(模板)基础工程课程设计

1、某单层厂房柱下基础设计（5号柱下基础）姓名： 学号： 指导教师:2016年5月目录第1章概述01.1设计任务01.2设计资料11.2.1地基勘察资料21.2.2设计荷载41.3设计依据4第2章5号柱下独立基础设计52.1基底尺寸的确定错误!未定义书签。2.1.1持力层的选取错误!未定义书签。2.1.2确定基础埋深以及持力层的承载力错误!未定义书签。2.1.3确定基底尺寸错误!未定义书签。2.1.4承载力以及偏心距计算62丄5地基变形验算72.2基础立面设计72.2.1荷载基本组合72.2.2确定基础高度错误!未定义书签。2.2.3内力计算82.2.4基础配筋错误!未定义书签。第3章5号柱下桩基

2、础设计103. 1确定桩端持力层和承台埋深113. 2确定单桩竖向承载力标准值123. 3初步拟定桩数和平面位置123.4桩位布置和确定承台尺寸123.5计算考虑群桩效应下的基桩竖向承载力设汁值R并验算133.6求桩顶荷载133.6.1桩顶平均竖向力133.6.2基桩的水平承载力验算133.7承台受冲切承载力验算143.7.1边柱冲切143.7.2角桩向上冲切143.8承台受剪承载力计算153.9承台受弯及配筋计算153.10桩基变形及沉降验算16第4章基础施工164.2浅基础施工方案164.2桩基础施工方案171/21第1章概述1.1设计任务一、设计题目：某单层厂房柱下基础设计二、工程名称：

3、XX机械厂的装配车间设计三、场地位置：建筑场地位于该机械厂厂区内，厂房平面尺寸为42/nx24/, 规定室内地面标高为土0. 00,相、|于黄海高程455.00m,室外地面标高为- 0. lom,柱顶标高为12. 50m,轨顶标高为9. 80m。四、上部结构的类型尺寸：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吨级工作制桥式吊车。见图1一 lo五、设讣任务：1、完成5号柱下浅基础的设计与地基的检算。2、完成5 号柱下桩基础设讣。5号柱为角柱，截面形状为矩形，尺寸：长X宽 二1000X400mm。3/21后侧Z32 Z3 Z 2 006 0色 006

4、002I&(3赵)注：Zl, Z2, Z3表 示柱子的类型O6Z3Z310oOZ2Z2ZA50前侧000 L00150J442000t13X12j (?)(3)(4)(?)6000 6000 6000 6000 6000 6000 60007TT7TT13/21图1T某厂房建筑平面图 单位：rmi1. 2设计资料1.2.1地基勘察资料勘察工作共完成钻孔6个，并结合钻孔取原状土样X个进行了室内土工实 验。场地处地面平坦。据钻探揭露，柱下各地层的情况如下：笫层：人工填土。以灰黑色粉土为主，伴有碎砖、炉渣等杂物的填土 层。厚度为0.6m,结构疏松，土质不均，平均天然重度/=17.1kN/m o笫层：

5、粉质粘土。厚度为9.90m,硬塑可塑，土质较均匀。土质指 标:w =22.94%, / =19.9kN/m - , Gs =2.73, e =0.687, wL =37.43% , wp =23.96%,/P =13.47, IL4#16.5m1111.5m1111.5m11 1#5#116#122.0m18.0m111.5m33. Om9. OmII图例钻孔位置4#钻孔编号11.5m钻孔深度II地质剖面编号o车间位置前侧III图1-2地质钻孔平面布置图 2厶 0U151. SO0.610.711.5113.30图1-3 1111地质剖面（m）1.2.2设计荷i1 设计柱在地面处的截面内力取值

6、如下：（横向计算）荷载组合编号：LilL12M = 300kN.mF = 8OOkNH = 35kN叽=200kNm Fk =1 lOOkNHk = 20kN纵向是指沿车间的长轴方向，横向是指沿车间的短轴方向。弯矩M以柱子的外侧受拉为正，剪力H以指向车间内部为正。荷载项中带下标K者表示荷载效应的标准组合，否则为荷载效应的基本组合。2 基础梁上的荷重基础梁上的荷重（包括基础梁自重）按30kN/m讣算，梁的横截面尺寸如图1-4,梁与柱之间的净距为20mm,置于柱子外侧的基础顶面（浅基础）或承台（桩基础）上。设计基础为角柱基础，根据车间平面布置 图，基础梁计算单元纵向取3m。250图1-4基础梁的横

