基礎(chǔ)工程課程設(shè)計

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1工程概況

建筑安全等級為二級，位于軟土區(qū)，建筑場地地基土的物理力學(xué)指標如表1-1。已知上部結(jié)構(gòu)由柱子傳來的荷載（相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時作用于柱底形心處）：軸力

N?3000KN，彎矩Mx?330KN?m，水平力H?40KN；柱截面為300mm×

300mm。擬采用鋼筋混凝土預(yù)制方樁，樁身混凝土強度等級C30，

fc?1.5?104kN/m2；承臺混凝土強度等級C20。進行現(xiàn)場靜載荷試驗，得單樁承載力特

征值為Ra?320kN，試設(shè)計此建筑的樁基礎(chǔ)。

表1-1地基土物理力學(xué)指標

名稱

厚

度m

天然重度kN/m

3

液性指數(shù)

內(nèi)摩擦角

（度）粘聚力（kPa）

壓縮模量（MPa）承載力特征值值

(MPa)

雜填土灰色亞粘土灰黃色亞粘土淤泥質(zhì)粉土

2.0

4.518.91.021124.64110

6.019.60.6020187.0220

>517.81.1018.614.23.895

2設(shè)計正文

2.1選擇基礎(chǔ)的類型、形式及材料

對C20混凝土取ft?1100kpa；對HRB335級鋼筋取fy?300N/mm2混凝土預(yù)制樁、樁的樁身混凝土強度為C30fy?300N/mm方形截面邊長為

2bp?400mm；

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2.2確定單樁的長度

根據(jù)土的物理指標與與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系，混凝土預(yù)制樁單樁豎向承載力標準值為320KN：

Quk?qpkAp???qsikli

式中qsik——樁側(cè)第i層土極限側(cè)阻力標準值

qpk--極限端阻力標準值

最終結(jié)果為；li??2.34取l?3.0m

樁身長度為4.5?3.0?7.5m

2.3確定樁的根數(shù)

n?FkRa?3000/320?9.4根，暫取n?12根；

2.4初選承臺尺寸

樁距:s?3.0bp?3.0?0.4?1.2m

（0.6?1.2?0.4）?4.4m承臺長邊：a?2?（1.2?0.4）?3.2m承臺短邊：b?2?暫取承臺埋深為2.0m，承臺高度h?1.0m，樁頂伸入承臺50mm，鋼筋保護層取

70mm，則承臺有效高度為：h0?930mm

2.5計算樁頂荷載

2

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圖2承臺剖面圖

圖3樁的布置

2.5.1確定樁頂豎向力

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Qk?3000?20?4.4?3.2?2?297KN?Ra?320KN

12（MK?HKh）xmax（330?40?1.0）?1.8kmaxQkmin?QK??297??297?30.8?2226?0.6?6?1.8?xi

可符合要求。2.5.2確定單樁水平力

?327.8KN?1.2R?384KN266.2KN?0H1k?Hk40??3.3kNn12由于缺少單樁水恬靜載試驗資料，暫取樁身配筋率為?g?0.5%，則單樁水平承載力特征值為：

??mftw0(1.25?22?g)(1?RHa?N??N)?mftAn?m

2其中：w0??d[d2?2(?E?1)?gd0]

An??d2[1?(?E?1)?g]4mb0EI

??5方形截面樁：當實際寬度b?1m時，b0?b?1;當b?1m時，b0?1.5b?0.5；

?E鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值

?m裝身最大彎矩系數(shù)

?g——樁身配筋率；

An樁身換算截面面積；

?N樁頂豎向力影響系數(shù)

EI——樁身抗彎剛度；

其中d?1.13b?0.565m，?m?1.75，Es?2.0?105N/mm2，

bh3b414??mEc?3.15?10N/mmd0?d?35?530mmI?12121242m?2[m1h1?(2h1?h2)h2]2hm

h1?8.9m

h2?6.1m

m1?3MN/m4

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m2?25MN/m4

最終求得RHa?169.2kN

H1k?15kN遠小于按上式計算單樁水平承載力特征值（RHa?169.2kN）滿足要求。

相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合是作用于柱底的荷載設(shè)計值為：

F?1.35FK?1.35?3000KN?4050KN;

