基础设计例题
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桩基础设计计算书例题桩基础设计计算书是土木工程中的重要文件,用于评估和确定桩基础的尺寸、长度和承载能力。
下面是一个例题及其相关参考内容:例题:设计一个单桩基础,直径为0.6m,承载力要求为2500kN,地下水位0.5m,土壤类型为粘土。
步骤1:确定设计桩长根据土壤类型和地下水位,选择适当的桩长计算方法。
参考内容:- 使用管理规程 GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》中的方法计算桩长- 当地下水位低于地面以上1m时,桩长计算公式为L = H + 1.5B + D- 当地下水位高于地面以上1m时,桩长计算公式为L = H + B + D其中,L为设计桩长,H为地下水位深度,B为土壤的冻土深度,D为桩基础埋置深度。
- 根据相关地方标准或规范,确定特定土壤类型下的桩长计算方法,如国家标准DL/T 5044-2006《建筑地基检测与设计规范》的相应规定。
步骤2:计算桩的抗力参考内容:- 根据桩基础的尺寸、土壤类型和设计桩长,查找或计算相应的桩基础抗力表或计算方法,如《桩基础设计手册》等。
- 考虑桩基础在受压和受拉情况下的承载能力,并根据土壤的特性来计算桩的侧阻力、端阻力和摩擦力等。
- 对于复杂或独特的情况,可能需要进行现场试验或数值模拟等方法以获得更准确的桩抗力数据。
步骤3:校核桩基础的承载力参考内容:- 根据设计的承载力要求,计算桩基础的承载力,包括桩身的承载力和桩顶的承载力。
- 根据相关规范和标准,进行桩基础的稳定性和安全性校核,确保桩基础在不同条件下的承载能力满足设计要求。
- 通过安全系数的计算,评估桩基础在不同荷载工况下的安全性。
步骤4:绘制桩基础平面和纵断面图参考内容:- 绘制桩基础平面和纵断面图,清晰地表示出桩的布置、尺寸和埋置深度等。
- 在图纸中注明每根桩的编号和相应的设计参数。
- 根据需要,注明桩基础与其他结构的连接方式和构造细节。
综上所述,这个例题中涵盖了桩基础设计计算书中的关键步骤和参考内容。
例1:某柱下独立基础,基础底面尺寸3.0m ×2.5m ,上部结构传至基础的荷载效应:轴向荷载KN F k 1650=,基础埋深1.5m (不考虑相邻基础荷载的影响)。
解:基底压力计算:KPa A G F p k k k 2505.20.35.15.20.3201650=⨯⨯⨯⨯+=+= 基底附加应力:KPa p p c k 222195.12500=⨯-=-=σ按《建筑地基基础设计规范》,无相邻荷载影响,基础宽度1~30m 范围内,有地基变形沉降计算深度:m b b z n 33.5)5.2ln 4.05.2(5.2)ln 4.05.2(=-⨯=-=计算地基最终变形量的沉降经验系数由计算深度范围内土层压缩模量的当量值确定。
其压缩模量的当量值:∑∑=-siii s E A A E i A 为附加应力图形面积011)(p z z A i i i i i ••-•=----αα 基底下6m 深度内主压缩层有两层土:基础按矩形基础,2.15.2/0.3/==b l ,查表基础底面处:00=z ;查均布矩形基础角点下的平均附加应力系数表,得到: 25.00=-α粘土层底面: 15.2/5.2/,5.21===b z z ,查表1822.02=-α基础底面下6m 处:4.25.2/6/,61===b z z ,查表1036.03=-α 00000111822.1)01822.045.2()(p p p z z A =•-⨯⨯=••-•=--αα000112226644.0)1822.045.21036.046()(p p p z z A =•⨯⨯-⨯⨯=••-•=--ααMPa E A A E si ii s 0.52.76644.05.4822.16644.0822.1=++==∑∑- 地基沉降经验系数:2.1)45(470.13.13.1=-⨯---=s ψ例2:某建筑场地,地质资料如下:地表下第一层土为杂填土,厚2m ,重度16KN/m 3;第二层土,粉土厚4.5m ,粘粒含量%14=c ρ,饱和重度19.6KN/m 3,E s =7.2MPa ,试验测得地基承载力特征值KPa f ak 165=;其下为较厚的淤泥质粘土:重度19KN/m 3,E s =2.4MPa ,地基承载力特征值KPa f ak 85=。
基础工程课程设计例题一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握基础工程的基本概念、原理和设计方法,培养学生解决实际工程问题的能力。
具体目标如下:1.掌握基础工程的基本概念和分类;2.理解基础工程的设计原理和方法;3.熟悉常见的基础工程设计规范。
4.能够运用基础工程原理分析和解决实际工程问题;5.能够进行基础工程的设计和计算;6.能够撰写基础工程的设计报告。
情感态度价值观目标:1.培养学生的工程意识和创新精神;2.培养学生对基础工程安全的重视;3.培养学生对工程环境的保护意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.基础工程的基本概念和分类:包括基础工程的定义、作用、分类及其特点。
2.基础工程的设计原理和方法:包括基础设计的依据、原则和方法,以及不同类型基础的设计计算。
3.常见的基础工程设计规范:包括各类基础工程的规范要求和相关标准。
