基础工程课程设计(3400字)

发表于:2018.2.22来自:www.ttfanwen.com字数:3400 手机看范文

1、 设计任务

某建筑物双向板式片筏基础,上部传来的总轴力为(学号:41212057),基础埋置深度1.8m,修正地基承载力特征值,混凝土强度等级为C20,钢筋Ⅰ、Ⅱ钢筋,设计此基础,基础布置图如图1所示。

柱荷载如下表所示。

基础工程课程设计

2、 筏形基础计算简图

2.1、确定基础平面尺寸 (1)确定基础宽度

基础面积:

基础宽度:b=A/L=1230/50.2=24.5m,取b=3×7.2+4=25.6m,A=1285。 (2)确定底板厚度

筏基底板厚度与最大双向板格短边净跨之比不应小于1/14,且不小于400mm, 则

钢筋合力点至近边的距离 则

确定基础底板厚度h=500mm,并设100mm厚C15素混凝土垫层。 (3)确定地基梁截面尺寸

初估地基梁截面尺寸。基础梁高按照跨度1/8~1/5估算,梁宽按照梁高1/2估算,最终确定截面尺寸:h=1300mm,b=600mm。 2.2、确定计算简图

根据筏基梁的荷载,双向板支撑条件确定计算简图如下:

3、 地基承载力验算

(1) 筏形基础自重

(2) 确定合力作用点

同理可得

(3) 验算地基承载力

基底反力平均值:

因此地基承载力符合要求。

基底平均净反力设计值:

4、 筏形基础承载力验算

4.1、抗冲切承载力验算

梁板式筏形基础的底板厚度为500mm,单排布筋,板底有100mm素混凝土垫层,因此取钢筋合力点至近边的距离,则,混凝土为C20,则:

底板受冲切承载力:

因此,筏板底板抗冲切承载力满足要求。

4.2、抗剪承载力验算

按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011),底板斜截面受剪承载力应符合下式要求:

,,由于,。

则阴影部分面积上的地基土平均净反力设计值:

综上所述,筏板底板厚度满足斜截面抗剪承载力要求。

4.3、局部受压承载力验算

根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011,梁板式筏基的基础梁除满足正截面受弯承载力外,尚应按现行《混凝土结构设计规范》有关规定验算底层柱下基础梁顶截面的局部受压承载力。

根据《混凝土结构设计规范》,其局部受压区的截面尺寸应符合下列要求:

只需验算竖向轴力最大值即可,柱下最大荷载为2640KN,即。

C20混凝土,

故筏基柱下受压承载力满足要求。

5、 基础底板内力计算

由《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),四边支承的混凝土板应按下列原则进行计算:

①、当长边与短边的长度之比小于或等于2.0时,应按双向板计算;

②、当长边与短边长度之比大于2.0,但小于3.0时,按照双向板计算;当按沿短边方向受力的单向板计算时,应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。

③、当长边与短边长度之比大于或等于3.0时,可按沿短边方向受力的单向板计算。 由于7200/6600=1.09<2.0,所以按照双向板计算。

具体计算过程如下:

① 、区格的板B1边界条件如图所示:

查双向板系数表可得:

跨中弯矩:

② 、区格的板B2边界条件如图所示:

查双向板系数表可得:

跨中弯矩:

③ 、区格的板B3边界条件如图所示:

查双向板系数表可得:

跨中弯矩:

④ 、区格的板B4边界条件如图所示:

查双向板系数表可得:

跨中弯矩:

支座弯矩计算如下:

B1板:

B2板:

B3板:

B4板:

由于支座弯矩大于跨中弯矩,应该对支座弯矩进行调幅,使支座弯矩下降20%,取弯矩调幅系数,进行计算:

对于B1板:

对于B2板:

对于B3板:

对于B4板:

6、 基础梁内力计算

用倒梁法计算梁的内力,即假定上部结构是绝对刚性的,各柱没有沉降差异,把柱脚视为条形基础的铰支座,将基础梁按照倒置的连续普通梁计算。

① 、作用于横梁JL1上的荷载,是悬臂梁的均布地基净反力和边孔梯形荷载地基净反

力之和。按均布荷载三跨连续梁进行计算。计算简图如下:

悬臂板荷载:

梯形荷载最大值:

因此,梯形均布荷载的等量荷载为:

三跨连续梁受均布荷载:

支座弯矩:

跨中最大弯矩由两部分组成,分别为均布荷载和梯形荷载,计算如下:

对均布荷载:

对梯形荷载:

支座剪力:剪力由三部分荷载产生:均布荷载,梯形荷载和支座弯矩。计算如下:

剪力和弯矩如图所示:

② 、作用于JL2上的荷载,为两孔梯形荷载和地基净反力之和,按均布荷载三跨连续

梁进行计算,计算简图如下:

梯形荷载:

均布当量荷载:

支座弯矩:

跨中最大弯矩:

支座剪力。支座剪力由两部分荷载产生,梯形荷载q和支座弯矩,计算如下:

剪力和弯矩如图所示:

③ 、作用于横梁JL3上的荷载,是悬臂梁的均布地基净反力和三角形荷载地基净反力

之和。按均布荷载七跨连续梁进行计算。计算简图如下:

边缘悬臂板传来的均布荷载:

三角形分布荷载,最大值为:

转化为均布的当量荷载为:

因此,均布荷载:

支座弯矩:

利用5跨连续梁系数表,支座弯矩为:

跨中最大弯矩:

边跨:

第二跨:

中间跨:

支座剪力:

剪力和弯矩图如下图所示:

④ 、作用于横梁JL4上的荷载,是三角形荷载和地基净反力之和。按均布荷载七跨连

续梁进行计算。计算简图如下:

三角形荷载值:

转化为均布的当量荷载p:

支座弯矩:

利用5跨连续梁系数表,转化为7跨连续梁进行计算,支座弯矩为:

跨中最大弯矩计算如下:

边跨:

第二跨:

中间跨:

支座剪力计算如下:

剪力弯矩如图所示:

7、 筏板基础配筋计算

7.1、筏板配筋计算

梁板式筏基的底板配筋除了满足计算要求以外,纵横方向的底部钢筋尚应有贯通全跨,顶部钢筋按计算配筋全部贯通,且其配筋率不应小于0.125%。配筋时取每块筏板的跨中弯矩和最大支座弯矩进行配筋计算。

取横向1m即b=1000mm,截面有效高度为: 筏板采用C20混凝土:,, 受力筋采用HRB335钢筋:, 满足构造要求的最小配筋面积:

对于周边与梁整体链接的双向板格,由于在两个方向收到支撑构件的变形约束,整块板内存在穹顶作用,使板内的弯矩大大减小。鉴于这一有利因素,对于四边与梁整体连接的板,规范允许其弯矩设计值进行折减:

1) 中间跨的跨中截面及中间支座截面,减小20%。

2) 边跨的跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面,减小20%。 3) 板的角区格不折减。 按照下列公式计算: 截面抵抗弯矩系数:

相对受压区高度:

钢筋总截面积:

因此,板的配筋情况见下表:

双向板配筋情况

基础工程课程设计

基础工程课程设计

7.2、基梁配筋计算

本设计中横向基梁尺寸为600×1300mm,基梁应满足以下构造要求:

① .GB50010-2010中9.2.13规定:梁的腹板高度大于450时,在梁的两个侧面应沿高

度配置纵向构造钢筋。每侧纵向构造钢筋的间距不宜大于200mm,截面面积不应小于腹板截面面积的0.1%,但当梁宽较大时可以适当放松。 对基梁而言,取35mm保护层,因此基础梁的腹板高度:

每侧需配钢筋面积:

选择6B10,实际配筋截面积471。

② .GB50010-2010中9.2.1规定,基梁上部钢筋间距不应小于35mm,和1.5倍钢筋最

大直径;基梁下部钢筋间距不应小于25mm和钢筋最大直径。

③ .GB50010-2010中9.2.9规定,梁高大于800mm时,箍筋间距不应大于300mm,梁宽

大于350mm小于800mm时,宜选用四肢箍,且箍筋直径不宜小于8mm。

④ .GB50010-2010中8.5.1中规定梁受拉钢筋配筋率不应小于,且不小于0.2%。 ⑤ .GB50007-2011中8.4.15规定,按基底反力直线分布计算的梁板式筏基,其基础梁

的内力可按连续梁分析,边跨跨中弯矩以及第一内支座的弯矩值宜乘以1.2的系数。梁板式筏基的底板和基础梁的配筋除满足计算要求外,纵横方向的底部钢筋尚应有不小于的贯通全跨,顶部钢筋按计算配筋全部连通,底板上下贯通钢筋的配筋率不应小于0.15%。