M?1.35MK?1.35?330KN?445.5KN?m

H?1.35Hk?1.35?40kN?54kN

扣除承臺和其上填土自重后的樁頂豎向力設(shè)計值：

N?maxminF4050?337.5KNn12

N(M?Hh)xmax（445.5?54?1.0）?1.8?379.11KN?N??337.5??337.5?41.6??2226?0.6?6?1.8?295.91KN?xi2.6承臺受沖切承載力驗算

2.6.1柱邊沖切沖切力Fl?F??Ni?4050?0?4050KN

受沖切承載力截面高度影響系數(shù)?hp計算

?hp?1?(1?0.9)(1000?800)?0.983

2000?800沖垮比?與系數(shù)?的計算

?ox??ox??ox0.25??0.268h00.930.840.84??1.79

?ox?0.20.268?0.2?oy??oy??oyh0?0.85?0.914（?0.20)0.9300.84?0.754

0.914?0.22?ox（bc??oy）??oy（hc??ox）?hp?ft?h0????0.983?1100?0.930?2?1.79?（0.3?0.85）?0.754?（0.3?0.25）?4974KN?Fl?4050KN（可以）

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2.6.2角樁向上沖切

C1?C2?0.6m，?1x??2x，?1x??2x，?1y??0y，?1y??0y；?.561?.2?0.56x?00.268?0.2?1.196

1x?0?0.561y???0.56.914?0.2?0.502

1y?0.20????1（xC2??1y2）??1（yC1??1x2）????hp?ft?h0???0.850.25??1.196?（0.6?2）?0.502?（0.6?2）???0.983?1100?0.930?1598.7KN?Nmax?379.1KN（可以）2.7承臺受剪切承載力計算

按式（4-70）及式（4-71）[6]p168

計算，剪跨比與以上沖垮比一致。受剪切承載力截面高度影響系數(shù)?hs計算

?hs?（8001/h）4?（800）1/4?0.9630930

對1-1斜截面

?x??0x?0.268(取?x?0.3）剪切系數(shù)

??1.750.3?1.0?1.35

?hs??ft?b0?h0?0.963?1.35?1100?3.2?0.930?4255.8?2N1?758.2KN（可以）

max?2?379.對2-2斜截面?y??oy?0.914（?3）剪切系數(shù)??1.75??1.75?1.0?1.019

y?1.00.717?hs?ftb0h0?0.865?1.019?1570?4?1.43?7915.6kN?3N?3?1417.5kN?4252.5kN

(可以)

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從以上計算可見，該承臺高度首先取決于斜截面的受剪切承載力，其次取決于沿柱邊的沖切承載力。

2.8承臺受彎承載力計算及配筋

Mx??Niyi?3?1417.5kN?1.275m?5421.9kN?m

?Mx5421.9?106As0.9f??14042.7mm2

yh00.9?300?1430選用24?28,As?14778mm2。沿平行y軸方向均勻布置。

My??Nixi?3?1510.5kN?1.2m?5437.8kN?mAMy5437.8?106s?0.9f?0.9?300?1430?14083.9mm2

yh0選用24?28,As?14778mm2。沿平行x軸方向均勻布置。

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致謝

在經(jīng)歷兩個多星期的課程設(shè)計過程后，首先,我要十分感謝張勤玲老師在這學(xué)期里對我們的諄諄教化,她為人淳樸,工作勤懇踏實,講課認真嚴謹.在她身上我不僅學(xué)到了好多專業(yè)知識還學(xué)到了好多人生道理.在她孜孜不倦的講解下我把握了大量有關(guān)知識,如:樁基礎(chǔ)的選澤,樁基礎(chǔ)設(shè)計,柱基礎(chǔ)設(shè)計,確定地基承載力等等,這些知識都將使我終身受益.在她的指導(dǎo)下,我認真學(xué)習(xí)了有關(guān)基礎(chǔ)工程設(shè)計的大量知識,我感覺到自己的專業(yè)知識提高了好多,這不得不使我