最新西南交通大学基础工程课程设计模板

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1、基 础 工 程 课 程 设 计 指导老师 魏星 班级 姓名 学号 2010 年 12 月 目录 一 工程概况和设计任务 1 工程概况 1 设计任务 2 地勘资料 2 设计依据 5 二 无筋扩展基础设计 5 基本荷载组合 5 确定基底埋深及持力层 5 基底尺寸初步设计 6 地基承载力及偏心距验算 6 地基变形验算 6 确定基底高度及尺寸 7 施工设计 7 三 扩展基础设计 7 设计荷载 7 确定基底埋深及持力层 7 基底尺寸初步设计 8 地基承载力及偏心距验算 8 扩展基础设计 9 地基稳定性验算 11 扩展基础施工设计 12 四 桩基础设计 12 设计荷载 12 确定持力层及承台尺寸 13 初

2、步设计桩数目 13 计算复合基桩竖向承载力特征值 13 计算桩顶荷载 15 承台受冲切承载力验算 15 承台受剪计算 16 承台受弯计算 16 桩基础施工方案 17 附图一 扩展基础平面布置图 18 附图二 扩展基础施工图 19 附图三桩基础平面布置图 20 附图四桩基础施工图 21 一 工程概况和设计任务 工程概况 某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2 1 规定室内地面 标高为 相当于黄海高程 室外地面标高为 柱顶标高为 轨顶标高为 1500 2 4 0 0 0 4 2 0 0 500 1 A 9

3、 0 0 243 Z2 Z3 B 9 0 0 Q 3 0 T 两 台 Z3 Z2 600060006000 4 2 0 0 7 3000 5 1500 42000 6 Z1 8 500 9 0 0 Z2 9 0 0 0 Z3 Z1 600060006000 9 0 0 0 Z3 Z2 9 0 0 6000 12345678 9 10 20 19 1817161514131211 后侧 前侧 注 Z1 Z2 Z3表 示柱子的类型 图 1 1 装配车间平面图 mm 柱子编号为 1 20 根据布置的位置和功能来分 柱子的类别主要有 边柱 Z1 角柱 Z2 及抗风柱 Z3 三类 各柱在基础顶面处的截面

4、形状为矩形 尺 寸为 250 25 25 200 3 0 0 图 1 2 基础梁的横截面尺寸示意图 单位 mm 边柱 Z1 长宽 1000400mm 角柱 Z2 长宽 1000400mm 抗风柱 Z3 长宽 700400mm 基础梁的横截面尺寸如图2 2 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 设计任务 根据所给的某机械厂厂房的图纸和地质资料 要求对边柱Z1 中的 3 号柱进 行地下基础设计 完成尺寸计算 内力验算并绘制施工图 安排施工方案和流程 达到施工要求 基础梁上的荷重 包括基础梁自重 按30kN m 计算 各柱底位 于室内地面以下处 各柱在地面

5、处的截面内力取值如下 边柱 Z1 横向计算 荷载组合编号 L11 L12 240kN m 1400kN 40kN K K K M F H 350kNm 2100kN 60kN M F H 基础梁作用荷载 1 306 0180 k FkN 1 1 35180243FkN 地勘资料 勘察工作按施工图设计阶段的要求进行 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 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 结构疏松 土质不均 平均天然重度为m3 第 层 粉质粘土 呈棕红色 除1 孔外

6、各孔均有 厚度 硬塑 可塑 土质较均匀 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 深处 稳定水位在 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 200kPa 第 层 fk 220kPa 钻探点布置见图 1 3 地质剖面见图 1 4 土工试验成果见表1 1 地质柱状 图略 9 0m 22 0m 1 18 0m 5 16 5m 2 27

7、 0m 钻孔编号4 11 5m 地质剖面编号 车间位置 钻孔深度 11 5m 3 图例 钻孔位置 后侧 前侧 11 5m 4 6 11 5m 15 0m 33 0m 图 1 3 地质钻孔平面布置图 16 5 10 6 438 30 1 0 2 454 50 11 5 10 4 442 40 0 5 454 40 3 11 5 10 7 443 30 0 6 4 454 80 图 1 4 I I 地质剖面 m 表 1 1 某机械厂装配车间土工试验结果汇总表 试样 编号 取样深度 m 土的分类 名称 天然含 水量 天然重度 kN m 3 比重 天然孔 隙比 液限 塑限 塑性 指数 液性指 数 压缩

8、系数 MPa 1 内摩擦角 粘聚力 kPa 1 孔 1 粉土 16 1 2 粉质粘土23 39 3 粘土19 20 4 粘土15 48 2 孔 1 粉质粘土25 15 2 粉质粘土2116 55 3 粘土18 41 4 粘土16 12 3 孔 1 粉质粘土20 15 4 孔 1 粉质粘土 022 29 5 孔 1 粉质粘土20 27 2 粘土 016 51 6 孔 1 粉质粘土20 56 由以上数据可以得出 3 号柱下底层分布情况为 以室内地面为参考点 3 号基础中心位置各土层厚度表 土层号 厚度 m 设计依据 本次课程设计的依据为本课程设计指导书和相关规范 GB50007 2002建筑地基基

