符合要求
计算单桩偏心荷载下最大竖向力为:
Qkmax=〔Fk+Gk〕/n+Mgxi/Ʃxj2
=495.63+(466.4+93.3*2)*1.4/(4*1.42)
=612.24
Qkmax=612.24KN<1.2Ra=652.008KN
符合要求
5.抗弯计算与配筋设计
在承台构造设计中,取相应于荷载效应根本组合的设计值,可按下式计算:
S=1.35Sk
所以:
F=1.35Fk=2248.74KN
M=1.35Mk=629.64KN·m
H=1.35Hk=125.955KN
对于承台进一步设计为:
取承台厚0.9m,下设厚度为100mm,强度等级为C10的混凝土垫层,保护层为50mm,那么h=0.85m;混凝土强度等级为C20,混凝土的抗拉强度为ft=1.1N/mm2,钢筋选用HRB335级,fy=300N/mm2
那么各桩不计承台以及其上土自重Gk局部的净反力Ni为
各桩平均竖向力N=1.35Fk/n=562.18KN
最大竖向力Nmax=1.35〔Fk/n+Myxmax/Ʃxj〕
=1.35*〔416.4+116.6〕
=719.55
对于Ⅰ-Ⅰ断面
My=ƩNixi=2Nmaxxi=2*719.55*1.1=1583.01
钢筋面积As=My/0.9fyh0=1583.01*106/〔0.9*300*850〕=6897.65mm2
采用22根直径为20mm钢筋,As=6908mm2平行于X轴布置
对于Ⅱ-Ⅱ断面
Mx=ƩNiyi=2Nxyi=2*562.18*0.4=449.74
钢筋面积As=Mx/0.9fyh0=449.74*106/〔0.9*300*850〕=1959.6mm2
选用18根直径为12mm的钢筋,As=2034.72mm2平行于Y轴布置
6.承台抗冲切验算
1柱的向下冲切验算
Fl<=2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0
式中;a0x=0.9mλ0x=a0x/h0=0.9/0.85=1.059
β0x=0.84/(λ0x+0.2)=0.67
a0y=0.2mλ0y=a0y/h0=0.2/0.85=0.235
β0y=0.84/(λ0y+0.2)=1.93
bc=0.6mac=0.6mβhp=1-〔1-0.9〕/〔2000-800〕*(900-800)=0.992
那么2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0
=2*[0.67*(0.6+0.2)+1.93*(0.6+0.9)]*0.992*1100*0.85
=6364.64KN
桩顶平均净反力N=2248.74/4=562.19KN
Fl=F-N=2248.74-562.19=1686.55
2角桩的冲切验算
冲切力Nl必须不大于抗冲切力即满足
Nl<=[β1x(c2+aiy/2)+β1y(c1+a1x/2)]βhpfth0
式中c1=c2=0.6m
a1x=0.9mλ1x=a1x/h0=1.059β1x=0.56/(x1x+0.2)=0.448
a1y=0.2mλ1y=a1y/h0=0.235β1y=0.56/(x1y+0.2)=1.29
Nl=Nmax=719.55KN
抗冲击力=[0.4448*(0.6+0.2/2)+1.29*(0.6+0.9/2)]*0.992*1100*0.85
=1545.12KN
符合要求
7.承台抗剪验算
剪切力V必须不大于抗剪切力,即满足
V<=βhsβftbh0
对于Ⅰ-Ⅰ截面
ax=0.9λx=ax/h0=0.9/0.85=1.059β=1.75/(λx+1)=0.85
βhs=(800/h0)1/4=0.985b=2.2m
V=2*Nmax=2*719.55=1439.1
抗剪切力=0.985*0.85*1100*2.2*0.85=1722.22
符合要求
对于Ⅱ-Ⅱ截面
a1y=0.2mλy=0.235β=1.75/(0.235+1)=1.417
a=3.6m
V=2*N=2*562.18=1124.36KN
抗剪力=0.985*1.417*1100*3.6*0.85=4698.1KN
符合要求
8.沉降计算