7、截面尺寸示意图（单位：mm）1.3设计依据1. 中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范，GB 50007-20022. 中华人民共和国国家标准.建筑桩基技术规范，JGJ94-943. 吴兴序主编.基础工程.西南交通大学出版社，2007第二章5号柱下独立基础设计2. 1基底尺寸确定2.1.1持力层的选取考虑到扩展基础的高度通常较大，且有报告地质勘探报告第二土层粉质黏 土层地基承载力较高，宜作为持力层。2.1. 2确定基础埋深以及持力层的承载力考虑到扩展基础的高度通常较大，且有报告地质勘探报告第二土层粉质黏土层地基承载力较高，宜作为持力层。基础埋深拟为d二1.5m （室内地面）。考虑3#钻孔

8、的数据：Ym = 171X（）-5+2Q-lx（1-5-5）M9.1kN/n?因粉质黏性土 e二0629085,1二0218085,查表得：心=3，nd =1.6,fa = fak +丫1505) =200 + 1.6x19.1 x (1.5 - 0.5) = 230.56kPa2.1. 3确定基底尺寸计算简图按中心荷载计算，则R, + FxkA. 2fa-yGn1100+30x6-230.56-20x(1.5 + 0.15/2)将基底面积扩大为 A = 1.3A , =1.3x6.43 =&359 m2,基底尺寸拟为bxl = 3x3 = 9.0m2o此外，由于基底最小尺寸为3m,故前面计算

9、得到的fa不需要进行宽度修正。2.14承载力以及偏心距计算竖向力：Fk +Gk +Flk =1100 + (1.5 + 0.075 )x3 x 3 x 20 + 30 x 6.0 = 1563 .5kN弯矩：Mlk =30x6x(0.02 +0.125 +0.5) =116.1kN mM. 200+20x( 1.5+)-116.1 = 115.4kN-m2=3 虹=匸= 173.722kPa fa = 230.56kPa A9_ R +Gr +F；k , MJPkmaxA=+ 一- = 199.367kPa 9.01/6x3.0x3.021.2fa =1.2x230.56 = 276.672

10、kPa3满足要求。e =迪=竺二=0.074m - = - = 0.5mFk +Gk +F|k 1563.566满足要求。山于笫层：fak = 200kPa,厚度达到9. 6m,而且第层：fak=220kPa,故可不用对下卧层进行承载力验算。2. 1. 5地基变形验算有该建筑属一般匸业建筑，在地基基础设汁等级中属于丙级。山地基规 范知，该地基在可不作地基变形讣算设汁等级为丙级的建筑物范圉。而 且其地基承载力特征值大于130kPa,所以可不进行地基变形验算。故扩展 基础底面积拟取3. 0mX3. Omo2. 2基础立面设计2. 2.1荷载基本组合竖向力：F+Fj =F + yGFlk =1800

11、 + 30 x 6x1.35 = 2O43kN弯矩： M, =30x6x1.35 x(0.02 +0.125 +0.5) = 156.735kN mM = 300 + 35x(l .5+ 罕)-156.735= 19&39kN mZlZL = 22il = 227.OkPajAF+F,9.0M 亠jmaxAw2043i198.39十9!/6x3x32F + FMjminAW2043198.3991/6x3x32= 271.087kPa= 182.913kPaPP.2. 2. 2确定基础高度初步拟定基础高度500mm,按规范要求，铺设垫层保护层厚度不于 40mm,因此假设钢筋重心到混凝土外表面的

12、距离为50mm,则混凝土有效 高度 h二500-50二450mm, 抗冲切破坏验算公式：首先计算F =PjA。ab = at + 2h() = 0.4 + 2x0.45 = 1.3m 1 = 3mb| . v z 1 3iA. =(_L_h()l_(A hJ1 2 2 0 2 2= (-1-0.45)x 3-(- - 0.45)2 = 0.8nr 2 2 2 2近似取p. =Pjmax = 271.087kPa (保守偏大)冲切力设计值：耳=PjA| =271.087 x 0.8 = 216.870kPa式 O.7phpftamho 中,h0 = 450nm F, = 216.870 kPa故

13、ho=45Omm能够满足抗冲切破坏要求2. 2. 3内力计算:498.2352043台阶宽咼比:= 0.244m14150,AsI = 3078 .76mm2。实际上h(fl = h - a -= 500 - 40 - = 454mm ,大于原先假定2 2450mm,上述配筋显然是可以的。沿短边方向的钢筋通常置于长边钢筋之上，并假设采用18钢筋，故hon =h-a-dj = 500-40-16- = 435mm,再 由2 2Mn = 447.5kN m, 宽 度 3000mm, 可 得人=0.5(1 + Jl_2a,) = 0.5(1 + 71-2x0.082) = 0.957Mn447.56

