设计说明及计算步骤
热管换热器设计计算及设计说明

热管换热器设计计算及设计说明热管换热器设计计算及设计说明1.引言1.1 背景1.2 目的1.3 范围2.设计要求2.1 传热需求2.2 材料选择2.3 设计参数①换热面积②压降限制③管子尺寸④工作温度3.热管换热器基本原理3.1 热管换热器工作原理3.2 热管换热器的优点和应用领域4.设计计算4.1 换热器传热计算①热传导模型②热阻计算4.2 管子尺寸计算4.3 热管液体填充计算4.4 压降计算5.设计方案5.1 热管换热器结构设计①整体结构②管板结构③热管布置5.2 材料选用及制造工艺6.工程图纸6.1 总装图6.2 管板图6.3 管子图6.4 附件图7.安装与使用注意事项7.1 安装步骤7.2 操作须知7.3 维护保养附件:1.热管换热器结构设计图纸2.材料选择与使用说明书3.设备运行参数记录表本文所涉及的法律名词及注释:1.设计要求:设计过程中必须满足的相关要求和标准。
2.传热需求:根据工况和热流量确定的需要传热的要求。
3.材料选择:根据工作条件和传热要求选择合适的材料进行设计和制造。
4.设计参数:在设计过程中使用的相关参数,如换热面积、压降限制等。
5.工作温度:换热器在实际工作过程中的温度范围。
6.热传导模型:用于计算热管换热器传热效果的数学模型。
7.热阻计算:通过计算换热管道和外界之间的热阻来评估传热效果。
8.管子尺寸计算:根据传热需求和阻力要求,计算管道的尺寸。
9.热管液体填充计算:根据液体性质和工作温度,计算填充液体的数量和性质。
10.压降计算:根据流体流速和管道尺寸计算流体流经换热器时的压降。
11.设计方案:根据1.2节的目的和设计要求,提出符合要求的热管换热器结构设计。
12.制造工艺:制造热管换热器时需要采用的工艺方法。
13.总装图:热管换热器的整体结构图。
14.管板图:热管换热器中管板的结构图。
15.管子图:热管换热器中管道的结构图。
16.附件图:包括安装附件和连接管件的结构图。
钢结构课程设计计算说明书(2024版)

一、荷载计算永久荷载(设计值):预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油(上铺绿豆砂)防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重(0.12+0.011×16)×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.135kN/m2合计 5.005kN/m2可变荷载:施工荷载和雪荷载不同时考虑,而是取两者的较大值。
屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计 1.96kN/m2屋面坡度不大,对荷载影响小,未予考虑。
风荷载对屋面为吸力,重屋盖可不考虑。
二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合:5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度,取5等分,即每单跨3.2m,根据结构布置,存在两种形式的节点荷载,即6m×3.2m和6m×1.6m,分别计算其大小。
F d=6.573×6×3.2=126.20 kNF d=6.573×6×1.6=63.10 kN内力计算kN 利用ansys软件,计算出各节点的杆件内力,得出最大拉力杆件值为596.10;最大压力在杆件值为606.87。
kN 三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板厚度取14mm ;其余节点板与垫板厚度取12mm 。
雨水部分的设计说明及设计计算

一、雨水部分的设计说明及设计计算城市雨水管渠系统的布置与污水管道的布置相近,但也有自己的特点。
雨水管渠规划布置的主要内容有:确定排水流域与排水方式,进行雨水的管渠的定线;确定雨水泵房、雨水调节池、于是排放口的位置。
3.1 雨水布管原则:1.充分利用地形,就近排入水体。
规划雨水管线时,首先按照地形划分排水区域,进行管线布置。
根据分散和直接的原则,尽量利用自然地形坡度,多采用正交式布置,以最短的距离重力流排入附近的河流、湖泊等会汇水区域。
一般不设泵站。
2.根据街区及道路规划布置雨水管道。
通常应根据建筑物的分布、道路的布置以及街坊或小区内部的地形、出水口的位置等布置雨水管道,是街坊和小区内大部分雨水以最短的距离排入雨水管道。
所以就需要对某一排水区域进行划分,使其汇水更加的方便和直接。
3.合理布置雨水口,保证路面雨水舒畅排除。
雨水口的布置应根据地形和汇水面积确定,以使雨水不至漫过路口。
一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。
4.采用明渠与暗管相结合的方式。
在城市市区,建筑密度较大、交通频繁地区。
应采用暗管排除雨水,尽管造价高,但是卫生情况好,养护方便,不影响交通;在城市郊区或建筑密度低、交通量小的地方可采用明渠,以节省工程费用。
5.出水口的位置。
当汇水水体离流域很近,水体的水位变化不大,洪水位低于流域地面标高,出水口的建筑费用不大时,宜采用分散出口,使雨水尽快排放,反之,则应该采用集中出口排放方式,本设计中采用分散出口排放。
6.调蓄水体的布置。
充分利用地形,选择适当的河湖水面作为调蓄池,以调节洪峰流量,减低沟道设计流量减少泵站的设计数量。
