桩基设计课件

桩基础计算严绍军中国地质大学（武汉）工程学院EngineeringFaculty,CUG(WuHan)桩基础计算严绍军分承台类型进行讲解板式承台三角形承台墙下条形承台柱下条形承台筏板与箱型承台分承台类型进行讲解板式承台板式承台计算与设计板式承台计算与设计1.桩顶作用效应计算轴心竖向力作用:

偏心竖向力作用:水平力作用:桩基础计算与设计F、G采用标准值xi与yi桩中心距桩群形心的距离1.桩顶作用效应计算轴心竖向力作用:桩基础计算与设计F、G2.桩基竖向承载力计算桩基础计算与设计单桩竖向极限承载力标准值复合桩基承台效应桩数桩数增加Nk降低但承台效应降低当群桩基础桩中心距>=3d承台效应可按承担上部荷载10％考虑。端承桩、少于4根的摩擦桩不计承台效应对于液化土湿陷性土欠固结土新填土高灵敏软土沉桩导致超孔隙水压力及隆起等不考虑承台效应得到桩数后按前面介绍的要求布桩根据桩顶荷载对桩身进行设计对承台进行设计2.桩基竖向承载力计算桩基础计算与设计单桩竖向极限承载力标准3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计抗弯计算抗剪抗冲切计算厚度配筋3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计抗3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗冲切板式承台冲切破坏形式柱或者变阶处的冲切破坏角桩的冲切破坏承台厚度不足柱冲切破坏角桩冲切破坏3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗冲切（柱）2.冲切锥体的角度45度1.来源于无筋混凝土抗冲切计算3.冲切锥体荷载F设计值不计承台与土重Q不计土和承台重设计值作用下锥体内桩反力3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗冲切(柱)4.确定冲跨比：a0当0.25取0.25当1.0取1.0桩柱很近有利抗冲切桩柱远成45度破坏冲切系数：＝0.25得到1.87＝1得到0.7高度影响系数：H0800等于1.0h02000等于0.93.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗冲切(柱)在两个方向不同因此分别进行修正本质是一致的3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗冲切(角桩)冲切体下截面冲切体上截面3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗剪切计算斜压破坏剪压破坏斜拉破坏3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗剪切计算5.9.9柱(墙)下桩基承台，应分别对柱(墙)边、变阶处和桩边联线形成的贯通承台的斜截面受剪承载力进行验算。当承台悬挑边有多排桩基形成多个斜截面时，应对每个斜截面的受剪承载力进行验算。规范强制规定依据《钢筋混凝土规范》(50010)无腹筋受弯构件的斜截面受剪承载力进行计算考虑到承台板较厚抗剪性能要考虑剪跨比的有利影响计算方法3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗剪切计算《钢筋混凝土规范》(G50010)h0大于2000mm取2000h0小于800mm取800《建筑桩基技术规范》(JGJ94－2008)承台剪切系数剪跨比3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗剪切计算剪力V：Vi不计土和承台重桩反力设计值3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:阶梯型承台抗剪切计算3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:阶梯型承台抗剪切计算按照面积等效原则处理A1－A2B1－B23.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:锥形承台抗剪切计算A－AB－B3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗弯计算模型概化弯矩计算按《钢筋混凝土规范》配置钢筋采用的是梁式法据模型试验表明：裂缝在两个方向呈梁式交替出现和开展取柱边的屈服绞线处弯矩作为设计弯矩基桩反力仅单向取矩不进行双向分配3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗弯计算弯矩计算xixi

每根桩与柱的距离Ni不考虑承台及其上土体重量得到的桩顶力Y－Y截面X－X截面3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗弯计算弯矩计算xixi