采用实体深基根底计算方法,计算中心点沉降。
荷载扩散法计算
P0=(F+Gk-Pc0xaxb)/[(b0+2l*tanФ/4)*(a0+2l*tanФ/4)]
式中F为相应于荷载效应准永久组合时分配到桩顶的竖向力
F=1428.93Gk=316.8KNPc0=16*2=32KN/m2
l=10ma0=3.2mb0=1.8ma=3.6mb=2.2m
那么P0=〔1428.93+316.8-32*3.6*2.2〕/[(3.2+2*10tan6o)*(1.8+2*10tan6o)]=1492.3/(5.3*3.9)=72.2KPa
s=∮ps'
s'=ƩP0/Esi〔ziαi-zi-1αi-1〕
对于扩散后实体根底查表确定平均附加应力系数α
a/b=5.3/3.9=1.4
z/m
z/b0
αi
ES
0
0
1.0
20
1.95
0.5
0.9215
20
3.1
0.8
0.810
20
3.9
1.0
0.749
20
7.8
2.0
0.499
8
11.7
3.0
0.366
8
12.48
3.2
0.348
8
13.26
3.4
0.331
8
Ʃsi'=72.2*{[(1.95*0.9215)+(3.1*0.810-1.95*0.9215)+(3.9*0.749-3.1*0.810)]*1/20+[(7.8*0.499-3.9*0.749)+(11.7*0.366-7.8*0.499)+(12.48*0.348-11.7*0.366)]*1/8}
=72.2*{(3.9*0.749)*1/20+[(12.48*0.348)-(3.9*0.749)]*1/8}
=23.4
△sn=〔13.26*0.331-12.48*0.348〕*72.2/8
=0.282mm<0.025Ʃsi=0.54mm
计算到桩端以下8.7m即可。
ES=ƩAi/Ʃ〔Ai/Bsi〕=〔1.79+0.71+0.41+0.97+0.39〕/〔0.1455+0.17〕
=13.53MPa<15MPa
∮p=0.5
s=∮ps‘=21.6*0.5=10.8mm
A*5
相应于荷载效应的标准组合的竖向力Fk=7070.5KN,MK=527.9KN·m,Hk=105.6KN
1.初步选择持力层确定桩型和尺寸
采用截面直径为400的预制钢筋混凝土圆桩,桩端进入持力层为1m,桩长10m,承台埋深为2m。
2.确定单桩承载力特征值
Ra=qpaAp+upƩqsiahi
Ap=0.22π=0.1256m2
Up=0.4π=1.256m
Ra=2533*0.1256+1.256*〔28*2.0+20*4.5+33.3*1〕=318.14+225.2=543.34
3.初步确定桩数及承台尺寸
先假设承台尺寸为4m*4m,厚为1.0m,承台及其上土平均容重为20KN/m3,那么承台及其上土自重的标准值为:
Gk=20*4*4*2=640KN
n>=〔Fk+Gk〕/n=〔7070.5+640〕/543.34=14.2
可取15根桩,承台的面积尺寸为3.6m*6.4m
4.群桩根底中单桩承载力验算
按照设计的承台尺寸,计算Gk=3.6*6.4*2*20=921.6KN
单桩的平均竖向力计算
Qk=〔Fk+Gk〕/n=〔7070.5+921.6〕/15=532.8KN
Qk=532.8KN符合要求
计算单桩偏心荷载下最大竖向力为:
Qkmax=〔Fk+Gk〕/n+Mgxi/Ʃxj2
=532.8+(527.9+105.6*2)*1.4/(4*1.42)
=627.61
Qkmax=627.61KN<1.2Ra=652.008KN
符合要求
5.抗弯计算与配筋设计
在承台构造设计中,取相应于荷载效应根本组合的设计值,可按下式计算:
S=1.35Sk
所以:
F=1.35Fk=9545.18KN
M=1.35Mk=712.7KN·m
H=1.35Hk=142.56KN
对于承台进一步设计为:
取承台厚0.9m,下设厚度为100mm,强度等级为C10的混凝土垫层,保护层为50mm,那么h=0.85m;混凝土强度等级为C20,混凝土的抗拉强度为ft=1.1N/mm2,钢筋选用HRB335级,fy=300N/mm2
那么各桩不计承台以及其上土自重Gk局部的净反力Ni为