7.排洪沟的设置。
\城市中靠近山麓建设的中心区、居住区、工业区,除了应设雨水管道外,还应考虑在规划地区周围设置排洪沟。
3.2 雨水布管内容:1)确定排水区域与排水方式:本设计中有很明显的排水区界,一条河流自东向西流动,将整个城镇划分为河南区与河北区;同时将河北区雨水排水区域分为五个个部分,分别有五条干管收集污水,河南区雨水排水区域作为一块,有一条感官收集污水。
机械课程设计计算及说明

一.《机械设计》课程设计任务书l.题目:铸工车间自动送砂带式运输机传动装置设计2.任务:(1).减速器装配图(1号)…………1张(2).低速轴工作图(3号)…………1张(3).大齿轮工作图(3号)…………l张(4).设计计算说明书……………1份3.时间:2007年1月8日至1月26日4.设计参数:(1).传动带鼓轮转速n=75r/min(2).鼓轮轴输入功率P=3kW(3).使用年限:5年5.其它条件:双班制16小时工作、连续单向运转、有轻微振动、室内工作、有粉尘。
小批量生产、底座(为传动装置的独立底座)用型钢焊抟。
2.2.4选择电动机的型号综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见方案2比较合适。
因此选用电动机型号为Y112M-42.2.5 电动机外形简图和主要安装尺寸电动机外形示意图(1).电动机的主要技术数据表:电动机型号额定功率(kW)电动机转速(r/min) 质量(kg)同步满载Y112M-4 4 1500 1440 43(2).电动机的外型和安装尺寸表:H=112 mm A=190 mm B=140 mm C=70 mm D=28 mmE=60 mm F×GD=8×7 mm G=24 mm K=12 mmAB=245 mm AD=190 mm AC=115 mm HD=265 mm AA=50 mmBB=180 mm HA=15 mm L=400 mm2.3 总传动比的确定和各级传动比的分配2.3.1 理论总传动比i总=n m/n w=1440/75=19.22.3.2各级传动比的分配及其说明取V带传动比:i带=3.5电动机型号Y112M-4i总=19.2i带=3.53.2 低速级齿轮传动设计计算3.2.1 低速级齿轮的设计计算1、齿轮传动设计计算(1)选择齿轮类型、材料、精度等级及齿数[1]选用斜齿圆柱齿轮传动。
[2]选用软齿面、闭式传动。
(完整版)雨水部分的设计说明及设计计算

一、雨水部分的设计说明及设计计算城市雨水管渠系统的布置与污水管道的布置相近,但也有自己的特点。
雨水管渠规划布置的主要内容有:确定排水流域与排水方式,进行雨水的管渠的定线;确定雨水泵房、雨水调节池、于是排放口的位置。
3.1 雨水布管原则:1.充分利用地形,就近排入水体。
规划雨水管线时,首先按照地形划分排水区域,进行管线布置。
根据分散和直接的原则,尽量利用自然地形坡度,多采用正交式布置,以最短的距离重力流排入附近的河流、湖泊等会汇水区域。
一般不设泵站。
2.根据街区及道路规划布置雨水管道。
通常应根据建筑物的分布、道路的布置以及街坊或小区内部的地形、出水口的位置等布置雨水管道,是街坊和小区内大部分雨水以最短的距离排入雨水管道。
所以就需要对某一排水区域进行划分,使其汇水更加的方便和直接。
3.合理布置雨水口,保证路面雨水舒畅排除。
雨水口的布置应根据地形和汇水面积确定,以使雨水不至漫过路口。
一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。
4.采用明渠与暗管相结合的方式。
在城市市区,建筑密度较大、交通频繁地区。
应采用暗管排除雨水,尽管造价高,但是卫生情况好,养护方便,不影响交通;在城市郊区或建筑密度低、交通量小的地方可采用明渠,以节省工程费用。
5.出水口的位置。
当汇水水体离流域很近,水体的水位变化不大,洪水位低于流域地面标高,出水口的建筑费用不大时,宜采用分散出口,使雨水尽快排放,反之,则应该采用集中出口排放方式,本设计中采用分散出口排放。
6.调蓄水体的布置。
充分利用地形,选择适当的河湖水面作为调蓄池,以调节洪峰流量,减低沟道设计流量减少泵站的设计数量。
7.排洪沟的设置。
\城市中靠近山麓建设的中心区、居住区、工业区,除了应设雨水管道外,还应考虑在规划地区周围设置排洪沟。
3.2 雨水布管内容:1)确定排水区域与排水方式:本设计中有很明显的排水区界,一条河流自东向西流动,将整个城镇划分为河南区与河北区;同时将河北区雨水排水区域分为五个个部分,分别有五条干管收集污水,河南区雨水排水区域作为一块,有一条感官收集污水。
(完整版)雨水部分的设计说明及设计计算

一、雨水部分的设计说明及设计计算城市雨水管渠系统的布置与污水管道的布置相近,但也有自己的特点。
雨水管渠规划布置的主要内容有:确定排水流域与排水方式,进行雨水的管渠的定线;确定雨水泵房、雨水调节池、于是排放口的位置。
3。
1 雨水布管原则:1.充分利用地形,就近排入水体。
规划雨水管线时,首先按照地形划分排水区域,进行管线布置。
根据分散和直接的原则,尽量利用自然地形坡度,多采用正交式布置,以最短的距离重力流排入附近的河流、湖泊等会汇水区域。
一般不设泵站。
2.根据街区及道路规划布置雨水管道。
通常应根据建筑物的分布、道路的布置以及街坊或小区内部的地形、出水口的位置等布置雨水管道,是街坊和小区内大部分雨水以最短的距离排入雨水管道。
