柱下独立基础优秀课程设计.doc

目 录1 柱下独立基础课程设计11.1设计资料11.1.1地形11.1.2工程地质条件11.1.3岩土设计参数11.1.4水文地质条件21.1.5上部结构材料21.1.6材料21.1.7本人设计资料21.2独立基础设计31.2.1选择基础材料31.2.2选择基础埋置深度31.2.3求地基承载力特征值31.2.4初步选择基底尺寸41.2.5验算持力层地基承载力41.2.7基础高度51.2.8变阶处抗冲剪验算61.2.9配筋计算61.2.10基础配筋大样图71.2.11确定A、C两轴柱子基础底面尺寸81.2.12 设计图纸82 桩基础课程设计92.1设计资料92.11地形92.12工程地质条件92.13岩土设计技术参数92.14水文地质条件102.15场地条件102.16上部结构资料102.17本人设计资料102.2 预制桩基设计112.21单桩承载力计算112.22桩基竖向承载力验算122.23承台设计132.24桩身结构设计172.25桩身结构设计182.26吊装验算182.27估算A、C轴线柱下桩数182.28设计图纸193 衡重式挡土墙课程设计203.1设计题目203.2地层条件及参数203.3上墙土压力计算203.4下墙土压力计算213.5墙身截面计算233.6设计图纸261 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以下：号土层：杂填土，层厚0.5m含部分建筑垃圾。号土层：粉质粘土，层厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值。号土层：黏土，层厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值。号土层：细砂，层厚2.7m，中密，承载力特征值。号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值。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名称重度孔隙比e液性指数粘聚力c内摩擦角压缩模量标准贯入锤击数N承载力特征值杂填土18-粉质粘土200.650.8434137.56130 黏土19.40.580.7825238.211180 细砂210.62-3011.616240强风化砂质泥岩22-18223001.1.4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：在地表下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500mm500mm。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱网部署图图1.1所表示：1.1.6材料混凝土强度等级为，钢筋采取。1.1.7本人设计资料本人分组情况为第二组第七个，依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础组合值选择题号B轴柱底荷载.柱底荷载效应标准组合值: 。柱底荷载效应基础组合值:.持力层选择号土层，承载力特征值，框架柱截面尺寸为500mm500mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。1.2独立基础设计1.2.1选择基础材料基础采取C25混凝土，HPB235级钢筋，预估基础高度0.8m。1.2.2选择基础埋置深度依据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选择。你、拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水在地表下1.5m。取基础底面高时最好取至持力层下0.5m，本设计取号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得基础剖面示意图，图1.2所表示。基础剖面示意图1.2.3求地基承载力特征值依据细砂e=0.62.，=0.78，查表得=2.0，=3.0。基底以上土加权平均重度为： 持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正值）为上式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：计算基础和回填土重时基础埋置深度为基础底面积为因为偏心不大，基础底面积按增大，即初步选定基础底面积，且b=2.6m3m不需要再对进行修正。1.2.5验算持力层地基承载力基础和回填土重为偏心距，满足要求。基底最大压力：1.2.6计算基底反力取柱底荷载效应基础组合设计值：静偏心距为基础边缘处最大和最小净反力为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L=3.6m,b=2.6m,初步选定基础高度h=1000mm，分两个台阶，每阶段高度均为400mm。