基础工程八桩 550 KN桩基础设计

辽宁工业大学基础工程课程设计（论文）题目：八桩 550 KN桩基础设计院（系）：土木建筑工程学院专业班级：建筑工程121班学号： 120501028学生姓名：王晶指导教师：张玉梅教师职称：副教授起止时间：2015.12.21-2015.12.31辽宁工学院课程设计说明书（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：土木建筑工程学院教研室：结构教研室目录一、确定桩的长度和承台埋深 (1)1设计依据： (1)2桩的长度验算 (1)3验算 (1)二、单桩配筋设计和计算 (2)三、确定桩的平面布置 (2)四、承台结构计算（冲切、受剪、受弯） (3)1桩顶荷载： (3)2基础净反力设计值： (3)3承台柱冲切验算： (4)4.承台角桩冲切验算： (5)5承台受剪验算： (5)6承台受弯验算及承台配筋： (8)7承台局部受压验算： (8)六、绘制桩及承台施工图 (11)参考资料 (12)一、确定桩的长度和承台埋深1设计依据：（1）依据规范：混凝土结构设计规范（GB50010-2010） 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008） 建筑地基基础设计规范（GB50007-2011） （2）材料信息：柱混凝土强度等级：30C桩、承台混凝土强度等级：03C 2/43.1mm N f t = 钢筋强度等级：335HRB 2/300mm N f y = 钢筋强度等级：300HPB 2/270mm N f y =2桩的长度验算桩承台标高：000.2-粉土层：113175.014.32175.014.30212⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∑i sia p p pa a l q A q R μ kN kN 05540.4<= 亚粘土层：i sia p p pa a l q A q R ∑+=μ)619313(175.014.32175.014.30622⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=kN kN 055193.15<= 粘土层：i sia p p pa a l q A q R ∑+=μKN x 550)22619113(175.014.32175.014.33502=+⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=解得：m x 5.14=设桩埋入持力层m 51，桩长m 243验算kN Q kN k 5505.564)1522619313(517.014.32517.014.33502=>=⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯ （满足规范要求）二、单桩配筋设计和计算桩身采用C30混凝土，2/15mm N f c =kN R kN f A a c c p 5504.1442100.115175.0175.014.33=>=⨯⨯⨯⨯⨯=ϕ%5.01752≥⨯πs A 2481mm A s = 采用108φ 2628mm A s =1-1剖面图1：202-2剖面图1：20三、确定桩的平面布置几何参数：承台边缘至桩中心距 mm C 400=桩列间距 mm A 550= 桩行间距 mm B 1000= 承台根部高度 H=700mm 承台端部高度h=400mm纵筋合力点到底边的距离 mm a s 70= 平均埋深mm h m 150= 矩形柱宽 mm B c 600= 矩形柱高 mm B c 600= 圆桩直径 mm D s 350= 换算后桩截面 mm D s 280=四、承台结构计算（冲切、受剪、受弯）1桩顶荷载：荷载设计值（作用于承台顶部）： 竖向荷载：kN F 4947=绕X 轴弯矩：m kN M x ⋅=00.0 绕Y 轴弯矩：m kN M y ⋅=00.0X 向剪力：m kN V x ⋅=00.0 Y 向剪力：m kN V y ⋅=00.0 轴心力作用下，单桩受力为：500820.38.220=⨯⨯⨯+=+=k k k k F n G F Q kN F k 3664= kN F F k 4.4946366435.135.1=⨯== kN n F N 4.61884947===2基础净反力设计值：计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）∑∑⋅±⋅±=22jiox i i ox i x x M y y M n F NkN n FN 4.618849471===kN n F N 4.618849472===kN n F N 4.618849473===kN n F N 4.618849474===kN n F N 4.618849475===kN n F N 4.618849476===kN n F N 4.618849477===kN n F N 4.618849478===3承台柱冲切验算：计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2011） p t hp o c ox oy c ox l h f a h a b F ⋅⋅⋅+++⋅≤βββ)]()([2X 方向上自柱边到最近桩边的水平距离：m a ox 075.0= Y 方向上自柱边到最近桩边的水平距离：m a oy 525.0= 承台有效高度：m a H h s 83.007.09.00=-=-=作用于冲切破坏锥体上的冲切里设计值：kN N F F i l 45913364947=-=-=∑ X 方向冲垮比：09.083.0075.00===h a ox ox λ Y 方向冲垮比：63.083.0525.00===h a oy oy λX 方向冲切系数：90.2)2.009.0(84.0)2.0(84.0=+=+=ox ox λβ Y 方向冲切系数：01.1)2.063.0(84.0)2.0(84.0=+=+=oy oy λβ 99.0)800900(80020009.011=-⨯---=hp β0)]()([2h f a B a H t hp ox c oy oy c ox ⋅⋅⋅+++⋅βββkN F kN l 45913.472883.0143099.0)]075.06.0(01.1)525.06.0(9.2[2=<=⨯⨯⨯+⨯++⨯⨯=4.承台角桩冲切验算：计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2011） 0111121)]2()2([h f a c a c N t hp x y y x l ⋅+⋅++⋅≤βββ 角桩竖向冲反力设计值：kN N 4.8611=从角桩内边缘至承台边缘的距离：m L C c s 755.0235.04.021=+=+= m L C c s 755.0235.04.022=+=+=m..-.-.-..