14、8x10&.A口-=-5119.6mnro210x0.957x435选用 2118 140,=5343 .8mm 2 o19/21第三章5号柱下桩基础设计桩基础具有承载能力高、稳定性好、沉降稳定快和沉降变形小，抗震 能力强等优点。当设计荷载较大时，桩基础相对较经济。从本设讣的地勘资料中了解到，基础处于粉质黏土和黏土之上，距离 坚硬的岩石层的距离较大，不宜设置成端承桩，宜设置成摩擦型端承桩。3. 1确定桩端持力层和承台埋深考虑基础梁荷载，LilL12皿=200kN.m荷载标准值 Fk =1100kNHk = 20kNM =300kN.m荷载基本组合 F = 1800kN:H = 35kN根据地勘

15、资料，初步拟定承台埋深为1.0m,并初步选定采用钢筋混凝土 预制方桩，桩的截面尺寸选定为350mmx350mm o人工填土性质较差，为高压缩性土层。粉质黏性土：3#孔-1粉质粘土的液性指数二0.218,压缩性指数0.21MP/ 05加，满足相关的规定。桩的布置与承台的尺寸 如图10 示。承台长边和短边距离分别为： a = 2x175+350+1400= 2100mm,b = 2xl75+350+1050=l 750mm 初步拟定承台高度h二800mm,为保证群桩与承台连接的整体性，桩顶嵌 入承台长度为50mm,钢筋保护层厚度为35mm,承台的有效高度 /?0 = 0.8 0.085 = 0.7

16、15/n 3.5计算考虑群桩效应下的基桩竖向承载力设计值R并验算由沪辟，卜29桩周围黏性土,用内插查得:7/c=0.11 因承台底土层为单一土层，故200 kPa；考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值为：R = R + 仏4 =758.1 + 0.11x200x(2.1x1.75-4x0.35x0.35) = 828.17重新估算桩数：（承台及其上上的平均重度为20KN/m3）承台及其土重G = 2lxL75xl0x20 = 735kN= 2.286 4F + G _ 1800 + 73.5R828.17故初拟桩数满足要求，不再调整。3- 6求算桩顶荷载3. 6.1桩顶平均竖向力:1100+

17、73.54=293.375RN R = 828.17kNmaxjnin壮(M.+H.h)N + kkmax=293.375 (200 + 20x1)x0.74x0.7237L946RN1.2/?214.8RN993.804RN故满足要求。3. 6. 2基桩的水平承i力验算:山于其值较小，因此无需验算考虑群桩效应的基桩水平承载力设计值。3. 7承台受冲切承载力验算承台混凝土选用 C20 ,其f（=AMPa ,钢筋选用 HRB335丿、=3OOMPd。3. 7. 1边柱冲切按式斤2戸。恋+仏）+如（九+%）九族计算，计算冲跨比X和冲 切系数 B： aOx = 0.025m,4x = = - = 0

18、.035 0.25,取=0.25/?00.7150.84心+020.84=045= 1.867a() = 0.150 m,仏=: = 0.21 F, =1800+30x1.35x6 = 2043册故满足要求。3. 7. 2角桩向上冲切alx = 25叽 孤 =150 , Cj = c2 = 525 mmA.t =入)y = 方maxAx = Ay =F (M + Hh)g170.560.25 + 0.2= 1.2442043 (3OO+1.35x35xlO)xO74x0.72=634.77WN0山2+牛)+久“+牛)=1.244(0.525 + 2112) +1.244(0.525 + 2)

19、xllOOxO.7152 2=1011.76RN /O7VZ = /0?/max = 634 kN故满足要求。3. 8承台受剪承载力计算剪跨比与以上冲跨比相同，对1-1斜截面，A=4x=0.25o剪切系数船入截面高度影响系As =8OO025800 25-800 25（因仏=715 m/n 2心“ =2x371.946 = 743.S92kN 故满足要求。a - ,75 _ 4对11-11斜截面，因为A- = A)y = 0-25 ,则剪切系数一0.25 + 1 一 且故II-II斜截面其受剪承载力更大，故满足要求。3. 9承台受弯及配筋计算沿短边方向Mx=2x0.2x510.75 = 204.3RN加念-0.9。-:2043X106T05&沏20.9x300x715选用10212, 4=1135?,，沿平行y轴方向均匀布置。沿长边方向My= 2 x 0.325 x 634.77 = 412.6kN mAs-09。= 412.6x106 _ Qi37.3加0.9x300x715选用14414, Ar =2155/mr,沿平行x轴方向均匀布置。3. 10桩基变形及沉降验算111于该建筑属于一般工业建筑，在地基基础设计等级中属于丙级，同时 设吊车工作级别为A5, II建筑地