每根桩与柱的距离1.钢筋d大于12mm间距100～200mm2.配筋率大于0.15％3.承台边桩起算锚固长度大于35d4.留足保护层的厚度3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:三桩承台计算与设计三桩承台计算与设计1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1三桩承台抗冲切计算按角桩的冲切计算方式分别计算每根桩底部角桩顶部角桩3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1三桩承台抗冲切计算3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗剪一般而言三桩三角形承台不发生抗剪切破坏因此不进行抗剪切计算3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗剪一般而3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯三桩承台分为等边三角形和等腰三角形两类分别计算钢筋混凝土板屈服线理论按机动法基本原理求弯矩两式相加除以23.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯三桩承3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯两式相加除以2等腰三角形3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯两式相3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯1.计算的是与承台边正交截面的弯矩值钢筋布置在该方向均匀布置2.钢筋d大于12mm间距100～200mm柱应在钢筋内3.配筋率大于0.15％4.承台边桩起算锚固长度大于35d5.留足保护层的厚度3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯1.计砌体下条形桩基承台设计与计算砌体下条形桩基承台设计与计算1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计墙－承台－桩体系共同作用墙承台材料与尺寸不一致桩位置处变形小于桩以外部位桩的部位墙的荷载大中间部位荷载降低承台上荷载分布承台内剪力与弯矩分布桩距承台梁尺寸墙体材料与尺寸门洞的位置与尺寸考虑因素3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计墙－承台－桩体系3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(1).按均布荷载连续梁法不考虑墙－承台－桩共同作用基桩作为支座荷载均布按连续梁计算弯矩与剪力这种方法计算出来的内力偏大(2).按过梁荷载取值法《砌体结构设计规范》GB50003砌体结构过梁荷载取值的规定取值3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(1).按均布3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法考虑墙－承台－桩共同作用墙体看成半无限弹性地基承台看成倒置的弹性地基梁计算桩作用下承台荷载反力分布将反力进行简化作为承台梁上的荷载分布根据荷载分布按普通梁计算梁弯矩与剪力3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法线性荷载最大值承台梁顶面以上均布荷载计算跨度：Lc=1.05L

a0中间跨边跨承台梁的抗弯刚度墙体弹性模量与宽度3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法三角形荷载范围<桩净距三角形荷载范围部分重合三角形荷载范围完全重合存在门洞3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计均布荷载法>弹性地基梁法>过梁法均布荷载法不考虑共同作用偏于保守一般不宜采用过梁法充分考虑墙体能发挥成拱效应对砌体要求较高偏于不安全弹性地基梁法考虑墙、梁协同作用考虑材料性质考虑开洞等比较符合实践情况3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计均布荷载法>弹性4.墙下条形承台梁受剪计算桩基础计算与设计混凝土项箍筋项弯起钢筋项++《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010）4.墙下条形承台梁受剪计算桩基础计算与设计混凝土项箍筋项4.墙下条形承台梁受弯计算桩基础计算与设计《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010）4.墙下条形承台梁受弯计算桩基础计算与设计《钢筋混凝土结构设柱下条形承台桩基及箱筏承台桩基柱下条形承台桩基及箱筏承台桩基1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算3.柱下条形承台内力计算桩基础计算与设计连续梁法