三、教学方法为了实现教学目标,我们将采用以下教学方法:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握基础工程的基本概念、原理和设计方法。
2.案例分析法:通过分析实际工程案例,使学生了解基础工程在实际工程中的应用和解决实际问题的能力。
3.实验法:通过实验操作,使学生掌握基础工程的实验方法和技能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威的基础工程教材,作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书:提供相关的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作精美的PPT和教学视频,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:准备齐全的实验设备,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,我们将采用以下评估方式:1.平时表现:通过学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等表现,评估其对基础工程的理解和应用能力。
2.作业:布置适量的作业,要求学生独立完成,以评估其对基础工程知识和设计方法的应用能力。
3.考试:进行期中和期末考试,以评估学生对基础工程知识的掌握程度。
目录课程设计任务书 (1)教学楼首层平面图 (4)工程地质条件表 (5)课程设计指导书 (6)教学楼首层平面大图 (19)《地基与基础》课程设计任务书一、设计目的1、了解一般民用建筑荷载的传力途径,掌握荷载计算方法;2、掌握基础设计方法和计算步骤,明确基础有关构造;3、初步掌握基础施工图的表达方式、制图规定及制图基本技能。
二、设计资料工程名称:中学教学楼,其首层平面见附图。
建筑地点:标准冻深:Z0 =地质条件:见附表序号工程概况:建筑物结构形式为砖混结构,采用纵横墙承重方案。
建筑物层数为四~六层,层高 3.6m,窗高 2.4m,室内外高差为0.6m。
教室内设进深梁,梁截面尺寸b×h=250×500mm,其上铺钢筋混凝土空心板,墙体采用机制普通砖MU10,砂浆采用M5砌筑,建筑物平面布置详见附图。
屋面作法:改性沥青防水层20mm厚1:3水泥砂浆找平层220mm厚(平均厚度包括找坡层)水泥珍珠岩保温层一毡二油(改性沥青)隔气层20mm厚1:3水泥砂浆找平层预应力混凝土空心板120mm厚(或180mm厚)20mm厚天棚抹灰(混合砂浆),刷两遍大白楼面作法:地面抹灰1:3水泥砂浆20mm厚钢筋混凝土空心板120mm厚(或180mm厚)天棚抹灰:混合砂浆20mm厚刷两遍大白材料重度:三毡四油上铺小石子(改性沥青)0.4KN/m2一毡二油(改性沥青)0.05KN/m2塑钢窗0.45KN/m2混凝土空心板120mm厚 1.88KN/m2预应力混凝土空心板180mm厚 2.37KN/m2水泥砂浆20KN/m3混合砂浆17KN/m3浆砌机砖19KN/m3水泥珍珠岩制品4KN/m3钢筋混凝土25 KN/m3屋面、楼面使用活荷载标准值附表—2注:表中使用活荷载仅用于教学楼,黑龙江省建筑地基基础设计规范地基承载力特征值表三、设计要求1、结构布置方案:中学教学楼结构类型为砖混结构,纵墙承重方案。
2、基础方案:采用墙下钢筋混凝土条形基础3、基础材料:混凝土采用C20,钢筋采用HPB235级。
矩形联合基础设计例题摘要:一、矩形联合基础设计例题简介1.例题背景2.设计要求二、矩形联合基础设计例题解析1.基础结构形式2.设计计算方法3.设计过程详解a.确定基础尺寸b.计算基础承载力c.校核基础稳定性d.确定配筋三、矩形联合基础设计例题总结1.设计关键点2.注意事项3.应用范围正文:矩形联合基础设计例题是建筑设计中常见的基础类型之一,它具有结构简单、施工方便等优点。
本文将详细解析矩形联合基础设计例题,以帮助读者更好地理解和应用这一设计方法。
一、矩形联合基础设计例题简介矩形联合基础设计例题主要应用于多层框架结构、框架- 抗震墙结构等建筑,设计要求包括满足建筑物的承载能力、稳定性和使用要求。
在设计过程中,需要综合考虑基础的结构形式、材料性能、施工技术等多方面因素。
二、矩形联合基础设计例题解析1.基础结构形式矩形联合基础通常由混凝土或钢筋混凝土构成,其横截面为矩形,具有较高的抗弯、抗剪承载力。
基础底面通常为矩形或圆形,以适应不同类型的建筑场地。
2.设计计算方法矩形联合基础设计例题的主要计算方法包括:a.计算基础底面积,满足建筑物的荷载分布要求;b.计算基础承载力,根据基础材料性能、深度等因素综合确定;c.校核基础稳定性,确保基础在施工和使用过程中不会发生倾斜、沉降等现象;d.确定配筋,根据基础尺寸、荷载大小等因素合理配置钢筋,以提高基础的抗弯、抗剪承载力。
3.设计过程详解首先,根据建筑物的荷载分布,确定基础底面积。
通常情况下,基础底面积应大于等于建筑物荷载分布面积。
其次,计算基础承载力。
根据基础材料性能、深度等因素,可采用弯矩法、剪力法等方法计算基础承载力。
接着,校核基础稳定性。
根据基础底面积、基础深度、土层性质等因素,计算基础的稳定性,确保基础在施工和使用过程中不会发生倾斜、沉降等现象。
最后,确定配筋。
根据基础尺寸、荷载大小等因素,合理配置钢筋,以提高基础的抗弯、抗剪承载力。
三、矩形联合基础设计例题总结矩形联合基础设计例题在建筑设计中应用广泛,设计过程中需要关注的关键点包括基础尺寸、承载力计算、稳定性校核和配筋。
