某輪軸車間預(yù)制柱樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文課程名稱：基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)題目：某輪軸車間預(yù)制柱樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)院系：班級(jí)：設(shè)計(jì)者：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)院（系）:班 號(hào)：院（系）:班 號(hào)：專 業(yè)：任務(wù)起止日期:課程設(shè)計(jì)題目：某輪軸車間預(yù)制柱樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求:工程概況近郊兩跨單層工業(yè)廠房，室內(nèi)、外地面高差0.3m，室外設(shè)計(jì)地面與天然地面一致， 第一跨跨度為30m，有兩臺(tái)50噸橋式吊車，另一跨跨度為24m，有兩臺(tái)30噸橋式吊 車，柱距為12m。預(yù)制中柱截面600X1800mm2，作用于杯口頂面的荷載設(shè)計(jì)值為： F=2990kN，M=10.3X102kNm，V=55.4kN。局部建筑平面如圖1所示

2、，有關(guān)參考標(biāo)高及 參數(shù)如圖2所示。圖1圖1地質(zhì)資料土層分布與物理力學(xué)性質(zhì)如表1所示。表1 土層分布與物理力學(xué)指標(biāo)編號(hào)土層名稱土層厚度（m）Y3 m3O(%)(%)O p (%)eEs (1-2)(kPa)中（度）1粘土1.2518.734.136.921.10.944600182淤泥質(zhì)粘土6.4517.945.338.220.61.20250083粘性土7.0018.730.036.620.00.90580018地下水位在天然地面下很深。設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)中柱鋼筋混凝土預(yù)制樁基礎(chǔ)，并進(jìn)行單樁、承臺(tái)設(shè)計(jì)，驗(yàn)算群樁地基強(qiáng)度。繪制樁基礎(chǔ)承臺(tái)及連梁平面布置圖（1:200）；樁（1:15）和承臺(tái)詳圖（1:30

3、）。平面圖應(yīng)標(biāo)明承臺(tái)及連梁輪廓尺寸、定位尺寸（與軸線關(guān)系）；詳圖應(yīng)標(biāo)明樁和承臺(tái)細(xì)部尺寸、定位尺寸（包括底面標(biāo)高及與軸線關(guān)系）； 編制施工說(shuō)明：包括基坑開(kāi)挖驗(yàn)槽、材料強(qiáng)度等級(jí)及施工注意事項(xiàng)等。設(shè)計(jì)步驟確定樁長(zhǎng)，截面尺寸，承臺(tái)埋深；確定單樁豎向承載力特征值；確定樁數(shù)及布樁；驗(yàn)算樁基中各樁荷載是否滿足有關(guān)規(guī)定；進(jìn)行單樁設(shè)計(jì)；承臺(tái)配筋計(jì)算，沖切驗(yàn)算，杯口尺寸確定等承臺(tái)部分設(shè)計(jì)；繪制施工圖。工作量：設(shè)計(jì)鋼筋混凝土預(yù)制樁基礎(chǔ)，并進(jìn)行單樁、承臺(tái)設(shè)計(jì)，驗(yàn)算群樁地基強(qiáng)度;繪制單樁配筋圖，承臺(tái)配筋圖，剖面圖，樁基礎(chǔ)局部平面圖及施工說(shuō)明；完成課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份；繪制2號(hào)圖一張；配合教師安排進(jìn)行答辯。工作計(jì)劃安排

4、：?jiǎn)卧?：教師布置任務(wù)，熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)備計(jì)算。單元25 :設(shè)計(jì)計(jì)算。單元68：繪圖。單元912:答辯。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）目錄Menu TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 一、確定樁的規(guī)格，求單樁豎向承載力6 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document （一）樁的規(guī)格6 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document （二）單樁豎向承載力（不考慮承臺(tái)效應(yīng)）6 HYPERLINK l bookmark72 o Curren

5、t Document 二、承臺(tái)計(jì)算（考慮承臺(tái)效應(yīng)的單樁承載力特征值）7 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document （一）計(jì)算依據(jù)的規(guī)范和規(guī)程7 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document （二）幾何數(shù)據(jù)及材料7承臺(tái)混凝土等級(jí)7鋼筋等級(jí)7承臺(tái)類型7等距排樁7承臺(tái)做法8柱高和柱寬8 HYPERLINK l bookmark107 o Current Document （三）軸心荷載作用下驗(yàn)算8 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document （四）偏心荷載作用下驗(yàn)算9（五）承臺(tái)沖

