基本工程课程的设计题.docxVIP

基础工程课程设计题 一、桥梁桩基础课程设计（桥梁方向） 某公路桥梁设计采用桩（柱）式桥墩，初步拟定尺寸如图1所示。该桥梁上部结构为20米钢筋混凝土装配式T梁桥。桥面宽7米，两边各0.5米人行道。行人荷载为3.5kPa。 图1 1、该桥墩基础由两根钻孔桩组成，旋转钻成孔。桩的设计直径d（即钻头直径，精确至0.1m）自选，桩底沉渣厚度控制为t=(0.2~0.4)d。在局部冲刷线处设置横系梁，其断面尺寸可按构造等要求确定，高度约1.0m。 2、地质资料：标高20.00以上桩侧土为软塑亚粘土，各物理性质指标为：容重??=18.5kN/m3,土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=21%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%；标高20.00以下桩侧及桩底均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容重??=19.5kN/m3，土粒比重Gs=2.70，天然含水量w=17.8%，液限wL=22.7%，塑限wp=16.3%。 3、桩身混凝土强度等级拟采用C25，混凝土弹性模量Eh=2.85×104MPa，可选择的钢筋有HPB235和HRB335。 4、计算荷载 （1）一跨上部结构自重G1=2000×(L/20)1.2 kN（取整），其中L为跨径； （2）盖梁自重G2=350kN； （3）局部冲刷线以上桩重应分别考虑最低水位及常水位；汽车荷载应考虑最不利荷载组合（双孔和单孔布载）；人群荷载尚应考虑最不利情况；荷载布载长度为梁长（L-0.1）m。 （4）设计汽车荷载为公路—Ⅱ级，汽车可能产生的横向偏心距为0.55m（如图2），单孔活载时纵向偏心距为b=0.30m（如图3），并应考虑冲击力。 （5）水平荷载 单桩所受水平力如图4所示。其中：HT（制动力）=4.5kN；W1(风力)=5kN；W2(风力)=8kN 图4 5、设计成果与要求： （1）确定桩的长度，进行单桩承载力验算。 具体计算时按如下不同标准跨径分组进行，同组人员的设计桩径、桩长不得全部相同。 跨径(m)132025303540编 组1~56~1011~1516~2021~2526~31（2）桩身强度计算；求出桩身弯矩图（用座标纸画），确定桩身最大弯矩值及其相应截面和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度； （3）计算主筋长度，螺旋钢筋长度，钢筋总用量； （4）用2#图纸绘出桩的钢筋布置图。 设计步骤： 1、选定桩径、桩端持力层等； 2、计算上部荷载、系???、盖梁等自重，进行各种荷载组合，并计算作用到桩顶的各种条件下的最不利荷载组合，如竖向力，横向力和弯矩值； 3、按最不利竖向荷载组合确顶桩长、并进行单桩竖向容许承载力验算； 4、计算桩土变形系数，判断刚性桩或弹性桩； 5、按最不利桩顶弯矩组合，计算桩身内力并绘制桩身弯矩与剪力分布图，确定地面下桩身最大弯矩值，验算地面处桩身水平位移； 6、桩身截面配钢筋与强度验算，并计算钢筋用量。 7、绘图（2号图纸）。 二、房屋建筑桩基础课程设计（建工方向） 某高层住宅共二十八层，地下室一层，作车库和设备层使用。总建筑面积16600m2，总建筑高度86.8m。上部结构为剪力墙体系，基础设计为桩箱基础，箱基埋置深度为5.5m。上部结构平面图如下： 上部结构总荷载为：垂直荷载∑N=283000kN。垂直荷载＋水平荷载组合∑N=368000kN。基础底面积为A＝638m2，则基底平均压力P=443~577kPa地基承载力。 根据地质勘察报告，场地内的岩土层的分布及相应的物理力学指标如下表： 建筑平面布置图 层号12a2b2c2d3456岩土名称杂填土粉土粉土-粉砂淤泥质 粉土粉土-粉砂粉质粘土卵石强风化泥质粉砂岩中微风化粉砂岩土层埋深(m)3.2~4.35.0~5.79.2~10.912.0~14.019.0~20.536.9~37.537.6~3839~43岩土物理力学指标W(%)36.230.928.336.730.329.5γ(kN/m3)18.918.818.318.918.922.123e0.861.020.90.86IL1.381.71.270.89IP10~135~97~20Es1-2(MPa)11.215.37.38.95.2c(kPa)13.7φuc (°)10.1cuu(kPa)21φuu(°)7KN(cm/s)2.18×10-33.43×10-3KH(cm/s