天然地基上浅基础的设计例题一、地基承载力计算【例题3-1】某粘土地基上的基础尺寸及埋深如例图3-1所示,试按强二、地基承载力验算(基底尺寸确定)【例题3-2】试确定例图3-2所示某框架柱下基础底面积尺寸。
212~5.90.22075.2241600)4.1~1.1()4.1~1.1(75.22475.24200)5.02(5.160.1200)5.0(m d f F A kPad f f G a k m d ak a =⨯-⨯=-==+=-⨯⨯+=-+=γγη由于力矩较大,底面尺寸可取大些,取b=3.0m ,l =4.0m 。
(2)计算基底压力kPa W M P P kPad bl F P k k k G k k 8.358.3106/4321208603.1733.1732204316002minmax =⨯⨯+±=±==⨯+⨯=+=γ(3)验算持力层承载力不满足KPaKPa f KPa P KPaf KPa P a k a k 8.2698.2242.12.18.3108.2243.173max =⨯=>==<=(4)重新调整基底尺寸,再验算,取=l 4.5mkPa f kPa P P kPa f KPa P a k k a k 2.2692.11.2676.1085.1586/5.4321208608.2245.1582205.4316002max =<=+=⨯⨯++==<=⨯+⨯=则所以 取b=3.0m ,l =4.5m ,满足要求。
对带壁柱的条形基础底面尺寸的确定,取壁柱间距离l 作为计算单元长度(图3-16)。
通常壁柱基础宽度和条形基础宽度一样,均为b ;壁柱基【例题3-3】 某仓库带壁柱的墙基础底面尺寸如例图3-3所示,作用于基底形心处的总竖向荷载kN G F kk 420=+,总力矩m kN M k ⋅=30,持力层土修正后的承载力特征值kPa f a 120=,试复核承载力是否满足要求。
基础设计计算案例题2. 某沉箱码头为一条形基础,在抛石基床底面处的有效受压宽度Be ˊ =12m,墙前基础底面以上边载的标准值为q k =18kPa,抛石基床底面以下地基土的指标标准值为:内摩擦角k ϕ=30º,粘聚力c k =0,天然重度γ=19kN/m 3·抛石基床底面合力与垂线间夹角δˊ=11.3º。
不考虑波浪力的作用,按《港口工程地基规范》(1T7250-98 )算得的地基极限承载力的竖向分力标准值最接近下列哪一个数值?(k ϕ=30º时,承载力系数N γB =8.862, N qB =12.245)(A) 7560.5kN/m ; (B) 7850.4kN/m ;(C) 8387.5kN/m ;(D) 8523.7kN/m 。
1. 某建筑物基础底面尺寸为3m×4m ,基础理深d =1.5m ,拟建场地地下水位距地表1.0m ,地基土分布:第一层为填土,层厚为1米,γ=18.0kN/m 3;第二层为粉质粘土,层厚为5米,γ=19.0kN/m 3,φk =22º,C k =16kPa ;第三层为淤泥质粘土,层厚为6米,γ=17.0kN/m 3,φk =11º,C k =10kPa ;。
按《地基基础设计规范》(GB50007-2002)的理论公式计算基础持力层地基承载力特征值f a ,其值最接近下列哪一个数值?(A) 184kPa ; (B) 191kPa ;(C) 199 kPa ;(D) 223kPa 。
3. 某建筑物的箱形基础宽9m ,长20m ,埋深d =5m ,地下水位距地表2.0m ,地基土分布:第一层为填土,层厚为1.5米,γ=18.0kN/m 3;第二层为粘土,层厚为10米,水位以上γ=18.5kN/m 3、水位以下γ=19.5kN/m 3,L I =0.73,e =0.83由载荷试验确定的粘土持力层承载力特征值f ak =190kPa 。
、钢筋混凝土墙下条形基础设计.某办公楼为砖混承重结构,拟采用钢筋混凝土墙下条形基础.外墙厚为370米米,上部结构传至000.0±处的荷载标准值为K F = 220kN/米,K M =45kN ·米/米,荷载基本值为F=250kN/米, 米=63kN .米/米,基础埋深1. 92米(从室内地面算起),室外地面比室内地面低0.45米.地基持力层承载力修正特征值af =158kPa.混凝土强度等级为C20 (cf = 9. 6N/米米Z ),钢筋采用HPB235级钢筋()2210mm fyN =.试设计该外墙基础.解:(1)求基础底面宽度b基础平均埋深:d=(1.92×2一0. 45)/2=1. 7米基础底面宽度:b =md f F G K77.1=-γ初选b=1.3 × 1.77=2.3米 地基承载力验算.517.12962max+=++=b M b G F P KK K k=180.7kPa <l.2af =189.6kPa 满足要求(2)地基净反力计算.aj a j b Mb F P b Mb F P KP =-=-=KP =+=+=2.375.717.10862.1805.717.10862min2max(3)底板配筋计算.初选基础高度h=350米米,边缘厚取200米米.采用100米米C10的混凝土垫层,基础保护层厚度取40米米,则基础有效高度ho =310米米.计算截面选在墙边缘,则1a =(2.3-0.37)/2=0.97米该截面处的地基净反力Ij p =180.2-(180.2-37.2)×0.97/2.3=119.9kPa计算底板最大弯距()()221max max 97.09.1192.180261261⨯+⨯⨯=+=I a p P M j j=m m ⋅KN 3.75计算底板配筋mmf h M y 12852103109.0103.759.06max ⨯⨯⨯=选用14φ@110㎜()21399mm A s =,根据构造要求纵向钢筋选取8φ@250()20.201mm As=.