所以就需要对某一排水区域进行划分,使其汇水更加的方便和直接.3.合理布置雨水口,保证路面雨水舒畅排除。
雨水口的布置应根据地形和汇水面积确定,以使雨水不至漫过路口。
一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。
4.采用明渠与暗管相结合的方式。
在城市市区,建筑密度较大、交通频繁地区。
应采用暗管排除雨水,尽管造价高,但是卫生情况好,养护方便,不影响交通;在城市郊区或建筑密度低、交通量小的地方可采用明渠,以节省工程费用。
5.出水口的位置。
当汇水水体离流域很近,水体的水位变化不大,洪水位低于流域地面标高,出水口的建筑费用不大时,宜采用分散出口,使雨水尽快排放,反之,则应该采用集中出口排放方式,本设计中采用分散出口排放。
6.调蓄水体的布置.充分利用地形,选择适当的河湖水面作为调蓄池,以调节洪峰流量,减低沟道设计流量减少泵站的设计数量。
7.排洪沟的设置。
\城市中靠近山麓建设的中心区、居住区、工业区,除了应设雨水管道外,还应考虑在规划地区周围设置排洪沟.3。
2 雨水布管内容:1)确定排水区域与排水方式:本设计中有很明显的排水区界,一条河流自东向西流动,将整个城镇划分为河南区与河北区;同时将河北区雨水排水区域分为五个个部分,分别有五条干管收集污水,河南区雨水排水区域作为一块,有一条感官收集污水。
方案设计说明-结构1

方案设计说明-结构1方案设计说明结构 1在建筑领域中,结构设计是确保建筑物安全、稳定和功能性的关键环节。
本方案设计说明将详细阐述结构 1 的设计理念、计算方法、材料选择以及施工要点等方面,旨在为项目的顺利实施提供全面而准确的技术指导。
一、工程概况本项目位于具体地点,总建筑面积为X平方米,地上X层,地下X 层。
建筑高度为X米,主要功能为具体用途,如商业、住宅、办公等。
结构 1 为该建筑物的主体结构,承担着整个建筑物的荷载传递和稳定性保障任务。
二、设计依据1、相关的国家和地方规范、标准,如《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)等。
2、地质勘察报告,提供了场地的地质条件和岩土参数,为基础设计提供了依据。
3、建筑设计方案,包括建筑的平面布局、立面造型、层高要求等,结构设计应与之相协调。
三、结构选型经过综合考虑建筑功能、使用要求、经济合理性和施工可行性等因素,结构 1 采用了具体结构形式,如框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构等。
这种结构形式具有良好的空间灵活性、抗震性能和承载能力,能够满足建筑物的各项要求。
四、荷载取值1、恒载:包括结构自重、建筑面层、隔墙等固定荷载,根据实际材料和构造计算确定。
2、活载:根据不同的使用功能,按照规范取值。
例如,住宅的楼面活载为XkN/m²,商业的楼面活载为XkN/m²,楼梯的活载为XkN/m²等。
3、风荷载:根据建筑物所在地区的基本风压、风振系数、体型系数等计算确定。
4、地震作用:根据建筑物的抗震设防烈度、场地类别、设计分组等参数,采用反应谱法进行计算。
五、结构计算1、采用了先进的结构分析软件,如软件名称,对结构进行整体分析计算。
2、计算内容包括结构的内力分析、位移计算、构件配筋计算等。
3、通过计算结果,对结构的强度、刚度和稳定性进行了验算,确保结构在各种荷载作用下的安全性和可靠性。
单向受弯型钢梁的设计步骤-概述说明以及解释

单向受弯型钢梁的设计步骤-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以是以下内容之一:概述:单向受弯型钢梁是结构工程中常用的一种构件,其设计步骤的正确性和有效性直接影响着钢梁的安全性和可靠性。
在钢梁设计中,需要遵循一定的原理和要求,以确保钢梁能够承受预期荷载并满足设计要求。
本文将介绍单向受弯型钢梁设计的基本原理和要求,并详细阐述设计步骤。
通过本文的学习,读者可以全面了解单向受弯型钢梁设计的过程和关键要点,为实际工程应用提供参考。
单向受弯型钢梁是指在工程中主要承受弯矩荷载的一种钢结构构件。
它在建筑、桥梁、机械设备等领域得到了广泛应用。
钢梁的设计既要满足强度要求,又要考虑刚度和稳定性等因素。
因此,准确的设计步骤和方法至关重要。
本文将从以下几个方面来介绍单向受弯型钢梁的设计步骤。
首先,我们会概述钢梁设计的基本原理和要求,包括设计荷载、钢材选型、结构稳定性等方面的考虑。
然后,我们将详细介绍单向受弯型钢梁设计的具体步骤,包括截面选型、弯矩计算、受压区域设计等内容。
最后,我们将对设计结果进行总结,并展望未来钢梁设计领域的发展方向。
通过对单向受弯型钢梁设计步骤的全面了解,读者可以更好地掌握钢梁设计的方法和技巧,提高对钢梁结构设计的理解和应用能力。
同时,本文的内容也可以为相关领域的工程师和研究人员提供参考和指导,促进钢梁设计领域的进一步发展和创新。
概述部分的具体内容可根据需要进行修改和完善,以符合文章整体结构和要求。
文章结构部分应概述文章的组织结构,介绍文章的各个部分及其内容。
在本篇文章中,可以以以下方式写作1.2文章结构部分的内容:1.2 文章结构文章分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先进行概述,介绍单向受弯型钢梁设计的背景和意义。
接着,明确文章的结构和内容,并说明撰写本文的目的。
正文部分包括两个小节。
