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土木工程基础工程课程设计计算书学 院 土木与交通学院 专 业 11土木工程1班 学生姓名 邓尚杰 学生学号 201130130203 指导教师 刘叔灼 陈俊生 提交日期 2015年 3月 6日第一章 地基情况各土层主要指标如下:杂填土: =17.0kN/m3。粘土: =18.5kN/m3, =9.0kN/m3, fak=165kPa, Es1-2=5.9MPa, qsia=20kPa, e0=0.88。淤泥: fak=35kPa, Es1-2=1.96MPa, qsia=6kPa。砂质粘土: qsia=40kPa。全风化花岗岩: qsia=45kPa。强风化花岗岩: qsia=100kPa, qpa=4500kPa。第二章 矩形联合基础设计资料已知某住宅楼梯间两梯柱柱距2.5m,柱截面均为300300mm2,相应于荷载效应基本组合时作用于基础顶面的柱荷载设计值均为F=680kN。计算书选用C20混凝土,HRB335级钢筋1 选择地基持力层,确定基础埋深:初选埋深d=1m(从室外地面起算),以粘性土为持力层。2 计算地基承载力特征值:试算,由埋深d=1m0.5m,此层为粘土层,b=0,d=1,fa=fak+bb-3+dmd-0.5=165+0+118.51-0.5=174kPa3 初选基底尺寸:A=Fkfa-Gd+whw=(6802)/1.35174-201+0=6.5m2试选长度为5m,则宽度为6.5/4=1.6m,取b=2m。4 验算软弱下卧层承载力,确定基底尺寸:Es1/Es2=5.9/1.96=3,z/b=3.2/2=1.60.5,查表的=23,tan=0.424,pk=Fk+GkA=100742.5+201=120.7kPafa=174kPa下卧层顶面处附加应力:z=lb(pk-cd)l+2ztan(b+2ztan)=52(120.7-0.517-0.518.5)5+23.20.424(2+23.20.424)=28.3kPa下卧层顶面处的自重应力:cz=0.517+0.718.5+39=48.5kPa下卧层承载力特征值:m=czd+z=48.51+3.2=11.5kN/m3faz=fak+dmd-0.5=35+111.54.2-0.5=77.6kPa验算cz+z=76.8kPaFl(可以)受剪切承载力验算:取柱1冲切破坏锥体底面边缘处截面为计算截面,该截面的剪力设计值为:V=2720.645=175.44kNh=(800800)0.25=1.00.7hftbh0=0.71.0110020.455=700.7kN175.44kN(可以)7 纵向和横向配筋计算:7.1纵向配筋柱间负弯矩Mmax=0kNm,所需钢筋面积按对称取:基础顶面配818(As=2036mm2)最大正弯矩M=212.5kNm,所需钢筋面积为:As=212.51060.9300455=1729.7mm2基础底面配818(As=2036mm2)7.2横向钢筋取柱1处等效梁宽为:ac1+1.5h0=0.3+1.50.455=0.98mM=0.56802(2-0.32)2=122.8kNmAs=122.81060.9300(455-12)=1027mm2折成每米板宽内的配筋面积为:1027/0.98=1048mm2/m基础底面横向柱下等效部分配 12100(As=1131mm2),其余部分配 12200,顶面按构造配均布8250。8 配筋图详见图纸第三章 预应力混凝土管桩基础设计资料已知某柱截面尺寸为600600mm2,柱传给基础的荷载设计值F=6800kN,M=550kNm,管桩选用PHC400A型。HPC400A管桩外径d为400mm,壁厚t为95mm。承台选用C30混凝土,HRB335级钢筋取fy=300N/mm21 初定承台埋深和桩长初选埋深1.5m,桩端伸入强风化岩3d=1.2m,桩顶深入承台100mm2 按经验公式计算单桩竖向承载力特征值Ra Ra= pqpaAp+usiqsiali =1.22545000.1256+1.261.00.8202.7+1.01.0368.8+1.01.11408+0.851.13452.4+1.051.181001.2=1581kN1600kN3 确定桩数,布桩,确定承台平面尺寸:nFkRa=6800/1.351581=3.2根,暂取4根长度方向桩距1.2m,宽度方向桩距1.2m,桩中心线至边线的距离为0.6m,承台长2.4m,宽均为2.4m。暂取承台埋深1.5m,承台高度h为1.2m,钢筋保护层取150mm,则承台有效高度为h0=1050mm。4 桩顶荷载桩顶平均竖向力:Qk=Fk+Gk4=68001.35+202.42.41.54=1302kNRaQkminkmax=QkMkxmaxxi2=1302550/1.350.640.621472kN0符合单桩承载力验算。按荷载设计值计算内力:N=Fn=68004=1700kNNminmax=NMxmaxxi2=17005500.640.62=1929kN1471kN5 承台受冲切、受剪切承载力验算5.1承台受冲切:冲切力Fl=F-N=6800-0=6800kN圆桩转方柱,转换方柱边长为314mm。受冲切承载力截面高度影响系数hp=1-0.1/1200(1200-800)=0.967a0x=a0y =143mmFl(可以)5.2角柱冲切:c1=c2=0.757m,a1x=a0x,1x=0x,a1y=a0y,1y=0y,1x=0.561x+0.2=0.560.2+0.2=1.4,1y=0.561y+0.2=0.560.2+0.2=1.4 1xc2+a1y/2+1yc1+a1x/2hpfth0=1.40.757+0.21/2+1.40.757+0.21/20.96714301.05=3504kNNmax(可以)6 承台受剪切承载力hs=(8001050)0.25=0.9346.1对于I-I斜截面:x=0x=0.2剪切系数=1.75x+1=1.750.2+1=1.35hsftb0h0=0.9341.3514302.41.05=4532kN2Nmax=3858kN(可以)6.2对于II-II斜截面:y=0y=0.2剪切系数=1.75y+1=1.750.2+1=1.35hsftb0h0=0.9341.3514302.41.05=4532kN2N=3400kN(可以)7 局部承压计算7.1柱下局部承压:Ab=(3bc)2=(3600)2=3240000mm2Al=6002=360000mm2l=AbAl=3240000360000=31.35clfcAln=1.351314.3360000=20849kNFl=6800kN(可以)7.2角桩局部承压:Ab=(400+2400)24=1130973mm2Al=40024=125663mm2l=AbAl=1130973125663=31.35clfcAln=1.351314.3125663=7278kN1929kN(可以)8 承台受弯计算Mx=Niyi=217000.6-0.3=1020kNmAs=10201060.93001050=3598mm2选用1220(As=3770mm2),沿平行y轴方向均匀布置;My=Nixi=219290.6-0.3=1157kNmAs=11571060.93001050=4081mm2选用1320(As=4085mm2),沿平行x轴方向均匀布置。9 配筋图详见图纸
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