基础工程课程设计范文.doc

基础工程课程设计范文342020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正。土木工程专业基础工程课程设计 学号：班级：姓名：目 录第一章：总体概述1第二章：浅基础设计与计算I.二十号桩7II.七号桩 9III.一号桩 11第三章：桩基础设计与计算I.十七号桩 12II十八号桩 16附件：1. 浅基础和桩基础总平面布置图2. 浅基础结构图3. 桩基础结构图第一章 概述 设计任务1、设计题目：某单层厂房柱下基础设计工程概况该装配车间采用单层钢筋混凝土排架承重结构，设计跨度24m，柱距6m，车间内有2对30吨中级工作制桥式吊车。建筑平面图见图1-1。规定室内地面标高为0.00，相当于黄海高程455.00m，室外地面标高为-0.15m，柱顶标高为12.50m，轨顶标高为9.80m。图1-1 装配车间平面图（mm）各柱在基础顶面处的截面形状为矩形，尺寸为：边柱Z1： 长宽=1000400mm；角柱Z2： 长宽=1000400mm；抗风柱Z3： 长宽=700400mm；1.2工程名称 某机械厂的装配车间，建筑场地位于该机械厂厂区内。1.3场地位置 厂房位于城郊地区，附近建筑较少，地势较平坦。场区地下水属潜水，初见水位在2.53.1m深处，稳定水位在2.93.9m深处。地下水补给来源为大气降水，水位随季节变化，无侵蚀性。1.4上部结构的类型、尺寸 厂房基础顶面以上部分的建筑和结构设计工作已经完成。装配车间采用单层钢筋混凝土排架承重结构，设计跨度24m，柱距6m，车间内有2对30吨中级工作制桥式吊车。建筑平面图见图1-1。规定室内地面标高为0.00，相当于黄海高程455.00m，室外地面标高为-0.15m，柱顶标高为12.50m，轨顶标高为9.80m。基础梁的横截面尺寸如图1-1，梁与柱（或杯口外壁）之间的净距为20mm，置于柱子外侧的基础顶面上。图1-1 基础梁的横截面尺寸示意图（单位：mm）设计中纵向受力钢筋选用HRB335,fy=300Mpa。基础混凝土采用C30，其fC=13.4Mpa。1.5场地描述拟建工程为XX机械厂的装配车间，建筑场地位于该机械厂厂区内，厂房平面尺寸为42m24m，采用钢筋混凝土排架结构，结构的设计跨度为24m，柱距为6m。1.6土层描述 场地处地面平坦。据钻探揭露，各地层的情况如下：第层：人工填土。分布于场地表面，以灰黑色粉土为主，伴有碎砖，炉渣等杂物的填土层。厚约0.51.2m，结构疏松，土质不均，平均天然重度为17.1kN/m3。第层：粉质粘土。呈棕红色。除1#孔外各孔均有，厚度9.510.1m。硬塑可塑，土质较均匀。第层：粉土。呈褐黄色。仅在1#孔可见到，厚约3.3m，流塑。第层：淤泥。呈黑色，流塑。含大量有机质，有臭味。仅在1#孔见到，厚度约8.0m。第层：粉质粘土。呈灰黄色，仅在1#孔见到，厚约3.6m，夹有粉砂薄层，流塑。第层：粘土。呈黄黑色，各孔均可见到，没有钻透，据调查厚度在10m以上。土质均匀，可塑硬塑。场区地下水属潜水，初见水位在2.53.1m深处，稳定水位在2.93.9m深处。地下水补给来源为大气降水，水位随季节变化，无侵蚀性。根据钻探及室内土工实验的情况分析，第层杂填土不宜用作建筑物地基。建议把基础埋置在强度较高的第层粉质粘土或第层粘性土中。其地基承载力标准值分别为：第层：fk=180kPa第层：fk=220kPa建议：受古河道影响的几个柱基采用桩基础；其余基础可采用柱下现浇独立基础。土性指标，见表1-1。图1-2 地质钻孔平面布置图图1-3 I-I地质剖面图图1-4 IIII地质剖面 图15 III III 地质剖面图第二章，浅基础设计与计算I.二十号桩设计 (抗风桩)尺寸为：700mm400mm位于IIIIII地质剖面图，持力层定在粉质粘土层。标准组合：Fn=600Kn MN=27 KNM HK=38 KN各粉质粘土层GS W WP WL的平均值GS=（2.74+2.7+2.71+2.71+2.73+2.72）6=2.72W=（29.06+24.4+25.35+23.08+22.94+26.64）6=25.25% =(19.4+20.1+20.3+20.1+19.9+20.1)6=20 KN/M3 =0.671WP=（20.17+21.31+21+20.04+23.96+19.27）6=21%WL=（30.49+33.81+31.57+33.96+37.43+30.8）6=33%查表215可知：确定地基承载力：初定b=3m d=3m =18.91KN/M3 水位：3.4m=180+1.618.91(3-0.5-0.15)251.10kpa按中心荷载初估基地面积：=(600+3012.75)(251.1-203)=5.141m2由偏心影响将面积扩大1.3倍 则 A=6.684m2 采用基础尺寸为3m2.4m验算基地压力：基础及回填土重： =20(3-0.075)7.2=421.4KN基础的总垂直荷载：F+G+P=600+421.4+3012.75=1403.9KN基底总弯矩：M=27+383-3012.75=48.34kn总荷载偏心：e=48.341403.9=0.034a/6 =0.5m基底边缘最大应力：PMAX=1.2fa=301.32kpa 符合要求基本组合：F=1326.375Kn M=65.259 KNM H=51.3kn基底净压力的计算：荷载偏心：=51.31326.375=0.039a/6 =0.5m基底净反力：=基础冲剪验算：取保护层厚度为50mm 则 h0=550mm 采用c30 混凝土 ft=1430KN/M2A阴影=m2=1.2375202.34=250.40kn 验算冲切破坏面的抗剪承载力h0=550mmFl柱边基础弯矩计算：对于I-I截面；=0.7+0.5（3-0.7）=1.85m=(202.34-166.094)1.853+166.094=188.446kpa =(3-0.7)2(202.34+188.46)(2x2.4+0.4)+（202.34-188.446）x2.4)/48=227.6KNM配筋：=m2配14根直径是12mm的钢筋，面积为1582m2垂直于I-I截面，Sn=159mm 满足要求。对于II-II截面=188.446（2x3+0.7）(2.4-0.4)224=210.447KNM配筋：=1417m2配16根直径是16mm的钢筋 面积为1808mm2垂直于II-II截面Sn=171mm 满足要求。II七号桩 尺寸：1000mm400mm 位于I-I地质剖面图上 持力层定为粉质粘土标准组合：Fn=1562kn Mk=247 KNM Hk=48KN地基承载力：fa=251.10kpa按中心荷载初估基地面积=m2 由偏心扩大1.1倍则 A=10.02m2 初步采用3m3.6m 的基础。验算基地压力：基础及回填土重：=20（3-0.0075）10.8=631.8kn基础的总垂直荷载：F+G+P=1562+631.8+60X3=2373.8KN 基底总弯矩：M=247+483-306(0.125+0.5+0.02)=275.9KNM总荷载偏心：=275.92373.8=0.116a/6 =0.6m基底边缘最大应力：Pemax=kpa1.2fa=301.32pka满足要求。P=219.8Kpafa,满足要求。基本组合：F=2351.71Kn M=372.465 KNM H=64.8kn基底净压力的计算：荷载偏心：=372.4652351.7=0.158mFl 满足要求。柱边基础弯矩计算：对于I-I 截面：=1.0+0.5（3.6-1.0）=2.3m=(275.23-160.27)2.33.6+160.27=233.72kpa =(3.6-1)2(275.23+233.72)(2x2+0.4)+(275.23-233.72)x 3/48 =332.90Kn配筋:=配21根直径为12mm的钢筋，面积为2373mm2 垂直于I-I截面，Sn=130.8mm 满足要求。对于II-II截面 =233.72（23.6+1）(3-0.4)224 =539.8KNM=配21根直径为12mm的钢筋，面积为4221mm2,垂直于II-II截面，Sn=155mmIII 一号桩尺寸为：1000mm400mm位于I-I地质剖面图上，持力层定为粉质粘土层。标准组合：FN=936Kn Mk=327KNM Hk=41kn地基承载力为：fa=251.10kpa按中心荷载初估基地面积：=根据偏心将面积扩大1.3倍A=1.35.37=6.981m2 采用3m3m 作为基础尺寸验算基地压力：基础及回填土重：=209（3-0.075）=526.5kn基底总弯矩：M=327-3030.645+413=391.95KNM基底边缘最大应力：Pmax=1.2fa=301.32kpa满足要求。P=172.5Kpafa 满足要求。基本组合：F=1385.1Kn M=529.13KNM H=55.35Kn基底净压力的计算：荷载偏心：=529.131385.1=0.382Fl 满足要求。