基础工程项目课程规划.doc

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1、土木工程专业基础工程课程设计基础工程课程设计学号：班级：姓名：目目 录录第一章：总体概述1第二章：浅基础设计与计算I.二十号桩7II.七号桩 9III.一号桩 11第三章：桩基础设计与计算I.十七号桩 12II十八号桩 16附件：1.浅基础和桩基础总平面布置图2.浅基础结构图3.桩基础结构图第一章第一章 概述概述设计任务设计任务1、设计题目：某单层厂房柱下基础设计工程概况该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1-1。规定室内地面标高为0.00，相当于黄海高程 455.00m，室外 地面标高为-0.1

2、5m，柱顶标高为 12.50m，轨顶标高为 9.80m。1500240004200500A900243900Q=30T (两台)6000600060004200730005150042000685009009000注：Z1,Z2,Z3表 示柱子的编号6000600060009000 9006000Z2Z3Z3Z2Z1Z2Z3Z1Z3Z2B11098765432111121314151617181920图 1-1 装配车间平面图（mm）各柱在基础顶面处的截面形状为矩形，尺寸为： 边柱 Z1： 长宽=1000400mm； 角柱 Z2： 长宽=1000400mm； 抗风柱 Z3： 长宽=700400

3、mm；1.21.2 工程名称工程名称某机械厂的装配车间，建筑场地位于该机械厂厂区内。1.31.3 场地位置场地位置厂房位于城郊地区，附近建筑较少，地势较平坦。场区地 下水属潜水，初见水位在 2.53.1m 深处，稳定水位在 2.93.9m 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。1.41.4 上部结构的类型、尺寸上部结构的类型、尺寸厂房基础顶面以上部分的建筑和结构设计工作已经完成。 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 1- 1。规定室内地面标高为0.00，相当于黄海高程 455.0

4、0m，室外地 面标高为-0.15m，柱顶标高为 12.50m，轨顶标高为 9.80m。基础梁的横截面尺寸如图 1-1，梁与柱（或杯口外壁）之间的 净距为 20mm，置于柱子外侧的基础顶面上。2502525200300图 1-1 基础梁的横截面尺寸示意图（单位：mm）设计中纵向受力钢筋选用设计中纵向受力钢筋选用 HRB335,fHRB335,fy y=300Mpa=300Mpa。基础混。基础混 凝土采用凝土采用 C30C30，其，其 f fC C=13.4Mpa=13.4Mpa。1.51.5 场地描述场地描述拟建工程为 XX 机械厂的装配车间，建筑场地位于该机械厂厂区 内，厂房平面尺寸为 42m

5、24m，采用钢筋混凝土排架结构，结构的 设计跨度为 24m，柱距为 6m。1.61.6 土层描述土层描述场地处地面平坦。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 0.51.2m，结构疏松，土质 不均，平均天然重度为 17.1kN/m3。 第层：粉质粘土。呈棕红色。除 1#孔外各孔均有，厚度 9.510.1m。硬塑可塑，土质较均匀。 第层：粉土。呈褐黄色。仅在 1#孔可见到，厚约 3.3m，流塑。第层：淤泥。呈黑色，流塑。含大量有机质，有臭味。仅在 1#孔见到，厚度约 8.0m。 第层：粉质粘土。呈灰黄色，仅在 1#孔

6、见到，厚约 3.6m，夹 有粉砂薄层，流塑。 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 2.53.1m 深处，稳定水位在 2.93.9m 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=180kPa 第层：fk=220kPa 建议： 受古河道影响的几个柱基采用桩基础； 其余基础可采用柱下现浇独立基础。土性指标，见表 1-1。图图 1-2