6、切驗(yàn)算9（六）承臺(tái)斜截面受剪驗(yàn)算10X方向受剪驗(yàn)算10Y方向受剪驗(yàn)算10（七）受彎計(jì)算11繞Y軸方向彎矩計(jì)算11繞X軸方向彎矩計(jì)算11 HYPERLINK l bookmark125 o Current Document 三、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11 HYPERLINK l bookmark129 o Current Document （一）樁身混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算11 HYPERLINK l bookmark141 o Current Document （二）預(yù)制樁構(gòu)造設(shè)計(jì)12某輪軸車間預(yù)制柱樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、確定樁的規(guī)格，求單樁豎向承載力（一）樁的規(guī)格采用C50混凝土預(yù)制方樁，截面尺寸400 mm x

7、 400 mm。承臺(tái)埋深2.0 m，選擇第三層粘性土作為持力層，樁端進(jìn)入持力層深度4.6m。樁長(zhǎng)L =10 m。樁尖取0.6 m。樁入土深度 L =2.0+ 10.0 + 0.6 = 12.6m。（二）單樁豎向承載力（不考慮承臺(tái)效應(yīng)）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：根據(jù)已知地質(zhì)資料，按規(guī)范經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算確定：Quk = Qsk + Qpk = %工4+ Ap0pk。其中 up = 4 x 0.4 = 1.6 m, Ap = 0.4 x 0.4 = 0.16 m2帶入計(jì)算得：Ra = 924.8kN。由荷載設(shè)計(jì)值，取pk = 135得：Fk = 2214.8kN , 吃=763.0kNm ,匕=41.

8、0kN樁數(shù) n = 1.1F = 1.1x-2990 = 3.56R924.8取 n = 4。樁間距取 3.5d x 3.5 x 400 = 1400mm。二、承臺(tái)計(jì)算(考慮承臺(tái)效應(yīng)的單樁承載力特征值)計(jì)算依據(jù)的規(guī)范和規(guī)程1.1建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2011)1.2混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010)1.3建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50011-2010)1.4建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)1.5建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ 94-2008)1.6鋼筋混凝土承臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)程(CECS 88-97)幾何數(shù)據(jù)及材料承臺(tái)混凝土等級(jí)承臺(tái)混凝土等級(jí)為C50；抗壓強(qiáng)度f(wàn)c

9、 = 23.1 MPa；抗拉強(qiáng)度f(wàn)t = 1.89 MPa。鋼筋等級(jí)鋼筋等級(jí)為HRB335；強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy = 300 MPa；縱筋合力點(diǎn)至近邊距離氣=70 mnh承臺(tái)類型承臺(tái)類型選擇4樁承臺(tái)。不等距排樁等距排樁，樁間距Sx =2600 mm，S =1400 mm，X向樁至承臺(tái)邊距 Wx = 400 mm, Y向樁至承臺(tái)邊距Wy = 400 mm。5.承臺(tái)做法圖1樁基礎(chǔ)承臺(tái)平面圖1:30承臺(tái)做法選擇矩形承臺(tái)，承臺(tái)高h(yuǎn) = 900mm，柱頂伸入承臺(tái)底50mm，柱身鋼筋插入承臺(tái)的錨固長(zhǎng)度為35d = 35 x16 = 560mm、k 、1000mm 1.2h + 50 = 1.2 x 400 +

10、50 = 530mm杯曰尺寸：插入杯曰深度為0.05 x 10000 = 500mm杯底厚度 a1 = 570mm 150 + 50 = 200mm，杯口壁厚取 150mm則承臺(tái)長(zhǎng)邊：a = 2200 + 2 x (400 + 200) = 3400mm，短邊：b = 1000 + 2 x (400 + 200) = 2200mm。暫取底面尺寸3400mm x 2200mm，承臺(tái)底墊層取混凝土 C10，厚度70mm，左右伸出承臺(tái)50mm。柱高和柱寬柱高 Hc = 1800 mm，柱寬 Bc = 600 mm。軸心荷載作用下驗(yàn)算取承臺(tái)及其上土的平均重度Y = 20 kN/m 3GQk = (F

11、+ Gk)/n = (2214.8 + 20 x 2.2x3.4x 2)/4 = 628.5kN 924.8kN滿足要求。（四）偏心荷載作用下驗(yàn)算偏心荷載作用下公式：Q =Q , (吃 + 叩)尤 max = 628.5 + (763. + 坦 X 1.592) x 1.3 max kx22 X 0.72 + 2 X 1.32min=875.5kN 0（五）承臺(tái)沖切驗(yàn)算柱邊沖切2990N = -990 = 747.5kN4(M + Hh) x TOC o 1-5 h z N = N -xmax x 2mini(1030 + 55.4x 1.592)x 1.3=747.5 kN2 x 0.72

12、+ 2 x 1.32=747.5 土 300.0kN=1047.5 kN447.5 kN沖切力：七=F- N = 2990-0 = 2990kN取保護(hù)層厚度70mm，則h0 = 830mm a = 0mm 0.25h = 207.5mm，則a = 207.5mm，a = 400mm.沖跨比及相應(yīng)系數(shù)計(jì)算B =1 1 0.9 x (900 - 800) = 0.992 hp 2000 - 800Aox月oxAoAox月oxAoy月oy% = 0.25 ho= 1.87A + 0.2a0.4 F = 2990kN (可以)i角樁向上沖切=c = 0.6m,2P1xP1 y0.56人 + 0.2lx