2.1节主要讲述钢梁设计的基本原理和要求,介绍单向受弯型钢梁设计时需要考虑的关键因素和设计准则。
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地基处理课程设计学院土木工程学院专业土木工程班级土木0810指导老师张永谋姓名白安生学号*********设计说明及计算步骤一、 任务来源根据铁道部建设函[2000]103号文下达的标准设计任务进行编制二、 设计依据本设计依据的主要标准和规范有:(1)《铁路工程结构可靠度设计统一标准》(GB50216-94)(2)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002). 中华人民共和国国家标准. 北京:中国建筑工业出版社,2002(3)建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002). 中华人民共和国行业标准. 北京:中国建筑工业出版社,2002(4)池淑兰,徐凤华. 路基工程计算及程序设计. 成都:西南交通大学出版社,1993三、 设计范围及内容本设计是对此工程段内331822~831821++DK DK 段进行地基处理设计,对桩基础进行必要的处理和 一定的设计,主要目的是为了提高地基承载力以及减少地基沉降,将其控制在有关规范规定范围内四、设计原则(1) 本设计应用可靠度理论和概率极限状态法进行桩结构设计和检算。
(2)桩身应检算桩基础的抗压承载力和抗裂能力(3)。
根据牛“志荣. 地基处理技术及工程应用. 北京:中国建材工业出版社,2004”设计其使用材料一、桩径的设计计算:(4)CFG 桩常采用振动沉管法施工,其桩径根据桩管大小而定,一般为350~600mm 。
在此选择桩径d=500mm 。
(5)桩距的选用需要考虑承载力提高幅度要能满足设计要求,且施工方便、桩作用的发挥、场地地质条件以及造价等因素。
对挤密性好的土,如砂土、粉土和松散填土等,桩距可取得较小。
(6)对单、双排布桩的条形基础和面积不大的独立基础等,桩距可取较小值,反之,满堂布桩的筏基、箱基以及多排布桩的条基、设施基础等,桩距可适当放大。
(7)地下水位高、地下水丰富的建筑场地,桩距也应适当放大。
五、施工要准备的材料和资料1.建筑材料(1)桩身采用C20混凝土。
(2)沙子。
(3)沙石,一般是就地取材(4)一定防碱化的的新型材料,粉煤灰(5)用M10水泥砂浆勾平缝。
桩身采用C20混凝土整体灌注。
2施工资料:(1)工程地质考察报告。
(2)建筑场地的高压电缆、地下管线、地下障碍物及构筑物等调查资料。
(3)地基处理方案。
(4)施工组织方案。
(5)水泥粉煤灰碎石桩复合式地基施工图。
(6)施工中各种记录、报审、报验表格。
六、简述CFG桩的性能水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩,是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌和制成的一种具有一定粘度的桩,也是近年来新开发的一种基础处理技术。
这种地基加固方法吸取了振冲碎石桩和水泥搅拌桩的优点。
第一,施工工艺与普通振动沉桩注桩一样,工艺简单,与振冲碎石桩相比,无场地污染,振动影响也较小。
第二,所用材料仅需少量的水泥,便于就地取材,基础工程不会与上部结构争“三材”,这也是比水泥搅拌桩优越之处。
第三,受力特性与水泥搅拌桩类似七、分层及自重应力计算1、土层厚度的计算根据设计要求,土层厚度取其厚度的平均值h0为种植土要剥蚀掉。
因此不管其厚度h 1=8m 粉质粘土 σ0=100kpa E s =6Mpa h 2=3m 粉土 σ0=100kpa E s =6Mpa h 31m 粉砂 σ0=120kpa E s =6Mpa h 415m 粉质粘土 σ0=150kpa E s =6Mpa h 5=5m 粉土 σ0= 150kpa E s =6Mpa h 6=8m 粉砂 σ0=135kpa E s =8 Mpa h 7=8m 细沙 σ0=175kpa E s =10 Mpa h 8=3m 粗砂 σ0=300kpa E s =12 Mpa h 9=3m 砾砂 σ0=350kpa E s =15 Mpa h 10=2m 细圆砾土 σ0=450kpa E s =18 Mpa2自重应力的计算根据设计资料得知基础的埋深为11.60m 。
计算各薄层分界面上的原存压力q zi 按公式(1-1)q zi =H γ+1nii i h γ=∑ (1-1)γ——为基地以上土的平均重度;H ——基础埋深;i γ——为第i 层土的天然重度;i h ——为第i 层厚度;基础埋深11.60m,水位线在距二层土下底面2m的高度。
如图(1)所示米桩一层二层四层15六层8m七层8m八层九层五层十层水位线每层土体的自重压力分别为:q z1=8×19=152kpaq z21=152+1×19=171kpa由于水位线位于第二层内,所以将第二层分为1和2两层以便于计算。