基础剖面如图所示:用静力平衡条件求柱下条形基础的内力条件:下图所示条形基础,底板宽,b=2.5米其余数据见图要求:1.当5.01=x 时,确定基础的总长度L,要求基底反力是均匀分布的.2.按静力平衡条件求AB 跨的内力. 解:1.确定基础底面尺寸各柱竖向力的合力,距图中A 点的距离x 为mx 85.7554174017549602.417402.1017547.14960=+++⨯+⨯+⨯=基础伸出A 点外1x =0.5米,如果要求竖向力合力与基底形心重合,则基础必须伸出图中D 点之外2x .2x =2×(7.85+0.5)-(14.7+0.5)=1.5米(等于边距的31)基础总长度L =14.7+0.5+1.5= 16.7米 2.确定基础底面的反力mL F p KN=+++==∑3007.16554174017549603.按静力平衡条件计算内力(下图)m M A ⋅KN =⨯⨯=385.0300212404554150V 1500.5300 A -=-=KN=⨯=右左A VAB 跨内最大负弯矩的截面至A 点的距离3005541=a -0.5=1.35米,则:()()()KN-=-=KN =-+⨯=⋅KN =⨯-+⨯⨯=⋅KN -=⨯-+⨯⨯=I 8841740856V 8565542.45.03009872.45542.45.03002123435.155435.15.030021B 22右左B B V mM m M筏形基础底面尺寸的确定条件:有一箱形基础,已知沿长度方向,荷载效应准永久组合与基础平面形心重宽度 方向竖向准永久组合与基底形心之间有偏心,现取一个柱距,上部结构传到地下室顶板的 荷载大小和位置,以及地下室自重的大小和位置见下图要求:当1a =0时,确定2a 的取值范围.←箱形基础受力图解:取地下室总宽为h,长度方向为单位长度,则 A =l ×h =h226161hh w == 根据《规范》式(8.4.2),要求偏心距hh h A we 0167.061.01.02==≤上部结构和地下室荷载的合力R =∑iN +G =7100+13500+9000+3200=32800kN合力R 到左边1N 作用点的距离为xxR =32800x =13500 × 8000+9000 × 14000+3200 × 7330.得 mm x 7849=基底宽2114000a mm a h ++=,因01=a ,故214000a mm h +=第一种情况,合力在形心左侧,则mm h h e h162400167.0784978492=+=+=2a =14000-h =16240一14000=2240米米第二种情况,合力在形心右侧,则h e h0167.0784978492-=-=mm h 15190=140002-=h a =15190-14000=1190米米当2a 在1.19米~2.24米范围内,可以满足A we 1.0≤的规定.如下图所示,某厂房作用在某柱下桩基承台顶面的荷载设计值F=2000kN,mM y ⋅KN =300 ,地基表层为杂填土,厚1.8米;第二层为软粘土,厚为7. 5米,sq = 14kPa;第三层为粉质粘土,厚度为5米多,sq =30kPa,pq =800kPa.若选取承台埋深d =1.8米,承台厚度1.5米,承台底面积取2.4米×3.0米.选用截面为300米米×300米米的钢筋混凝土预制桩,试确定桩长L 及桩数n,并进行桩位布置和群桩中单桩 受力验算.解:(1)确定桩长Z.根据地质资料,将第三层粉质粘土层作为桩端持力层较好,设桩打人第三层的深度为5倍的桩径,即5×0.3=1.5米.则桩的长度L为:L= 0.05+7.5+1.5=9.05米取L=10米(包括桩尖长度)(2)确定单桩竖向承载力设计值R.由经验公式∑=+=niisipppalquAqR1进行计算aR=800 ×23.0+ 4×0.3×(14×7.5+30×1.5)=259.2kN 预估该桩基基桩的根数n>3,故单桩竖向承载力值为:R=1.2a R== 1 .2 ×252=302.4kN(3)确定桩数n承台及其以上土的平均重量为: G =Ad G γ=20×2.4×3.0×l.8=259.2kN桩数n 为:n=(1.1~1.2)=+A GF 8.22~8.96根取n=8根(4)桩在承台底面上的布置.桩的中心距S =(3~4)d =(3~4) ×0.3=0. 9~1. 2米o 桩位的布置见下图 (5)群桩中单桩的受力验算.单桩所受的平均竖向力为:KN =<=+=+=N 4.3024.28282.2592000R n G F 满足群桩中单桩所受的最大、最小竖向力为:⇒±=±+=∑554.2822maxmaxmin iY x x M n G F N8.22688.3624.3022.12.1338min max >KN =KN =⨯=<=N R N由以上计算可知,单桩受力能够满足要求.2、某框架结构办公楼柱下采用预制钢筋混凝土桩基.建筑物安全等级为二级.桩的截面为300米米 ×300米米,桩的截面尺寸为500米米×500米米,承台底标高-1.7O 米,作用于室内地面标高±0.000处的竖向力设计值F =1800kN,作用于承台顶标高的水平剪力设计值V =40kN,弯矩设计值米=200kN ·米,见下图.基桩承载力设计值R =23OkN,(210mm f c N =,21.1mm f t N =),承台配筋采用Ⅰ级钢筋(2210mm f y N =).