简单但要求荷载均匀<20%梁高度>柱间距/6弹性地基梁法

精度较高要求地基模型合理参数准确考虑上部结构刚度法

考虑地基－梁－上部结构共同作用精度高计算复杂工作量大3.柱下条形承台内力计算桩基础计算与设计连续梁法3.柱下条形承台内力计算桩基础计算与设计连续梁法柱作为支座桩净反力作为荷载可采用静力平衡法进行计算弹性地基梁法柱内力作为荷载承台梁置于由桩与地基土构成的弹性地基上体系满足静力和变形平衡条件3.柱下条形承台内力计算桩基础计算与设计连续梁法柱作为支座弹3.柱下条形承台抗剪与抗弯桩基础计算与设计抗剪计算：按集中荷载作用下的梁进行计算抗弯计算3.柱下条形承台抗剪与抗弯桩基础计算与设计抗剪计算：按集中荷4.筏型与箱型承台抗冲切计算桩基础计算与设计两种情况：单桩冲切群桩冲切4.筏型与箱型承台抗冲切计算桩基础计算与设计两种情况：4.筏型与箱型承台抗冲切计算桩基础计算与设计两种情况：单桩冲切群桩冲切5.筏型与箱型承台抗弯计算上部结构－基础－地基共同作用分析对于均匀分布的箱基可以仅计算局部弯矩＝0.25得到1.87＝1得到0.74.筏型与箱型承台抗冲切计算桩基础计算与设计两种情况：5.筏5.9.15对于柱下桩基当承台混凝土强度等级低于柱或者桩的混凝土强度等级时应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力桩基础计算与设计5.9.16抗震计算要求作用：地震作用效应和其他荷载效应的基本组合R：结构构件承载力设计值RE：承载力抗震调整系数0.75～0.855.9.15对于柱下桩基当承台混凝土强度等级低于柱或者桩设计实例设计实例桩基础计算与设计(设计实例)一、设计步骤1.桩端持力层选择2.桩型选择3.确定单桩承载力桩的设计4.确定承台形式桩数并进行布置5.承台尺寸及埋深确定6.考虑承台效应的承载力验算7.承台设计8.群桩实体基础承载力验算软弱下卧层验算沉降计算9.设计图纸绘制桩基础计算与设计(设计实例)一、设计步骤1.桩端持力层选择2桩基础计算与设计(设计实例)二、实例无地下水主要土体为粘性土浅层为填土工程地质条件：上部结构条件：柱荷载：Fk＝2200kNMk＝640kN.mHk=86.3kN柱截面尺寸：800×400mm方案：采用预制桩独立承台桩端持力层为第3层硬塑状粘土桩基础计算与设计(设计实例)二、实例无地下水工程地质条件：上桩基础计算与设计(设计实例)二、实例桩的配筋桩基础计算与设计(设计实例)二、实例桩的配筋桩基础计算与设计(设计实例)二、实例采用经验系数法确定单桩极限承载力查表得到qsikqpk按经验公式得到单桩极限承载力22kPa65kPa90kPa3000kPa侧阻端阻：单桩承载力特征值Ra②粉质粘土Il=0.5-0.6

桩基础计算与设计(设计实例)二、实例采用经验系数法确定单桩极桩基础计算与设计(设计实例)二、实例极限侧阻力标准值填土：22～30极限端阻力标准值桩基础计算与设计(设计实例)二、实例极限侧阻力标准值填土：桩基础计算与设计(设计实例)二、实例桩数确定标准值没有考虑弯矩乘以一个放大系数承台面积未知这里取2.3×3.3m按书上取6根桩基础计算与设计(设计实例)二、实例桩数确定标准值没有考虑弯桩基础计算与设计(设计实例)二、实例布桩与承台桩间距需要大于3.5d横向sa＝1250mm纵向sa＝1700mm悬挑部分纵向＝150mm横向＝250mm布桩：2×380012501700桩基础计算与设计(设计实例)二、实例布桩与承台桩间距需要大于桩基础计算与设计(设计实例)二、实例复合桩基承载力计算承台效应系数0.5Bc且小于5m深度范围内各土层地基土承载力按厚度加权平均值Ac＝(A－nAps)/nBc/l=2.3/8.9=0.258桩基础计算与设计(设计实例)二、实例复合桩基承载力计算承台效桩基础计算与设计(设计实例)考虑群桩效应的复合基桩竖向承载力特征值桩基础计算与设计(设计实例)考虑群桩效应的复合基桩竖向承载力桩基础计算与设计(设计实例)二、实例复合桩基承载力计算桩顶荷载及承载力验算承载力满足要求！桩基础计算与设计(设计实例)二、实例复合桩基承载力计算桩顶荷桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算1.复合基桩净反力不计承台与土体的自重荷载取设计值不同位置的反力不同与弯矩相互联系混凝土采用C25ft=1.27N/mm2钢筋HRB335fy=300N/mm2桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算1.复合基桩净反桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算2.柱对承台冲切计算冲切锥体范围之内的桩反力＝0当0.25取0.25当1.0取1.0桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算2.柱对承台冲切800桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算2.柱对承台冲切计算x方向：h0=700mmy方向：因此可以得到：800桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算2.柱对承桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算3.角桩对承台冲切计算最大角桩反力Nl＝509kN桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算3.角桩对承台冲桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算3.角桩对承台冲切计算c1=300+250=550mmx方向：c2=300+150=450mmy方向：桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算3.角桩对承台冲桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算4.承台抗剪切计算短边方向剪切力：长边方向剪切力：桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算4.承台抗剪切计桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算4.承台抗剪切计算短边方向长边方向桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算4.承台抗剪切计桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算5.弯矩与配筋x方向（y轴截面）xi＝0.7＋0.3/2=0.85m采用Ⅱ级Φ20钢筋取20根Φ20钢筋桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算5.弯矩与配筋x桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算5.弯矩与配筋y方向（x轴截面）yi＝0.5＋0.3/2=0.65m采用Ⅱ级Φ20钢筋取27根Φ20钢筋@120mm桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算5.弯矩与配筋y800桩基础计算与设计(设计实例)二、实例6.图纸绘制20d＝400mm35d＝700mm统一向上弯300mm满足锚固要求800桩基础计算与设计(设计实例)二、实例6.图纸绘制20d负摩阻力负摩阻力一、负摩阻力的概念在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对于桩侧土体向下位移时，土对桩产生的向上作用的摩擦力，称为正摩擦力。