q z22=171+2×(20-9.8)=191.4kpaq z3=191.1+1×(20-9.8)=201.3kpaq z4=201.3+15×(20-9.8)=354.3kpaq z5=354.3+5×(20-9.8)=405.3kpaq z6=405.3+8×(20-9.8)=486.9kpaq z7=486.9+8×(20-9.8)=568.6kpaq z8=581.6+3×(21-9.8)=615.2kpaq z9=615.2+3×(21-9.8)=648.8kpaq z10=648.8+2×(22-9.8)=673.2kpa八、桩的设计计算1.基底附加应力的计算地基承载力标准值为p =120kPa, 下卧层土层上的荷载分布形式为竖直梯形分布荷载,因此竖直分布荷载σz 可用下式计算:σz =(K z1L +K Z2L)p (1-2)式中K z1L ——条形面积梯形荷载I 的应力分布系数K Z2L ——条形面积梯形荷载II 的应力分布,系数;K z1L ——根据(a 1z)和(b1z),查土力学p84页3-26曲线K Z2L --根据(a 2z )和(b2z ),查土力学p84页3-26曲线根据规范及要求,查表得取桩的直径为3m ,根据CFG 桩桩距选用参考值取的l=4d=12m ,复合地基基础的加固区厚度h=11.6,由路基工程知1a =17.3 1b =0 2a =10.5 2b =6.8由公式(1-2)可以得出σz 由已知σ1=(K z1L +K Z2L)p =(0.34+0.48)×120=98.4kpa σ2=(K z1L +K Z2L )p =(0.23+0.40)×120=75.6kpa σ3=(K z1L +K Z2L )p =(0.18+0.32)×120=60kpa σ4=(K z1L +K Z2L )p =(0.16+0.30)×120=55.2kpa <q z45=70.86kpaσ5=(K z1L +K Z2L )p=(0.025+0.15)×120=21kpa σ6=(K z1L +K Z2L )p=(0.01+0.14)×120=18kpa σ7=(K z1L +K Z2L )p=(0.01+0.0.07)×120=9.6kpa可见,下卧层应计算到第4底面处2.沉降量的计算一般情况CFG 桩复合地基沉降有三部分组成,其一为加固深度范围内的压缩变形1s ,其二为下卧层变形2s ,其三为褥垫层变形3s 。
由于3s 数量很小可以忽略不计,则有 s =1s +2s (1-3)将复合地基加固区中增强体和基体两部分视为-复合土体,采用复合压缩模量cs E 来评价复合土体的压缩性,并采用分层总和计算加固区土层压缩量。
在复合模量法中,将加固区土层分成n 层,每层复合土体的复合压缩模量为csi E ,加固区土层压缩量1S 表达式为S 1=∑∇pi ζEsin 1i=1 h iS 2= ∑∇p i ζE si n 1i=n+1 h i (1-4)式中 n 1——加固区分层数;n 2——总的分层数;△pi ——荷载p 0在第i 层产生的平均附加应力(Kpa ); E si ——第i 层土的压缩模量(MPa ); h i ——第i 层土层厚度(m ); ζ——模量提高系数:ζ=f spk f ak,式中,f ak 是基础底面下天然地基承载力特征值(Kpa );f spk ——复合地基承载力特征值 (Kpa);由于复合地基承载力是在基础底面下天然地基承载力的土层上使用的,因此复合地基承载力特征值在有桩的部分取桩低的土层极限承载力,下卧层取极限承载力根据上表的ζ1=1.2=ζ2=1.2 ζ3=ζ4=ζ5=ζ6=ζ7=1.0ψs ——沉降计算经验修正系数,总沉降量表达式为S=ψs (s 1+s 2)= ψs (∑△pi ζE si n 1i=1h i +∑△pi E si n 2i=n 1+1)ψs——加固区、下卧层沉降经验修正系数,根据地区沉降观测资料及经验确定,或根据压缩层内平均压缩模量s E ,并参考地基承载力标准值k f ,由表中查的,s E 可采用加权平均值,即11nii s ni i siAE A E ===∑∑ (1-5)沉降计算经验系数s ψ竖向增强体复合地基复合土压缩模量cs E 通常采用面积加权平均法计算,即 (1)cs ps ss E mE m E =+- (1-6) 式中 ps E ——桩体压缩模量; ss E ——桩间土压缩模量; m ——复合地基置换率。
(1).当置换率是m =5%时a.加固区沉降量计算加固区每层土与桩的复合压缩模量: 第1层土体与桩的复合模量1cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.05×270+(1-0.05)×18=30.6MPa第2层土体与桩的复合模量2cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.05×270+(1-0.05)×18=30.6MPa第3层土体与桩的复合模量31cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.05×375+(1-0.05)×2=42.5MPa加固区每层土的沉降量:s 11=∑∇p i ζE si n 1i=1 h i =98.41.2×30.6×103×8×103=25.73mm12S =∑∇p iζE si n1i=1 h i =75.61.2×30.6×103×3×103=7.41mm13S =∑∇p i ζE sin1i=1h i =6042.5×103×1×103=1.41 mm加固区沉降量1S =1nii csip H E ∆∑=111213s s s ++ =25.73+7.14+1.41 =34.28mmb.