7、1-2 地质钻孔平面布置图地质钻孔平面布置图16.510.6438.301.011.510.4 442.400.5454.403#811.510.7443.300.64# 454.802#454.50图图 1-31-3 I-II-I 地质剖面图地质剖面图图图 1-41-4 IIIIIIII 地质剖面地质剖面图图 15 III III 地质剖面图地质剖面图第二章，浅基础设计与计算第二章，浅基础设计与计算 I.I.二十号桩设计二十号桩设计 (抗风桩抗风桩) 尺寸为：700mm400mm 位于 IIIIII 地质剖面图，持力层定在粉质粘土层。 标准组合：Fn=600Kn MN=27 KNM HK=3

8、8 KN 各粉质粘土层 GS W WP WL的平均值 GS=（2.74+2.7+2.71+2.71+2.73+2.72）6=2.72 W=（29.06+24.4+25.35+23.08+22.94+26.64）6=25.25%=(19.4+20.1+20.3+20.1+19.9+20.1)6=20 KN/M3 =0.6711)1(wSWGe1-208 . 92525. 0172. 2）（WP=（20.17+21.31+21+20.04+23.96+19.27）6=21%WL=（30.49+33.81+31.57+33.96+37.43+30.8）6=33%354. 021332125.25 P

9、LP LWWWWI查表 215 可知：6 . 13 . 0db 确定地基承载力：确定地基承载力： 初定 b=3m d=3m =18.91KN/M3 水位：3.4mw)15.05.0(dffmbka=180+1.618.91(3-0.5-0.15)251.10kpa 按中心荷载初估基地面积：按中心荷载初估基地面积：=(600+3012.75)(251.1-203)=5.141m2dfPFAa1由偏心影响将面积扩大 1.3 倍 则 A=6.684m2 采用基础尺寸为 3m2.4m 验算基地压力：验算基地压力： 基础及回填土重：=20(3-0.075)7.2=421.4KNdAG基础的总垂直荷载：

10、F+G+P=600+421.4+3012.75=1403.9KN 基底总弯矩： M=27+383-3012.75=48.34kn 总荷载偏心： e=48.341403.9=0.034Fl 0h 7 . 0hbfVpt 柱边基础弯矩计算：柱边基础弯矩计算： 对于 I-I 截面；=0.7+0.5（3-0.7）=1.85m)(21 ccsaaaaminmin)max ei( e sseePaapPP =(202.34-166.094)1.853+166.094=188.446kpa b2)()2(481 emaxmax）（）eiceiecIPPbbppaaM=(3-0.7)2(202.34+188.

11、46)(2x2.4+0.4)+（202.34- 188.446）x2.4)/48=227.6KNM配筋：=m20s9.0hfMA vI6 .15325503009 . 01066 .227配 14 根直径是 12mm 的钢筋，面积为 1582m2垂直于 I-I 截面，Sn=159mm 满足要求。对于 II-II 截面)(2)2(24e ccIIbbaaPM=188.446（2x3+0.7）(2.4-0.4)224=210.447KNM配筋：=1417m2 0s9.0hfMA vII配 16 根直径是 16mm 的钢筋 面积为 1808mm2垂直于 II-II 截 面 Sn=171mm 满足要求

12、。IIII 七七号桩号桩 尺寸：1000mm400mm 位于 I-I 地质剖面图上 持力层定为粉质粘土 标准组合：Fn=1562kn Mk=247 KNM Hk=48KN 地基承载力：fa=251.10kpa 按中心荷载初估基地面积按中心荷载初估基地面积=m2 dfPFAa112. 932010.2511562630由偏心扩大 1.1 倍 则 A=10.02m2 初步采用 3m3.6m 的基础。 验算基地压力：验算基地压力： 基础及回填土重：=20 （3-0.0075）10.8=631.8kndAG基础的总垂直荷载： F+G+P=1562+631.8+60X3=2373.8KN 基底总弯矩：

13、M=247+483-306(0.125+0.5+0.02)=275.9KNM 总荷载偏心：=275.92373.8=0.116Fl 满足要求。 柱边基础弯矩计算：柱边基础弯矩计算： 对于 I-I 截面： =1.0+0.5（3.6-1.0）=2.3m)(21 ccsaaaaminmin)max ei( e sseePaapPP =(275.23-160.27)2.33.6+160.27=233.72kpa=(3.6-b2)()2(481 emaxmax）（）eiceiecIPPbbppaaM1)2(275.23+233.72)(2x2+0.4)+(275.23-233.72)x 3/48=332