9、础设计规范 GB50010 2002 混凝土结构设计规范 JGJ 94 2008 建筑桩基技术规范 二 无筋扩展基础的设计 荷载的基本组合 无筋扩展基础设计采用标准值 即 mkN240M k kN4001Fk kN04Hk 1 180 k FkN 确定无筋扩展基础的埋深及持力层 根据地勘报告 层土土质疏松 不适合作为持力层 层土土质较为密实 均匀 且厚度较大 不宜再向下寻找持力层 故选取 层土作为持力层 且考虑 无筋扩展基础埋深较深 因此 基础计算埋深d 初拟为 以室外地面标高为基准 线 在地下水位以上 图 2 1 基础受力示意图 基底尺寸初步设计 1 先按中心荷载初算 1 A 计算粘土地基承

10、载力特征值 a f 据粉质粘土层0 681 0 25 l eI 查表得承 载力修正系数0 3 1 6 bd 基础埋深范围土的重度 3 17 1 0 62820 1 2 00 628 19 16 2 0 m kNm 先假设基底宽度不大于3m 粘土地基承载力特征值 0 5 2001 619 16 2 00 5 245 98 aakd m ffrdkPa 中心荷载作用基础底面积 2 1 1 1400 180 A 7 73 245 9820 20 075 kk aG FF m fH 2 考虑偏心荷载不利影响 取 2 1 1 21 27 739 28AAm 采用矩形基础 2 2 8 3 610 08bl

11、m 由于基底的最小尺寸为 不大于 3m 故不需要对 a f 再进 行宽度修正 地基承载力及偏心距验算 竖向力 1 FF1400180202 8 3 6 2 00 075 1998 32 kkk GkN 弯矩 240180 0 25 20 50 02 40 2 00 075 439 1 k MkN m 因此 1 k F1998 32 p 198 25245 98 10 08 kkk a FG kPafkPa A 1 k max2 F1998 32439 1 p 270 85 10 082 83 6 6 kkkK FGM kPa AW 1 21 2245 98295 18 a fkPa 439 1

12、3 6 0 220 6 1998 3266 k k Mb emm F 经验算 满足要求 因此基底选用 2 2 8 3 610 08blm 由于该地层处不存在软弱下卧层 所以无需进行软弱下卧层承载力验算 地基变形验算 由于该建筑属一般工业建筑 在地基基础设计等级中属于丙级 由 地基规 范 知 该地基在可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围 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 确定基础高度以及构造尺寸 采用 C15 混凝土 因 k 100kPa p 182 25200kPakPa 取 tan1 1 00 从 两个方向确定基础高度 0 H 0 0 3600 10

13、00 1300 2tan2 1 0 bb Hmm 0 0 2800400 1200 2tan2 1 0 ll Hmm 因此 取 0 1300Hmm 无筋扩展基础埋深d 2m 其构造如下图所示 图 2 2 无筋扩展基础布置图 施工设计 施工时 由于基础埋深较浅 不需降水 基坑开挖时 可采取必要的支护措 施 若遇到与地质勘察资料差别较大的土层 则需根据实际土体情况 对该设计 进行修正 三 扩展基础的设计 设计荷载 对于扩展基础 采用如下荷载 mkN240M k kN4001Fk kN04Hk 1 180 k FkN mkN350M 2100kNF kN06H 1 1 35180243FkN 确定基

14、础埋深与持力层 根据地勘报告 层土土质疏松 不适合作为持力层 层土土质较为密实 均匀 且厚度较大 不宜再向下寻找持力层 依然选取 层土作为持力层以室外 地面标高为基准线 基础计算埋深d 初拟为 以室外地面标高为基准线 基底位 于地下水位以上 基础底面尺寸初步设计 1 先按中心荷载初算 1 A 计算粘土地基承载力特征值 a f 据粉质粘土层0 681 0 25 l eI 查表得承 载力修正系数0 3 1 6 bd 基础埋深范围土的重度 3 17 10 62820 1 1 20 628 18 53 1 2 m kNm 先 假设基底宽度不大于3m 粘土地基承载力特征值 0 5 2001 618 53

15、 1 20 5 220 75 aakd m ffrdkPa 中心荷载作用基础底面积 21 1 1400 180 A 8 09 220 75201 2 0 075 kk aG FF m fH 2 考虑偏心荷载不利影响 取 2 11 21 28 099 71AAm 采用矩形基础 2 2 8 3 610 08blm 由于基底的最小尺寸为 不大于 3m 故不需要对 a f 再进 行宽度修正 地基承载力及偏心距验算 竖向力 1 FF1400180202 83 6 1 2751837 04 kkk GkN 弯矩 240180 0 25 20 50 02 40 1 20 075 407 1 k MkN m

16、因此 1 k F1837 04 p 182 25220 75 10 08 kkk a FG kPafkPa A 1 k max2 F1837 04407 1 p 249 56 10 082 83 6 6 kkkK FGM kPa AW 1 21 2220 75264 92 a fkPa 407 13 6 0 220 6 1837 0466 k k Mb emm F 经验算 满足要求 因此基底选用 2 2 8 3 610 08blm 扩展基础设计 1 计算基底净反力 在计算基础内力 确定基础高度 进行配筋等基础结构的设计工作时 采用 承载力极限状态下荷载效应的基本组合 21002432343FkN 35060 1 20 075 243 0 25 20 020 5 583 24MkN m 基底净反力 max2 min 328 88 2343583 24 136 012 8 3 61 6 2 8 3 6 j j kPa FM p kPaAW 2 确定基础高度 初步拟定mmh700 按 地基规范 要求 铺设垫层时保护层厚度不小于 mm40因此假设钢筋重心到混凝土外表面的距离为mm50 故钢筋的