试设计该桩基.解:(1)桩数的确定和布置.按试算法,偏心受压时所需的桩数n 可按中心受压计算,并乘以增大系数μ=1.2~1.4,即39.92.12301800=⨯==μR F n取9根,设桩的中心距:S =3d =3×300=900米米.根据布桩原则,采用图示的布桩形式 (2)基桩承载力验算.取0γ =1.0则0γN==+n G F 0γ 1×92.1207.14.24.21800⨯⨯⨯⨯+=KN =<KN 230226R⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++=∑2max 00max0i x x M n G F N γγ=269.7<KN =2762.1R=N min 0γ226-43.7=182.3kN>0(3)承台计算.1)冲切承载力验算. (a)受柱冲切验算.设承台高度h = 900米米,则承台有效高度Ho=900-75=825米米9180018001-=-=∑i Q F F =1600kN23002500900--==oy ox a a = 500米米>0. 2ho = 33㎜且<=0h 825米米;606.082550000=====h a h a oy ox oy ox λλ而893.02.072.0=+==ox oy ox λββ则2()()[]h f a h a bt ox c oy oy cox+++ββ=3242kN >10F γ= 1×1600kN(满足)(b)受角桩冲切验算.KN =+=+==∑7.2437.43918002max 01ima x x M N F N N==y x a a 11500米米606.0825500010111=====h a h a y x y x λλ而60.02.048.0111=+==x y x λββ所以对角桩的冲切验算为:2011121122h f c a c a t x y y x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫⎝⎛+ββ=762.3×310N= 762.3 kN> 10N γ=1 × 243.7 = 243.7kN(满足)2)斜截面受剪承载力验算V=max3N =3×243.7=731kN,mma a y x 500==606.082550000=====h a h a y x y x λλ而133.03.012.0=+=x λβ则截面计算宽度为:11201015.01y y y y b b b h h b b ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--===1782米米验算斜截面受剪承载力:=00h b f c β0.133×9.6×1782×825=1877.1×310=1877.1kN>V 0γ=1×731=731kN( 满足 )1、某一砖混结构的建筑采用条形基础.作用在基础顶面的竖向荷载为kF =135kN/米,基础埋深0.80米.地基土的表层为素填土,1γ=17.8kN/米3,层厚1h = l.30米;表层素填土以下是淤泥质土,2γ=18. 2kN/米,承载力特征值a k f KP =75,层厚1h= 6.80米.地下水位埋深l.30米.拟采用砂垫层地基处理方法,试设计此砂垫层的尺寸.(应力扩散角30=θ,淤泥质土dη=1.0)解:(1)采用粗砂垫层,其承载力特征值取kf =150kPa,经深度修正后砂垫层的承载力特征值为:γηd k a f f +=(d-0.5)= 150+1.O ×17.8×(0.8-0.5)=155.3kPa (2)确定条形基础的宽度b:b=97.08.0203.15513520=⨯-=-d f F ,取b=1.0米(3)砂垫层厚度.z=0.8米(4)砂垫层底面土的自重应力czpczp =17.8 ×1.3+(18.2-10)×(0.8+l.2-l.3)=28.9kPa(5)砂垫层底面的附加应力z p因z/b 大于0.5,取应力扩散角30=θ基底压力kp =(135+0.8×1.0×20)/1.0=151kPa基底处土的自重应力cp =17.8×0.8=14.2kPa,则()5.632=+-=θtg b p p b p c k z kPa(6)垫层底面淤泥质土的承载力:()5.0-+=d f f d k az γη=75+1.0×17.8×(1.6-0.5)=94.6kPa(7)验算垫层底面下软弱下卧层的承载力:czz p p +=63.5+28.9=92.4kPa<azf = 94.6kPa,满足要求.(8)确定垫层宽度/b :/b =b +2tg θ= 1.0+2×tg30=2.15米2、一独立柱基,由上部结构传至基础顶面的竖向力kF = 1520kN,基础底面尺寸为3.5米 ×3.5米,基础埋深 2.5米,如下图所示.天然地基承载力不能满足要求,拟采用水泥土搅拌桩处理基础下淤泥质土,形成复合地基,使其承载力满足要求.有关指标和参数如下:水泥土搅拌桩直径D=0.6米,桩长L=9米;桩身试块无侧限抗压强度=cu f 2000kPa;桩身强度折减系数η= 0.4;桩周土平均摩阻力特征值sq =11kPa;桩端阻力pq =185kPa;桩端天然地基土承载力折减系数α=0.5;桩间土承载力折减系数奸β=0.3.计算此水泥土搅拌桩复合地基的面积置换率和水泥土搅拌桩的桩数. 解:(1)求单桩承载力aR .