-b -b A-a pc x 6100501403055020502221=⨯=⨯= m h B a pc y 51.005.014.03.00.105.02b 21=---=---=X 方向角桩冲垮比：735.083.61.0011===h a x x λ Y 方向角桩冲垮比：461.083.051.0011===h a y y λX 方向角桩冲切系数：0.60)2.0735.0(56.0)2.0(56.011=+=+=x x λβ Y 方向角桩冲切系数：69.0)2.0614.0(56.0)2.0(56.011=+=+=y y λβ0111121)]2()2([h f a c a c t hp x y y x ⋅⋅+++βββkN N kN 18.46133983.0043199.0)]261.0755.0(69.0)20.51575.0(60.0[1=>=⨯⨯⨯+⨯++⨯= （满足要求）5承台受剪验算：计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2010）00h b f F t hs l ββ≤ m C C B y y 8.220.1b 1=+⨯+== m h c y 7.01.0b 2=+=mb b b h h b x x x X 48.2)1(5.0111202=⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯-= m b b b h h b y y y y 3.2)1(5.01112020=⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⨯-=（1）X —1截面的抗剪验算：X-1方向上自柱边到计算一排桩边的水平距离：m..-.-.-..-b -b A-a pc x 6100501403055020502221=⨯=⨯= 计算截面处承台宽度：m C C B x x 324b 1=+⨯+== 承台计算截面的计算宽度：m b b e 3.20y == 承台底部最大剪力:KN N N N 8.12364.6184.6186161=+=+=- KN N N N 8.12364.6184.6184343=+=+=- 所以斜截面最大剪力设计值：KN X 8.1236V 1=计算截面的剪跨比：29.066.061.0011===h a x x λ（介于0.3——1.0之间） 剪切系数：0.91)0.192.0(75.1)0.1(75.111=+=+=x x λβ受剪的承载力截面高度影响系数hs β的计算：99.0830*******141=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=h hs β kN V kN h b f l t hs 8.12363.245983.03.2143091.099.000=>=⨯⨯⨯⨯=ββ承台斜截面X-1受剪满足规范要求（2）X —2截面的抗剪验算：X-2方向上自柱边到计算一排桩边的水平距离：m h A a p c x 06.005.014.03.055.005.02b 22=---=---=计算截面处承台宽度：m b c x 7.01.0b 2=+=mb b b h hb y y y y 3.2)1(5.01112020=⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⨯-= 承台底部最大剪力因为KN N N N N 2.18554.6184.6184.618761761=++=++=--KN N N N N 2.18554.6184.6184.618843843=++=++=-- 所以斜截面最大剪力设计值：KN X 2.1855V 2=计算截面的剪跨比：09.066.006.0022===h a x x λ 因为3.03.02x 2=<λλ所以x 剪切系数：35.1)13.0(75.1)1(75.122=+=+=x x λβ 承台计算截面的计算宽度：m b b y e 3.20==受剪的承载力截面高度影响系数hs β的计算：99.0830*******141=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=h hs β kN V kN h b f l t hs 2.18557.385483.07.0143035.199.000=>=⨯⨯⨯⨯=ββ (满足要求)（3)Y 截面的抗剪验算：Y 方向上自柱边到计算一排桩边的水平距离：m h B a pc y 51.005.014.03.00.1005.02b 2=---==---= 计算截面处承台宽度： mb b b h h b x x x X 48.2)1(5.0111202=⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯-= 承台底部最大剪力因为KN N N N N 2.18554.6184.6184.618321321=++=++=-- KN N N N N 2.18554.6184.6184.618654654=++=++=--所以斜截面最大剪力设计值：KN y 2.1855V = 计算截面的剪跨比：61.083.051.00===h a y y λ 剪切系数：09.1)10.61(75.1)1(75.1=+=+=y y λβ 承台计算截面的计算宽度：m b b x e 48.20==受剪的承载力截面高度影响系数hs β的计算：99.0830*******141=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=h hs βkN V kN h b f l t hs 2.18553.317683.048.2143009.199.000=>=⨯⨯⨯⨯=ββ承台斜截面Y 受剪满足规范要求6承台受弯验算及承台配筋：计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）i i x y N M ⋅=∑ 《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）i i y x N M ⋅=∑ （1）垂直于X 轴方向计算截面处弯矩计算： m kN x N M i i y ⋅=⨯⨯=⋅=∑64.12987.04.6183230579583.03009.0106.12989.0mm h f M A y ys =⨯⨯⨯==m mm B A A x y s y s /6.19313/5795/21===-- 选用2118φ 20342mm A s = 受弯最小配筋率%1.0min =ρ 满足要求 （2）垂直于Y 轴方向计算截面处弯矩计算：m kN y N M i i x ⋅=⨯+⨯⨯=⋅=∑04.114425.04.6188.04.6182230510530.83009.01004.41149.0mm h f M A y x s =⨯⨯⨯==m mm B A A y x s x s /2.18238.2/5795/21===-- 选用1218φ 22034mm A s =受弯最小配筋率%1.0min =ρ 满足要求7承台局部受压验算：计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）n c c l A f F 1135.1ββ≤ 因为承台的混凝土强度等级大于等于柱的混凝土强度等级，所以不用验算柱下承台顶面的局部受压承载力。