基础梁采用C20混凝土:,,

受力钢筋采用HRB335钢筋:, 受力筋最小钢筋面积:

混凝土构件的安全等级定为二级。 需用公式:

截面抵抗弯矩系数:

相对受压高度:

钢筋总截面积:

表 JL1

基础工程课程设计

表 JL2

基础工程课程设计

配筋计算

表 JL3配筋计算

基础工程课程设计

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表 JL4配筋计算

基础工程课程设计




第二篇:基础工程课程设计(修订版) 3700字

基础工程课程设计修订版

课程设计(论文)

题 目 名 称 课 程 名 称 学 生 姓 名

学 号

系 、专 业

指 导 教 师

20xx年 1 月 6 日

邵阳学院课程设计(论文)任务书

基础工程课程设计修订版

注:1.此表由指导教师填写,经系、教研室审批,指导教师、学生签字后生效;

2.此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份。

基础工程课程设计修订版

指导教师(签字): 学生(签字):

邵阳学院课程设计(论文)评阅表

学生姓名

学 号

系 专业班级 路桥

题目名称 桥下桩基础设计 课程名称 基础工程 一、学生自我总结

基础工程课程设计修订版

二、指导教师评定

基础工程课程设计修订版

注:1、本表是学生课程设计(论文)成绩评定的依据,装订在设计说明书(或论文)的“任务书”页后面;

2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

桥下桩基础设计

设计条件:柱的截面边长bc=450mm,hc=550mm,相应于荷载效应标准组合时作用于柱底的荷载为Fk=8550KN,Mk=405KN·m, HK=173KN。混凝土强度等级取C20,配置HRB335级钢筋,试设计桩基础。土层指标及参数如下:

①填土:Υ=17KN/m3 1.9m;

②粉质黏土:Υ=18KN/m3厚

度2.2m,高压缩性,Il=0.8,

qpk=390Kpa,qs2k=58Kpa;

③黏土,高压缩性,软塑,

厚度5m, Il=0.6,

qpk=390Kpa,qs3k=40Kpa;

④硬塑性黏土,厚度4m

Es4=3.53MP内摩擦角

ψ=23,Il=0.1,qpk=2900Kpa,qs4k=85Kpa;

⑤黏土,厚度很大 Es5=1.77 Mpa桩基沉降计算经验系数ψ=22,Il=0.2,

qpk=2800Kpa,qs5k=80Kpa ,采用截面为400mm×400mm的预制混泥土方桩,桩长10m,fak=265KN。

设计如下:

1、桩型的选择

混凝土预制方桩

2、桩基几何尺寸的确定

采用混凝土强度等级取C20,查表得

钢筋

Qukfy2ft=1.10N/mm2,fc=9600 Kpa,,配置HRB335级 =300 N/mm。已知各层的qpk(极限侧阻力标准值)求得极限承载力标准值+Qrk=

=Qsk,liQsk=up?qsikli,Qrk=qpkAp 2

基础工程课程设计修订版

Qukup?qsik+ qpkAp=0.4×4(2.2×58+5×40+4×85)+2800×0.4=1516.16KN

由上式可得基础竖向承载力特征值为R=Quk/2=758.08KN

3、确定桩数

由此可确定桩基的数量:n>Fk/R=11.3(根)由于有弯矩的作用,则可得出桩基可以为16根。

初步确定承台尺寸:

由《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)我们可以确定

桩中心距最小为3倍桩直径,桩距=3×0.4=1.2m,16根桩可分成竖向4排横向4排。

承台长边=1.2×3+0.4×2=4.4m

承台短边=1.2×3+0.4×2=4.4m

5、软弱下卧层的验算

初步设定承台埋深2m承台高h=1.7m,桩顶深入承台50mm,钢筋保护层取35mm,则承台有效高度为H0=(1.7-0.05-0.035)=1615mm 基础自重标准值:

Gk=20Ad

桩顶荷载验算:取承台及其上土的平均重度γG=20KN/m3,则桩顶平均竖向力

Fk?Gk

nNk= =(8550+4.4×4.4×20×2) /16=582.775KN<R =758.08KN

(M?Hh)xmaxNkmax=Nk+?x2

i=582.775+1.525×(405+173×1.7)/16(1.85×1.85)

=602.244KN<1.2R=909.696KN

符合要求。

Es1

Es2=2 ,

查表(4—18)硬持力层的厚度t=2.2m,t>0.5×4.4=2.2m

fak

=265KP, ?d=1.6, ?m

rz?=

?z

ii

i

faz

=fak+?d?m(d+z-0.5)=265+1.6×[(17×1.9+18×2.2)/(1.9+2.2)]×(2-0.5)=307Kap

23?123?1

?=+12=17.

