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1、 工业大学课程设计任务书题目名称根底工程课程设计系部名称城建学部专业班级土木工程 班姓 名学 号预制桩组：题号7，设计(A)轴柱下桩根底。一、课程设计的目的根底工程课程设计是土木工程专业教育的一个重要教学环节，是全面检验和稳固根底工程课程学习效果的一个有效方式。通过本次课程设计使学生能够运用已学过根底工程设计理论和方法进展一般形式的根底的设计，进一步理解根底工程设计的根本原理。设置课程设计的目的是加强学生对本课程及相关课程知识的理解，培养学生综合分析问题的能力和运用根底理论知识解决实际工程问题的能力，为毕业设计打下坚实的根底，也有助于学生毕业后能尽早进入“工程角色。多年来的教学实践反映了课程设
2、计这一教学环节对学生能力的培养起到了一定的作用。二、课程设计的容题目框架构造桩根底设计一、设计资料1. 地形拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。2. 工程地质条件自上而下土层依次如下：号土层：素填土，层厚1.5m，稍湿，松散，承载力特征值fak=95KPa。号土层：淤泥质土，层厚3.3m，流塑，承载力特征值fak=65KPa。号土层：粉砂，层厚6.6m，稍密，承载力特征值fak=110KPa。号土层：粉质黏土，层厚4.2m，湿，可塑，承载力特征值fak=165KPa。号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值fak=280KPa。3. 岩土设计技术参数岩土设计技术参数如表1和表2
3、所示。4. 水文地质条件拟建场区地下水对混凝土构造无腐蚀性。地下水位深度：位于地表下3.5m。5. 场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地无可液化砂土,粉土。6. 上部构造资料拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架构造，长30m，宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室外高差450mm。柱截面尺寸均为400X400，横向承重，柱网布置如图1所示。7. 上部构造作用上部构造作用在柱底的荷载效应标准组合值如表3所示，该表中弯矩MK,水平力VK均为横向方向。上部构造作用在柱底的荷载效应根本组合值如表4所示，该表中弯矩M，水平力V均为横向方向。8. 材料混凝土强度等级为C25-C30，钢筋采用HPB23
4、5,和HRB335级。三、设计要求每人根据所在组号和题号，完成指定桩型和指定轴线的桩根底设计。对于另外两根轴线的根底，只要求根据所给荷载确定承台尺寸和桩数，以便画出桩基平面布置图。要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。四、设计容(1)设计桩根底，包括选定桩长和截面尺寸，确定单桩承载力特征值，确定桩数并进展桩的布置，进展桩身和承台的计算并满足构造设计要求，编写设计计算书。(2)绘制桩根底施工图，包括桩基平面布置图，桩和承台大样图，并提出必要的技术说明。五、设计成果1.设计计算书设计计算书包括以下容：(1)确定桩的选型，确定单桩竖向承载力。(2)估算桩的根数，
5、布桩，确定承台尺寸。(3)桩根底验算。(4)桩承台设计，包括抗冲切，抗剪和抗弯的强度计算。(5)桩身设计，对预制桩，进展吊装验算并满足构造配筋要求；对灌注桩，一般按构造配筋。2.设计图纸设计图纸包括以下容：(1)桩基平面布置图。(2)承台大样图。(3)桩身大样图。(4)设计说明。三、预制桩基设计建筑物根底设计方案采用混凝土预制桩，具体设计方案如下：室外地坪标高为450mm,自然地面标高同室外地坪标高。该建筑桩基属丙级建筑基桩，拟采用截面为400m*400m的混凝土预制方桩，以号土层粉质粘土为持力层，桩尖深入1.2m，设计桩长12.0m，初步设计承台高1.0m，承台底面埋置深度-1.60m，桩顶
6、伸入承台50mm。1.单桩承载力计算根据以上设计，桩顶标高为-1.6m，装底标高为-13.6m，桩长12m。1. 单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值按下式计算：Quk= Qsk+ Qpk = upqsikli+ Apqpk由于Qsk=40.40.422+3.328+6.645+1.7560=805.12kN Qpk=0.40.4900=144kN那么 Quk=805.12+144=949.12kN2.桩基竖向承载力特征值承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此本工程不考虑成太土效应取c=0，那么有R= Ra =474.56kN根据上部荷载初步估计粧数为 n= =5.4164那
7、么设计粧数为6根。3.桩基竖向承载力验算根据?建筑桩基技术规?，当按单桩承载力特征值进展计算时，荷载应取其效应标准组合值。由于桩基所处场地的抗震设防烈度为7度，且场地无可液化砂土，因此不进展地震效应的承载力验算。根据粧数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台，取承台变长为2.50m2.5m，矩形布桩，桩中心距取3.0d，那么s=2.5400=1000mm，取s=900mm，桩心距承台边缘为300mm。承台及其上土壤的总重为 Gk =2.52.51.620=200kN计算时取荷载的标准组合，那么Nk =461.33R=474.56Nkmax= Nk+=461.33+88.75=550.08Nkmin