各桩平均竖向力N=1.35Fk/n=636.35KN
最大竖向力Nmax=1.35〔Fk/n+Myxmax/Ʃxj〕
=1.35*〔471.4+131.98〕
=814.6
对于Ⅰ-Ⅰ断面
My=ƩNixi=2Nmaxxi=2*814.6*1.1=1792.12
钢筋面积As=My/0.9fyh0=1792.12*106/〔0.9*300*850〕=7808.8mm2
采用25根直径为20mm钢筋,As=7850mm2平行于X轴布置
对于Ⅱ-Ⅱ断面
Mx=ƩNiyi=2Nxyi=2*636.35*0.4=509.08
钢筋面积
As=Mx/0.9fyh0=509.08*106/〔0.9*300*850〕=2218.21mm2
选用20根直径为12mm的钢筋,As=2260.8mm2平行于Y轴布置
6.承台抗冲切验算
1柱的向下冲切验算
Fl<=2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0
式中;a0x=1.1mλ0x=a0x/h0=1.1/0.85=1.294
β0x=0.84/(λ0x+0.2)=0.56
a0y=0.9mλ0y=a0y/h0=0.9/0.85=1.059
β0y=0.84/(λ0y+0.2)=0.67
bc=0.6mac=3mβhp=1-〔1-0.9〕/〔2000-800〕*(900-800)=0.992
那么2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0
=2*[0.56*(0.6+0.9)+0.67*(3+1.1)]*0.992*1100*0.85
=6654.03KN
桩顶平均净反力N=9545.18/15=636.35KN
Fl=F-N=9545.18-636.35=8908.83
2角桩的冲切验算
冲切力Nl必须不大于抗冲切力即满足
Nl<=[β1x(c2+aiy/2)+β1y(c1+a1x/2)]βhpfth0
式中c1=c2=0.6m
a1x=1.1mλ1x=a1x/h0=1.294β1x=0.56/(x1x+0.2)=0.375
a1y=0.9mλ1y=a1y/h0=1.059β1y=0.56/(x1y+0.2)=0.4448
Nl=Nmax=814.6KN
抗冲击力=[0.375*(0.6+0.9/2)+0.4448*(0.6+1.1/2)]*0.992*1100*0.85
=839.7KN
符合要求
7.承台抗剪验算
剪切力V必须不大于抗剪切力,即满足
V<=βhsβftbh0
对于Ⅰ-Ⅰ截面
ax=1.1λx=ax/h0=1.1/0.85=1.294β=1.75/(λx+1)=0.76
βhs=(800/h0)1/4=0.985b=3.6m
V=2*Nmax=2*814.6=1629.2
抗剪切力=0.985*0.76*1100*3.6*0.85=2519.79
符合要求
对于Ⅱ-Ⅱ截面
a1y=0.9mλy=1.059β=1.75/(0.235+1)=0.85
a=6.4m
V=2*N=2*636.35=1272.7KN
抗剪力=0.985*0.85*1100*6.4*0.85=5010.1KN
符合要求
8.沉降计算
采用实体深基根底计算方法,计算中心点沉降。
荷载扩散法计算
P0=(F+Gk-Pc0xaxb)/[(b0+2l*tanФ/4)*(a0+2l*tanФ/4)]
式中F为相应于荷载效应准永久组合时分配到桩顶的竖向力
F=5907.7Gk=921.6KNPc0=16*2=32KN/m2
l=10ma0=6mb0=3.2ma=6.4mb=3.6m
那么P0=〔5907.7+921.6-32*6.4*3.6〕/[(6+2*10tan6o)*(3.2+2*10tan6o)]=6092.02/(8.1*5.3)=141.9KPa
s=∮ps'
s'=ƩP0/Esi〔ziαi-zi-1αi-1〕
对于扩散后实体根底查表确定平均附加应力系数α
a/b=8.1/5.3=1.6
z/m
z/b0
αi
ES
0
0
1.0
20
2.65
0.5
0.927
20
3.1
0.6
0.898
20
5.3
1.0