13、0.56056 = 2.8=c = 0.6m,2P1xP1 y0.56人 + 0.2lx0.56056 = 2.80.20.56= 0.82氣 + 0.2 0.48 + 0.2(P (c + a /2) + P (c + a /2)p fh = 2.8x(0.6 + 0.4/2) + 1x(0.6 + 0)x0.992x1890 x0.83 1x 21 y1y 11xhp t 0=4201kN N = 1047.5kN（六）承臺(tái)斜截面受剪驗(yàn)算1. X方向受剪驗(yàn)算P =(迎)4 = 0.991 hs 830P Pfb h = 0.851x1.182x1890 x 2.2x 0.991 = 347

14、2kN 2N = 1495kN2.Y方向受剪驗(yàn)算P2.Y方向受剪驗(yàn)算Phs=滯=0.991X = X = 0.25 2 N = 1495kN（七）受彎計(jì)算1.繞Y軸方向彎矩計(jì)算M = N x = 2 x 1047.5 x 0 = 0kN - mA =- =0X106= 0mm2s 0.9 f h0.9 X 300 X 830最小配筋率&廣。.15%A = 3400 x 1100 x 015% = 5610 mm 2選用23B18，A = 5842mm2，沿平行x軸布置。 s繞X軸方向彎矩計(jì)算M =Z Ny = 2x747.5x0.4 = 598kNm. MA =. MA =xs0.9 f h5

15、98x1060.9 x 300 x 830=2668mm 2A = A = 2200 x 1700 x 015% = 5610mm 2選用15B22，A = 5700mm2，沿平行y軸布置 s為滿足錨固長(zhǎng)度要求，鋼筋兩端均向上彎折，彎折段長(zhǎng)度為200mm。0000圖2承臺(tái)施工圖三、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）樁身混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算樁身強(qiáng)度應(yīng)符合下式規(guī)定:G = 2.2 x 3.4 x 0.9 x 25 + 0.4 x 0.4 x10 x 25 x 4 = 328.3kNGQ = N + - = 1047.5 + 82.1 = 1129.6kN A f = 0.75 x 0.4x 0.4 x 23.1x103

16、 = 2772kN 1129.6kN（二）預(yù)制樁構(gòu)造設(shè)計(jì)最小配筋率 p. = 0.8%, A = 0.8% x 400 x 400 = 1280mm2樁身用8根直徑16的HRB335級(jí)鋼筋通長(zhǎng)配置，箍筋選用A8，間距150 mm，距 離樁頂端800 mm范圍內(nèi)，間距50 mm，800mm-1800mm范圍內(nèi)間距100 mm，距離樁 尖2000 mm范圍內(nèi)間距100 mm，其余部位間距150mm。吊樁起吊位置適當(dāng)加密。樁尖 600 mm采用螺旋箍筋，并在軸心部位加直徑40mm的鋼柱可靠錨固。采用打入法沉樁，樁頂設(shè)置3層A850鋼筋網(wǎng)片，層距50 mm。10000600100圖1000060010

17、0圖3混凝土預(yù)應(yīng)力樁構(gòu)造示意圖四、施工說(shuō)明基坑開(kāi)挖驗(yàn)槽根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙檢查基槽的開(kāi)挖平面位置、尺寸、槽底深度；檢查是否與設(shè)計(jì)圖紙 相符，開(kāi)挖深度是否符合設(shè)計(jì)要求；仔細(xì)觀察槽壁、槽底土質(zhì)類型、均勻程度和有關(guān)異常土質(zhì)是否存在，核對(duì)基坑土質(zhì) 及地下水情況是否與勘察報(bào)告相符；檢查基槽之中是否有舊建筑物基礎(chǔ)、古井、古墓、洞穴、地下掩埋物及地下人防工 程等；檢查基槽邊坡外緣與附近建筑物的距離，基坑開(kāi)挖對(duì)建筑物穩(wěn)定是否有影響；檢查核實(shí)分析釬探資料，對(duì)存在的異常點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)核檢查。材料等級(jí)承臺(tái)采用C50混凝土，配置HRB335鋼筋選用23根直徑18mm的HRB335鋼筋，沿平行y軸方向均勻布置。選用15根直徑22mm的HRB335鋼筋，沿平行x軸方向均勻布置。承臺(tái)下墊層采用C10混凝土，不配置鋼筋。墊層厚度70mm，每側(cè)超出承臺(tái)尺寸 50mm?；炷令A(yù)制樁采用C50混凝土，配置HRB335鋼筋、HPB235箍筋整個(gè)截面主筋為8根直徑16mm的HRB335鋼筋。