基础工程课程设计-华工.docx

《土木工程基础工程》
课程设计
计算书
学 院 土木与交通学院
专 业 11土木工程1班
学生姓名 邓尚杰
学生学号 201130130203
指导教师 刘叔灼 陈俊生
提交日期 2015年 3月 6日
第一章 地基情况
各土层主要指标如下：
杂填土: γ=17。0kN/m3.
粘土： γ=18。5kN/m3， γˊ =9.0kN/m3， fak=165kPa， Es1—2=5。9MPa， qsia=20kPa， e0=0.88.
淤泥： fak=35kPa， Es1—2=1.96MPa， qsia=6kPa.
砂质粘土： qsia=40kPa。
全风化花岗岩： qsia=45kPa.
强风化花岗岩： qsia=100kPa， qpa=4500kPa。
第二章 矩形联合基础
设计资料
已知某住宅楼梯间两梯柱柱距2。5m，柱截面均为300×300mm2，相应于荷载效应基本组合时作用于基础顶面的柱荷载设计值均为F=680kN。
计算书
选用C20混凝土，HRB335级钢筋
1 选择地基持力层，确定基础埋深:
初选埋深d=1m（从室外地面起算），以粘性土为持力层。
2 计算地基承载力特征值:
试算,由埋深d=1m〉0。5m，此层为粘土层,ηb=0,ηd=1，
fa=fak+ηbγb-3+ηdγmd-0.5=165+0+1×18.5×1-0.5=174kPa
3 初选基底尺寸：
A=Fkfa-γGd+γwhw=(680×2)/1.35174-20×1+0=6.5m2
试选长度为5m,则宽度为6。5/4=1.6m,取b=2m。
4 验算软弱下卧层承载力,确定基底尺寸:
Es1/Es2=5.9/1.96=3，z/b=3。2/2=1。6〉0.5，查表的ɵ=23°,tanɵ=0.424，
pk=Fk+GkA=10074×2.5+20×1=120.7kPa<fa=174kPa
下卧层顶面处附加应力：
σz=lb(pk-σcd)l+2ztanθ(b+2ztanθ)=5×2×(120.7-0.5×17-0.5×18.5)5+2×3.2×0.424(2+2×3.2×0.424)=28.3kPa
下卧层顶面处的自重应力：
σcz=0.5×17+0.7×18.5+3×9=48.5kPa
下卧层承载力特征值：
γm=σczd+z=48.51+3.2=11.5kN/m3
faz=fak+ηdγmd-0.5=35+1×11.5×4.2-0.5=77.6kPa
验算
σcz+σz=76.8kPa<faz=77.6kPa
所以基地尺寸为：5m*2m
5 内力计算:
净反力设计值：
pj=2×6805×2=136kPa
bpj=2×136=272kN/m
由剪力和弯矩的计算结果会出V、M图：
剪力图
弯矩图
6 初选基础高度（要求不小于1/6柱距），验算受冲切和受剪切承载力。
取h=500mm,h0=455mm,取柱1进行验算:
受冲切承载力验算：
Al=25002-3002-455×2000-20002-3002-4552=1.13m2
Fl=136×Al=153.68kN
um=0.5×0.3+0.91=0.605
βhp=1.0
0.7βhpftumh0=0.7×1.0×1100×0.605×0.455=212kN>Fl（可以)
受剪切承载力验算：
取柱1冲切破坏锥体底面边缘处截面为计算截面，该截面的剪力设计值为：
V=272×0.645=175.44kN
βh=(800800)0.25=1.0
0.7βhftbh0=0.7×1.0×1100×2×0.455=700.7kN>175.44kN（可以）
7 纵向和横向配筋计算:
7。1纵向配筋
柱间负弯矩Mmax=0kNm，所需钢筋面积按对称取：
基础顶面配8ϕ18（As=2036mm2）
最大正弯矩M=212.5kNm,所需钢筋面积为：
As=212.5×1060.9×300×455=1729.7mm2
基础底面配8ϕ18（As=2036mm2）
7。2横向钢筋
取柱1处等效梁宽为：
ac1+1.5h0=0.3+1.5×0.455=0.98m
M=0.5×6802(2-0.32)2=122.8kNm
As=122.8×1060.9×300×(455-12)=1027mm2
折成每米板宽内的配筋面积为：1027/0。98=1048mm2/m
基础底面横向柱下等效部分配ϕ 12@100（As=1131mm2)，其余部分配ϕ 12@200，顶面按构造配均布ϕ8＠250。
8 配筋图详见图纸
第三章 预应力混凝土管桩基础
设计资料
已知某柱截面尺寸为600×600mm2,柱传给基础的荷载设计值F=6800kN，M=550kN·m，管桩选用PHC400A型。
HPC400A管桩外径d为400mm，壁厚t为95mm.
