Hefei  University

课程设计

CURRICULUM DESIGN

　20##年12月

目录

                                                        

评分标准与成绩

《基础工程》课程设计任务书

一、设计资料

1、设计题目：《某多层综合楼桩基础设计》

2、荷载情况及工程地质资料

该建筑物为丙级建筑，桩基础设计安全等级为乙级，抗震设防烈度为6度。

该课程设计涉及到的柱底（基础顶面）荷载情况如下：

A柱：柱的截面尺寸为：600×650mm；N=4239 KN，M=193KN.m，H=75KN

B柱：柱的截面尺寸为：600×600mm；N=4159 KN， M=324KN.m，H=79KN

C柱：柱的截面尺寸为：900×500mm；N=3760 KN， M=396KN.m，H=46KN

D柱：柱的截面尺寸为：600×450mm；N=2547 KN， M=187KN.m，H=58KN

E柱：柱的截面尺寸为：600×700mm；N=3261 KN， M=134KN.m，H=68KN

F柱：柱的截面尺寸为：800×600mm；N=5409KN， M=292KN.m，H=88KN

G柱：柱的截面尺寸为：800×750mm；N=5080KN， M=550KN.m，H=142KN

H柱：柱的截面尺寸为：700×700mm；N=4043KN， M=203KN.m，H=81KN

I柱：柱的截面尺寸为： 600×400mm；N=3120KN， M=197KN.m，H=62KN

J柱：柱的截面尺寸为： 600×550mm；N=4037KN， M=200KN.m，H=80KN

K柱：柱的截面尺寸为：600×400mm；N=2915KN， M=209KN.m，H=78KN

L柱：柱的截面尺寸为：700×750mm；N=4900KN， M=600KN.m，H=160KN

M柱：柱的截面尺寸为：700×650mm；N=4380 KN， M=390KN.m，H=128KN

N柱：柱的截面尺寸为：600×850mm；N=4580 KN， M=300KN.m，H=110KN

O柱：柱的截面尺寸为：600×600mm；N=3360 KN， M=240KN.m，H=150KN

工程地质情况：建筑场地各土层分布情况及其物理、力学指标详下表，拟建场地位于抗震设防烈度为6度的区域，可不考虑地震对设计的影响。地下水位离地表为2.5m，对混凝土无腐蚀作用。施工对周围环境没有影响。

表-1

承台底面埋深D=2.0m。

3、桩身材料选用：

A、预制桩：混凝土强度等级不小于C30，受力钢筋为HPB335（Ⅱ级），非受力钢筋为HPB235（Ⅰ级）；

B、灌注桩：混凝土强度等级不小于C20，受力钢筋为HPB335（Ⅱ级），非受力钢筋为HPB235（Ⅰ级）；

C、承  台：混凝土强度等级不小于C20，受力钢筋为HPB335（Ⅱ级），非受力钢筋为HPB235（Ⅰ级）。

二 设计内容

1、结合上部结构为钢筋混凝土框架结构的某拟建多层综合楼，已知该框架结构的柱底荷载、拟建场地的工程地质条件和施工环境及施工条件，进行桩基础设计计算，绘制桩基础工图。

桩基础设计采用柱下钢筋混凝土独立桩基础，可采用钢筋混凝土预制桩或灌注桩，桩径不超600mm。

2、设计任务分解

学生按照表-3分派的条件，完成桩基础设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。

表-3

三、设计要求

在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。

1）需提交完整的设计计算书和桩基础施工图。

2）桩基础设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。

3）设计计算书要求：计算依据充分，文理通顺，计算结果正确，书写工整，书写工整、数字准确、图文并茂，统一用合肥学院课程设计纸书写，并按目录要求装订成册。

A、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。

B、计算过程中，应配以相应的计算简图。

C、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果（如基础截面尺寸、钢筋规格、数量、间距等）进行调整并写明依据。

4）桩基础施工图绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。

《基础工程》课程设计指导书

一、设计目的

《基础工程》是土木工程专业重要的专业技术课之一，具有很强的理论性和实际应用性。通过课程设计，可以使学生较系统地掌握桩基础的设计理论和计算方法，培养学生综合利用所学的理论知识分析解决实际问题的能力、利用和查阅资料的能力、独立工作的能力以及计算机应用能力，为使学生成为合格的工程师或设计师打下扎实的基础。

二、设计任务

完成一综合楼的某柱下桩基础的设计，结构设计部分重点完成桩承台设计计算，并绘制桩基础施工图一张。

三、设计内容与设计步骤

１.桩的类型选择

    根据建筑物结构类型、楼层数量、地层条件和施工能力，选择钢筋混凝土预制桩或灌注桩。推荐采用钢筋混凝土灌注桩。

２.桩长、桩的截面型式及截面尺寸

应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持力层的深度，对于黏性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d，碎石类土，不宜小于1d。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d。

对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m，倾斜度大于30%的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度；对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d，且不应小于0.2m。

３.单桩竖向承载力确定

单桩竖向承载力特征值可根据经验公式估算

                