当桩侧土体因某种原因而下沉，且其下沉量大于桩的沉降(即桩侧土体相对于桩向下位移)时，土对桩产生的向下作用的摩擦力，称为负摩阻力。正摩擦力负摩阻力一、负摩阻力的概念在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对于桩侧土体向二、负摩阻力产生1、桩穿越欠固结的软黏土或新填土而支承于硬粉性土、中密或密实砂土层、砾卵石层或岩层上。2、在较深厚的饱和软黏土地基中打预制桩。3、桩周附近地表有较大的堆载或河床冲刷堆积带来的大量沉积土淤在桩周，形成新填土。4、地下水下降，造成土固结沉降。5、地下水上升等原因造成湿陷性土的浸水下沉，而桩端位于相对稳定的土层上。6、冻土地基因温度上升而融化，产生融陷，而桩端相对下沉很少或不下沉。土沉降桩不动二、负摩阻力产生1、桩穿越欠固结的软黏土或新填土而支承于硬粉三、负摩阻力特性正负摩阻力分布中性点：桩土之间不产生相对位移的截面位置桩侧摩阻力分布桩身轴力分布三、负摩阻力特性正负摩阻力分布中性点：桩土之间不产生相对位移三、负摩阻力特性QFnFp中性点处桩身轴力：(Q+Fn)桩端总阻力：Q+(Fn-Fp)桩侧负摩擦力的发生，将使桩侧土的部分重力和地面荷载通过负摩擦力传递给桩桩的负摩擦力非但不能成为桩承载力的一部分．反而相当于是施加于桩上的外荷载必然导致桩的承载力相对降低、桩基沉降加大。三、负摩阻力特性QFnFp中性点处桩身轴力：(Q+Fn)桩端四、负摩阻力计算QFnFp中性点的位置负摩阻力强度的大小桩沉降与桩周土沉降相等条件确定影响中性点位置的因素较多桩周土的性质外界条件(堆载、降水、浸水等)规范直接根据持力层的性质确定持力层性质粘性土粉土中密以上砂砾石卵石基岩中性点深度比ln

/l00.5~0.60.7~0.80.91.0ln中性点深度

l0桩周沉降变形土层下限深度四、负摩阻力计算QFnFp中性点的位置负摩阻力强度的大小桩沉四、负摩阻力计算QFnFp负摩阻力强度的大小K0规范给出了一些经验系数四、负摩阻力计算QFnFp负摩阻力强度的大小K0规范给出了一水平受荷桩水平受荷桩一、水平受荷桩刚性桩桩的相对刚度大极限状态出现破坏时桩身并未产生挠曲变形围绕桩端附近的某一点作刚体转动全桩长范围内桩侧土达屈服状态受横向荷载后桩身会发生挠曲变形不会出现整体转动现象在桩身的位移曲线上出现一个位移零点受横向荷载后桩身会发生挠曲变形不会出现整体转动现象在桩身的位移曲线上出现两个位移零点半刚性桩柔性桩一、水平受荷桩刚性桩桩的相对刚度大极限状态出现破坏时桩身并二、水平受荷桩内力分析m值法C值法K法X二、水平受荷桩内力分析m值法C值法K法X二、水平受荷桩内力分析二、水平受荷桩内力分析二、水平受荷桩内力分析xxxxx二、水平受荷桩内力分析xxxxx三、水平受荷桩承载力桩身配筋率小于0.65%的灌注桩预制桩、钢桩及桩身配筋率不小于0.65%的灌注桩具体参考教材三、水平受荷桩承载力桩身配筋率小于0.65%的灌注桩预制桩、谢谢谢谢桩基础计算严绍军中国地质大学（武汉）工程学院EngineeringFaculty,CUG(WuHan)桩基础计算严绍军分承台类型进行讲解板式承台三角形承台墙下条形承台柱下条形承台筏板与箱型承台分承台类型进行讲解板式承台板式承台计算与设计板式承台计算与设计1.桩顶作用效应计算轴心竖向力作用:

偏心竖向力作用:水平力作用:桩基础计算与设计F、G采用标准值xi与yi桩中心距桩群形心的距离1.桩顶作用效应计算轴心竖向力作用:桩基础计算与设计F、G2.桩基竖向承载力计算桩基础计算与设计单桩竖向极限承载力标准值复合桩基承台效应桩数桩数增加Nk降低但承台效应降低当群桩基础桩中心距>=3d承台效应可按承担上部荷载10％考虑。端承桩、少于4根的摩擦桩不计承台效应对于液化土湿陷性土欠固结土新填土高灵敏软土沉桩导致超孔隙水压力及隆起等不考虑承台效应得到桩数后按前面介绍的要求布桩根据桩顶荷载对桩身进行设计对承台进行设计2.桩基竖向承载力计算桩基础计算与设计单桩竖向极限承载力标准3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计抗弯计算抗剪抗冲切计算厚度配筋3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计抗3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗冲切板式承台冲切破坏形式柱或者变阶处的冲切破坏角桩的冲切破坏承台厚度不足柱冲切破坏角桩冲切破坏3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗冲切（柱）2.冲切锥体的角度45度1.来源于无筋混凝土抗冲切计算3.冲切锥体荷载F设计值不计承台与土重Q不计土和承台重设计值作用下锥体内桩反力3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗冲切(柱)4.确定冲跨比：a0当0.25取0.25当1.0取1.0桩柱很近有利抗冲切桩柱远成45度破坏冲切系数：＝0.25得到1.87＝1得到0.7高度影响系数：H0800等于1.0h02000等于0.93.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗冲切(柱)在两个方向不同因此分别进行修正本质是一致的3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗冲切(角桩)冲切体下截面冲切体上截面3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗剪切计算斜压破坏剪压破坏斜拉破坏3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗剪切计算5.9.9柱(墙)下桩基承台，应分别对柱(墙)边、变阶处和桩边联线形成的贯通承台的斜截面受剪承载力进行验算。当承台悬挑边有多排桩基形成多个斜截面时，应对每个斜截面的受剪承载力进行验算。规范强制规定依据《钢筋混凝土规范》(50010)无腹筋受弯构件的斜截面受剪承载力进行计算考虑到承台板较厚抗剪性能要考虑剪跨比的有利影响计算方法3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗剪切计算《钢筋混凝土规范》(G50010)h0大于2000mm取2000h0小于800mm取800《建筑桩基技术规范》(JGJ94－2008)承台剪切系数剪跨比3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗剪切计算剪力V：Vi不计土和承台重桩反力设计值3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:阶梯型承台抗剪切计算3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:阶梯型承台抗剪切计算按照面积等效原则处理A1－A2B1－B23.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:锥形承台抗剪切计算A－AB－B3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗弯计算模型概化弯矩计算按《钢筋混凝土规范》配置钢筋采用的是梁式法据模型试验表明：裂缝在两个方向呈梁式交替出现和开展取柱边的屈服绞线处弯矩作为设计弯矩基桩反力仅单向取矩不进行双向分配3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗弯计算弯矩计算xixi

每根桩与柱的距离Ni不考虑承台及其上土体重量得到的桩顶力Y－Y截面X－X截面3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:抗弯计算弯矩计算xixi