桩的截面积222283.06.044m D A P ===ππ根据桩身材料:Pcu a A f R η==0.4×2000×0.283= 226.4kN 根据桩周土和桩端土抗力:pp p s a q A l q R αμ+==10×3.14×0.6×9+0.5×0.283×185=21.7kN则取aR = 212.7kN(2)求满足设计要求的复合地基承载力特征值spkf基底压力P (即要求的复合地基承载力)5.35.3205.25.35.31520⨯⨯⨯⨯+=+=A G F p K K =174.1 kPa 即=spkf =174.1kPa(3)求面积置换率米和桩数n.将spkf =174.1kPa,aR =212. 7kN,=β0.3,sk f =75kPa,P A =0.283㎡代人式(1)()m A R mf Paspk -+=1βsk f(1)即()7513.0283.07.2121.174⨯-+⨯=m m 解之得米=0.208则桩数283.05.35.3208.0⨯⨯==P A mA n =9根,n =9根,桩的平面布置见下图。
例题3-1 墙下条形基础墙宽0.36m ,竖向荷载F =210kN/m ,地基承载力特征值f a =100kPa ,限制基础埋置深度在1.0m 以内,应采用何种基础?(A) C15素混凝土基础; (B) 砖基础;(C) 三合土基础; (D) 钢筋混凝土基础。
[分析] 基底宽度应满足地基承载力条件,即最小宽度为210 2.6()10020 1.0a G Fb m f d γ≥==--⨯ 对C15素混凝土基础,其允许台阶宽高比为1:1.0,基础高度应满足00 2.60.36 1.12()12tan 2 1.0b b H m α--≥==⨯ H 0>d , 故C15素混凝土基础不能满足埋深条件,砖基础、三合土基础更不能满足。
所以只能选用扩展基础即答案D 。
例题3-2 无筋扩展基础设计某承重砖墙混凝土基础的埋深为1.5m ,墙体大放脚底面宽度b 0 =0.84 m 。
上部结构传来的轴向压力F =200kN/m 。
持力层为粉质粘土,其天然重度γ =17.5kN/m 3,孔隙比e =0.843,液性指数I L =0.76,地基承载力特征值f ak =150 kPa ,地下水位在基础底面以下。
试设计此基础。
1) 求经深宽修正后地基承载力特征值;2) 按承载力要求初步确定基础宽度b min ;3) 若基底埋深为1.5m ,选择确定基础宽度b【解】 1)地基承载力特征值的深宽修正先按基础宽度b 小于3m 考虑,不作宽度修正。
由于持力层土的孔隙比及液性指数均小于0.85,查表得 ηd =1.6。
kPa 178.0= )5.05.1(5.176.1150= )5.0(0d ak a -⨯⨯+-+=d f f γη2)按承载力要求初步确定基础宽度(下限值)m 35.1= )5.120178(200= a min ⨯--=d f F b G γ 3)初步选定基础宽度为1.40 m 。
按台阶的宽高比要求验算基础的宽度选定基础高度H =0.3m ,基础采用C15素混凝土砌筑。
桩基础设计计算书例题
桩基础设计计算书例题
一、工程概况
工程名称:某桩基础工程
建设地点:某市某县
建设单位:某建设公司
二、基础工程概况
1、桩基础类型:抗拔桩,单桩;
2、基础设计荷载:主桩设计荷载为Qk=200 kN;
3、桩径:Φ750 mm;
4、桩长:Lk=20 m;
5、地基础质地:粉土、软细黏土;
6、桩基块组:6个,每块宽度为0.8m;
7、基础深度:z=2.6 m;
三、桩基计算
1、桩基确定:
根据基础设计荷载Qk=200 kN,地基有效抗拔强度f'a=30 kPa,可得抗拔桩抗拔拉力Tk=Qk/πD2/4=200/π(0.75)2/4=26.18 kN,桩基宽度b=6*0.8=4.8 m,桩长Lk=20 m,桩深度z=2.6 m,故有效抗拔面积A=bz=4.8×2.6=12.48 m2,计算所得桩基抗拔强度
fy=Tk/A=26.18/12.48=2.1 kPa,与设计有效抗拔强度f'a=30 kPa相比满足要求,桩基确定。
2、桩基施工:
桩孔按设计图施工,桩基施工完毕后,进行桩身和桩基结合状况检验,其结合状况满足要求,可以开始桩基浇筑。
3、桩基浇筑:
按设计桩基浇筑方案施工,桩基浇筑阶段,采用挖孔补注即时混凝土施工方法,每桩须补注2m3混凝土,补注混凝土与桩身紧密结合,混凝土强度符合设计要求。
桩基浇筑完毕后,进行桩基检验,检验结果合格,桩基浇筑完毕。
四、总结
本桩基础工程按设计要求,桩孔挖掘、桩身施工、桩基浇筑等施工工序设计合理,可满足设计要求。
选择题根据《建筑地基基础设计规范》,计算地基承载力设计值时,需用到的土的物理指标是:()A. 天然重度B. 饱和重度C. 粘聚力D. 内摩擦角浅基础设计时,通常不需要考虑的因素是:()A. 基础的埋置深度B. 地基的承载力C. 基础的抗滑移稳定性D. 基础的抗浮稳定性下列哪种基础类型属于浅基础:()A. 桩基础B. 沉井基础C. 地下连续墙D. 筏板基础浅基础设计中,对于地基承载力的计算,以下哪项是正确的:()A. 只考虑垂直荷载B. 只考虑水平荷载C. 同时考虑垂直和水平荷载D. 只考虑风荷载当建筑物基础埋深较浅时,通常需要考虑的地基变形类型是:()A. 沉降量B. 剪切变形C. 扭转变形D. 弯曲变形浅基础设计时,对于基础底面的尺寸,以下说法正确的是:()A. 越大越好B. 越小越好C. 应根据荷载大小和地基条件确定D. 无需考虑地基条件填空题浅基础设计时,确定基础埋深需要考虑的因素包括______、______、______和地基冻融条件等。
浅基础按埋置深度一般分为______和______。