式中

 　——桩侧第层土的极限侧阻力标准值，如无当地经验时，可按《建筑桩基技术规范》

(JGJ94-2008)表5.3.5-1取值；

　　——极限端阻力标准值，如无当地经验时，可按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）表5.3.5-2取值。

４.确定桩的数量、间距和平面布置

桩的根数n可按下式估算：

桩的最小中心距应满足《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中表3.3.3-1的规定。布桩时要求：边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150mm。

5.桩基验算

（１）单桩竖向承载力验算

应满足以下要求：

 

（２）桩基沉降验算

　桩基沉降验算采用实体深基础法

６.承台设计

承台可采用C25混凝土，HRB335级钢筋。

（1）       承台底埋深及底面积确定

承台底埋深的选择一般主要考虑结构要求和方便施工等因素；承台底面积应根据桩数、桩的中心距等构造要求确定。

（２）承台高度的确定

承台高度应满足受冲切与受剪承载力的要求。

柱对承台的冲切，要求满足：

 

角桩对承台的冲切，要求满足：

受剪承载力验算，要求满足：

 

（３）受弯计算

多桩矩形承台的弯矩计算截面取在柱边，计算公式为：

 

７.绘制桩基础施工图

绘制桩基础施工图（2图纸一张），包括建筑图、结构图、钢筋表及设计说明。要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。

设计图纸的图签可按如下内容要求编制。

四、设计成果及要求

1、需提交完整的设计计算书和桩基础施工图。

2、桩基础设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。

3、设计计算书要求：计算依据充分，文理通顺，计算结果正确，书写工整，书写工整、数字准确、图文并茂，统一用合肥学院课程设计纸书写。

１）按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。

２）计算过程中，应配以相应的计算简图。

3)对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果（如基础截面尺寸、钢筋规格、数量、间距等）进行调整并写明依据。

4、桩基础施工图绘制的要求：（2图纸一张），包括建筑图、结构图、钢筋表及设计说明。图纸布图应合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。

五、进度要求

１布置任务、研读设计题目　　　　　　　　　0.5天

２确定桩身材料、类型、尺寸与构造　　　　　0.5天

３确定单桩承载力设计值、数量及布置　　　　0.5天

４桩基验算　　　　　　　　　　　　　　　　１ 天

５承台尺寸设计                            １ 天

６施工图绘制                              １ 天

７课程设计总结、课程设计成果收交及答辩　  0.5天

六　参考资料

1、JGJ 94-2008．建筑桩基技术规范[S]

2、GB 50007-2002．建筑地基基础设计规范[S]

3、GB 50009-2001．建筑结构荷载规范[S]

4、GB 50010-2002．混凝土结构设计规范[S]

5、GB/T 50105-2001．建筑结构制图标准[S]

6、史佩栋主编．实用桩基工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1999.5

第二篇：基础工程课程设计(修订版)

课程设计(论文)

题 目 名 称 课 程 名 称 学 生 姓 名

学 号

系 、专 业

指 导 教 师

20xx年 1 月 6 日

邵阳学院课程设计（论文）任务书

注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；

2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

指导教师（签字）： 学生（签字）：

邵阳学院课程设计（论文）评阅表

学生姓名

学 号

系 专业班级 路桥

题目名称 桥下桩基础设计 课程名称 基础工程 一、学生自我总结

二、指导教师评定

注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；

2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。

桥下桩基础设计

设计条件：柱的截面边长bc=450mm,hc=550mm，相应于荷载效应标准组合时作用于柱底的荷载为Fk=8550KN,Mk=405KN·m, HK=173KN。混凝土强度等级取C20,配置HRB335级钢筋，试设计桩基础。土层指标及参数如下：

①填土：Υ=17KN/m3 1.9m;

②粉质黏土：Υ=18KN/m3厚

度2.2m，高压缩性，Il=0.8，

qpk=390Kpa，qs2k=58Kpa;

③黏土，高压缩性，软塑，

厚度5m, Il=0.6，

qpk=390Kpa，qs3k=40Kpa;

④硬塑性黏土，厚度4m

Es4=3.53MP内摩擦角

ψ=23,Il=0.1，qpk=2900Kpa，qs4k=85Kpa;

⑤黏土，厚度很大 Es5=1.77 Mpa桩基沉降计算经验系数ψ=22,Il=0.2，

qpk=2800Kpa，qs5k=80Kpa ,采用截面为400mm×400mm的预制混泥土方桩，桩长10m，fak=265KN。

设计如下：

1、桩型的选择

混凝土预制方桩

2、桩基几何尺寸的确定

采用混凝土强度等级取C20，查表得

钢筋

Qukfy2ft=1.10N/mm2,fc=9600 Kpa,，配置HRB335级 =300 N/mm。已知各层的qpk（极限侧阻力标准值）求得极限承载力标准值+Qrk=