每根桩与柱的距离1.钢筋d大于12mm间距100～200mm2.配筋率大于0.15％3.承台边桩起算锚固长度大于35d4.留足保护层的厚度3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计:三桩承台计算与设计三桩承台计算与设计1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1三桩承台抗冲切计算按角桩的冲切计算方式分别计算每根桩底部角桩顶部角桩3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.1三桩承台抗冲切计算3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗剪一般而言三桩三角形承台不发生抗剪切破坏因此不进行抗剪切计算3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗剪一般而3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯三桩承台分为等边三角形和等腰三角形两类分别计算钢筋混凝土板屈服线理论按机动法基本原理求弯矩两式相加除以23.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯三桩承3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯两式相加除以2等腰三角形3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯两式相3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯1.计算的是与承台边正交截面的弯矩值钢筋布置在该方向均匀布置2.钢筋d大于12mm间距100～200mm柱应在钢筋内3.配筋率大于0.15％4.承台边桩起算锚固长度大于35d5.留足保护层的厚度3.承台计算与设计桩基础计算与设计3.2三桩承台抗弯1.计砌体下条形桩基承台设计与计算砌体下条形桩基承台设计与计算1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计墙－承台－桩体系共同作用墙承台材料与尺寸不一致桩位置处变形小于桩以外部位桩的部位墙的荷载大中间部位荷载降低承台上荷载分布承台内剪力与弯矩分布桩距承台梁尺寸墙体材料与尺寸门洞的位置与尺寸考虑因素3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计墙－承台－桩体系3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(1).按均布荷载连续梁法不考虑墙－承台－桩共同作用基桩作为支座荷载均布按连续梁计算弯矩与剪力这种方法计算出来的内力偏大(2).按过梁荷载取值法《砌体结构设计规范》GB50003砌体结构过梁荷载取值的规定取值3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(1).按均布3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法考虑墙－承台－桩共同作用墙体看成半无限弹性地基承台看成倒置的弹性地基梁计算桩作用下承台荷载反力分布将反力进行简化作为承台梁上的荷载分布根据荷载分布按普通梁计算梁弯矩与剪力3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法线性荷载最大值承台梁顶面以上均布荷载计算跨度：Lc=1.05L

a0中间跨边跨承台梁的抗弯刚度墙体弹性模量与宽度3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法三角形荷载范围<桩净距三角形荷载范围部分重合三角形荷载范围完全重合存在门洞3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计(3).倒置弹3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计均布荷载法>弹性地基梁法>过梁法均布荷载法不考虑共同作用偏于保守一般不宜采用过梁法充分考虑墙体能发挥成拱效应对砌体要求较高偏于不安全弹性地基梁法考虑墙、梁协同作用考虑材料性质考虑开洞等比较符合实践情况3.墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计均布荷载法>弹性4.墙下条形承台梁受剪计算桩基础计算与设计混凝土项箍筋项弯起钢筋项++《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010）4.墙下条形承台梁受剪计算桩基础计算与设计混凝土项箍筋项4.墙下条形承台梁受弯计算桩基础计算与设计《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010）4.墙下条形承台梁受弯计算桩基础计算与设计《钢筋混凝土结构设柱下条形承台桩基及箱筏承台桩基柱下条形承台桩基及箱筏承台桩基1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算1.桩顶作用效应计算桩基础计算与设计2.桩基竖向承载力计算3.柱下条形承台内力计算桩基础计算与设计连续梁法