8、= Nk-=461.33-88.75=372.58因此Nkmax=550.081.2R(=1.2*474.56=569.472)Nkmin=372.580满足设计要求,故初步设计是合理的4.承台设计根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2.52.5m，预估承台厚1.0m，承台选用选用C25，t=1.27N/mm2，c=11.9N/mm2；承台钢筋选用HRB335级钢筋，y=300N/mm2.1. 承台力计算承台你力计算采用荷载效应组合设计值，那么基桩净反力设计值为Nmax=+=+=538.33+107.29=645.62kN Nmin=-=-=538.33-107.29=431.04kN N=
9、538.33kN5.承台厚度及受冲切承载力验算为防止承台产生冲切破坏，承台应具有一定厚度，初步设计厚度0.8m，承台底保护层厚度60mm，那么h0=800-60=740mm。分别对柱边冲切和角桩冲切进展计算，以验算承台厚度的合理性。6.柱对承台冲切承台受桩冲切的承载力应满足下式： Fl20xbc+aoy+oybc+aoxhpth0由于Ft=F-3230-0=3230kN，那么冲垮比为ox=0.372oy=1.251.0取oy=1.0冲切系数为0x=1.470y=0.720xbc+aoy+oybc+aoxhpth0=21.470.4+0.925+0.70.4+0.275112700.74=454
10、9kNFl=2180kN故厚度为0.8m的承台能够满足柱对承台的冲切要求。7.角桩冲切验算承台受角桩的承载力应满足下式： N11xc2+1yc1+hpth0由于Nl=Nmax427.75kN，从角桩边缘至承台边缘距离为c1=c2=0.525m a1x=0.275m a1y=0.74m1x=0.371y=1.01x=0.981x=0.471xc2+1yc1+hpth0 =1116.9kNN/max=427.75kN故厚度为0.8m的承台能够满足角桩对承台的冲切要求。8.承台受剪承载力验算承台剪切破坏发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处，对于I-I截面oy=1.25介于0.25-3之间剪切系数为=
11、0.78受剪切承载力高度影响系数计算：=(800/h0)，=800/7401.081故取ha=1I-I截面剪力为 V=2N/max=2645.62=1291.24KNhstb0h0=10.781.2710002.00.74=1466kNV故满足抗剪切要求。（） 承台受弯承载力计算承台计算截面弯矩如下。对于I-I截面，取基桩净反力最大值N/max=645.62KN进展计算，那么 yi=1300-200=1100mm=1.1m Mx=Niyi=2645.621.1=1420.364kN.m Asl=5924.107mm2因此，承台长边方向选用二级钢筋2580，钢筋数为 n=2000/140+1=1
12、6取，162580实际钢筋As=6133mm2，满足要求对于II-II截面，取基桩净反力平均值N=363.33进展计算此时 ho=800-80=720mm xi=650-200=450mm=0.45m那么 My=NiXi=3363.330.45=490kN.m Asl=2100 mm2因此，承台短边方向选用18二级直径14200，钢筋根数为n=3300/200+1=18，取18二级直径14200，实际钢筋As=2100mm2，满足要求9台构造设计混凝土桩桩顶伸入承台长度为50mm，两承台间设置连系梁，梁顶面标高-0.8m，与承台平齐，根据构造要求，梁宽250mm，梁高400mm，梁主筋上下共四
13、根一级钢筋直径12通长配筋，箍筋采用一级钢筋直径为8间距为200.承台底做100mm厚C10混凝土垫层，垫层挑出承台边缘100mm。10.桩身构造设计预制桩的桩身混凝土强度等级选用C30，钢筋选用HRB335级。根据?建筑桩基技术规?，桩顶轴向压力应符合以下规定： NmaxccapsNmax=+ =+ =405.6+64.42 =627.29kN计算桩基轴心抗压强度时，一般不考虑压屈影响，故取稳定系数=1；对于预制桩，基桩施工工艺系数c=0.85；C30级混凝土，c=14.3N/mm2，那么ccA=10.8514.31060.352 =1489kNNmax=627.29KN故桩身轴向承载力满足
14、要求。11.桩身构造设计桩身按构造要求配筋，选用8根直径为14的HRB400级钢筋通长配筋；箍筋选用直径为6的HPB235级钢筋，间距200mm，距桩顶2m围间距50mm，距桩顶2-4m围间距100mm。采用打入发沉桩，桩顶设置三层直径为6的间距为50mm的钢筋网，桩尖所有主筋应焊接在一根圆钢上，桩尖0.6m围箍筋加密，间距50mm，桩身主筋混凝土保护层厚30mm。12装验算由于桩的长度不大，桩身吊装时采用二点起吊。起吊点距桩两端距离为a=0.207L=0.20712=2.484m那么吊起时桩身最大弯矩为Ml=0.021410.80.4225122 =9.86kN.m桩身配筋验算；混凝土采用C30级，钢筋采用HRB335级，那么c=14.3N/mm2，y=300 N/mm2，由于b=400mm，h0=400-40=310mm，每边配3根直径为14的二级钢筋，