柱边基础弯矩计算：对于I-I截面=1+0.5（3-1）=2m = =(3-1)2(579.28+344.12)(2x3+0.4)+(579.28-344.12)x3)/48=551.27KNM=配21根直径为16mm的钢筋，面积为4221mm2垂直于I-I截面。Sn=126mm.对于II-II截面 =500.89(23+1)(3-0.4)2/24 =987.6KNM=配18根直径为22mm的钢筋。面积为6843mm2,垂直于II-II截面，Sn=144mm. 第三章 桩基础的设计和计算 I.十七号桩尺寸为：1000mm400mm持力层定在第六层的粘土层，初定桩的承台尺寸为2m3m，厚为1m,取承台及其以上土的容重为20kn/m3 ,桩的尺寸为300mm300mm 桩身长为16m, 该桩所在的地质剖面图为II-II。基础及回填土重：=20321.7=204knFk=Q+Fn=306+1562=1742kn查课本P156和P161表4-2和表4-3.粉土：e=0.854 中密，qsk为4666淤泥： qsk为1420粉质粘土：Il=0.861 软塑 qsk为4555粘土：Il=0.276 硬可塑 qsk为7086 qpk=23003300安全系数为2，则可取的以下值：粉土：qsia=28 淤泥：qsia=9 粉质粘土：qsia=25 粘土：qsia=40 qpa=1500估算单桩承载力特征值 =15000.09+1.2（2.828+8x9+3.6x25+1.6x40） =500.28kpa 则n取为4.确定承台尺寸为2.6m1.6m群桩基础中单桩承载力验算：=2.61.61.720=141.441knMy=247+481.7-1800.645=212.5 KNM单桩平均竖向力：=(141.44+1742)/4 =470.86Ra单桩偏心荷载下的最大竖向力：0.2h0=186mm =350930=0.376=0.84(0.376+0.2)=1.46 aoy=150mm FL=2351.7KN 满足要求。角桩的冲切验算：采用公式： c1=c2=450mm a1x=0.35mm =0.376 =0.97 a1y=0.186mm =0.2mm =1.4=(0.97(0.45+0.5X0.186)+1.4X（0.45+0.15）)0.989X1430X0.93 =1843.6KNNl=659.64kn 满足要求。承台抗剪验算：对于I-I截面ax =0.35mm =0.375 =1.273 =0.9632Nmax=1319.28kn 满足要求。对于II-II截面 ay=0.186mm =0.2 =1.462=1175.85KN 满足要求。(7)、桩的配筋：查表m取10MN/m4 b0=1.5b+0.5=1053+0.5=0.95m E=3.0104N/mm2 I=b4/12=0.34/12=6.7510-4m4H0=H/n=40/4=10KN则 查表，取CII=1.028Mmax=C IIM0=1.02832.7=41.9KNm配筋：HRB335,fy=300N/mm2 =取4根直径为16mm的钢筋，面积603mm2 ,满足最小配筋率采用箍筋直径6mm，桩顶至桩下1.25m采用sv=100mm,其余200mm。II.十八号桩标准组合：Fn=936kn Mk=327 KNM Hk=41kn Ra=500.28kn=（1041+204）/500.28 =2.49取n = 4 承台尺寸为1.62.6m2桩的布置于十七号桩完全一致 则：群桩基础中单桩承载力验算：Gk=141,44kn My=328.975 KNM 单桩的平均竖向力：=(936+141,44)/4 =269.36KN RA 满足要求。单桩偏心荷载下最大竖向力：Fl=1405.35kn 满足要求。角桩冲切验算：= 1834.6 kn Nl =Nmax =462.37kn 满足要求。 承台抗剪验算：对于I-I截面 V=2Nmax=924.74kn满足要求.对于II-II截面2=702.68KN 满足要求。(7)、桩的配筋：查表m取10MN/m4 b0=1.5b+0.5=1053+0.5=0.95m E=3.0104N/mm2 I=b4/12=0.34/12=6.7510-4m4H0=H/n=40/4=10KN则 查表，取CII=1.031Mmax=C IIM0=1.03182.2=106.9KNm配筋：HRB335,fy=300N/mm2 =取4根直径为16mm的钢筋，面积603mm2 ,满足最小配筋率采用箍筋直径6mm，桩顶至桩下1.25m采用sv=100mm,其余200mm。