基础工程课程设计柱下钢筋砼桩计

根底工程课程设计柱下钢筋砼桩根底设计班级：学号：姓名：专业：土木工程2023年1月任务书设计目的根据本课程教学大纲的要求，学生应通过设计掌握天然地基上的独立根底和桩根底设计的原理与方法，培养学生的分析问题、实际运算和绘制简单施工图的能力，以稳固和加强设计原理的理解。二、设计题目柱下钢筋混凝土桩根底设计三、设计资料1、上部结构传至某边柱柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载〔荷载效应由永久荷载起控制作用〕及室内外高差如下：〔1〕弯矩取a=200，或b=250，或c=300，或d=350〔2〕轴力取e=3000，或f=3300，或g=3600，或h=4000〔3〕剪力取i=100，或j=150，或k=200，或l=250〔4〕室内外高差h取m=0.3m，或n=0.45m，或o=0.6m，或p=0.8m，2、该边柱截面尺寸为500mm×500mm。3、桩及材料：桩型自定。建议承台底板钢筋采用HRB400。4、地质资料如下：建筑场地平整，地下水位位于地表以下50m处，不考虑地下水对钢筋混凝土根底的腐蚀性。自上而下〔从室外地面算起〕的土层依次如下：①号土层，杂填土，厚度0.5m，重度②号土层，粉土，厚度4m，重度，压缩模量为③号土层，黏性土，厚度5m，重度，压缩模量为④号土层，粉砂，重度，压缩模量为桩的极限侧阻力标准值及桩的极限端阻力标准值可参考《建筑桩基技术标准》P33~365、其他未列出的设计条件自定。四、主要设计内容1、选择承台材料2、确定单桩承载力特征值3、桩的平面布置4、确定承台底面尺寸5、确定承台高度6、承台底板配筋7、绘制承台施工图五、具体要求：计算书要求采用A4纸机打，正文采用宋体小四，数字和字母采用timesnewRoman字体，公式用公式编辑器编写，条理清楚，主要计算步骤、计算公式、计算简图等。六、参考文献：1．《建筑地基根底设计标准》〔GB50007-2023〕2．《建筑桩基技术标准》〔JGJ94-2023〕3．根底工程(第三版)，华南理工大学等主编，中国建筑工业出版社4、《混凝土结构设计标准》〔GB50010-2023〕5．国家标准图集11G101-3，12G901-3七、分组情况：学号末尾两位分组情况〔弯矩、轴力、剪力及室内外高差h〕01~10aeimaeinaeioaeipaejmaejnaejoaejpaekmaekn11~20aekoaekpaelmaelnaeloaelpafimafinafioafip21~30agimaginagioagipahimahinahioahipafjmafjn31~40afjoafjpafkmafknafkoafkpaflmaflnafloaflp41~50aglmaglnagloaglpahlmahlnahloahlpcglmcgln51~60beimbeinbeiobeipbejmbejnbejobejpbekmbekn61~70bekobekpbelmbelnbelobelpbfimbfinbfiobfip71~80bgimbginbgiobgipbhimbhinbhiobhipbfjmbfjn81~90bfjobfjpbfkmbfknbfkobfkpbflmbflnbflobflp91~00bglmbglnbglobglpbhlmbhlnbhlobhlpcglocglp计算书1、设计资料1.1上部结构资料上部结构传至某边柱柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载〔荷载效应由永久荷载起控制作用〕及室内外高差如下：〔1〕弯矩取200〔2〕轴力取3000〔3〕剪力取100〔4〕室内外高差h取0.3m1.2地质资料建筑场地平整，地下水位位于地表以下50m处，不考虑地下水对钢筋混凝土根底的腐蚀性。自上而下〔从室外地面算起〕的土层依次如下：①号土层，杂填土，厚度0.5m，重度②号土层，粉土，厚度4m，重度，压缩模量为③号土层，黏性土，厚度5m，重度，压缩模量为④号土层，粉砂，重度，压缩模量为2、选择桩型、桩端持力层、承台埋深2.1选择桩型选择预制方桩根底2.2选择桩的几何尺寸以及承台埋深依据土的分布，③号土层是黏性土，厚度为5m，而④号土层是粉砂土，所以选择④号土层为持力层。桩端全断面进入持力层1.5m，工程桩入土深度为由于第=1\*GB3①层厚0.5m，地下水位为离地表50m，不考虑地下水对承台的影响，所以选择承台底进入第=2\*GB3②层土1.5m，即承台埋深为2m，桩基的有效桩长即为11-2=9m。桩截面尺寸选用：预制桩桩边长取400,400mm×400mm，桩长为一节12m〔不包括桩尖长度在内〕。桩基及其土层分布示意如图1图13、确定单桩承载力特征值根据地基根底标准经验公式式中——桩侧阻力特征值为式中——桩端阻力特征值为对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土不计算，其桩端阻力标准值，桩侧阻力标准值根据地基各土层物理、力学指标，按《建筑桩基技术标准》〔JGJ94-2023〕查表得极限桩侧、桩端阻力标准值〔表1〕。层序经验参数法特征值②粉土6633③黏性土5427④粉砂38180219901表14、确定桩数和承台材料、底面尺寸、高度4.1确定承台材料承台混凝土强度等级取C25，配置HRB400级钢筋4.2确定桩数最大轴力组合的荷载：初步估算桩数,由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，标准中建议取，取1.1的系数，即：〔根〕取6根4.3确定承台底面尺寸桩距承台长边：承台短边：承台净面积：4.4确定承台高度承台埋深为2m，暂取承台高度为1.3m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，那么承台有效高度为：承台尺寸图见图2图2