下卧层沉降量计算21S =i csi p H E ∆==556×103×15×103=138mm 22S =i csip H E ∆=216×103×5×103=17.5mm 23S =i csip H E ∆=188×103×8×103=18mm 24S =i csip H E ∆=9.810×103×8×103=7.84mm 下卧层沉降量2S =1nii csip H E ∆∑=21S +22S +24S +23S=138+17.5+18+7.84=181.31mm那么桩长为11.6时的 加固区11nii s ni i siAE A E ===∑∑=98.4×8+75.6×3+60×198.4×8+75.6×330.6+60×142.5=31.09MPa下卧层'11nii sni i siAE A E ===∑∑=55.2×15+21×5+18×8+9.8×855.2×15+21×5+6+9.8×810+18=5.3MPa总沉降量1122S S S ψψ=+1ψ,2ψ由下表查取,用内插法取沉降计算经验修真修正系数φ表据上表计算的1ψ=0.151,2ψ=0.821122S S S ψψ=+=34.28×0.151+181.31×0.82=153.85mm(2).当置换率是m =10%时a.加固区沉降量计算加固区每层土与桩的复合压缩模量: 第1层土体与桩的复合模量1cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.10×270+(1-0.10)×18=43.2MPa第2层土体与桩的复合模量2cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.10×270+(1-0.10)×18=43.2MPa第3层土体与桩的复合模量31cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.10×375+(1-0.10)×25=60MPa加固区每层土的沉降量:11S =∑∇p i ζE sin 1i=1h i =98.41.2×43.2×103×8×103=18.22mm12S =∑∇p iζE sin 1i=1 h i =75.61.2×43.2×103×3×103=5.25mm 13S =∑∇p iζE si n 1i=1 h i =6060×103×1×103=1mm加固区沉降量1S =1ni i csip H E ∆∑=111213s s s ++ =18.22+5.25+1=24.34mmb.下卧层沉降量计算21S =i csip H E ∆==556×103×15×103=138mm 22S =i csip H E ∆=216×103×5×103=17.5mm 23S =i csi p H E ∆=188×103×8×103=18mm 24S =i csip H E ∆=9.810×103×8×103=7.84mm 下卧层沉降量2S =1n i i csip H E ∆∑=21S +22S +24S +23S =138+17.5+18+7.84=181.31mm加固区11nii s n i i siA E A E ===∑∑=98.4×8+75.6×3+60×198.4×8+75.6×343.2+60×160=43.89MPa 下卧层'11n i i s n i i si A E A E ===∑∑=55.2×15+21×5+18×8+9.8×855.2×15+21×5+6+9.8×810+18 =5.3MPa总沉降量由上表内插可得:1ψ=0.142,2ψ=0.82总沉降量1122S S S ψψ=+=0.142×23.34+0.82×181.31=152.0mm(3).当置换率是m =15%时a.加固区沉降量计算加固区每层土与桩的复合压缩模量:第1层土体与桩的复合模量1cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.15×270+(1-0.15)×18=55.8MPa第2层土体与桩的复合模量2cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.15×270+(1-0.15)×18=55.8MPa第3层土体与桩的复合模量31cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.15×375+(1-0.15)×25=77.5MPa加固区每层土的沉降量:11S =∑∇p i ζE si n 1i=1h i =98.41.2×55.8×103×8×103=14.11mm 12S =∑∇p i ζE si n 1i=1h i =75.61.2×55.8×103×3×103=4.07mm 13S =∑∇p iζE si n 1i=1 h i =6077.5×103×1×103=0.78mm加固区沉降量1S =1ni i csip H E ∆∑=111213s s s ++ =14.11+4.07+0.78=18.96mmb.