桩基课程设计计算书.doc

基础工程课程设计桩基础设计计算书班级：学生姓名：指导教师：完成时间：1.设计概况12.桩型选择、持力层、承台初设12.1桩型12.2承台12.3桩与承台的连接13.单桩承载力特征值24.确定桩数、桩位、承台底面尺寸25.确定复合基桩竖向承载力设计值36.桩顶作用验算36.1竖向作用下的验算46.2水平作用下的验算47. 桩基沉降验算58. 桩身结构设计计算79. 承台设计89.1承台受弯承载力计算89.2承台受冲切验算99.3承台受剪切验算11任务书一、 设计题目某高层框架-剪力墙结构商住楼，其基础设计拟采用桩基础。二、 设计内容1、 选择桩型、桩端持力层、承台埋深； 2、 确定单桩承载力特征值；3、 确定桩数、桩位布置，拟定承台底面尺寸；4、 确定复合基桩竖向承载力设计值；5、 桩顶作用验算、桩基沉降验算和桩身结构设计计算；6、 承台设计；7、 绘制桩基施工图（桩的平面布置图、承台配筋图、桩截面配筋图）。三、 设计资料1、 基础顶面的内力标准值、柱截面尺寸根据学号(括号内数字)按表1选取。地基分组见表2。表1基础顶面内力标准值mk(knm), nk(kn), vk(kn)柱截面尺寸(mm)地基分组188,2670,96164,2720,105216,2460,76184,2906,91167,2980,67(1)(2)(3)(4)(5)500700(a)(6)(7)(8)(9)(10)550650(b)(11)(12)(13)(14)(15)600800(c)(16)(17)(18)(19)(20)650800(d)(21)(22)(23)(24)(25)600850(e)表2土层（厚度m）(a)(b)(c)(d)(e)(kpa)(kpa)杂填土1.41.61.81.72.1粉质粘土2.22.42.52.12.362饱和软粘土4.64.44.85.45.238粘土7m7m7m7m7m8626502、 混凝土强度等级均为c30，主筋可选hrb400，hrb335，箍筋为hpb300。四、 设计要求1、 计算内容完整，计算正确，有必要的示意图。2、 计算书装订：封皮、任务书、计算书，格式采用统一模板，可电子录入后打印（单面或双面打印均可），也可手写但不得用铅笔书写。3、 计算书部分表述符合专业要求。所有示意图、表格都有编号，安排在正文引用的附近位置。示意图线条规整、字迹清楚、整洁。4、 施工图符合建筑制图规范的要求。1.设计概况某高层框架-剪力墙结构商住楼，其基础设计拟采用桩基础。基础顶面内力标准值：knm，kn，kn。柱截面尺寸为mm。地基土层分布及承载力如下表所示：土层杂填土粉质粘土饱和软粘土粘土厚度（m）1.42.24.67（kpa）623886（kpa）2650（kpa）220120280（mpa）15720混凝土强度等级均为c30，主筋可选hrb400，hrb335，箍筋为hpb300。2.桩型选择、持力层、承台初设2.1桩型选用预制方桩，截面尺寸mm，基础埋深12米，有效桩长10.6米，粘土层为持力层。2.2承台采用矩形承台，每根柱下一个承台，承台埋深1.4米，厚度900mm，承台下方无垫层。根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第4.2.3条，无垫层承台混凝土保护层厚度取70mm，因此承台m，m。2.3桩与承台的连接根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第4.2.4条，桩嵌入承台长度为50mm，桩顶主筋锚入承台35d。3.单桩承载力特征值根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第5.3.5条，采用经验估算法计算单桩竖向极限承载力标准值。m，m2，单桩竖向极限承载力标准值为：kn根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第5.2.2条，单桩竖向承载力特征值为：kn。4.确定桩数、桩位、承台底面尺寸桩数应满足，所以取四根桩，桩距根据书表4-7，应不小于m，所以取m，桩边至承台边取0.2米。可计算得承台尺寸m。桩与承台的布置如图4-1所示。5.确定复合基桩竖向承载力设计值根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第5.2.5条，考虑地震作用时，复合基桩竖向承载力设计值按计算。其中：地基抗震承载力调整系数：根据建筑抗震设计规范gb50011-2010第4.2.3条查得；取承台以下1.2米厚度内土的加权平均值，即为粉质粘土层的承载力特征值kn/m2。，查建筑桩基技术规范jgj94-2008表5.2.5得承台效应系数，由于桩穿越了饱和粘土层，所以取较低值得0.8倍，则。计算基桩所对应的承台底净面积：m2，则kn。