若下沉困难,要考虑调整方案或研究采用的措施。 (3)荷载计算
1)基础自重及所受浮力;
2)河床下墩身自重及低水位墩身浮力; 3)井顶上覆盖土重。
全部外力简化至局部冲刷线处基础截面中心,考虑纵向主+附两孔满载(低水位)和纵向主+附一孔重载(低水位),建议列表计算。
(4)考虑弹性抗力时沉井基础的检算 1)基底压应力和基础横向抗力检算
最不利荷载组合为纵向主+附两孔满载(低水位)。 2)墩顶水平位移检算
最不利荷载组合为纵向主+附一孔重载(低水位)。 4.桩基础(以桥梁桩基础为例) (1)选定桩基类型
考虑桩基为高承台还是低承台,考虑采用打入桩还是钻孔桩。 (2)选择桩材与桩径;
(3)拟定承台底面和顶面标高以及平面形状、尺寸; (4)估算桩长和桩数
1)按纵向主+附两孔满载(低水位)将全部外力简化至承台底面中心; 2)拟定桩长:
a.柱桩:桩尖需插入硬层一定深度。
b.摩擦桩:求出[P]材,试求桩长,使[P]土接近[P]材。 3)确定桩数。
(5)配合承台设计进行桩的布置;
(6)按低承台简化计算法初步检算单桩承载力。
房屋建筑的桩基础一般均能满足低承台桩基础的简化算法的要求,可按简化算法进行计算,具体可参考教材。 4.3.4 技术设计(或详细设计)
基础方案确定后,同学们可以参照方案设计中所用的结构尺寸,对不满意处适当修改和细化后进行基础的结构计算,但不必重复初步设计的内容。
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当检算结果不满足要求时需进行方案调整,直至满足各项要求。
计算时可编制程序上机计算,说明书中应列出框图、源程序和计算结果。 以下是几种常用基础的技术设计内容与方法。 1.无筋扩展基础
(1)确定基础的形式和尺寸
检查方案设计的结果是否满意,如未达理想状态可加以调整,调整时应注意满足基础刚性角和最小埋置深度的要求。
(2)荷载计算
如果基础的形式和尺寸未调整,可直接应用方案设计的结果,否则应重新计算。 (3)地基基础的检算
1)地基强度检算(包含持力层强度和软弱下卧层强度); 2)基底偏心距检算; 3)基础倾覆和滑动稳定性检算
如果基础方案未调整,上述检算可直接应用方案设计的结果,否则应重新计算。 4)地基沉降计算
请同学们注意,当检算不通过或安全系数偏大而造成浪费时,需重新设计,直至满足既安全又经济的要求。
2.钢筋混凝土扩展基础
技术设计时的计算项目与刚性基础基本相同,但应增加基础自身强度的检算如下述。
(1)抗弯计算
抗弯计算的主要目的是为基础配置钢筋。 (2)抗冲切计算
抗冲切计算的目的是检算基础的厚度是否足够。 (3)杯口部分的构造
车间的承重柱为预制结构,故基础应设置杯口,杯口的尺寸和配筋可采用标准配置,具体可参考李克钏主编《基础工程》第二版p. 60~p. 62或《建筑地基基础设计规范》GB 50007第 8.2.5条和8.2.6条。
3.沉井基础
检查方案设计的结果是否满意,如未达理想状态可加以调整,如需加以调整,则应重新计算方案设计中的相关内容,然后补充进行沉井基础的结构计算。
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(1)底节沉井检算 1)竖向抗裂性检算; 2)内隔墙强度检算; (2)刃脚内外侧竖直钢筋计算 1)配筋:最小配筋率不小于0.05%; 2)向外弯曲时内力计算; 3)向内弯曲时内力计算; 4)内外侧钢筋配置。 (3)刃脚水平钢筋计算 1)内力计算; 2)配置钢筋
一般根据弯矩配置钢筋。如按构造配筋,应检算素混凝土的弯曲应力是否小于混凝土的容许弯曲应力值。
(4)井壁水平钢筋检算 1)内力计算; 2)配置钢筋