14、.90Kn配筋:=0s9.0hfMA vI26 mm7 .22415503009 . 01090.332配 21 根直径为 12mm 的钢筋，面积为 2373mm2 垂直于 I-I 截 面， Sn=130.8mm 满足要求。 对于 II-II 截面)(2)2(24e ccIIbbaaPM=233.72（23.6+1）(3-0.4)224 =539.8KNM=0s9.0hfMA vII26 mm7 .22415503009 . 0108 .539配 21 根直径为 12mm 的钢筋，面积为 4221mm2,垂直于 II-II 截面， Sn=155mm IIIIII 一号桩一号桩 尺寸为：1000

15、mm400mm 位于 I-I 地质剖面图上，持力层定为粉质粘土层。 标准组合：FN=936Kn Mk=327KNM Hk=41kn 地基承载力为：fa=251.10kpa 按中心荷载初估基地面积：按中心荷载初估基地面积：=dfPFAa12m37.5320-1.251330936根据偏心将面积扩大 1.3 倍 A=1.35.37=6.981m2 采用 3m3m 作为基础尺寸 验算基地压力：验算基地压力： 基础及回填土重：=209（3-0.075）=526.5kndAG基底总弯矩： M=327-3030.645+413=391.95KNM 基底边缘最大应力： Pmax=Fl 满足要求。 柱边基础弯

16、矩计算：柱边基础弯矩计算： 对于 I-I 截面=1+0.5（3-1）=2m)(21 ccsaaaaminmin)max ei( e sseePaapPP =kpa89.50012.34432)12.34428.579(b2)()2(481 emaxmax）（）eiceiecIPPbbppaaM=(3-1)2(579.28+344.12)(2x3+0.4)+(579.28- 344.12)x3)/48 =551.27KNM= 0s9.0hfMA vI26 mm37125503009.01027.551配 21 根直径为 16mm 的钢筋，面积为 4221mm2垂直于 I-I 截面。Sn=126m

17、m. 对于 II-II 截面)(2)2(24e ccIIbbaaPM=500.89(23+1)(3-0.4)2/24 =987.6KNM= 0s9.0hfMA vII26 mm665055030009106.987配 18 根直径为 22mm 的钢筋。面积为 6843mm2,垂直于 II-II 截面， Sn=144mm.第三章第三章 桩基础的设计和计算桩基础的设计和计算 I.I.十七号桩十七号桩尺寸为：1000mm400mm 持力层定在第六层的粘土层，初定桩的承台 尺寸为 2m3m，厚为 1m,取承台及其以上土 的容重为 20kn/m3 ,桩的尺寸为 300mm300mm 桩身长为 16m,

18、该桩所在的 地质剖面图为 II-II。 基础及回填土重：=20321.7=204kndAGFk=Q+Fn=306+1562=1742kn 查课本 P156和 P161表 4-2 和表 4-3. 粉土：e=0.854 中密，qsk为 4666 淤泥： qsk为 1420 粉质粘土：Il=0.861 软塑 qsk为 4555粘土：Il=0.276 硬可塑 qsk为 7086 qpk=23003300 安全系数为 2，则可取的以下值： 粉土：qsia=28 淤泥：qsia=9 粉质粘土：qsia=25 粘土：qsia=40 qpa=1500 估算单桩承载力特征值估算单桩承载力特征值 isiapppa

19、ahquAqR=15000.09+1.2（2.828+8x9+3.6x25+1.6x40）=500.28kpa则 n 取为 4.aKk RFG n89. 328.5001742204确定承台尺寸为 2.6m1.6m 群桩基础中单桩承载力验算：群桩基础中单桩承载力验算：=2.61.61.720=141.441kndAGMy=247+481.7-1800.645=212.5 KNM 单桩平均竖向力：=(141.44+1742)/4 =470.860.2h0=186mm =350930=0.376oox haox=0.84(0.376+0.2)=1.46 2 . 0 84. 0ox oxaoy=15

