基础承台设计计算(共8页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上 一、某五层钢筋混凝土框架结构，柱网尺寸6m×6m，横向承重框架，柱截面500mm×500mm，底层平面图及地质资料见附图。基础采用静压预制混凝土管桩，桩直径400mm，桩身混凝土强度等级为C60，承台混凝土强度等级为C20，桩端进入持力层深度2d，最小桩距取3d，各桩传至承台顶的内力（柱号：Z1，Z2 Fk=910,1500，Mk=110,40.，Vk=50,22，F=1152,1935，M=140,50，V=64,25，单位符号除Mk、M为KN·m，其余的均为KN) 地质资料见附图。 附图： F 室内地面 天然地面标高9.280 天然

2、地面 300mm 200mm M V 杂填土 r=18KN/m3 h=1500 qsa=12kpa50mm4.00 粉土 6.10 qsa=22kpa d=400mm 承台剖面粉细砂 qsa=24kpaYA 0.4 1 al2=232mm11.00H 0.4 J 1 D S=1.6 E F 2.59淤泥质粉土h=0.81.39G X qsa=8kpa 22 0.4 2 3BC15.400.8 1 粉质粘土 0.8/30.46 0.4/30.23 al1=373mm qsa=25kpa 2.98m 23.00 qpa=800Kpa 等边三桩承台 地质资料 【附：相似三角形：AJH相似于AGF，其

3、中AJ=0.8、AG=0.8 + 0.695-0.25=1.245、AH=0.46 + 0.23=0.69、由相似比得： 0.8/1.245=0.69/AF AF1.08由AED相似于AGF，其中AE=0.8 + 0.354/2=0.977由相似比得： 0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08 al2=0.232 】 一、Z1基础设计计算：【解】 （1）确定桩端持力层 根据地质情况，初步选择粉质粘土层作为桩端持力层。 （2）确定桩的类型、桩长和承台埋深 静压预制混凝土管桩，直径为400mm进入粉质粘土层2d=0.8m，初定承台高度为1.5m， 承台顶距天然地面0.2m，承台埋深1

4、.5m。 （3）确定单桩竖向承载力特征值 Ra=qpaAp + pqsiali =×0.4²×800+3.14×0.4×(12×4+22×2.1+24×4.9+8×4.4+25×0.8) =100.48+355.352=435.832KN （4）估算桩数及初定承台面积n=1.2×Fk/Ra=1.2×910/435.8322.51 取3根因桩位静压预制混凝土管桩，所以取桩距S=4d=1.6m取等边三桩承台：如上图承台面积为：0.5×2.59×2.98-0.2

5、67=3.6（5）桩基础验算1）单桩承载力验算承台及上覆土重Gk=20×3.6×1.85=133.2KN轴心竖向力作用下，桩顶承受的平均竖向力Qk=(Fk + Gk)/n=(910 + 133.2)/3=347.73KN < Ra 满足要求偏心竖向力作用下，桩顶承受的最大与最小竖向力Qk=(Fk + Gk)/n ± (Mxk×Yi)/Yi² ± (Myk×Xi)/Xi² =(910 + 133.2)/3 ± (110+50×1.5)×0.8/2×0.8² =3

6、47.73 ± 115.625 463.355 (桩3) = KN 232.105 (桩2)最大竖向力Qk max=463.355KN 1.2Ra=1.2×435.832=523KN最小竖向力Qk min=232.105KN > 0满足要求 2）桩身混凝土强度： 桩顶承受的最大竖向力设计值 Qmax=(F + G)/n + MxYmax/Yi² +MyXmax/Xi² =(1152 + 1.2×133.2)/3 + (140 + 64×1.5)×0.8/2×0.8² =437.28 + 147.5=

