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土(MxkXYi)/刀Yi2±(MykXXi)/刀Xi2
=(910+133.2)/3±(110+50X1.5)X0.8/2X0.82
=347.73±115.625
463.355(桩3)
=KN
232.105(桩2)
最大竖向力Qkmax=463.355KN<1.2Ra=1.2X435.832=523KN最小竖向力Qkmin=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/刀Yi2+MyXmax/EXi2
=(1152+1.2X133.2)/3+(140+64X1.5)X0.8/2X0.82
=437.28+147.5
=584.78KN
桩身混凝土强度等级为C60,Fc=38.5N/mm2
ApFc书c=(3.14X4002)X38.5X1.0/4
〜4836KN>Qmax满足要求
(6)承台设计
将圆桩换算成正方形桩,(3.14X4002)/4=a2a=354mm
1)承台受冲切承载力验算
1柱对承台的冲切(三桩承台不要求)
2角桩对承台的冲切
角桩的最大净反力设计值:
N1=F/n+MyXi/刀Xi2
=1152/3+(140+64X1.5)X0.8/2X0.82
=384+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
角桩冲垮比入I1=al1/H。
=373/1450=0.257,入I2=al2/H。
=290/1450=0.2
角桩冲切系数
B11=0.56/(入l1+0.2)=0.56/(0.257+0.2)=1.23
B12=0.56/(入l2+0.2)=0.56/(0.2+0.2)=1.4
入l1、入l2满足0.2~1.0。
c1=867mmc2=848mm
底部角桩:
1
[Bl1(2c1+al1)tan]BhpFtH。
2
=[1.23X(2X867+373)、3/3]X0.942X1.1X1450
=2248126〜2248KN>NI=531.5KN满足要求
顶部角桩:
2
[Bl2(2c2+al2)tan—]BhpFtH。
2
=[1.4X(2X848+290)3/3]X0.942X1.1X1450
=2411894〜2412KN>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)
剪跨比同冲垮比入x=Xl1=0.257
Bx=1.75/(Xx+1.0)=1.75/(0.257+1.0)=1.39
Bhs=(800/H。
)?
=(800/1450)?
=0.862
B。
=2590mm
BhsBxFtB。
Ho=0.862X1.39X1.1X2590X1450=4949741〜4950KN〉V1=531.5KN满足要求
2-2斜截面:
桩3:
N3=531.5KN
桩2:
N2=F/n-MyXi/EXi2=1152/3-(140+64X1.5)X0.8/2X0.82=384-147.5=236.5KN
V2=N3+N4=531.5+236.5=768KN
Xy=Xl2=0.2By=1.75/(Xl2+1.0)=1.75/(0.2+1.0)=1.458
Bo=2980mm
BhsBxFtB。
Ho=0.862X1.458X1.1X2980X1450
=5973677〜5974KN〉V2=768KN满足要求
3)三桩承台弯矩及配筋计算
As1=M/0.9XfyXHo=256.94X106/0.9X300X1450=656.3mm
【附:
相似三角形:
△AJH相似于△AGF其中AJ=0.8、AG=0.8+0.695-0.25=1.245AH=0.46+0.23=0.69、
AJAH
由相似比得:
AGAF
0.8/1.245=0.69/AFAF^1.08
由厶AED相似于△AGF其中AE=0.8+0.354/2=0.977由相似比得:
蜃AFaL2
AGAF
0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08
二、Z2基础设计计算:
al2=0.232】
[解]yia
(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400mn进入粉质粘土层2d=0.8承台顶距天然地面0.2m,承台埋深1.5m。
(3)确定单桩竖向承载力特征值
2.4
d=400mm
x
初
y2
ao
1//
定承台高度为1.5m,
1.6
2.4
Ra=qpaAp+卩pEqsiali
=VX0.42X800+3.14X0.4X(12X4+22X2.1+24X4.9+8X4.4+25X0.8)
=100.48+355.352=435.832KN
(4)估算桩数及初定承台面积
n=1.2XFk/Ra=1.2X1500/435.832〜3.44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+s=2X0.4+1.6=2.4m——承台长边长与短边长一样,
承台面积为:
2.4X2.4=5.76m
(5)桩基础验算
1)单桩承载力验算
承台及上覆土重Gk=20X2.4X2.4X1.85=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土(MxkXYi)/EYi2±(MykXXi)/EXi2
=(1500+213.12)/4
±(40+22X1.5)X0.8/4X0.82
=428.28±22.8
451.08(
桩2、桩4)
=KN
405.48(
桩1、桩3)
最大竖向力Qkmax=451.08KN<1.2Ra=1.2X435.832=523KN
最小竖向力Qkmin=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/刀Yi2+MyXmax/EXi2
=(1935+1.2X213.12)/4+(50+25X1.5)X0.8/4X0.82
=547.686+27.344
=575.03KN
桩身混凝土强度等级为C60,查表得:
Fc=27.5N/mn2
ApFc书c=(3.14X4002)X27.5X1.0/4
=3454KN>Qmax满足要求
(6)承台设计
将圆桩换算成正方形桩,(3.14X4002)/4=a2a=354mm
1)承台受冲切承载力验算
1柱对承台的冲切1500-50=1450mm
桩顶伸入承台50mm承台有效高度Ho=1450mm承台混凝土强度等级为C20,Ft=1.1N/mm2
Fl=F-刀Ni=1935-0=1935KN(破坏锥体内无桩)
Aox=800-(354/2)-250
Aox=373>0.2h。
=290mm,取A。
x=373mm
Tana=1500/373=4.02,a〜76°>45°
同理可得,Aoy=Aox=373mm,a〜76°>45°
入。
x=Aox/Ho=373/1450=0.26=入。
y
x=0.84/(入。
x+0.2)=1.83=B。
y
因H=1500mm直线插入法,
Bhp=1-(1.0-0.9)X(1500-800)/(2000-800)=0.942
2[Box(Bc+Aoy)+Boy(Hc+A。
x)]BhpFtH。
=2[1.83X(500+373)