預(yù)制樁基設(shè)計計算書大學(xué)論文

1、江蘇省土木工程重點專業(yè)材料基礎(chǔ)課程設(shè)計計算1班級：土木 1137姓名：吳軍學(xué)o,號：1131407720指導(dǎo)老師：陳亞東日期：2016 年 6 月歸口單位：建筑工程學(xué)院1.1設(shè)計題目本次課程設(shè)計的題目：預(yù)制樁基設(shè)計。1.2設(shè)計荷載柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值和柱底荷載效應(yīng)基本組合值分別如表1. 1、表1. 2所示。表1 . 1柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值他皿-liii碎軸軸鈾(軸軸軸i1256176515641 Qhi 19TL2313011221350IflOO16401451眈2礎(chǔ)12$13S1L41650LB10iJ 1&11972oe1就1201聞51602廊01205204213139川91J.

2、15咖02fiD2-12321145I&SI4A&倔0$巾1?7SSJtt1S515?1537256B33253170129324717-11791652S7O3S5O341.0299踽&k帕170&29203屈0電0初斗丄嚴(yán)謂1朗soi19110313035703950323i302SIG31122330表1. 2樁底荷載效應(yīng)基本組合值感號FUN)陋 kN * mJy軸5腳L曲fl30521ISOUo13SZIMO2300320020S2102八誇154145-1032130沏。2430頂211223164ISS1504?32fl331037EO?1S3142甥ISIl&E174SiEibf

3、l35603120253.229Z44.1Q317S6201c3T&0S4302862512662f)4BE73 30141&D57503033H4Z7421S197OflA狛的j442ClOlD33315換S25334216gJfitO I1+69fl371326301骷5()加&10妙u150 70技対393354335茁2 t:2爲(wèi)(1)題號：9號。(2)柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值如下。軸荷載：Fk=2920kN; Mk=304kN - m； Vk=192kN。軸荷載：Fk=2860kN; Mk=285kN - m； Vk=202kN。軸荷載：Fk=3720kN; Mk=281kN-m； V

4、k=191kN。（3）柱底荷載效應(yīng)基本組合值如下。軸荷載：F=3680kN;M=377kN m；V=233kN。軸荷載：F=4690kN;M=326kN m；V=230kN。軸荷載：F=4230kN;M=301kN m；V=228kN。設(shè)計軸柱下樁基，、軸柱下僅設(shè)計承臺尺寸和估算樁數(shù)。1. 3地層條件及其參數(shù)地層條件及其參數(shù)詳見樁基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書。1. 4預(yù)制樁基設(shè)計建筑物基礎(chǔ)設(shè)計方案采用混凝土預(yù)制樁， 具體設(shè)計方案如下：室外地坪標(biāo)高為-0. 45m，自然地面標(biāo)高同室外地坪標(biāo)高。根據(jù)表 1. 5,該建筑樁基屬丙級建筑樁基，擬采用截面為450mm （不宜小于350mm）的混凝土預(yù)制方樁，以號土

5、層粉質(zhì)黏土為持力層，樁尖伸人持力層1.2m （對于黏性土、粉土不小于 2d=700mm），設(shè)計樁長11.0m，初步設(shè)計承臺高 樁頂伸人承臺50mm。0.8m，承臺底面埋置深度標(biāo)高-1.60m,1. 4. 1單樁承載力計算根據(jù)以上設(shè)計，樁頂標(biāo)高為-1.6m，樁底標(biāo)高為-12.6m，樁長為11.0m。1.單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算:Quk =Qsk +Qpk pS qsikh +ApCipk由于Qsk =40.45咒(0.3522+3.328 + 6.645+0.7560) =795.78kNQp k =0.45x0.45x900 = 182.25kN則Quk =7

6、95.78+182.25 = 978.03kN2. 單樁豎向承載力特征值承臺底部地基土為較松軟的填土，壓縮性大，因此本工程不考慮承臺土效應(yīng),1即取 =0,則有Quk978.03R = Ra =池=489.02kNK 2根據(jù)上部荷載初步估計樁數(shù)為n= d=7.61Ra489.02則設(shè)計樁數(shù)為9根。1. 4. 2樁基豎向承載力的驗算承臺-3平面圖根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JCJ 942008),當(dāng)按單樁承載力特征值進行計算時，荷載應(yīng)取其效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值。由于樁基所處場地的抗震設(shè)防烈度為 7度，且場地內(nèi)無可液化砂土、粉土問題，因此可不進行地震效應(yīng)的豎向承載力驗算。根據(jù)樁數(shù)及承臺尺寸構(gòu)造要求初步設(shè)計矩形承

7、臺(見左圖)，取承臺邊長為3.6mx 3.6m，矩形布樁，樁的中心距取 3.5d (3d4d),則 s=3.5X 400=1400mm,取s=1400mm，樁心距承臺邊緣均為 400mm。承臺及其上填土的總重為Gk =3.6咒3.6咒1&20=414.72kN計算時取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合，則Nk = Fk +Gk =3720 +414.72 =459.41kN V R(=489.02kN ) n亠Nkmax =Nk=459.41 +91 0.8 中 281 ”1.4 =459.41+ 51.64 = 511.05kN送y26心.4Nkm j 眉 Nk一1910.8281 y14 = 459.41 5