，则取取=2.4m。所以，可得因偏心受压， 抗冲切力为所以满足要求。1.2.8变阶处抗冲剪验算因为有所以冲切力为抗冲切力为所以满足要求。1.2.9配筋计算1) 基础长边方向。对于-截面，柱边净反力为悬臂部分净反力平均值为弯矩为 对于-截面（变阶处），有 比较和，应取配筋，实际配，则钢筋根数为2) 基础短边方向。因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向基底反力可按均匀分布计算，取和长边方向配筋计算方法相同，对于-截面（柱边）计算配筋值，-截面（变阶处）计算配筋值。所以按在短边方向配筋，实际配钢筋根数为1.2.10基础配筋大样图基础配筋大样图图A3图纸01所表示。1.2.11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以下。A轴:C轴：由前面计算得持力层承载力特征值，计算回填土重时基础埋置深度，A轴基础底面积为基础底面积按增大，即初步选定基础底面面积且b=3，不需要对进行修正。1.2.12 设计图纸依据以上计算，能够绘制出基础平面部署图B轴柱子基础大样图（见图纸01）2 桩基础课程设计2.1设计资料2.11地形拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。2.12工程地质条件自上而下土层依次以下：号土层：素填土，层厚1.5m，稍湿，松软，承载力特征值。号土层：淤泥质土，层厚3.3m，流塑，承载力特征值。号土层：粉砂，层厚6.6m，稍密，承载力特征值。号土层：粉质粘土，层厚4.2m，湿，可塑，承载力特征值。号土层：粉砂层，钻孔未穿透，承载力特征值。2.13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名称孔隙比e含水量W液性指数标准贯入锤击数N（次）压缩模量素填土5.0淤泥质土1.0462.41.083.8粉砂0.8127.6147.5粉质粘土0.7931.20.749.2粉砂层0.583116.8表2.2 装极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值土层编号土名称桩侧阻力桩端阻力素填土22淤泥质土28粉砂45粉质粘土60900粉砂层7524002.14水文地质条件拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。地下水位深度：在地表下3.5m。2.15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。2.16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，横向承重，柱网部署图图2.1所表示。2.17本人设计资料本人分组情况为第二组第七个，依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础组合值选择题号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础组合值以下：柱底荷载效应标准组合值A轴荷载：B轴荷载：C轴荷载：柱底荷载效应基础组合值A轴荷载：B轴荷载：C轴荷载：2.2 预制桩基设计建筑物基础设计方案采取混凝土预制桩，具体设计方案以下：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，拟采取截面为混凝土预制方桩，以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。2.21单桩承载力计算依据以上设计，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： 式中：单桩竖向极限承载力标准值，KN；单桩总极限侧阻力标准值，KN；单桩总极限端阻力标准值，KN;桩身周长，m；桩侧第i层土极限侧阻力标准值Kpa；桩周第i层土厚度，m；桩端面积，；桩端极限端阻力标准值，kpa。因为 2桩基竖向承载力特征值承台底部地基土为较松软填土，压缩性大，所以本工程不考虑承台土效应，即取，则有依据上部荷载初步估量桩数为则取设计桩数为9根。2.22桩基竖向承载力验算依据建筑桩基技术规范（JGJ94），当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应标准组合值。因为桩基所处场地抗震设防烈度为7度，且场地内无可液化砂土、粉土问题，所以可不进行地震效应竖向承载力验算。依据桩数及承台尺寸结构要求初步设计矩形承台（见图4.2），取承台边长为，矩形布桩，桩中心距取3.5d，则，取s=1400mm，桩心距承台边缘均为350mm。 承台及其上填土总重为计算时取荷载标准组合，则所以 满足设计要求，股初步设计是合理。2.23承台设计依据以上桩基设计及结构要求，承台尺寸为，预估承台厚0.8m（见图4.3）承台混凝土选择C25，；承台钢筋选择级钢筋，。