5、计算桩顶荷载和承台承载力验算5.1计算桩顶荷载采用长期效应组合的荷载标准值进行桩根底的沉降计算。由于桩根底的桩中心距小于6d，所以可以采用分层总和法计算最终沉降量。取承台及其上土的平均重度桩顶平均竖向力：故符合要求单桩水平力：故符合要求相应于作用的根本组合时作用于柱底的荷载设计值为：扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向力设计值：5.2桩根底沉降量验算基底处压力采用长期效应组合的荷载标准值进行桩根底的沉降计算。由于桩根底的桩中心距小于6d，所以可以采用单向压分层总和法计算最终沉降量。〔1〕地基的分层：将桩端以下下土层进行分层，每层厚度取1m，分层示意图如图3图3〔2〕地基自重应力及其附加应力计算：竖向荷载标准值考虑扩散作用时根底柱底平面处的基底附加压力自重应力及其附加应力：=1\*GB3①．在z=0时：②．在z=1时：③．在z=2时：由此类推，将所有的表示在图5.2.1上，将计算资料整理与表2上点深度z(m)自重应力(kPa)附加应力(kPa)分层厚度(m)压缩模量(kPa)(m)00207.25118.481195000.006111226.75115.161195000.005922246.25101.891195000.005233265.7583.411195000.004344285.2566.351195000.003455294.7552.131195000.002766314.2541.711195000.0021表2〔3〕确定地基压缩层深度：按确定深度下限：5m深处，可以那么地基压缩层深度为z=5m〔4〕沉降量计算，查建筑桩基技术标准2094-2023表5.5.11，符合要求5.3承台受冲切承载力验算①柱边冲切：冲切力受冲切承载力截面高度影响系数计算冲垮比与系数的计算〔介于0.25~1之间〕〔介于0.25~1之间〕符合要求②角柱向上冲切：符合要求

5.4承台受剪切承载力计算

受剪切承载力截面高度影响系数计算对Ⅰ-Ⅰ斜截面〔介于0.25~3之间〕剪切系数符合要求对Ⅱ-Ⅱ斜截面〔介于0.25~3之间〕剪切系数符合要求从以上计算可