下卧层沉降量计算21S =i csip H E ∆==556×103×15×103=138mm 22S =i csip H E ∆=216×103×5×103=17.5mm 23S =i csip H E ∆=188×103×8×103=18mm 24S =i csi p H E ∆=9.810×103×8×103=7.84mm 下卧层沉降量2S =1n i i csip H E ∆∑=21S +22S +24S +23S=138+17.5+18+7.84=181.31mm加固区11ni i s n i i siA E A E ===∑∑=98.4×8+75.6×3+60×198.4×8+75.6×355.8+60×177.5=56.68MPa 下卧层'11n i i s n i i si A E A E ===∑∑=55.2×15+21×5+18×8+9.8×855.2×15+21×5+6+9.8×810+18 =5.3MPa查表可得:1ψ=0.140,2ψ=0.82总沉降量1122S S S ψψ=+=0.140×18.96+0.82×181.31=151.33mm(4).当置换率是m =20%时a.加固区沉降量计算加固区每层土与桩的复合压缩模量:第1层土体与桩的复合模量1cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.20×270+(1-0.20)×18=68.4MPa第2层土体与桩的复合模量2cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.20×270+(1-0.20)×18=68.4MPa第3层土体与桩的复合模量31cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.20×375+(1-0.20)×25=95MPa加固区每层土的沉降量:11S =∑∇p i ζE si n 1i=1h i =98.41.2×68.4×103×8×103=11.51mm 12S =∑∇p i ζE si n 1i=1h i =75.61.2×68.4×103×3×103=3.32mm 13S =∑∇p iζE si n 1i=1 h i =6095×103×1×103=0.64mm加固区沉降量1S =1ni i csip H E ∆∑=111213s s s ++=15.51+3.32+0.64=15.47mmb.下卧层沉降量计算21S =i csip H E ∆==556×103×15×103=138mm 22S =i csip H E ∆=216×103×5×103=17.5mm 23S =i csip H E ∆=188×103×8×103=18mm 24S =i csi p H E ∆=9.810×103×8×103=7.84mm 下卧层沉降量2S =1n i i csip H E ∆∑=21S +22S +24S +23S =138+17.5+18+7.84=181.31mm加固区11nii s n i i siA E A E ===∑∑=98.4×8+75.6×3+60×198.4×8+75.6×368.4+60×195=69.47MPa 下卧层'11n i i s n i i si A E A E ===∑∑= 55.2×15+21×5+18×8+9.8×855.2×15+21×5+6+9.8×810+18 =5.3MPa查表可得:1ψ=0.136,2ψ=0.82总沉降量1122S S S ψψ=+=0.136×15.47+0.82×181.31=150.78mm(5).当置换率是m =25%时a.加固区沉降量计算加固区每层土与桩的复合压缩模量:第1层土体与桩的复合模量1cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.25×270+(1-0.25)×18=81MPa第2层土体与桩的复合模量2cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.25×270+(1-0.25)×18=81MPa第3层土体与桩的复合模量31cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.25×375+(1-0.25)×25=112.5MPa加固区每层土的沉降量:11S =∑∇p i ζE si n 1i=1h i =98.41.2×81×103×8×103=9.72mm 12S =∑∇p i ζE si n 1i=1h i =75.61.2×81×103×3×103=2.8mm 13S =∑∇p i ζE si n 1i=1 h i =60112.5×103×1×103 =0.54mm加固区沉降量1S =1n i i csip H E ∆∑=111213s s s ++ =9.72+2.8+0.54=13.06mmb.下卧层沉降量计算21S =i csip H E ∆==556×103×15×103=138mm 22S =i csip H E ∆=216×103×5×103=17.5mm 23S =i csip H E ∆=188×103×8×103=18mm 24S =i csi p H E ∆=9.810×103×8×103=7.84mm 下卧层沉降量2S =1n i i csip H E ∆∑=21S +22S +24S +23S =138+17.5+18+7.84=181.31mm加固区11n i i s n i i si AE A E ===∑∑=11n i i s n i i si A E A E ===∑∑=98.4×8+75.6×3+60×198.4×8+75.6×381+60×1112.5=81.98MPa下卧层'11n i i s n i i si A E A E ===∑∑= 55.2×15+21×5+18×8+9.8×855.2×15+21×5+6+9.8×810+18 =5.3MPa查表可得:1ψ=0.132,2ψ=0.82总沉降量1122S S S ψψ=+=0.132×13.06+0.82×181.31=150.400mm(6).