7、584.78KN 桩身混凝土强度等级为C60，Fc=38.5N/mm² ApFcc=(3.14×400²)×38.5×1.0/4 4836KN > Qmax 满足要求 （6）承台设计 将圆桩换算成正方形桩，(3.14×400²)/4=a² a=354mm1) 承台受冲切承载力验算柱对承台的冲切(三桩承台不要求）角桩对承台的冲切角桩的最大净反力设计值：N1=F/n + MyXi/Xi² =1152/3 + (140 + 64×1.5)×0.8/2×0.8² =3

8、84 + 147.5 =531.5KN从角桩内边缘引45°冲切线，使柱处于45°线以内时取角桩内边缘至桩边水平距离al1=800 - 250 - 354/2=373mm，al2=232mm < 0.2H。=290mm ,取a12=290mm 角桩冲垮比l1=al1/H。=373/1450=0.257,l2=al2/H。=290/1450=0.2 角桩冲切系数 l1=0.56/(l1 + 0.2)=0.56/(0.257+ 0.2)=1.23 l2=0.56/(l2 + 0.2)=0.56/(0.2 + 0.2)=1.4 l1、l2满足0.21.0。 c1=867mm，

9、c2=848mm 底部角桩： l1(2c1 + al1)tanhpFtH。 =1.23×(2×867 + 373)/3 ×0.942×1.1×1450 = 2248KN > Nl=531.5KN 满足要求 顶部角桩： l2(2c2 + al2)tanhpFtH。 =1.4×(2×848 + 290)/3×0.942×1.1×1450 = 2412KN > Nl=531.5KN 满足要求 2）承台受剪承载力验算 1-1斜截面： V1=Nmax=531.5KN （桩3） 剪跨比同冲垮比x

10、=l1=0.257 x=1.75/(x + 1.0)=1.75/(0.257 + 1.0)=1.39 hs=(800/H。)¼ =（800/1450）¼=0.862 B。=2590mm hsxFtB。H。=0.862×1.39×1.1×2590×1450= 4950KN V1=531.5KN 满足要求 2-2斜截面： 桩3： N3=531.5KN 桩2： N2=F/n - MyXi/Xi²=1152/3 - (140 + 64×1.5)×0.8/2×0.8² =384 - 147.5=

11、236.5KN V2=N3 + N4=531.5 + 236.5=768KNy=l2=0.2 y=1.75/(l2+ 1.0)=1.75/(0.2 + 1.0)=1.458B。=2980mmhsxFtB。H。=0.862×1.458×1.1×2980×1450= 5974KN V2=768KN 满足要求 3）三桩承台弯矩及配筋计算 KN·m As1=M/0.9×fy×H。=256.94×106/0.9×300×1450=656.3mm² 【附：相似三角形：AJH相似于AGF，其中AJ=

12、0.8、AG=0.8 + 0.695-0.25=1.245、AH=0.46 + 0.23=0.69、由相似比得： 0.8/1.245=0.69/AF AF1.08由AED相似于AGF，其中AE=0.8 + 0.354/2=0.977由相似比得： 0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08 al2=0.232 】 二、Z2基础设计计算： 【解】 yi a。y 2 2.4 （1）确定桩端持力层 根据地质情况，初步选择粉质粘土层作为桩端持力层。 （2）确定桩的类型、桩长和承台埋深 a。x 1 d=400mm 静压预制混凝土管桩，直径为400mm进入粉质粘土层2d=0.8m，初定承台高度为

13、1.5m， 承台顶距天然地面0.2m，承台埋深1.5m。1.6 （3）确定单桩竖向承载力特征值2.4 Ra=qpaAp + pqsiali =×0.4²×800+3.14×0.4×(12×4+22×2.1+24×4.9+8×4.4+25×0.8) =100.48+355.352=435.832KN （4）估算桩数及初定承台面积n=1.2×Fk/Ra=1.2×1500/435.8323.44 取4根因桩位静压预制混凝土管桩，所以取桩距S=4.0d=1.6m承台短边长为：2d +