浅基础设计中,地基承载力设计值的计算需要考虑______和______两个因素。
浅基础中,条形基础的宽度计算公式为______。
浅基础设计中,对于软弱下卧层,需要计算______和______。
浅基础设计中,当基底压力较大时,为了减小地基变形,可以采取的措施有______和______。
简答题简述浅基础与深基础的主要区别。
浅基础设计时,如何确定基础埋深?浅基础设计中,地基承载力的计算需要考虑哪些因素?简述浅基础设计中,基础底面尺寸确定的原则。
浅基础设计中,如何减小地基的不均匀沉降?。
、钢筋混凝土墙下条形基础设计。
某办公楼为砖混承重结构,拟采用钢筋混凝土墙下条形基础。
外墙厚为370mm ,上部结构传至000.0±处的荷载标准值为K F = 220kN/m,K M =45kN·m/m ,荷载基本值为F=250kN/m, M=63kN .m/m ,基础埋深1. 92m (从室内地面算起),室外地面比室内地面低0.45m 。
地基持力层承载力修正特征值a f =158kPa 。
混凝土强度等级为C20 ( c f = 9. 6N/mmZ ),钢筋采用HPB235级钢筋()2210mm f y N =。
试设计该外墙基础。
解:(1)求基础底面宽度 b基础平均埋深:d=(1.92×2一0. 45)/2=1. 7m基础底面宽度:b =m d f F G K 77.1=-γ初选b=1.3 × 1.77=2.3m地基承载力验算0.517.12962max +=++=b M b G F P K K K k=180.7kPa <l.2a f =189.6kPa 满足要求(2)地基净反力计算。
a j a jb M b F P bM b F P KP =-=-=KP =+=+=2.375.717.10862.1805.717.10862min2max (3)底板配筋计算。
初选基础高度h=350mm ,边缘厚取200mm 。
采用100mmC10的混凝土垫层,基础保护层厚度取40mm ,则基础有效高度ho=310mm.计算截面选在墙边缘,则1a =(2.3-0.37)/2=0.97m该截面处的地基净反力I j p =180.2-(180.2-37.2)×0.97/2.3=119.9kPa计算底板最大弯距()()221max max 97.09.1192.180261261⨯+⨯⨯=+=I a p P M j j=m m ⋅KN 3.75计算底板配筋mm f h M y 12852103109.0103.759.06max ⨯⨯⨯= 选用14φ@110㎜()21399mm A s =,根据构造要求纵向钢筋选取8φ@250()20.201mm A s =。
基础剖面如图所示:用静力平衡条件求柱下条形基础的内力 条件:下图所示条形基础,底板宽,b=2.5m 其余数据见图要求:1.当5.01=x 时,确定基础的总长度L ,要求基底反力是均匀分布的。
2.按静力平衡条件求AB 跨的内力。
解:1.确定基础底面尺寸各柱竖向力的合力,距图中A 点的距离x 为m x 85.7554174017549602.417402.1017547.14960=+++⨯+⨯+⨯= 基础伸出A 点外1x =0.5m ,如果要求竖向力合力与基底形心重合,则基础必须伸出图中D 点之外2x 。
2x =2×(7.85+0.5)-(14.7+0.5)=1.5m(等于边距的31)基础总长度L =14.7+0.5+1.5= 16.7m2.确定基础底面的反力mL F p KN =+++==∑3007.16554174017549603.按静力平衡条件计算内力(下图)m M A ⋅KN =⨯⨯=385.0300212 404554150V 1500.5300 A -=-=KN=⨯=右左A VAB 跨内最大负弯矩的截面至A 点的距离3005541=a -0.5=1.35m ,则: ()()()KN -=-=KN =-+⨯=⋅KN =⨯-+⨯⨯=⋅KN -=⨯-+⨯⨯=I 8841740856V 8565542.45.03009872.45542.45.03002123435.155435.15.030021B 22右左B B V m M m M筏形基础底面尺寸的确定条件:有一箱形基础,已知沿长度方向,荷载效应准永久组合与基础平面形心重宽度方向竖向准永久组合与基底形心之间有偏心,现取一个柱距,上部结构传到地下室顶板的荷载大小和位置,以及地下室自重的大小和位置见下图要求:当1a=0时,确定2a的取值范围。
箱形基础受力图解:取地下室总宽为h,长度方向为单位长度,则A=l×h=h226161h h w ==根据《规范》式(8.4.2),要求偏心距h h h A w e 0167.061.01.02==≤上部结构和地下室荷载的合力R =∑i N +G =7100+13500+9000+3200=32800kN合力R 到左边1N 作用点的距离为xx R =32800x =13500 × 8000+9000 × 14000+3200 × 7330.得 mm x 7849=基底宽2114000a mm a h ++=,因01=a ,故214000a mm h += 第一种情况,合力在形心左侧,则mm h h e h 162400167.0784978492=+=+=2a =14000-h =16240一14000=2240mm第二种情况,合力在形心右侧,则h e h 0167.0784978492-=-= mm h 15190=140002-=h a =15190-14000=1190mm当2a 在1.19m ~2.24m 范围内,可以满足A we 1.0≤的规定。
