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1、.word格式.Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）某轮轴车间中柱桩基础设计院 系： 土木工程学院 班 级： 1033115 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 2013-6-5 一、 确定桩的规格，求单桩竖向承载力1、 桩的规格采用C30混凝土预制方桩 截面尺寸400mm*400mm承台埋深2.0m，桩顶嵌入承台 0.1m选择第三层粘土作为持力层，桩端进入持力层深度4.2m桩长L=0.1+5.7+4.2=10m桩尖取0.6m 桩入土深度L=（2.0-0.1）+10+0.6=12.5m2、 单桩竖向承载力（不考虑承台效应）（1）单桩竖向
2、极限承载力标准值根据已知地质资料，按规范经验公式法计算确定：其中 =4*0.4=1.6m =0.4*0.4=0.16m2通过液限查表，带入计算得=592kN桩数 取n=6桩间距取3d=3*400=1.2m二、承台计算，考虑承台效应的单桩承载力特征值1 计算依据的规范和规程1.1 建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011)1.2 混凝土结构设计规范(GB 50010-2010)1.3 建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)1.4 建筑结构荷载规范(GB 50009-2012)1.5 建筑桩基技术规范(JGJ 94-2008)1.6 钢筋混凝土承台设计规程(CECS 88-97)2
3、 几何数据及材料2.1 承台混凝土等级: C30; 抗压强度fc=14.3(MPa); 抗拉强度ft=1.43(MPa)2.2 钢筋等级: HRB335; 强度设计值fy=300(MPa); 纵筋合力点至近边距离as50(mm)2.3 桩类型: 方桩 单桩承载力特征值 Ra=592(kN)当考虑承台效应时,R=Ra+a/1.25*c*fak*Ac(考虑地震作用时)其中c承台效应系数, c=0.3a地基抗震承载力调整系数, a=1.1fak承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值fak=160Ac计算基桩所对应的承台底净面积, Ac=(A-n*Aps)
4、/nAps桩身截面面积, Aps=0.16(m2)A承台计算域面积, A=6.4(m2)R=Ra+c*fak*Ac=592.000+0.3*160.000*0.907=635.5202.4 承台类型: 6桩承台2.5 等距排桩, 桩间距 Sx=1200(mm); X向桩至承台边距 Wx=400(mm); Y向桩至承台边距 Wy=400(mm)2.6 承台做法: 锥型承台承台根部高 h=1000(mm); 端部高 h1=600(mm)2.7 柱高Hc=1200(mm); 柱宽Bc=600(mm);柱周加大尺寸(相当于杯口厚度) ac=50(mm); 加大高度 hc=400(mm)2.8 承台底面
5、积 A=6.400(m2)承台顶部面积 At=(Hc+2*at)*(Bc+2*at)=(1200+2*50)*(600+2*50)=0.910(m2)承台体积 VjcA*h1+(A+sqrt(A*At)+At)*(h-h1)/3+At*hc=6.4*0.6+(6.4+sqrt(6.4*0.91)+0.91)*(1-0.6)/3+0.91*0.4=5.500(m3)2.9 承台自重和上部土重承台混凝土的容重 c=25.00(kN/m3)承台顶面以上土的容重 s=18(kN/m3)承台埋置深度 d=2000(mm)承台及以上土重 Gk=Vjc*c+A*d-Vjc-Bc*Hc*(d-h-hc)*s=
6、5.500*25.0+6.400*2.000-5.500-0.600*1.200*(2.000-1.000-0.400)*18=261.127(kN)G=1.2*Gk=313.352(kN)4 轴心荷载作用下验算pk=(Fk+Gk+Qk)/n =(3000.000+261.127+0.000)/6=543.521(kN) 635.520 满足要求5 偏心荷载作用下验算双向偏心荷载作用下公式:Qik=(Fk+Gk+Qk)/nMxk*yi/yi2Myk*xi/xi2 每根桩分配的承台及其上部土重标准值:Qgk=Gk/n=261.127/6=43.521(kN)扣除承台及其上部土重后的各桩相应于荷载
7、效应基本组合时的竖向力设计值计算公式:Ni=z*(Qik-Qgk)Q1k=647.688(kN) 1.2*635.520=762.624(kN) 满足要求N1=725.000(kN)Q2k=647.688(kN) 1.2*635.520=762.624(kN) 满足要求N2=725.000(kN)Q3k=543.521(kN) 1.2*635.520=762.624(kN) 满足要求N3=600.000(kN)Q4k=543.521(kN) 1.2*635.520=762.624(kN) 满足要求N4=600.000(kN)Q5=439.355(kN) 1.2*635.520=762.624(