0.764
20
10.6
2.0
0.518
8
15.9
3.0
0.383
8
16.96
3.2
0.364
8
18.02
3.4
0.346
8
Ʃsi'=141.9*{[(2.65*0.927)+(3.1*0.898-2.65*0.927)+(5.3*0.764-3.1*0.898)]*1/20+[(10.6*0.518-5.3*0.764)+(15.9*0.383-10.6*0.518)+(16.96*0.364-15.9*0.383)]*1/8}
=141.9*{(5.3*0.764)*1/20+[(16.96*0.364)-(5.3*0.764)]*1/8}
=66.4
△sn=〔18.02*0.346-16.96*0.364〕*141.9/8
=1.09mm<0.025Ʃsi=1.66mm
计算到桩端以下8.7m即可。
ES=ƩAi/Ʃ〔Ai/Bsi〕=〔2.46+0.33+1.27+1.44+0.59〕/〔0.203+0.25〕
=13.44MPa<15MPa
∮p=0.5
s=∮ps‘=66.4*0.5=33.2mm
1×C
相应于荷载效应的标准组合的竖向力Fk=1881.255KN,MK=451KN·m,Hk=90.3KN
1.初步选择持力层确定桩型和尺寸
采用截面直径为400的预制钢筋混凝土圆桩,桩端进入持力层为1.5m,桩长8.4m,承台埋深为1.7m。
2.确定单桩承载力特征值
Ra=qpaAp+upƩqsiahi
Ap=0.22π=0.1256m2
Up=0.4π=1.256m
Ra=
=637KN
3.初步确定桩数及承台尺寸
先假设承台尺寸为2m*2m,厚为1.0m,承台及其上土平均容重为20KN/m3,那么承台及其上土自重的标准值为:
Gk=20×2×2×1.7=136KN
n>=
=
=3.16
可取4根桩,承台的面积尺寸为2.2m×3.6m
4.群桩根底中单桩承载力验算
按照设计的承台尺寸,计算Gk=2.2×3.6×2×20=269.28KN
单桩的平均竖向力计算
Qk=
=
=537.63KN
Qk=537.63KN符合要求
计算单桩偏心荷载下最大竖向力为:
Qkmax=
+
=537.63+
=537.63+84.93=622.56
Qkmax=622.56KN<1.2Ra=764.4KN
符合要求
5.抗弯计算与配筋设计
在承台构造设计中,取相应于荷载效应根本组合的设计值,可按下式计算:
S=1.35Sk
所以:
F=1.35Fk=2540.7KN
M=1.35Mk=609KN·m
H=1.35Hk=121.5KN
对于承台进一步设计为:
取承台厚0.9m,下设厚度为100mm,强度等级为C10的混凝土垫层,保护层为50mm,那么h=0.85m;混凝土强度等级为C20,混凝土的抗拉强度为ft=1.1N/mm2,钢筋选用HRB335级,fy=300N/mm2
那么各桩不计承台以及其上土自重Gk局部的净反力Ni为
各桩平均竖向力N=1.35
=634.83KN
最大竖向力Nmax=1.35〔
〕
=1.35×〔470+84.93〕
=749.15
对于Ⅰ-Ⅰ断面
My=ƩNixi=2Nmaxxi=2×874.46×1.1=1749.96KN.m
钢筋面积As=
=
=7834mm2
采用21根直径为22mm钢筋,As=7982mm2平行于X轴布置
对于Ⅱ-Ⅱ断面
Mx=ƩNiyi=2Nxyi=2×634.83×0.4=509.6kn.m
钢筋面积As=
=
=2220.4mm2
选用16根直径为14mm的钢筋,As=2462.4mm2平行于Y轴布置
6.承台抗冲切验算
1柱的向下冲切验算
Fl<=2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0
式中;a0x=0.9mλ0x=
=
=1.059
β0x=
)=0.67
a0y=0.2mλ0y=
=0.2/0.85=0.235
β0y=1.93
bc=0.6mac=0.6mβhp=
=0.992
那么2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0