如下图所示,某厂房作用在某柱下桩基承台顶面的荷载设计值F=2000kN ,m M y ⋅KN =300 ,地基表层为杂填土,厚 1.8m ;第二层为软粘土,厚为7. 5m, s q = 14kPa;第三层为粉质粘土,厚度为5m 多,s q =30kPa, p q =800kPa 。
若选取承台埋深d =1.8m ,承台厚度1.5m ,承台底面积取2.4m×3.0m 。
选用截面为300mm×300mm的钢筋混凝土预制桩,试确定桩长L 及桩数n ,并进行桩位布置和群桩中单桩受力验算。
解:(1)确定桩长Z。
根据地质资料,将第三层粉质粘土层作为桩端持力层较好,设桩打人第三层的深度为5倍的桩径,即5×0.3=1.5m。
则桩的长度L为:L= 0.05+7.5+1.5=9.05m取L=10m(包括桩尖长度)(2)确定单桩竖向承载力设计值R。
由经验公式∑=+=niisipppalquAqR1进行计算aR=800 ×23.0+4×0.3×(14×7.5+30×1.5)=259.2kN 预估该桩基基桩的根数n>3,故单桩竖向承载力值为:R=1.2a R== 1 .2 ×252=302.4kN (3)确定桩数n承台及其以上土的平均重量为:G=AdGγ=20×2.4×3.0×l.8=259.2kN桩数n为:n=(1.1~1.2)=+AGF8.22~8.96根取n=8根(4)桩在承台底面上的布置。
桩的中心距S=(3~4)d=(3~4) ×0.3=0. 9~1. 2mo桩位的布置见下图 (5)群桩中单桩的受力验算。
单桩所受的平均竖向力为:KN =<=+=+=N 4.3024.28282.2592000R n G F满足群桩中单桩所受的最大、最小竖向力为:⇒±=±+=∑554.2822maxmaxmin iY x x M n G F N8.22688.3624.3022.12.1338min max >KN =KN =⨯=<=N R N由以上计算可知,单桩受力能够满足要求。
2、某框架结构办公楼柱下采用预制钢筋混凝土桩基。
建筑物安全等级为二级。
桩的截面为300mm ×300m m ,桩的截面尺寸为500mm×500m m ,承台底标高-1.7Om ,作用于室内地面标高±0.000处的竖向力设计值F =1800kN ,作用于承台顶标高的水平剪力设计值V =40kN ,弯矩设计值M =200kN·m ,见下图。
基桩承载力设计值R =23OkN ,(210mm f c N =,21.1mm f tN =),承台配筋采用Ⅰ级钢筋(2210mm f y N =)。
试设计该桩基。
解:(1)桩数的确定和布置。
按试算法,偏心受压时所需的桩数n 可按中心受压计算,并乘以增大系数μ=1.2~1.4,即39.92.12301800=⨯==μR F n取9根,设桩的中心距:S =3d =3×300=900mm 。
根据布桩原则,采用图示的布桩形式 (2)基桩承载力验算。
取0γ =1.0 则0γN==+n GF 0γ1×92.1207.14.24.21800⨯⨯⨯⨯+=KN =<KN 230226R⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡++=∑2max 00max0i x x M n G F N γγ=269.7<KN =2762.1R=N min 0γ226-43.7=182.3kN>0 (3)承台计算。
1)冲切承载力验算。
(a)受柱冲切验算。
设承台高度h = 900mm,则承台有效高度 Ho=900-75=825mm9180018001-=-=∑i Q F F =1600kN23002500900--==oy ox a a= 500mm>0. 2ho =33㎜且<=0h 825mm ;606.082550000=====h a h a oy ox oy ox λλ而893.02.072.0=+==ox oy ox λββ则2()()[]0h f a h a b t ox c oy oy c ox +++ββ=3242kN >10F γ= 1×1600k N (满足) (b)受角桩冲切验算。
KN =+=+==∑7.2437.43918002max 01ima x x M N F N N==y x a a 11500mm606.0825500010111=====h a h a y x y x λλ而60.02.048.0111=+==x y x λββ所以对角桩的冲切验算为:2011121122h f c a c a t x y y x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ββ=762.3×310N= 762.3 kN>10N γ=1 × 243.7 = 243.7k N (满足)2)斜截面受剪承载力验算V=max 3N =3×243.7=731k N ,mma a y x 500==606.082550000=====h a h a y x y x λλ而133.03.012.0=+=x λβ则截面计算宽度为:11201015.01y y y y b b b h h b b ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--===1782mm验算斜截面受剪承载力:=00h b f c β0.133×9.6×1782×825=1877.1×310=1877.1kN>V 0γ=1×731=731kN( 满足 )1、某一砖混结构的建筑采用条形基础。