基礎(chǔ)課設(shè)指導(dǎo)書07

1、遼寧工業(yè)大學(xué)土木工程專業(yè)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計指導(dǎo)書院（系）:土木建筑學(xué)院教研室：結(jié)構(gòu)教研室指導(dǎo)專業(yè)（方向）：建筑工程樁基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容樁基礎(chǔ)是埋深較大、以下部堅實土層或巖層作為持力層的基礎(chǔ)，其作用是把所承受的荷載相對集中地傳遞到地基的深層。樁基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容包括：（1）確定樁的截面尺寸和長度，確定承臺埋深；（2）單樁配筋設(shè)計和計算；（3）確定樁數(shù)和樁的平面布置；（4）承臺結(jié)構(gòu)計算（沖切、受剪和受彎）及設(shè)計；（5）樁基沉降計算（6）繪制樁及承臺施工圖。二、 樁基礎(chǔ)設(shè)計方法（一）基樁可按下列規(guī)定分類1 按承載性狀分類：1）摩擦型樁：摩擦樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力承受，樁 端阻力小到可忽略

2、不計；端承摩擦樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力 承受。2）端承型樁： 端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁端阻力承受，樁 側(cè)阻力小到可忽略不計；摩擦端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁端阻力 承受。2 按成樁方法分類：1）非擠土樁：干作業(yè)法鉆（挖）孔灌注樁、泥漿護壁法鉆（挖）孔灌注樁、套管護 壁法鉆（挖）孔灌注樁；2）部分擠土樁：長螺旋壓灌灌注樁、沖孔灌注樁、鉆孔擠擴灌注樁、 攪拌勁芯樁、預(yù)鉆孔打入（靜壓）預(yù)制樁、打入（靜壓）式敞口鋼管樁、 敞口預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁和 H 型鋼樁；3）擠土樁：沉管灌注樁、沉管夯（擠）擴灌注樁、打入（靜壓）預(yù) 制樁、閉口

3、預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁和閉口鋼管樁。3 按樁徑（設(shè)計直徑 d ）大小分類：1）小直徑樁：d 800mm（二）樁基設(shè)計原則 樁基是由樁、土和承臺共同組成的基礎(chǔ)，應(yīng)考慮樁、土、承臺的共同工 作。樁基設(shè)計應(yīng)按變形控制設(shè)計。 樁基設(shè)計應(yīng)滿足的基本條件：(1) 單樁承受的豎向荷載不宜超過單樁豎向承載力特征值；(2) 樁基礎(chǔ)的沉降不得超過建筑物的沉降允許值；(3) 對位于坡地岸邊的樁基穩(wěn)定性驗算。(三) 單樁豎向承載力取決于樁身材料的強度和地層的支承力兩方面(1) 按樁身材料的強度計算，計算低樁承臺樁基的單樁承載力時，按軸 心受壓桿件計算(縱向彎曲系數(shù)為1)公式：QApflc(2) 地層的支承力對地基基礎(chǔ)設(shè)計

4、等級為丙級的建筑，可采用靜力觸探及標貫試驗方 法確定。初步設(shè)計時，單樁豎向承載力特征值可按下式估算：Ra 二 qpaApqsiah(3) 樁的主筋應(yīng)經(jīng)計算確定。打入式預(yù)制樁的最小配筋率不宜小于 0.8%;靜壓預(yù)制樁的最小配筋率不宜小于 0.6%;灌注樁最小配筋率不 宜小于0.2%0.65% (小直徑樁取大值)。受水平荷載和彎矩較大的樁，配筋長度應(yīng)按計算確定。樁基承臺下存在淤泥、淤泥質(zhì)土或液化土層時，配筋長度應(yīng)穿過 淤泥、淤泥質(zhì)土層或液化土層。坡地岸邊的樁、8度及8度以上地震區(qū)的樁、抗拔樁、嵌巖樁應(yīng) 通長配筋。樁徑大于600mm的鉆孔灌注樁，構(gòu)造鋼筋的長度不宜小于樁長 的 2/3。配筋長度：1)

5、3)4)2)(四) 樁的平面布置(1) 樁的根數(shù)當樁基為軸心受壓時，樁數(shù)n應(yīng)按下式計算：Fk +GkRa(2) 樁的平面布置樁的平面布置可采用對稱式、梅花式、行列式和環(huán)狀排列。布置樁 位時，樁的間距(中心距)一般米用 34樁徑。柱下獨立承臺布樁方法舉例：/4（五）承臺結(jié)構(gòu)計算和設(shè)計承臺的作用是將各樁聯(lián)成一整體，把上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整分 配于各樁。樁基承臺分柱下獨立承臺、 柱下或墻下條形承臺（梁式承臺）、筏 板承臺和箱形承臺。承臺應(yīng)進行受彎、受沖切、受剪切和局部承壓承載力計 算。1. 承臺設(shè)計內(nèi)容：1）選擇承臺材料及強度等級2）幾何形狀及尺寸3）結(jié)構(gòu)承載力驗算4）構(gòu)造要求2承臺結(jié)構(gòu)計算包