20、0mm FL=2351.7KN 满足要求。 角桩的冲切验算：角桩的冲切验算：采用公式： 01 11112l)2()2(2hfacaNthpxyyCxc1=c2=450mm a1x=0.35mm =0.376 =0.97 x1x1a1y=0.186mm =0.2mm =1.4y1y 101 11112)2()2(2hfaca thpxyyCx=(0.97(0.45+0.5X0.186)+1.4X（0.45+0.15）) 0.989X1430X0.93 =1843.6KNNl=659.64kn 满足要求。 承台抗剪验算：承台抗剪验算： 对于 I-I 截面ax =0.35mm =0.375 =1.2

21、73 =0.963xhsknbhfths6.293493.08.11430273.1963.002Nmax=1319.28kn 满足要求。对于 II-II 截面 ay=0.186mm =0.2 =1.46yknbhfths4.523593.08.2143046.1963.002=1175.85KN 满足要求。N (7)(7)、桩的配筋：、桩的配筋： 查表 m 取 10MN/m4 b0=1.5b+0.5=1053+0.5=0.95m E=3.0104N/mm2 I=b4/12=0.34/12=6.7510-4m4860. 01075. 610395. 01010m5 410650EIbmKNnQ

22、eM70.324645. 0180247M0H0=H/n=40/4=10KN则 查表，取 CII=1.02808. 2107 .3286. 000HMCMmax=C IIM0=1.02832.7=41.9KNm配筋：配筋：HRB335,fy=300N/mm2 =0s9.0x hfA vM26 m4 .1828503009 . 0109 .41m取 4 根直径为 16mm 的钢筋，面积 603mm2 ,满足最小配筋率%67. 0300603A2sbs采用箍筋直径 6mm，桩顶至桩下 1.25m 采用 sv=100mm,其余 200mm。 II.II.十八号桩十八号桩 标准组合：Fn=936kn

23、Mk=327 KNM Hk=41kn Ra=500.28kn=（1041+204）/500.28 =2.49aKk RFG n取 n = 4 承台尺寸为 1.62.6m2 桩的布置于十七号桩完全一致桩的布置于十七号桩完全一致 则： 群桩基础中单桩承载力验算：群桩基础中单桩承载力验算： Gk=141,44kn My=328.975 KNM 单桩的平均竖向力：=(936+141,44)/4 =269.36KN Fl=1405.35kn 满足要求。 角桩冲切验算：角桩冲切验算：01 11112)2()2(2hfaca thpxyyCx= 1834.6 kn Nl =Nmax =462.37kn 满足

24、要求。 承台抗剪验算：承台抗剪验算： 对于 I-I 截面 V=2Nmax=924.74kn 满足kn6.29340bhfths要求. 对于 II-II 截面2=702.68KN kn4.52350bhfthsN 满足要求。 (7)(7)、桩的配筋：、桩的配筋： 查表 m 取 10MN/m4 b0=1.5b+0.5=1053+0.5=0.95m E=3.0104N/mm2 I=b4/12=0.34/12=6.7510-4m4860. 01075. 610395. 01010m5 410650EIbmKNnQeM2 .82498.328M0H0=H/n=40/4=10KN则 查表，取 CII=1.03107. 7102 .8286. 000HMCMmax=C IIM0=1.03182.2=106.9KNm 配筋：配筋：HRB335,fy=300N/mm2 =0s9.0x hfA vM26 m4668503009 . 0109 .106m取 4 根直径为 16mm 的钢筋，面积 603mm2 ,满足最小配筋率%67. 0300603A2sbs采用箍筋直径 6mm，桩顶至桩下 1.25m 采用 sv=100mm,其余 200mm。