简单但要求荷载均匀<20%梁高度>柱间距/6弹性地基梁法

精度较高要求地基模型合理参数准确考虑上部结构刚度法

考虑地基－梁－上部结构共同作用精度高计算复杂工作量大3.柱下条形承台内力计算桩基础计算与设计连续梁法3.柱下条形承台内力计算桩基础计算与设计连续梁法柱作为支座桩净反力作为荷载可采用静力平衡法进行计算弹性地基梁法柱内力作为荷载承台梁置于由桩与地基土构成的弹性地基上体系满足静力和变形平衡条件3.柱下条形承台内力计算桩基础计算与设计连续梁法柱作为支座弹3.柱下条形承台抗剪与抗弯桩基础计算与设计抗剪计算：按集中荷载作用下的梁进行计算抗弯计算3.柱下条形承台抗剪与抗弯桩基础计算与设计抗剪计算：按集中荷4.筏型与箱型承台抗冲切计算桩基础计算与设计两种情况：单桩冲切群桩冲切4.筏型与箱型承台抗冲切计算桩基础计算与设计两种情况：4.筏型与箱型承台抗冲切计算桩基础计算与设计两种情况：单桩冲切群桩冲切5.筏型与箱型承台抗弯计算上部结构－基础－地基共同作用分析对于均匀分布的箱基可以仅计算局部弯矩＝0.25得到1.87＝1得到0.74.筏型与箱型承台抗冲切计算桩基础计算与设计两种情况：5.筏5.9.15对于柱下桩基当承台混凝土强度等级低于柱或者桩的混凝土强度等级时应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力桩基础计算与设计5.9.16抗震计算要求作用：地震作用效应和其他荷载效应的基本组合R：结构构件承载力设计值RE：承载力抗震调整系数0.75～0.855.9.15对于柱下桩基当承台混凝土强度等级低于柱或者桩设计实例设计实例桩基础计算与设计(设计实例)一、设计步骤1.桩端持力层选择2.桩型选择3.确定单桩承载力桩的设计4.确定承台形式桩数并进行布置5.承台尺寸及埋深确定6.考虑承台效应的承载力验算7.承台设计8.群桩实体基础承载力验算软弱下卧层验算沉降计算9.设计图纸绘制桩基础计算与设计(设计实例)一、设计步骤1.桩端持力层选择2桩基础计算与设计(设计实例)二、实例无地下水主要土体为粘性土浅层为填土工程地质条件：上部结构条件：柱荷载：Fk＝2200kNMk＝640kN.mHk=86.3kN柱截面尺寸：800×400mm方案：采用预制桩独立承台桩端持力层为第3层硬塑状粘土桩基础计算与设计(设计实例)二、实例无地下水工程地质条件：上桩基础计算与设计(设计实例)二、实例桩的配筋桩基础计算与设计(设计实例)二、实例桩的配筋桩基础计算与设计(设计实例)二、实例采用经验系数法确定单桩极限承载力查表得到qsikqpk按经验公式得到单桩极限承载力22kPa65kPa90kPa3000kPa侧阻端阻：单桩承载力特征值Ra②粉质粘土Il=0.5-0.6

桩基础计算与设计(设计实例)二、实例采用经验系数法确定单桩极桩基础计算与设计(设计实例)二、实例极限侧阻力标准值填土：22～30极限端阻力标准值桩基础计算与设计(设计实例)二、实例极限侧阻力标准值填土：桩基础计算与设计(设计实例)二、实例桩数确定标准值没有考虑弯矩乘以一个放大系数承台面积未知这里取2.3×3.3m按书上取6根桩基础计算与设计(设计实例)二、实例桩数确定标准值没有考虑弯桩基础计算与设计(设计实例)二、实例布桩与承台桩间距需要大于3.5d横向sa＝1250mm纵向sa＝1700mm悬挑部分纵向＝150mm横向＝250mm布桩：2×380012501700桩基础计算与设计(设计实例)二、实例布桩与承台桩间距需要大于桩基础计算与设计(设计实例)二、实例复合桩基承载力计算承台效应系数0.5Bc且小于5m深度范围内各土层地基土承载力按厚度加权平均值Ac＝(A－nAps)/nBc/l=2.3/8.9=0.258桩基础计算与设计(设计实例)二、实例复合桩基承载力计算承台效桩基础计算与设计(设计实例)考虑群桩效应的复合基桩竖向承载力特征值桩基础计算与设计(设计实例)考虑群桩效应的复合基桩竖向承载力桩基础计算与设计(设计实例)二、实例复合桩基承载力计算桩顶荷载及承载力验算承载力满足要求！桩基础计算与设计(设计实例)二、实例复合桩基承载力计算桩顶荷桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算1.复合基桩净反力不计承台与土体的自重荷载取设计值不同位置的反力不同与弯矩相互联系混凝土采用C25ft=1.27N/mm2钢筋HRB335fy=300N/mm2桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算1.复合基桩净反桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算2.柱对承台冲切计算冲切锥体范围之内的桩反力＝0当0.25取0.25当1.0取1.0桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算2.柱对承台冲切800桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算2.柱对承台冲切计算x方向：h0=700mmy方向：因此可以得到：800桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算2.柱对承桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算3.角桩对承台冲切计算最大角桩反力Nl＝509kN桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算3.角桩对承台冲桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算3.角桩对承台冲切计算c1=300+250=550mmx方向：c2=300+150=450mmy方向：桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算3.角桩对承台冲桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算4.承台抗剪切计算短边方向剪切力：长边方向剪切力：桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算4.承台抗剪切计桩基础计算与设计(设计实例)二、实例承台计算4.承台抗剪切计算短边方向长边