6、括：（1）受剪計算 公式 V乞丘計tbA沖切計算:乞 2lx(bc ay)1y(hcaox)：hpftho包括一種是柱對承臺的沖切， 一種是角樁對承臺的沖切 柱對承臺沖切FiFi沖切系數(shù):0.840y 0.2-0y0.840x 0.2沖跨比:a0x0yho飛-高度影響系數(shù)，h : 800,取1.0; h 一 2000,取0.9 角樁對承臺的沖切多樁矩形承臺：Nl r：1x(2；y)1y(C1?)行pfth。沖切系數(shù)：_0.561x 0.20.51Y0.2沖跨比：1xa1xha1yh。二樁二角形承臺：底部角樁：Ni 訓(xùn)1(2c +B5611 1x 0.2日1 R a11)tan廳一訂也頂部角樁

7、Ni乞-12(202 - ai2)ta飛帥。12_0.56-12 0.2(3)受彎計算：a)柱下多樁矩形承臺柱邊或臺階邊緣：-IMx =送Ni Yi等腰三樁承臺M 二也(s 3c)M34b）柱下三樁承臺 等邊三樁承臺（4）局部受壓計算計算公式：Fl 丫 o*FI=2400.00kN柱對承臺的沖切滿足規(guī)范要求七、 角樁對承臺的沖切驗算【丨1. NI=max(N1, N2, N3, N4)=600.000kN2.3. 入 1x=a1x/ho1=0.390/0.560=0.696入 1y=a1y/ho1=0.390/0.560=0.6964. 3 1x=0.56/(入 1x+0.2)=0.56/(0

8、.696+0.2)=0.6253 1y=0.56/(入 1y+0.2)=0.56/(0.696+0.2)=0.625C1=C+1/2*bp=0.500+0.320/2=0.660mC2=C+1/2*bp=0.500+0.320/2=0.660m5. 因 h=0.600m 所以 3 hp=1.0Y o*NI=1.0*600.000=600.000kN31x*(C2+a1y/2.0)+3 1y*(C1+a1x/2)*3 hp*ft_b*ho1=0.625*(660+390/2)+0.625*(660+390/2)*1.000*1.43*560 =855.446kN 丫 o*NI=600.000kN

9、角樁對承臺的沖切滿足規(guī)范要求八、承臺斜截面受剪驗算【丨1. 計算承臺計算截面處的計算寬度bx1=Bx=C+2*A+C=0.500+2*0.900+0.500=2.800mbx2=bc+0.100=0.600+0.100=0.700mbxo=1-0.5*h2/ho*(1-bx2/bx1)*bx1=1-0.5*0.200/0.760*(1-0.700/2.800)*2.800=2.524mby1=By=C+2*B+C=0.500+2*0.900+0.500=2.800mby2=hc+0.100=0.600+0.100=0.700mbyo=1-0.5*h2/ho*(1-by2/by1)*by1=1-

10、0.5*0.200/0.760*(1-0.700/2.800)*2.800=2.524m2. 計算剪切系數(shù)1/4因 ho=0.760m 丫 o*Vx=1200.000kNY o*Vy=1.0*1200.000=1200.000kN3 hs*3 y*ft_b*bxo*ho=1.000*1.108*1.43*2523*760=3039.870kN 丫 o*Vy=1200.000kN承臺斜截面受剪滿足規(guī)范要求九、承臺受彎計算【8.5.16-1 】【8.5.16-2 】1. 承臺底部彎矩最大值【】【丨因為 Mdx14=(N1+N4)*(A-1/2*bc)=(600.000+600.000)*(0.90

11、0-1/2*0.600)=720.00kN*mMdx23=(N2+N3)*(A-1/2*bc) =(600.000+600.000)*(0.900-1/2*0.600) =720.00kN*m所以 Mx=max(|Mdx14|, |Mdx23|)=max(|720.00|,|720.00|)=720.00kN*m 因為 Mdy12=(N1+N2)*(B-1/2*hc)=(600.000+600.000)*(0.900-1/2*0.600)=720.00kN*mMdy34=(N3+N4)*(B-1/2*hc) =(600.000+600.000)*(0.900-1/2*0.600) =720.0