当置换率是m =30%时a.加固区沉降量计算加固区每层土与桩的复合压缩模量:第1层土体与桩的复合模量1cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.30×270+(1-0.30)×18=93.6MPa第2层土体与桩的复合模量2cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.30×270+(1-0.30)×18=93.6MPa第3层土体与桩的复合模量31cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.30×375+(1-0.30)×25=130MPa加固区每层土的沉降量:11S =∑∇p i ζE si n 1i=1h i =98.41.2×93.6×103×8×103=8.41mm 12S =∑∇p i ζE si n 1i=1h i =75.61.2×93.6×103×3×103=2.43mm 13S =∑∇p iζE si n 1i=1 h i =60130×103×1×103=0.46mm加固区沉降量1S =1ni i csip H E ∆∑=111213s s s ++ =8.41+2.43+0.46=11.3mmb.下卧层沉降量计算21S =i csip H E ∆==556×103×15×103=138mm 22S =i csi p H E ∆=216×103×5×103=17.5mm23S =i csip H E ∆=188×103×8×103=18mm 24S =i csi p H E ∆=9.810×103×8×103=7.84mm 下卧层沉降量2S =1n i i csip H E ∆∑=21S +22S +24S +23S =138+17.5+18+7.84=181.31mm 加固区11n i i s n i i si AE A E ===∑∑=11n i i s n i i si A E A E ===∑∑=98.4×8+75.6×3+60×198.4×8+75.6×393.6+60×1130=95.1MPa 下卧层'11n i i s n i i si A E A E ===∑∑= 55.2×15+21×5+18×8+9.8×855.2×15+21×5+6+9.8×810+18 =5.3MPa查表可得:1ψ=0.130,2ψ=0.82总沉降量1122S S S ψψ=+=0.130×11.3+0.82×181.31=150.14mm(7).当置换率是m =35%时a.加固区沉降量计算加固区每层土与桩的复合压缩模量:第1层土体与桩的复合模量1cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.35×270+(1-0.35)×18=106.2MPa第2层土体与桩的复合模量2cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.35×270+(1-0.35)×18=106.2MPa第3层土体与桩的复合模量31cs E =(1)ps ss mE m E +-=0.35×375+(1-0.35)×25=147.5MPa加固区每层土的沉降量:11S =∑∇p iζE sin 1i=1 h i =98.41.2×106.2×103×8×103=7.42mm 12S =∑∇p iζE sin 1i=1 h i =75.61.2×106.2×103×3×103=2.14mm 13S =∑∇p iζE si n 1i=1 h i =60147.5×103×1×103=0.41mm加固区沉降量1S =1ni i csip H E ∆∑=111213s s s ++ =7.42+2.14+0.41=9.97mmb.下卧层沉降量计算21S =i csip H E ∆==556×103×15×103=138mm 22S =i csip H E ∆=216×103×5×103=17.5mm 23S =i csip H E ∆=188×103×8×103=18mm 24S =i csi p H E ∆=9.810×103×8×103=7.84mm 下卧层沉降量2S =1n i i csip H E ∆∑=21S +22S +24S +23S =138+17.5+18+7.84=181.31mm加固区11ni i s n i i siA E A E ===∑∑=98.4×8+75.6×3+60×198.4×8+75.6×3106.2+60×1147.5=108MPa 下卧层'11n i i s n i i si A E A E ===∑∑=55.2×15+21×5+18×8+9.8×855.2×15+21×5+6+9.8×810+18 =5.3MPa查表可得:1ψ=0.127,2ψ=0.82总沉降量1122S S S ψψ=+=0.127×9.97+0.0.82×181.31=149.94mm根据不同的置换率算得总沉降量,求的沉降量的平均值为s =153.85+152.0+151.33+150.78+150.40+150.14+149.947=151.20 mm根据设计要求,选用11.6米桩,桩径300mm,桩间距1200mm 。