=Qsk，liQsk=up?qsikli，Qrk=qpkAp 2

Qukup?qsik+ qpkAp=0.4×4（2.2×58+5×40+4×85）+2800×0.4=1516.16KN

由上式可得基础竖向承载力特征值为R=Quk/2=758.08KN

3、确定桩数

由此可确定桩基的数量：n>Fk/R=11.3（根）由于有弯矩的作用，则可得出桩基可以为16根。

初步确定承台尺寸：

由《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）我们可以确定

桩中心距最小为3倍桩直径，桩距=3×0.4=1.2m，16根桩可分成竖向4排横向4排。

承台长边=1.2×3+0.4×2=4.4m

承台短边=1.2×3+0.4×2=4.4m

5、软弱下卧层的验算

初步设定承台埋深2m承台高h=1.7m，桩顶深入承台50mm，钢筋保护层取35mm，则承台有效高度为H0=(1.7-0.05-0.035)=1615mm 基础自重标准值:

Gk=20Ad

桩顶荷载验算：取承台及其上土的平均重度γG=20KN/m3，则桩顶平均竖向力

为

Fk?Gk

nNk= =(8550+4.4×4.4×20×2) /16=582.775KN<R =758.08KN

(M?Hh)xmaxNkmax=Nk+?x2

i=582.775+1.525×（405+173×1.7）/16（1.85×1.85）

=602.244KN<1.2R=909.696KN

符合要求。

Es1

Es2=2 ,

查表（4—18）硬持力层的厚度t=2.2m，t>0.5×4.4=2.2m

fak

=265KP， ?d=1.6, ?m

rz?=

?z

ii

i

faz

=fak+?d?m（d+z-0.5）=265+1.6×[(17×1.9+18×2.2)/(1.9+2.2)]×(2-0.5)=307Kap

23?123?1

?=+12=17.

+?mz=

σz+?mz=

FK?GK?3/2(a0?b0)?qsikl(a0?2ttan?)(b0?2ttan?)

[(8550+20×4.4×4.4×2)-3/2(4.4+4.4)×(2.2×58+5×40+4×85)]/[(4.4+2×4tan17.5)×(4.4+2×4×tan17.5)]+17.5×(1.9+2.2+5)=159.95<faz=307Kap 符合要求。

6、桩基沉降的验算 A=(b0?2ttan

P0k?Pk??c?

?4

)·(a0?2ttan

?

?4

0.076) ×（4.4+18×0.076）=33.26m )=(4.4+18×

2

FK?GK

A

??m(d?t)=191.52KN

n

P0KESI

S=?s?

i?1

(Zi?i?Zi?1?i?1)=129.7mm

7、承台高度和配筋计算

由上可得承台高度1.8m符合以上所有的验算，则承台高度采用1.8m。 (1)承台受冲切计算

相应于荷载效应基本组合时作用于柱底的荷载设计值为： F=1.35Fk=11542.5KN M=1.35Mk=546.75KN.m

H=1.35Hk=233.55KN

(2)扣除承台和其上填土的自重后的桩顶竖向力设计值： N=

Fn

=721.4KN =N+

(M?Hh)xmax

Nkmax

?x

2i

=807.095KN

(3) 承台受冲切承载力验算： ①柱边冲切，按公式 查表得

?hp

=0.93

a0xh0

?为冲垮比，?0x?

a0xh0

a0yh0

，当?>1.0取1.0，当?< 0.25时取0.25.

0.84

?0x?

=0.125/1.615=0.0773 ?0x?

?0x?0.20.84

=0.84/(0.0773+0.2)=3.03

?0y?

=0.175/1.615= 0.1084 ?0y?

?0y?0.2

=0.84/(0.1084+0.2)=2.723

由以上可得?=0.25

Fl?8418.5?2?0x(bc?a0y)??0y(hc?a0x)?hpfth0

??

=8019.8KN<F(不符合要求)

改用c40混凝土，fc=19100Kpa，ft=1710Kpa 所得

Fl

=12467.2>F(能满足要求)

②角桩向上冲切，c1?c2?0.6m，a0x=0.125= a1x

?1x

=?0x=0.25， ?1y=?0y=0.25， a0y= a1y=0.175

h?800mm

所以查表?hp?0.93 =1.732, ?1Y?

0.56

?1x?

0.56

?1x?0.2c2+

a1y2

?1Y?0.2

=1.493

??1x(

Nkmax

)??1y(c1?a1x/2)

?

?hpfth0=2.174×0.93×1710×1.615=5582.7KN>

=807.095KN符合要求

(4)承台受剪切承载力计算

按公式（4—70）?1x=?0x=0.0773由于?1x=?0x<0.25则?=0.25

故冲切系数：??

?hsfth0b0?1.75??1.0?5，?hs?0.93 =0.93?1710?1.615?4.4?5=8019.6KN>2Nkmax=1614.19KN

（5）承台受弯承载力计算

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）,

规定承台布筋间距不得小于100mm，不得大于200mm

按公式Mx?

As?Mx?N=iyi=4?582.775?(0.375+1.575)=4545.645KN 64545.645?100.9fyh00.9?300?1615?10424.595mm 2

由As可得22

选用

My?

As?25 ，查表可得As=10799.8 mm2，沿平行于y轴方向均匀布置。 ?NMxixi=4?602.244?(0.375+1.575)=4577.0544KN 0.9fyh0=4577.0544?100.9?300?16156?10496.627mm 2

由As可得22

选用

25 ，查表可得As=10799.8 mm2，沿平行于x轴方向均匀布置。