12、0kN*m所以 My=max(|Mdy12|, |Mdy34|)=max(|720.00|,|720.00|)=720.00kN*m66/(0.9*760*360)=2924.0mm6/(0.9*760.000*360)=2924.0mm2. 計算配筋面積Asx=Y o*Mx/(0.9*ho*fy)=1.0*720.00*102Asx1 =Asx/By=2924.0/3=1 044mm 2/mAsy=Y o*My/(0.9*ho*fy)=1.0*720.00*102Asy1 =Asy/Bx=2924.0/3=1 044mm 2/m3. 計算最小配筋率受彎最小配筋率為p min=0.150%4.

13、 承臺最小配筋面積2As1min=p min*H*1000=0.150%*800*1000=1200mm2因As1minAsx1 所以 承臺底面 x方向配筋面積為 1200mm2/m 選擇鋼筋 f14125, 實配面積為 1232mm2/m。2 因As1minAsy1 所以 承臺底面y方向配筋面積為 1200mm/m 選擇鋼筋 f14125, 實配面積為 1232mm2/m。十、柱對承臺的局部受壓驗算【丨所以不用驗算柱下承臺因為承臺的混凝土強度等級大于等于柱的混凝土強度等級， 頂面的局部受壓承載力。I一、樁對承臺的局部受壓驗算【丨所以不用驗算樁上承臺因為承臺的混凝土強度等級大于等于樁的混凝土強

14、度等級, 局部受壓承載力。七樁樁基承臺計算、設(shè)計依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(GB50007-2002)(GB50010-2002)(JGJ94-94)、示意圖三、計算信息承臺類型：七樁承臺1.幾何參數(shù)矩形柱寬計算類型：驗算截面尺寸bc=600mm矩形柱高hc=600mm圓樁直徑d=400mm承臺根部高度H=800mmx方向樁中心距 A=900mm y方向樁中心距 B=900mm承臺邊緣至邊樁中心距 C=500mm2.材料信息柱混凝土強度等級 承臺混凝土強度等級 樁混凝土強度等級 承臺鋼筋級別：C30 ft_c=1.43N/mm:C30 ft_b=1.43N/mm

15、C30 ft_p=1.43N/mmfc c=14.3N/mmfc b=14.3N/mmfc_P=14.3N/mmHRB400fy=360N/mm3. 計算信息結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：丫 0=1.0縱筋合力點至近邊距離 : as=40mm4. 作用在承臺頂部荷載基本組合值F=4000.000kNMx=0.000kN*mMy=0.000kN*mVx=0.000kNVy=0.000kN四、計算參數(shù)1. 承臺總長 Bx=C+4*A+C=0.500+4*0.900+0.500=4.600m2. 承臺總寬 By=C+2*B+C=0.500+2*0.900+0.500=2.800m3. 承臺根部截面有效高度 h0=

16、H-as=0.800-0.040=0.760mh01=h-as=0.600-0.040=0.560m h2=H-h=0.800-0.600=0.200m4. 圓樁換算截面寬度 bp=0.8*d=0.8*0.400=0.320m五、內(nèi)力計算1. 各樁編號及定位座標如上圖所示 ：1 號樁 (x1=-A=-0.900m, y1=-B=-0.900m)2號樁 (x2=A=0.900m, y2=-B=-0.900m)3號樁 (x3=2*A=1.800m, y3=0)4號樁 (x4=A=0.900m, y4=B=0.900m)5號樁 (x5=-A=-0.900m, y5=B=0.900m)6號樁 (x6=

17、-2*A=-1.800m, y6=0)7號樁 (x7=0, y7=0)2. 各樁凈反力設(shè)計值,計算公式：【丨刀xi=x i2*4+X32*2=9.720m2刀 yi=y i *4=3.240m2 2 2 2N=F/n-Mx*y J 刀yi +My*xM 刀Xi +Vx*H*x 刀Xi -Vy*H*y i/ 刀yiNi=4000.000/7-0.000*(-0.900)/3.240+0.000*(-0.900)/9.720 +0.000*0.800*(-0.900)/9.720-0.000*0.800*(-0.900)/3.240 =57i.429kNN2=4000.000/7-0.000*(-

18、0.900)/3.240+0.000*0.900/9.720 +0.000*0.800*0.900/9.720-0.000*0.800*(-0.900)/3.240 =57i.429kNN3=4000.000/7-0.000*0.000/3.240+0.000*i.800/9.720 +0.000*0.800*i.800/9.720-0.000*0.800*0.000/3.240 =57i.429kNN4=4000.000/7-0.000*0.900/3.240+0.000*0.900/9.720 +0.000*0.800*0.900/9.720-0.000*0.800*0.900/3.240