一般根据弯矩配置钢筋。如按构造配筋,应检算素混凝土弯曲应力是否小于混凝土的容许弯曲应力值。
(5)井壁竖直钢筋检算 1)竖向最大拉力计算;
2)检算纯混凝土的拉应力是否小于容许值,考虑是否配筋。 (6)封底混凝土计算。 (7)顶盖计算。
以上各项计算方法可参考文献4或相关手册的沉井算例。 4.桩基础(以桥梁桩基础为例) (1)拟定桩基础各部分尺寸
详细拟定桩基础各部分的尺寸,如与方案设计时相同,本步可略。 (2)荷载计算
取用纵向主+附两孔满载(低水位)和纵向主+附一孔重载(低水位)两种荷载组合,简化至承台底面中心。
(3)计算变形系数?;
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(4)计算刚度系数?1、?2、?3和?4;
(5)电算求解承台变位a,b, ?和桩顶内力Ni、Hi、Mi; (6)绘制桩身弯矩图,剪力图和桩侧土的横向抗力图; (7)单桩的轴向承载力检算; (8)桩身配筋计算
1)按桩身的最大弯矩配筋,也可将桩分为两段分段配筋。当桩身弯矩较小时可按构造配筋;
2)按稳定性检算桩的承载力; 3)按材料强度检算桩的承载力。 (9)桩基承载力检算; (10)墩基水平位移检算
最不利荷载组合为纵向主+附一孔重载(低水位)。 (11)桩与承台的联结强度检算。
以上各项计算方法可参考文献4或相关手册的桩基算例。
当桩基础能满足低承台桩基础的简化算法的要求时,可按简化算法进行计算,具体可参考教材。
房屋建筑的桩基础一般均能满足低承台桩基础的简化算法的要求。 5.施工图绘制
设计结果应绘制为施工图。图纸统一用标准A3图幅(297mm?420mm)。标题栏的形式如下: 班 级 姓 名 指导教师 日 期 西南交通大学土木工程学院 (图名) 标题栏长度设计为150mm,左起第一栏长100mm,第二栏和第三栏各长25mm;高度设计为30mm,各行均分。
图纸内容如下: (1)设计题目之一
1)整个房屋基础总平面布置图;
2)浅基础或桩基础的基础结构平面图(包含配筋图);
3)浅基础的立、剖面图或桩基础的立、剖面图(包含配筋图)。
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(2)设计题目之二
1)整个桥梁基础总平面布置图 2)基础结构图; 3)基础配筋图。
当采用刚性基础时,第二张图纸为基础结构(含平、立面图)及施工图,包括施工程序示意图及主要机具设备示意图。
各图纸应包括图纸说明和工程数量表。 4.3.5 施工方案
根据设计基础的具体情况,提出施工工序,施工方法,施工机具,以及施工中的注意事项。估计工程数量和材料用量。
3.4 进度计划安排参考
本课程设计大约可在12个学时(课内课外总计)内完成,具体可参照如下进度计划。
(1)熟悉设计指导书内容和相关设计资料,从指导教师处领取设计任务;(1个学时)
(2)浅基础的设计(共需约5个学时),主要内容有:
①确定基础埋深、拟定基础结构形式及平面布置形式和初步尺寸;(1/3学时) ②作用于浅基础上的荷载的计算;(1/3学时) ③地基承载力计算,确定基础底面尺寸;(1/3学时) ④地基稳定性验算;(1/4学时) ⑤地基沉降量验算;(1学时)
⑥基础的抗弯承载力计算和抗冲切、抗剪切检算,包含配筋设计计算;(1学时) ⑦绘制设计图纸;(1学时)
⑧整理及编制此部分的设计说明书;(3/4学时) (3)桩基础的设计(共需约5个学时),主要内容有: ①拟定桩基础的形式和初步尺寸;(1/3学时) ②单桩竖向承载力设计值的计算;(1/3学时)
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