=2[0.67〔0.6+0.2〕+1.93〔0.6+0.9〕]×0.992×1100×0,85
=6364.64KN
桩顶平均净反力N=
=635.17KN
Fl=F-N=2540.7-635.17=1905.52kn
2角桩的冲切验算
冲切力Nl必须不大于抗冲切力即满足
Nl<=[β1x(c2+aiy/2)+β1y(c1+a1x/2)]βhpfth0
式中c1=c2=0.6m
a1x=0.9mλ1x=
=1.059β1x=
=0.448
a1y=0.2mλ1y=
=0.235β1y=
)=1.29
Nl=Nmax=749.15
抗冲击力=[0.4448×(0.6+
)+1.29×(0.6+
)]×0.992×1100×0.85
=1545.12KN
符合要求
7.承台抗剪验算
剪切力V必须不大于抗剪切力,即满足
V<=βhsβftbh0
对于Ⅰ-Ⅰ截面
ax=0.9λx=
=1.059β=
=0.85
βhs=
=0.985b=2.2m
V=2×Nmax=2×634.83=1269.66kn
抗剪切力=0.985×0.85×1100×2.2×0.85=2000.25kn
符合要求
对于Ⅱ-Ⅱ截面
a1y=0.2mλy=0.235β=
=1.417
a=3.6m
V=2×N=2×634.83=1269.66KN
抗剪力=0.985×1.417×1100×3.6×0.85=4698.1KN
符合要求
8.沉降计算
采用实体深基根底计算方法,计算中心点沉降。
荷载扩散法计算
P0=(F+Gk-Pc0xaxb)/[(b0+2l×tanФ/4)×(a0+2l×tanФ/4)]
式中F为相应于荷载效应准永久组合时分配到桩顶的竖向力
F=1564.9KNGk=269.28KNPc0=16×1.7KN/m2
l=8.4ma0=2.4mb0=1.35ma=3.6mb=2.2m
那么
P0=
=
=85.78
s=∮ps'
s'=ƩP0/Esi〔ziαi-zi-1αi-1〕
对于扩散后实体根底查表确定平均附加应力系数α
a/b=
=1.4
z/m
z/b0
αi
ES
0
0
1.0
20
1.85
0.5
0.9215
20
3.2
0.86
0.780
20
3.7
1.0
0.749
20
7.4
2.0
0.499
8
11.1
3.0
0.366
8
11.84
3.2
0.348
8
12.58
3.4
0.331
8
Ʃsi'=85.78×[1.85×0.9215+﹙3.2×0.780-1.85×0.9215﹚+﹙3.7×0.749-3.2×0.780﹚]
+[﹙67.4×0.499-3.7×0.745﹚+﹙11.1×0.366-7.4×0.499﹚+﹙111.84×0.348-11.1×0.366﹚]
=27.4mm
△sn=(12.58×0.331-11.84×0.348)
=0.5211<0.025
SI=0.685
计算到桩端以下8.7m即可。
ES=ƩAi/Ʃ〔Ai/Bsi〕=
=13.71MPa<15MPa
∮p=0.5
S=
=27.4×0.5=13,.7
C*1
相应于荷载效应的标准组合的竖向力Fk=1908.09KN,MK=427.41KN·m,Hk=85.5KN
1.初步选择持力层确定桩型和尺寸
采用截面直径为400的预制钢筋混凝土圆桩,桩端进入持力层为1m,桩长10m,承台埋深为2m。
2.确定单桩承载力特征值
Ra=qpaAp+upƩqsiahi
Ap=0.22π=0.1256m2
Up=0.4π=1.256m
Ra=2533*0.1256+1.256*〔28*2.0+20*4.5+33.3*1〕=318.14+225.2=543.34
3.初步确定桩数及承台尺寸
先假设承台尺寸为2m*2m,厚为1.0m,承台及其上土平均容重为20KN/m3,那么承台及其上土自重的标准值为:
Gk=20*2*2*2=160KN
n>=〔Fk+Gk〕/n=〔1908.09+160〕/543.34=3.8
可取5根桩,承台的面积尺寸为2.2m*3.6m
4.群桩根底中单桩承载力验算
按照设计的承台尺寸,计算Gk=2.2*3.6*2*20=316.8KN
单桩的平均竖向力计算
Qk=〔Fk+Gk〕/n=〔1908.09+316