25@100As=14236.1mm2
My=∑Nixi=3(2.075+0.325)⨯848.37=6108.264kN⋅m
选
用
6108.264⨯106
As===17954.9mm2
co⋅⋅37Φ25@120As=18163.3mm2
3)、承台承受冲切承载力验算A)、柱对承台的冲切
My
选用
aox=0.325maoy=1.2m
λox=
a=0.258
0.84
=1.834
λox+0.2
λoy=βoy=
aoyo
=0.952
βox=
0.84
=0.73
λoy+0.2
2βox(bc+aoy)+βoy(hc+aox)⋅βhp⋅ft⋅ho
=2[1.834(0.6+1.2)+0.73(0.6+0.325)]⋅0.96167⋅1.27⋅1260=12238.2kN>roFl=1.0(8782-0)=8782kN
(因为ho=1260mm所以βhp=0.96167)B)、角柱对承台的冲切
满足要求
[]
c1=c2=0.65ma
λ1x==0.258
ho
a1x=aox=0.325ma1y=aoy=1.2
λ1y=
a1yho
=0.952
β1x=
0.56
=1.22
λ1x+0.2
β1y=
0.56
=0.486
λ1y+0.2
a1y⎡a1x⎤
β(c+)+β(c+)⎥⋅βhp⋅ft⋅ho1y1⎢1x2
⎣⎦
=[1.22(0.65+1.2/2)+0.486(0.65+0.325/2)]⋅0.96167⋅1.27⋅1260=2954.25kN>rNmax=848.34kN
满足要求
4)、承台受剪承载力计算
8001.75
λx=λox=1.845β=)=0.893=0.615 ho=1260mm∴βhs=(
λx+1
βhsβftboho=0.893⋅0.615⋅1270⋅4.3⋅1.26=3778.9kN>2roNmax=1082.2kN满足要求
C柱柱下桩基础设计
(一)、根据地质资料确定第四层黄褐色粉质粘土为桩端持力层,采用与现荷载试验相同的尺寸预制桩截面为300mm×300mm,柱截面为600mm×500mm,桩长取22m桩承台埋深1.58m桩顶嵌入承台0.1m则桩顶进入持力层1.38m。如图
1.1
(二)、桩身材料
混凝土采用强度等级为C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)钢筋采用HRB335级(fy=f’y=300N/mm)纵向受力钢筋为4Φ16箍筋Φ
6@100/200。如图
(三)、单桩竖向承载力标准值和设计值计算
1)、单桩竖向承载力标准值
Quk=QSK+Qpk=up∑qsikli+qpkAP
其中up=4×300=1.2m杂填土
qsik(kpa)
AP=0.09m2
灰色淤泥粉质粘土
30
黄褐色粉质粘土
50
灰褐色粉质粘土
40
25
其中黄褐色粉质粘土qpk取1000kpa
Quk=[1.2(0.22⨯25+8.3⨯40+12⨯30+1.38⨯50)+0.09⨯1000]=1009.8kN
2)、桩基竖向承载力特征值
Ra=Quk/k=504.9kN
3)、单桩竖向承载力设计值
Q=ϕ(fcA+fyAS)=1.0(14.3⨯3002+300⨯256π)=1528kN
(因为此桩基础为低承台桩所以ϕ取1.0)
(四)、确定桩数与桩的平面布置图1)、 此低承台桩承受竖向偏心荷载
∴n≥u
Fk+Gk4159kN
=1.2⨯=8.23a∴取桩数n=9
(未考虑承台土重及偏心荷载的影响乘以1.2的扩大系数)
2)、桩的中心距
查表8-1挤土预制桩(排数不少于3排且不少于9根的摩擦型桩基)最小中心距3.5d∴取中心距1100mm
3)、桩的排列采用行列式,桩基再受弯方向排列3根另一方向排列3根。如图4)、桩承台
A)、桩承台尺寸据桩的排列,桩外缘每边外伸净距为200mm,则桩承台
l⨯b=2900mm⨯2900mm设计埋深D=1.58m位于填土以上B)、承台及上覆土重Gk=rGAd=20⨯2.9⨯1.58=265.756kN
2
(五)、群桩中单桩的受力验算
1)、按中心受压桩平均受力验算应满足下式的要求
Qk=
F+G(4159+265.756)
=kN=491.6kN≤Ra=504.9kN9
满足要求
2)、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况
Qik=
F+GMyMykXi4159+265.756(324+79⋅1)⋅1.1552.66±±=±=430.54kN96⋅1.1∑yi∑xiQikmax=552.66kN≤1.2Ra=605.88kN
Qikmin=430.54kN>0
(六)、群桩承载力验算
经验算群桩承载力满足要求。
(七)、承台结构设计及验算
承台混凝土等级为C25(fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2)配置HRB335级钢筋(fy=
f’y=300N/mm)承台厚1m桩顶伸入承台0.1m钢筋保护层为70mm承台有效高度
ho=1-0.1-0.07=0.83m承台l⨯b=2900mm⨯2900mm
已知基础顶面的荷载设计值N=4159kN
如图
M=324kN⋅m
V=79kN
1)、计算柱顶荷载设计值
去程台及上土的平均重度rG=20kNm则桩顶平均竖向设计值为
maxNmin=
3
F+G(M+Vh)x552.66
±=430.54kNX∑I
yi=850mm
2)、承台承受弯承载力计算
xi=800mm
Mx=∑Niyi=3⨯491.6⨯0.85=1253.58kN⋅mM1253.58⨯106
As===5593.8mm2
0.9co0.9⋅300⋅830
选用
18Φ20@140As=5655.6mm2
My=∑Nixi=3⨯552.66⨯0.8=1326.38kN⋅m1326.38⨯106
As===5918.7mm2
0.9fcho0.9⋅300⋅830
19Φ20@130As=5918.8mm2
3)、承台承受冲切承载力验算A)、柱对承台的冲切
My
选用
aox=0.65maoy=0.7m
λox=βox=
aox
=0.783
0.84
=0.85
λox+0.2
λoy=βoy=
aoyo
=0.843
0.84
=0.805
λoy+0.2
2βox(bc+aoy)+βoy(hc+aox)⋅βhp⋅ft⋅ho
=2[0.85(0.5+0.7)+0.805(0.6+0.65)]⋅0.9975⋅1.27⋅830=4261.02kN>roFl=1.0(4159-0)=4159kN
(因为ho=830mm所以βhp=0.9975)B)、角柱对承台的冲切
满足要求
[]
c1=c2=0.5ma1x=aox=0.65ma1y=aoy=0.7
λ1x=β1x=
a=0.783o
0.56
=0.57
λ1x+λ1y=
a1yo
=0.843
β1y=
0.56
=0.537
λ1y+a1y⎡a⎤
β(c+)+β(c+)⎥⋅βhp⋅ft⋅ho1y1⎢1x2
22⎦⎣
=[0.57(0.5+0.7/2)+0.537(0.5+0.65/2)]⋅0.9975⋅1.27⋅830=975.26kN>rNmax=552.66kN
4)、承台受剪承载力计算
满足要求
800λx=λox=0.78β=1.75=0.98 ho=830mm∴βhs=()=0.99
λ+1.0
1
βhsβftboho=0.99⋅0.98⋅1270⋅0.83⋅2.9=2965.8kN>2roNmax=1105.32kN满足要求