6.桩顶作用验算kn，knm，kn作用于承台顶面，如图6-1所示。6.1竖向作用下的验算取承台及其上土的平均重度为kn/m3，单桩桩顶受力计算如下：kn，knkn按考虑地震作用验算：knknknkn所以桩顶竖向作用满足承载力要求。6.2水平作用下的验算单桩所受的水平力kn水平承载力根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第5.7.2条计算，公式为：，其中为桩的水平变形系数，根据第5.7.5条，地基土水平抗力系数的比例系数由表5.7.5条查得，桩身的计算宽度m桩身抗弯刚度根据5.7.2条，mm3m3mm3查表5.7.2，m，得，且mmm，knkn所以桩顶水平作用满足承载力要求。7. 桩基沉降验算由于桩基础中心距1.6m6d=2.4m，所以根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第5.5.4条，用分层总和法计算中点沉降量。竖向荷载标准值kn基地处压力kpa基底处自重压力kpa基地处附加应力kpa分层总和法取0.6m为一层（0.60.42.4），查规范附录d（m）自重应力(kpa)平均附加应力系数附加应力(kpa)0102400.2500463.540.610.52520.2449454.081.211.02640.2252417.561.811.52760.1991369.162.412.02880.1746323.743.012.53000.1541285.733.613.03120.1369253.834.213.53240.1231228.254.814.03360.1114206.555.414.53480.1018188.756.015.03600.0935173.366.615.53720.0865160.387.216.03840.0805149.267.816.53960.0752139.438.417.04080.0705130.729.017.54200.0664123.129.618.04320.0629116.6310.218.54440.0595110.2310.819.04560.0565104.7611.419.54680.053899.7512.0110.04800.051495.30m时，所以取地表以下12米及以上的土层计算沉降量。根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第5.5.7条，计算沉降量的公式为：根据第5.5.11条，mpa，得桩基沉降计算经验系数，根据第5.5.11条，桩基等效沉降系数，由附录e：，得：所以沉降量：mm由5.5.4条，查得高层建筑的允许沉降量为20mm，mm，所以沉降量满足规范要求。8. 桩身结构设计计算根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第4.1.4条，可先按构造要求配筋，静压桩需要mm2纵向受力钢筋，采用4c12，实际配筋量为mm2mm2，采用螺旋式箍筋a8200，桩顶以下1100mm范围内箍筋加密，间距100mm。相应于荷载效应基本组合时作用于基础顶面的荷载设计值为：knknkn由规范第5.8.3条，基桩成桩工艺系数，且箍筋配置满足第4.1.4条的要求，knkn由规范第5.8.3条，受偏心荷载的桩基，由于桩身未穿越可液化土层或强度小于10kpa的土层，所以可不考虑偏心距的增大系数。所以按上述配筋满足要求。9. 承台设计9.1承台受弯承载力计算承台左侧列桩的竖向力（不计土重）：kn右侧列桩竖向力（不计土重）kn各桩受力及相关尺寸如图9.1-1所示。根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第5.9.2条计算。两个方向柱边弯矩分别为：knmmm2所以选用24c14，实际配筋为3694mm2，平行于y轴方向均匀布置。knmmm2所以选用24c14，实际配筋为3694mm2，平行于x轴方向均匀布置。9.2承台受冲切验算（1）柱边冲切由于承台采用等厚度，所以只用验算柱边抗冲切承载力，根据建筑桩基技术规范jgj94-2008第5.9.7条计算。不计土重及承台重，荷载效应基本组合作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值：kn冲切承载力高度影响系数：冲垮比的计算：受冲切计算的相关尺寸如图9.2-1所示。由规范公式5.9.7-3，则受冲切承载力为：knkn所以柱边受冲切承载力满足要求。（2） 角桩向上冲切跟据建筑桩基技术规范jgj94-2008第5.9.8条计算。m因为柱位于角桩45线与承台交点之内，所以取角桩内边缘与柱边连线作为冲切破坏面，则，如图9.2-1所示。由规范公式5.9.8-2,3，则受冲切承载力为：knkn所以角桩