桩基础设计计算任务书.doc
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桩基础设计计算书 1、研究地质勘察汇报 1.1地形 拟建建筑场地地势平坦,局部堆有建筑垃圾。 1.2、工程地质条件 自上而下土层一次以下: ① 号土层:素填土,层厚约为1.5m,稍湿,松散,承载力特征值 ② 号土层:淤泥质土,层厚5.5m,流塑,承载力特征值 ③ 号土层:粉砂,层厚3.2m,稍密,承载力特征值 ④ 号土层:粉质粘土,层厚5.8m,湿,可塑,承载力特征值 ⑤ 号土层:粉砂层,钻孔未穿透,中密-密实,承载力特征值 1.3、 岩土设计参数 岩土设计参数如表1和表2所表示。 表1地基承载力岩土物理力学参数 土层编号 图名称 孔隙比 e 含水量 W(%) 液性指数 标准贯入 锤击数N 压缩模量 Es(MPa) ① 素填土 - - - - 5.0 ② 淤泥质土 1.04 62.4 1.08 - 2.5 ③ 粉砂 0.81 27.6 - 14 7.5 ④ 粉质粘土 0.79 31.2 0.74 - 8.8 ⑤ 粉砂层 0.58 - - 31 12.6 表2桩极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值单位KPa 土层编号 土层编号 桩侧 阻力 桩端 阻力 土层编号 土层编号 桩侧 阻力 桩端 阻力 ① 素填土 22 - ④ 粉质粘土 58 900 ② 淤泥质土 20 - ⑤ 粉砂土 75 ③ 粉砂 52 - 1.4 水文地质条件 ⑴拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 ⑵地下水位深度:在地表下4.5m。 1.5 场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7度,场地内无可液化沙土、粉土。 1.6 上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土结构,长30m,宽9.6m。室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm。柱截面尺寸均为400mm400mm,横向承重,柱网部署图所表示。 2. 选择桩型、桩端持力层 、承台埋深 依据地质勘查资料,确定第⑤层粉砂层为桩端持力层。采取钢筋混凝土预制桩,桩截面为方桩,400mm×400mm桩长为15.7m。桩顶嵌入承台70mm,桩端进持力层1.2m承台埋深为1.5m。 3. 确定单桩竖向承载力 3.1 确定单桩竖向承载力标准值Q 依据静载力触探法公式: =4×0.4(×20×5.5+52×3.2+58×5.8+75×1.2)+×0.4×0.4 =1444.48 KN 3.2 确定单桩竖向承载力设计值Ra Ra===722.24 KN 式中安全系数K=2 4. 确定桩数n,部署及承台尺寸 4.1 桩数n 最大轴力标准值, 初步估算桩数,因为柱子是偏心受压,考虑一定系数,按规范取1.1~1.2。先不考虑承台质量,因偏心荷载,桩数初定为: 取n=4 4.2 柱中心距 按规范,桩最小中心距为3~4d,s=1.2m~1.6m,综合考虑后,s=1.4m。柱部署按矩形式排列。 4.3 承台尺寸确定 依据结构要求,a=1.4+0.4×2=2.2m b=1.4+0.4×2=2.2m 临时设计埋深为1.5m,承台厚0.9m,桩顶深入承台50mm承台下不做垫层,故钢筋保护层取70mm,则承台有效高度为 承台采取混凝土C30,,,钢筋选择HRB335级,。 5. 计算桩顶荷载 经过将设计任务书所给数据进行分析可知,最不利弯矩组合值比最不利轴力组合值要大,所以,根据最不利荷载弯矩组合值进行设计。 取承台及上覆土平均重度 5.1桩顶平均竖向力: 承台及上覆土重 桩顶平均竖向力 = 5.2 单桩水平设计值 其值远小于按估算单桩水平承载力特征值,满足要求。 对应于荷载效应基础组合是作用于柱底荷载设计值为: 扣除承台和其填土自重桩顶竖向力设计值Kn = 6. 承台受冲切承载力验算 6.1 柱边冲切 冲切力 受冲切承载力截面高度影响系数 冲垮比 =2×[0.93×(0.4+1.5)+0.93×(0.4+1.5)]×1.0×1430×0.83 =4945.11KN> 满足要求 6.2 角桩向上冲切 =[1×(0.6+0.3/2)6+1×(0.6+0.3/2)]×1.0×1430×0.83 =1780.35KN> 满足要求 7. 承台受剪承载力计算 按式计算。剪跨比和冲切比相同,受剪切承载力截面高度影响系数计算 对I-I斜截面(介于0.3~3之间) 剪切系数 0.99×1.29×1430×2.2×0.83 =3334.74>2 因承台为正方形,故II-II斜截面和I-I截面受剪切承载力一样。 8.局部受压验算 依据《混凝土结构规范》中“7.8局部受压承载力计算”公式: Fl≤1.35βcβlfcAln 式中:Fl--局部受压面上作用局部荷载或局部压力设计值; fc--混凝土轴心抗压强度设计值;βc--混凝土强度影响系数,; βl--混凝土局部受压时强度提升系数; ; Al--混凝土局部受压面积; Aln--混凝土局部受压净面积;对后张法构件,应在混凝土局部受压面积中扣除孔道、凹槽部分面积; Ab--局部受压计算底面积。 8.1 方柱对承台局部压力算 满足要求。 8.2 角桩对承台局部压力验算: 满足要求。 9.桩身结构设计计算: 因为选择预制桩,所以,选择混凝土为C30,,钢筋选择HRB335级, 9.1.桩身结构主筋计算: 由,《混凝土结构设计规范》“7.3 正截面受压承载力计算”知: 式中:N--轴向压力设计值; φ--钢筋混凝土构件稳定系数; fc--混凝土轴心抗压强度设计值; A--构件截面面积; A's--全部纵向钢筋截面面积。 而且根据《建筑地基基础规范》进行结构取值为:静压预制桩最小配筋率不宜小于0.6%。 ,得: 所以,能够根据结构配筋。即,采取最小配筋率0.6%。 选择418,. 9.2. 桩身混凝土承载力验算: 满足要求。 9.3. 桩身结构设计图:见后面图纸。 10. 承台受弯承载力计算: 10.1. x轴受到弯矩作用: 由, 可得: 选择1418,,沿着平行y轴部署。 10.2. y轴受到弯矩作用: 由, 可得:选择1418,,沿着平行x轴部署。 10.3. 承台配筋图:见后面图纸。 11.参考文件: 【1】 中国国家标准·《 建筑桩基础技术规范(JGJ94—94) 》·北京,中国建筑工业出版社, 【2】 中国国家标准·《建筑地基基础设计规范(GB50007—)》·北京,中国建筑工业出版社, 【3】 中国国家标准·《 混凝土结构设计规范(GB0—)》·北京,中国建筑工业出版社, 【4】东南大学,同济大学,天津大学合编·《 混凝结构设计原理》·北京,中国建筑工业出版社, 【5】 华南理工大学,浙江大学,湖南大学 编·《基础工程》·北京,中国建筑工业出版社, 【6】孔宪立,石振民 主编·《工程地质学》·北京,中国建筑工业出版社, 【7】东南大学,浙江大学,湖南大学,苏州科技学院合编·《土力学(第二版)》·北京,中国建筑工业出版社, 【8】国家建筑标准图集11G101-3,中国计划出版社,- 配套讲稿:
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