19、 =57i.429kNN5=4000.000/7-0.000*0.900/3.240+0.000*(-0.900)/9.720 +0.000*0.800*(-0.900)/9.720-0.000*0.800*0.900/3.240 =57i.429kNN6=4000.000/7-0.000*0.000/3.240+0.000*(-i.800)/9.720+0.000*0.800*(-1.800)/9.720-0.000*0.800*0.000/3.240=571.429kNN7=4000.000/7=571.429kN六、柱對承臺的沖切驗算【丨1. 刀 Ni=N7=571.429kN2. aa

20、3. 入 ox= a ox/ho=0.440/0.760=0.579入 oy= a oy/ho=0.440/0.760=0.5794. 3 ox=0.84/(入 ox+0.2)=0.84/(0.579+0.2)=1.0783 oy=0.84/(入 oy+0.2)=0.84/(0.579+0.2)=1.0785. 因 H=0.800m 所以 3 hp=1.0Y o*FI= Y o*(F-刀 Ni)=1.0*(4000.000-571.429)=3428.57kN 2* 3 ox*(hc+ a oy)+ 3 oy*(bc+ a ox)* 3 hp*ft_b*ho =2*1.078*(600+440

21、)+1.078*(600+440)*1.000*1.43*760 =4875.44kN 丫 o*Fl=3428.57kN柱對承臺的沖切滿足規(guī)范要求七、 角樁對承臺的沖切驗算【丨1. Nl=max(N1, N2, N3, N4, N5, N6)=571.429kN2.3. 入 1x=a1x/ho1=0.390/0.560=0.696入 1y=a1y/ho1=0.390/0.560=0.6964. 3 1x=0.56/(入 1x+0.2)=0.56/(0.696+0.2)=0.6253 1y=0.56/(入 1y+0.2)=0.56/(0.696+0.2)=0.625C1=C+1/2*bp=0.5

22、00+0.320/2=0.660mC2=C+1/2*bp=0.500+0.320/2=0.660m5. 因 h=0.600m 所以 3 hp=1.0Y o*Nl=1.0*571.429=571.429kN31x*(C2+a1y/2.0)+31y*(C1+a1x/2)*3hp*ft_b*ho1=0.625*(660+390/2)+0.625*(660+390/2)*1.000*1.43*560 =855.446kN 丫 o*Nl=571.429kN角樁對承臺的沖切滿足規(guī)范要求八、承臺斜截面受剪驗算【丨1. 計算承臺計算截面處的計算寬度 bx1=Bx=C+4*A+C=0.500+4*0.900+0

23、.500=4.600mbx2=bc+0.100=0.600+0.100=0.700m bxo=1-0.5*h2/ho*(1-bx2/bx1)*bx1=1-0.5*0.200/0.760*(1-0.700/4.600)*4.600=4.087m by1=By=C+2*B+C=0.500+2*0.900+0.500=2.800m by2=hc+0.100=0.600+0.100=0.700m byo=1-0.5*h2/ho*(1-by2/by1)*by1=1-0.5*0.200/0.760*(1-0.700/2.800)*2.800=2.524m2. 計算剪切系數(shù) 1/4因 ho=0.760m 丫

24、 o*Vx仁1714.286kN 承臺斜截面 X1 受剪滿足規(guī)范要求驗算 x2 截面承載力Y o*Vx2=1.0*571.429=571.429kN3 hs*3 x2*ft_b*byo*ho=1.000*1.108*1.43*2524*760=3039.870kN 丫 0*Vx2=571.429kN承臺斜截面X2受剪滿足規(guī)范要求驗算 y 截面承載力Y o*Vy=1.0*1142.857=1142.857kN3 hs*3 y*ft_b*bxo*ho=1.000*1.108*1.43*4087*760=4922.751kN 丫 o*Vy=1142.857kN承臺斜截面 Y 受剪滿足規(guī)范要求九、承臺受彎計算【8.5.16-1 】【8.5.16-2 】1.承臺底部彎矩最大值【】【丨因為 Mdx24=(N2+N4)*(A-1/2*bc)=(571.429+571.429)*(0.900-1/2*0.600)=685.71kN*mMdx15=(N1+N5)*(A-1/2*bc)=(571.429+571.429)*(0.900-1/2*0.600)=685.71kN*mMdx3=N3*(2*A-1/2*bc)=571.429*(2*0.900-1/2*0.600)=857.14kN*mMdx6=N6