8、kN) 满足要求N5=475.000(kN)Q6k=439.355(kN) 1.2*635.520=762.624(kN) 满足要求N6=475.000(kN)6 承台冲切验算6.1 柱对承台的冲切验算FlRE2ox*(bc+aoy)+oy*(hc+aox)hp*ft*h0 Fl=F-Ni RE-承载力抗震调整系数,当有地震参与时取0.85,其它取1.0ox=0.84/(ox+0.2)oy=0.84/(oy+0.2)ox=aox/h0 oy=aoy/h0aox=0.190(m); aoy=0.650(m)ox=0.250; oy=0.684ox=1.867; oy=0.9502ox*(bc+a
9、oy)+oy(hc+aox)*hp*ft*h0=2*1.867*(1.300+0.650)+0.950*(0.700+0.190)*0.983*1.430*0.95=11984(kN)FlRE=FRE-NiRE=3600.000-0.000=4320.000(kN) 11983.985(kN) 满足要求6.2 角桩对承台的冲切验算NlRE1x*(c2+a1y/2)+1y(c1+a1x/2)*hp*ft*h0 Nl-扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值RE-承载力抗震调整系数,当有地震参与时取0.85,其它取1.01x=(0.56/1x+0.2)1y=(0.5
10、6/1y+0.2)1x=a1x/h0 1y=a1y/h0a1x=0.110(m),a1y=0.550(m)1x=0.200; 1y=1.0001x=1.400; 1y=0.4671x*(c2+a1y/2)+1y(c1+a1x/2)*hp*ft*h0=1.400*(0.600+0.550)+0.467*(0.600+0.110)*0.983*1.430*0.95=1203.87(kN)NlRE=max(N1,N2,N6,N5)RE=max(725.000,725.000,475.000,475.000)=725.000(kN) 1203.869(kN) 满足要求7 承台斜截面受剪验算VREhs*
11、ft*b0*h0 (GB 50007-2011 式8.5.21-1)=1.75/(+1.0) (GB 50007-2011 式8.5.21-2)V-扣除承台及其上填土自重后相应于荷载效应基本组合时斜截面的最大剪力设计值RE-承载力抗震调整系数,当有地震参与时取0.85,其它取1.0b0-承台计算截面处的计算宽度h0-计算宽度处的承台有效高度hs-受剪切承载力截面高度影响系数，hs=(800/h0)0.25-计算截面的剪跨比，x=ax/h0、y=ay/h0。当3时，取=3ax、ay-柱或承台变阶处至x,y方向计算一排桩的桩边的水平距离7.1 X方向受剪验算ay=0.650(m)y=0.684y=
12、1.039b0x=1.860hs=0.958hs*ft*b0*h0=0.958*1.039*1.430*1.860*0.950=2515.1(kN)FlRE=max(Ni下,Ni上)RE=max(1450.000,950.000)=1450.000 2515.103(kN) 满足要求7.1 Y方向受剪验算ax=0.190(m)x=0.250x=1.400b0y=2.820hs=0.958hs*ft*b0*h0=0.958*1.400*1.430*2.820*0.950=5137.81(kN)FlRE=max(Ni左,Ni右)RE=max(1800.000,1800.000)=1800.000
13、5137.814(kN) 满足要求8 抗弯计算8.2.1 绕Y轴方向弯矩计算:M=(Ni*xi)=540(kN*m)控制最小配筋率min=0.15%; As=3810.000(mm2)沿X向钢筋 As=3810.000(mm2); 实配1718200(As=4324.389)8.2.2 绕X轴方向弯矩计算:M=(Ni*yi)=725.000*0.850+725.000*0.850 =1232.500(kN*m)受压区高度x=0.0692(m)As=4490.643(mm2); 配筋率=0.26%控制最小配筋率min=0.15%; As=2640.000(mm2)沿Y向钢筋 As=4490.643(mm2); 实配1125200(As=5399.612)承台施工图三、桩身结构设计 （1）桩身混凝土强度验算桩身强度应符合下式规定：式中：N荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值，kN； Ap桩身截面积； fc混凝土轴心受压强度设计值，kPa； c施工工艺系数，对于混凝土预制桩取0.85。 （2）预制桩构造设计桩身用8根直径20的HRB335级钢筋通长配置，箍筋选用6，间距200mm，距离桩顶端1200mm范围内，间距50mm，1200mm-3000mm范围内间距100mm，距离桩端500mm