14、 s=2×0.4 + 1.6=2.4m 承台长边长与短边长一样，承台面积为：2.4×2.4=5.76m（5）桩基础验算1）单桩承载力验算承台及上覆土重Gk=20×2.4×2.4×1.85=213.12KN轴心竖向力作用下，桩顶承受的平均竖向力Qk=(Fk + Gk)/n=(1500 + 213.12)/4=428.28KN < Ra 满足要求偏心竖向力作用下，桩顶承受的最大与最小竖向力Qk=(Fk + Gk)/n ± (Mxk×Yi)/Yi² ± (Myk×Xi)/Xi² =(1

15、500 + 213.12)/4 ± (40+22×1.5)×0.8/4×0.8² =428.28± 22.8 451.08 (桩2、桩4) = KN 405.48 (桩1、桩3)最大竖向力Qk max=451.08KN 1.2Ra=1.2×435.832=523KN最小竖向力Qk min=405.48KN > 0满足要求 2）桩身混凝土强度： 桩顶承受的最大竖向力设计值 Qmax=(F + G)/n + MxYmax/Yi² +MyXmax/Xi² =(1935 + 1.2×213.12)

16、/4 + (50 + 25×1.5)×0.8/4×0.8² =547.686 + 27.344=575.03KN 桩身混凝土强度等级为C60，查表得：Fc=27.5N/mm² ApFcc=(3.14×400²)×27.5×1.0/4 =3454KN > Qmax 满足要求 （6）承台设计 将圆桩换算成正方形桩，(3.14×400²)/4=a² a=354mm1）承台受冲切承载力验算柱对承台的冲切1500 50=1450mm桩顶伸入承台50mm，承台有效高度H。=1450

17、mm，承台混凝土强度等级为C20，Ft=1.1N/mm²Fl=F - Ni =1935 0=1935KN(破坏锥体内无桩) A。x =800(354/2) 250 A。x =373 > 0.2h。=290mm, 取A。x =373mmTan=1500/373=4.02, 76° > 45° 同理可得，A。y = A。x =373mm, 76° > 45° 。x = A。x/H。= 373/1450 =0.26 =。y 。x = 0.84/(。x + 0.2) =1.83 =。y 因H=1500mm，直线插入法，hp =1 (1

18、.0 - 0.9)×(1500 - 800)/(2000 - 800)=0.9422。x(Bc + A。y) + 。y (Hc + A。x)hpFtH。=21.83×(500 + 373) + 1.83×(500 + 373)×0.942×1.1×1450= 9601KN > Fl=1935KN 满足要求角桩对承台的冲切角桩的最大净反力设计值：Nl=F/n + MyXi/Xi² =1935/4 + (50 + 25×1.5)×0.8/4×0.8²=483.75 + 27.344

19、=511.094KN从角桩内边缘引45°冲切线，使柱处于45°线以内时取角桩内边缘至桩边水平距离A1x=373mm，A1y=373mm。角桩冲垮比1x=A1x/H。=373/1450=0.261y=A1y/H。=373/1450=0.26 角桩冲切系数1x=0.56/(1x + 0.2)=0.56/(0.26 + 0.2)=1.22=1y 1x、1y满足0.21.0。 C1=C2=577mm 1x(C2 + A1y/2) + 1y(C1 + A1x/2)hpFtH。 =1.22×(577 + 373/2) + 1.22×(577 + 373/2)

20、5;0.942×1.1×1450 = 2799KN > Nl=511.094KN 满足要求 2）承台受剪承载力验算 1-1斜截面： V1=2Nmax=2×511.094=1022.2KN （桩2、桩4） 剪跨比同冲垮比x=。x=0.26 x=1.75/(x + 1.0)=1.75/(0.26 + 1.0)=1.39 hs=(800/H。)¼ =（800/1450）¼=0.862 B。=2400mm hsxFtB。H。=0.862×1.39×1.1×2400×1450= 4587KN V1=1022.2KN