预制桩基设计计算书大学论文.doc

江苏省土木工程重点专业材料淮阴工学院基础工程课程设计计算书班 级：土木1137姓 名：吴军学 号：1131407720指导老师：陈亚东日 期：2016年6月归口单位：建筑工程学院011 设计题目 本次课程设计的题目：预制桩基设计。12 设计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分别如表11、表12所示。表11 柱底荷载效应标准组合值表12 桩底荷载效应基本组合值 （1）题号：9号。 （2）柱底荷载效应标准组合值如下。 轴荷载：Fk=2920kN；Mk=304kNm；Vk=192kN。 轴荷载：Fk=2860kN；Mk=285kNm；Vk=202kN。 轴荷载：Fk=3720kN；Mk=281kNm；Vk=191kN。 （3）柱底荷载效应基本组合值如下。 轴荷载：F=3680kN；M=377kNm；V=233kN。 轴荷载：F=4690kN；M=326kNm；V=230kN。 轴荷载：F=4230kN；M=301kNm；V=228kN。 设计轴柱下桩基，、轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数。13 地层条件及其参数 地层条件及其参数详见桩基础课程设计任务书。14 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-045m，自然地面标高同室外地坪标高。根据表15，该建筑桩基属丙级建筑桩基，拟采用截面为450mm（不宜小于350mm）的混凝土预制方桩，以号土层粉质黏土为持力层，桩尖伸人持力层1.2m（对于黏性土、粉土不小于2d700mm），设计桩长11.0m，初步设计承台高0.8m，承台底面埋置深度标高-1.60m，桩顶伸人承台50mm。141 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：由于 则 2单桩竖向承载力特征值 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，则有 根据上部荷载初步估计桩数为则设计桩数为9根。142 桩基竖向承载力的验算 根据建筑桩基技术规范（JCJ 942008），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（见左图），取承台边长为3.6m3.6m，矩形布桩，桩的中心距取3.5d（3d4d），则s=3.5400=1400mm，取s=1400mm，桩心距承台边缘均为400mm。 承台及其上填土的总重为 计算时取荷载的标准组合，则 因此满足设计要求，故初步设计是合理的。143 承台设计 根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为3.6m3.6m，预估承台厚0.8m（见下图），承台混凝土选用C30，ft=1.43N/mm2，fc=14.3N/mm2；承台钢筋选用HRB400级钢筋，fy=360N/mm2。 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 2承台厚度及受冲切承载力验算 为防止承台产生冲切破坏，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60mm，则h0800-60740mm。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。 （1）柱对承台冲切。 承台受桩冲切的承载力应满足下式：由于，则冲跨比为取。 冲切系数为 故厚度为0.8m的承台能够满足柱对承台的冲切要求。 （2）角桩冲切验算，承台受角桩冲切的承载力应满足下式：由于，从角桩内边缘至承台外边缘距离为则 故厚度为0.8m的承台能够满足角桩对承台的冲切要求。 3承台受剪承载力计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，对于II截面，剪切系数 受剪切承载力高度影响系数计算:由于h0800mm，故取hs=1。I一I截面剪力为则故满足抗剪切要求。4 承台受弯承载力计算 承台计算截面弯矩如下。对于I一I截面，取基桩净反力最大值Nmax=527.55kN进行计算，则因此，承台长边方向选用22180，则钢筋根数为取2122180，实配钢筋As=7982mm2，满足要求。 对于一截面，取基桩净反力平均值=470kN进行计算。 此时则因此，承台短边方向选用20170，则钢筋根数为n=3600/170+1=23，取2320170,实配钢筋As=7227mm2，满足要求。 5承台构造设计 混凝土桩桩顶伸入承台长度为50mm。两承台间设置连系梁，梁顶面标高-0.8m，与承台顶齐平，根据构造要求，梁宽300mm，梁高400mm，梁内主筋上下共412通长配筋，箍筋采用8 200。承台底做100mm厚C10素混凝土垫层，垫层挑出承台边缘100mm。144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HRB400级。 根据建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）第5.8.2条的规定，桩顶轴向压力应符合下列规定：计算桩身轴心抗压强度时，一般不考虑压屈影响，故取稳定系数=1;对于预制桩，基桩施工工艺系数c=0.85；C30级混凝土，fc=14.3N/mm2，则故桩身轴向承载力满足要求。145桩身构造设计 桩身按构造要求配筋，选814的HRB400级钢筋通长配筋；箍筋选用6的HRB300级钢筋，间距200mm，距桩顶2m范围内间距50mrn，距桩顶24m范围内间距100mm。采用打入法沉桩，桩顶设置三层6 50钢筋网，层距50mm，桩尖所有主筋应焊接在一根圆钢上，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。146吊装验算 由于桩的长度不大，桩身吊装时采用二点起吊，吊点位置如右下图所示。 起吊点距桩两端距离为 则起吊时桩身最大弯矩为 桩身配筋验算：混凝土采用C30级，钢筋采用HRB400级，则fc = 14. 3N/mm2，fy = 360N/mm2，由于b =450mm，ho = 450-40 =410mm，每边配314, As=461mm2，则 所以故桩身配筋满足吊装要求。147估算、轴线柱下桩数 1桩数佑算 设计、轴线下桩基础的方法与轴线下相同，基桩极限承载力特征值为978.03kN，基桩竖向承载力特征值为489.02kN。 轴柱下荷载标准组合值为Fk=2920kN、Mk=304kNm、Vk=192kN。 根据轴荷载初步估计轴柱下桩数，即则轴下设计桩数为6根。 轴柱下荷载标准组合值为Fk=3860kN、Mk=285kNm、Vk=202kN。 根据轴荷载初步估计轴柱下桩数，即则轴下设计桩数为8根。 2承台平面尺寸确定 根据估算的桩数和承台构造要求，设计轴线承台平面尺寸为2.2rn3.6m，桩中心矩取1. 4m，桩心与承台边缘距离0. 4m;设计轴线承台尺寸为3.6m3.6m，与轴线相同，桩中心矩取1. 4m,桩心与承台边缘距离0. 4m。、轴承台布置如下图所示。148设计图纸 根据以上计算，可绘制出桩基平面布置图和桩基大样图，施工图如图所示。8