+?mz=

σz+?mz=

FK?GK?3/2(a0?b0)?qsikl(a0?2ttan?)(b0?2ttan?)

[(8550+20×4.4×4.4×2)-3/2(4.4+4.4)×(2.2×58+5×40+4×85)]/[(4.4+2×4tan17.5)×(4.4+2×4×tan17.5)]+17.5×(1.9+2.2+5)=159.95<faz=307Kap 符合要求。

6、桩基沉降的验算 A=(b0?2ttan

P0k?Pk??c?

?4

)·(a0?2ttan

?

?4

0.076) ×(4.4+18×0.076)=33.26m )=(4.4+18×

2

FK?GK

A

??m(d?t)=191.52KN

基础工程课程设计修订版

n

P0KESI

S=?s?

i?1

(Zi?i?Zi?1?i?1)=129.7mm

7、承台高度和配筋计算

由上可得承台高度1.8m符合以上所有的验算,则承台高度采用1.8m。 (1)承台受冲切计算

相应于荷载效应基本组合时作用于柱底的荷载设计值为: F=1.35Fk=11542.5KN M=1.35Mk=546.75KN.m

H=1.35Hk=233.55KN

(2)扣除承台和其上填土的自重后的桩顶竖向力设计值: N=

Fn

=721.4KN =N+

(M?Hh)xmax

Nkmax

?x

2i

=807.095KN

(3) 承台受冲切承载力验算: ①柱边冲切,按公式 查表得

?hp

=0.93

a0xh0

?为冲垮比,?0x?

a0xh0

a0yh0

,当?>1.0取1.0,当?< 0.25时取0.25.

0.84

?0x?

=0.125/1.615=0.0773 ?0x?

?0x?0.20.84

=0.84/(0.0773+0.2)=3.03

?0y?

=0.175/1.615= 0.1084 ?0y?

?0y?0.2

=0.84/(0.1084+0.2)=2.723

由以上可得?=0.25

Fl?8418.5?2?0x(bc?a0y)??0y(hc?a0x)?hpfth0

??

=8019.8KN<F(不符合要求)

改用c40混凝土,fc=19100Kpa,ft=1710Kpa 所得

Fl

=12467.2>F(能满足要求)

②角桩向上冲切,c1?c2?0.6m,a0x=0.125= a1x

?1x

=?0x=0.25, ?1y=?0y=0.25, a0y= a1y=0.175

h?800mm

所以查表?hp?0.93 =1.732, ?1Y?

0.56

?1x?

0.56

?1x?0.2c2+

a1y2

?1Y?0.2

=1.493

??1x(

Nkmax

)??1y(c1?a1x/2)

?

?hpfth0=2.174×0.93×1710×1.615=5582.7KN>

=807.095KN符合要求

(4)承台受剪切承载力计算

按公式(4—70)?1x=?0x=0.0773由于?1x=?0x<0.25则?=0.25

故冲切系数:??

?hsfth0b0?1.75??1.0?5,?hs?0.93 =0.93?1710?1.615?4.4?5=8019.6KN>2Nkmax=1614.19KN

(5)承台受弯承载力计算

《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011),

规定承台布筋间距不得小于100mm,不得大于200mm

按公式Mx?

As?Mx?N=iyi=4?582.775?(0.375+1.575)=4545.645KN 64545.645?100.9fyh00.9?300?1615?10424.595mm 2

由As可得22

选用

基础工程课程设计修订版

My?

As?25 ,查表可得As=10799.8 mm2,沿平行于y轴方向均匀布置。 ?NMxixi=4?602.244?(0.375+1.575)=4577.0544KN 0.9fyh0=4577.0544?100.9?300?16156?10496.627mm 2

由As可得22

选用

基础工程课程设计修订版

25 ,查表可得As=10799.8 mm2,沿平行于x轴方向均匀布置。

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