8、1.64 = 407.77kN藝y6咒1.42因此Nkmax =511.05kN c1.2R(=1公 489.02 = 586.82kN )Nkmin =407.77kN0滿足設(shè)計要求，故初步設(shè)計是合理的。1. 4. 3承臺設(shè)計13承臺尺寸為 3.6m X 3.6m，預(yù)估承臺厚0.8m ft=1.43N/mm2，fc=14.3N/mm2;承臺鋼筋選用leoo 屮 isoo F1 1O -0rjEH-BQ -ao=d4=k!-=F斗叫斗f 40fleh-b承臺-3平面圖承臺7平面圖根據(jù)以上樁基設(shè)計及構(gòu)造要求， (見下圖)，承臺混凝土選用C30, HRB400 級鋼筋，fy=360N/mm2。J,

9、 ISOO p 1500 F11 T1.承臺內(nèi)力計算承臺內(nèi)力計算荷載采用荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計值，則基樁凈反力設(shè)計值為6X1.42= 4230+(301+228y8M4 =470 + 57.55=527.55kN9N上-My% minpn Z2yi二型-(301+228y8M4=470-57.55 = 412.45kN96心.42F 4230N = = =470kNn 92.承臺厚度及受沖切承載力驗算為防止承臺產(chǎn)生沖切破壞，承臺應(yīng)具有一定的厚度，初步設(shè)計承臺厚0.8m,承臺底保護層厚60mm，貝U ho= 800-60= 740mm。分別對柱邊沖切和角樁沖切進行計算，以驗算承臺厚度的合理性。(1

10、)柱對承臺沖切。承臺受樁沖切的承載力應(yīng)滿足下式:Fi 2Pox(bc +aoy HPoy(hc +aox 陸pfh由于 F, =F -S Ni =4230-0=4230kN，則沖跨比為gx= 1.0。沖切系數(shù)為P0x0ya0x0.375hoa0y0.74= 0.507h00.84沐 +0.20.840.74= 1.351a1.00.840.507+0.20.84扎 oy+0.21.0+ 0.2= 1.19= 0.72 p0x(bc +a0y ) + p0y (he +a0x )Bhp fth。=2x 1.19x(0.4 + 1.0)+0.7x(0.4 + 0.3*1x1430x0.74=456

11、3kNF, (= 4230kN )故厚度為0.8m的承臺能夠滿足柱對承臺的沖切要求。(2)角樁沖切驗算,承臺受角樁沖切的承載力應(yīng)滿足下式:滬(C12 ”hpfth。a1 x由于N, =Nmax =527.55kN，從角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣距離為G =C2 = 0.625ma1x=0.375ma1ya1xh0a1yh。=0.74m0.3750.740.3750.74= 0.507= 0.507/1x c2p1xa1y0.560.56沐 +0.20.56Z,y +0.2中P1y0.507 +0.2 0.790.560.507 + 0.2 = 0.79LaP hp ft h0011430.74= 0

12、.79x 0.625 +03750.79/0.625 +L V 2 丿 V.= 1358kN A Nmax (=527.55kN )故厚度為0.8m的承臺能夠滿足角樁對承臺的沖切要求。3. 承臺受剪承載力計算承臺剪切破壞發(fā)生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處，對于11截面,a0y1 0幾0y弋=而35（介于0.25 3之間）剪切系數(shù)=d=0.74A+11.35 + 1受剪切承載力高度影響系數(shù)計算：由于h0 Nmax(=58285kN )故樁身軸向承載力滿足要求。1. 4. 5樁身構(gòu)造設(shè)計樁身按構(gòu)造要求配筋，選 曲14的HRB400級鋼筋通長配筋；箍筋選用 如的HRB300級鋼筋，間距200mm,

13、距樁頂2m范圍內(nèi)間距50mm,距樁頂24m 范圍內(nèi)間距100mm。采用打入法沉樁，樁頂設(shè)置三層 6 50鋼筋網(wǎng)，層距 50mm,樁尖所有主筋應(yīng)焊接在一根圓鋼上，樁尖 0.6m范圍內(nèi)箍筋加密，間距 50mm,樁身主筋混凝土保護層厚30mm。1. 4. 6吊裝驗算由于樁的長度不大，樁身吊裝時采用二點起吊，吊點位置如右下圖所示。起吊點距樁兩端距離為a =0.2071 =0.20711 =2.28m則起吊時樁身最大彎矩為M1 =0.0 2 水勺2=0.0214咒1.3咒(0.45225)d4.3 咒 450 咒 25.79 咒 !。一25792丿= 65.90d06N rnm= 6590kN m所以MuM1故樁身配筋滿足吊裝要求。1. 4. 7估算、軸線柱下樁數(shù)1.樁數(shù)佑算設(shè)計、軸線下樁基礎(chǔ)的方法與軸線下相同，基樁極限承載力特征值為978.03kN,基樁豎向承載力特征值為 489.02kN。軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為 Fk=2920kN、Mk=304kN - m、Vk=192kN。根據(jù)軸荷載初步估計軸柱下樁數(shù)，即Fk 2920n =R 489.02 5.97則軸下設(shè)計樁數(shù)為6根。軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為 Fk=3860kN、Mk=285kN - m、Vk=202kN。根據(jù)軸荷載初步估計軸柱下樁數(shù)，即n