承台选用C30混凝土，HRB335级钢筋取fy=300N/mm2
1 初定承台埋深和桩长
初选埋深1。5m，桩端伸入强风化岩3d=1。2m，桩顶深入承台100mm
2 按经验公式计算单桩竖向承载力特征值Ra
Ra= ξpqpaAp+u∑ξsiqsiali =1.225×4500×0.1256+1.26×1.0×0.8×20×2.7+1.0×1.03×6×8.8+1.0×1.11×40×8+0.85×1.13×45×2.4+1.05×1.18×100×1.2=1581kN≤1600kN
3 确定桩数,布桩,确定承台平面尺寸：
n>FkRa=6800/1.351581=3.2根，暂取4根
长度方向桩距1.2m,宽度方向桩距1.2m，桩中心线至边线的距离为0。6m,承台长2。4m，宽均为2。4m。暂取承台埋深1。5m,承台高度h为1。2m,钢筋保护层取150mm,则承台有效高度为h0=1050mm.
4 桩顶荷载
桩顶平均竖向力：
Qk=Fk+Gk4=68001.35+20×2.4×2.4×1.54=1302kN<Ra
Qkminkmax=Qk±Mkxmaxxi2=1302±550/1.35×0.64×0.621472kN<1.2Ra=1897kN1132kN>0
符合单桩承载力验算.
按荷载设计值计算内力：
N=Fn=68004=1700kN
Nminmax=N±Mxmaxxi2=1700±550×0.64×0.62=1929kN1471kN
5 承台受冲切、受剪切承载力验算
5。1承台受冲切：
冲切力Fl=F-N=6800-0=6800kN
圆桩转方柱，转换方柱边长为314mm。
受冲切承载力截面高度影响系数
βhp=1-0.1/1200×(1200-800)=0.967
a0x=a0y =143mm〈0。2h0=210mm,取a0x=a0y=210mm
λ0x=λ0y=a0xh0=2101050=0.2，β0x=β0y=0.84λ0x+0.2=0.840.2+0.2=2.1
2β0xbc+a0y+β0ybh+a0xβhpfth0=2×2.1×0.6+0.21+2.1×0.6+0.21×0.967×1430×1.05=9879kN>Fl（可以）
5。2角柱冲切:
c1=c2=0.757m,a1x=a0x，λ1x=λ0x，a1y=a0y,λ1y=λ0y，
β1x=0.56λ1x+0.2=0.560.2+0.2=1.4，β1y=0.56λ1y+0.2=0.560.2+0.2=1.4
β1xc2+a1y/2+β1yc1+a1x/2βhpfth0=1.4×0.757+0.21/2+1.4×0.757+0.21/2×0.967×1430×1.05=3504kN>Nmax（可以）
6 承台受剪切承载力
βhs=(8001050)0.25=0.934
6。1对于I-I斜截面:
λx=λ0x=0.2
剪切系数
β=1.75λx+1=1.750.2+1=1.35
βhsβftb0h0=0.934×1.35×1430×2.4×1.05=4532kN>2Nmax=3858kN（可以）
6。2对于II—II斜截面：
λy=λ0y=0.2
剪切系数
β=1.75λy+1=1.750.2+1=1.35
βhsβftb0h0=0.934×1.35×1430×2.4×1.05=4532kN>2N=3400kN（可以）
7 局部承压计算
7.1柱下局部承压:
Ab=(3bc)2=(3×600)2=3240000mm2
Al=6002=360000mm2
βl=AbAl=3240000360000=3
1.35βcβlfcAln=1.35×1×3×14.3×360000=20849kN>Fl=6800kN（可以）
7。2角桩局部承压:
Ab=π(400+2×400)24=1130973mm2
Al=π40024=125663mm2
βl=AbAl=1130973125663=3
1.35βcβlfcAln=1.35×1×3×14.3×125663=7278kN>1929kN（可以）
8 承台受弯计算
Mx=Niyi=2×1700×0.6-0.3=1020kNm
As=1020×1060.9×300×1050=3598mm2
选用1220（As=3770mm2),沿平行y轴方向均匀布置;
My=Nixi=2×1929×0.6-0.3=1157kNm
As=1157×1060.9×300×1050=4081mm2
选用1320(As=4085mm2），沿平行x轴方向均匀布置.
9 配筋图详见图纸