1 承台内力计算承台内力计算荷载采取荷载效应基础组合设计值，则基桩净反力设计值为承台计算简图2 承台厚度及受冲切承载力验算为预防承台产生剪切破坏，承台应含有一定厚度，初步设计承台厚0.8m，承台底保护层厚度50mm，则。分别对柱边冲切和角桩冲切进行计算，以验算承台厚度合理性。a 柱对承台冲切承台受压冲切承载力应满足下式：因为 ；取=1.0。冲切系数为； 故厚度为0.8m承台能够满足柱对承台冲切要求。b角桩冲切验算承台受角桩冲切承载力应满足下式：因为从角桩内边缘至承台外边缘距离为;.;则 故厚度为0.8m承台能够满足角桩对承台冲切要求C承台受剪切承载力计算承台剪切破坏发生在和桩边连线所形成斜截面处，对于-截面，剪切系数为 受剪切承载力高度影响系数计算：因为-截面剪力为 则 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以下。对于-截面，取基桩净反力最大值所以，承台长边方向选择取1620140，实际配筋=5026,满足要求。对于-截面，取基桩净反力平均值此时 则 所以，承台短边方向选择，满足要求。e.承台结构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，和承台顶平齐，依据结构要求，梁宽250mm,梁高400mm，梁内主筋上下共412通长配筋，箍筋采取。承台底做100mm厚C10素混凝土层，垫层挑出承台边缘100mm.2.24桩身结构设计预制桩桩身混凝土强度等级选择C30,钢筋选择HRB335级。依据建筑桩基技术规范（JGJ94）第5.8.2条要求，桩顶轴向压力应符合下列要求： 计算桩身轴心抗压强度时，通常不考虑屈压影响，故取稳定系数；对于预制桩，基桩施工工艺系数2.25桩身结构设计桩身按结构要求配筋，选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。采取打入法沉桩，桩顶设置三层，层距50mm，桩尖全部主筋焊接在一根圆钢上，桩尖0.6m范围内箍筋加密，间距50mm,桩尖全部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。2.26吊装验算因为桩长度不大，桩身吊装时采取二点起吊，吊点位置图2.4所表示。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计算：混凝土采取C30级，钢筋采取HRB335级，则，每边配所以 2.27估算A、C轴线柱下桩数1桩数估算设计A、C轴线下桩基础方法和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依据A轴荷载初步估量A轴柱下桩数，即则A轴下设计桩数为6根。C轴柱下荷载标准组合值为依据C轴荷载初步估量C轴柱下桩数，即则C轴下设计桩数为9根。.2承台平面尺寸确实定依据估算桩数和承台结构要求，设计A轴线承台平面尺寸为2.0mX2.0m，和B轴线相同，桩中心距取1.3m，桩心和承台边缘距离0.35m，设计C轴承台尺寸为2.6mX2.6m，桩中心距取1.3m，桩心和承台边缘距离0.35m。A、 C轴承台部署图4.5图所表示。A轴承台示意图 C轴承台示意图2.28设计图纸依据以上计算，能够绘制出桩基平面部署图和桩基大样图，施工详图（02）所表示3 衡重式挡土墙课程设计3.1设计题目浆砌片石衡重式路肩墙设计。3.2地层条件及参数题号：衡重式路肩墙课程设计任务书中第一组第2题（挡土墙高6.9m,车辆荷载换算等代土层厚度）。地层：地基埋置深度大于1.0m，持力层为中风化砾岩层，地基许可承载力。荷载资料：车辆荷载换算等代土层厚度，分布在路基横断面方向宽度其它设计参数：填料上墙（假想墙背）强身容重，。依据设计资料，初步确定墙身尺寸以下：挡土墙高衡重台宽，墙背仰斜1:0.25，墙坡面1:0.05（见图5.1）3.3上墙土压力计算1求破裂角计算破裂角，判别是否出现第二破裂面，假想墙背倾角（见图3.1）则有 则假想破裂面交于荷载内，按表5.5第1类公式计算得 则验核破裂面位置以下：第一破裂面距离墙顶内缘距离为：破裂面交于荷载内，和假设相符，故采取这类计算公式。因。2计算第二破裂面上主动土压力由指导书中表5.6第一类公式，有对上墙力臂为m3 计算上墙实际墙背上土压力 对上墙力臂为 3.4下墙土压力计算1求破裂角假想破裂面交于荷载内（见图5.5），按表5.7第1类公式得，破裂角示意图。验核破裂面位置以下：堤顶破裂面距墙顶内缘距离为=2计算土压力由表5.7中第1类公式，得 3.5墙身截面计算墙身截面计算图5. 5所表示。强身示意图经过试算后，选墙顶宽=0.5m，则上墙底宽为1 墙身重力及力臂上墙墙身重为对墙址力臂为 第二破裂面和墙背之间土契重为对墙址力臂为土锲体上荷载重为对墙址力臂为对墙址力臂为 = 1.06m2 滑动稳定验算 3 倾覆稳定验算 4 基底应力计算m，5 截面应力验算选上墙墙底面验算 ， 由上述计算可知，所选截面尺寸符合各项要求。3.6设计图纸经过以上计算，绘制衡重式路肩墙施工图纸参见（03）。