基础承台设计计算.docx

1、基础承台设计计算、某五层钢筋混凝土框架结构，柱网尺寸 6mK 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KNm其余的均为KN）地质资料见附图。附图:2.59qsa=8kpau0.4地质资料【附：相似三角形：AH=0.46 +

2、0.23=0.69由相似比得：丄AG0.8/1.245=0.69/AF AJH相似于 AGF 其中 AJ=0.8、AG=0.8 + 0.695-0.25=1.245 、AHAFAF- 1.08AE AF aL2AG AF0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08-、Z1基础设计计算：由厶 AED相似于 AGF 其中 AE=0.8 + 0.354/2=0.977al2=0.232 由相似比得：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 400mn进入粉质粘土层2d=0.8m,初定承台高度为1.5

3、m, 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Ra=qpaAp + 卩 pE qsiali3.14X 0.42X 800+3.14 X 0.4 X (12 X 4+22X 2.1+24 X 4.9+8 X 4.4+25 X 0.8)=100.48+355.352=435.832KN(4)估算桩数及初定承台面积n=1.2 X Fk/Ra=1.2 X 910/435.832 2.51 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 X 2.59 X 2.98-0.267=3.6 m2(5)桩基础验算1

4、)单桩承载力验算承台及上覆土重 Gk=20X 3.6X 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 土 (Mxk X Yi)/ 刀Yi2 (Myk X Xi)/ 刀 Xi2=(910 + 133.2)/3 (110+50X1.5) X0.8/2 X0.82=347.73 115.625463.355 ( 桩 3)= KN232.105 ( 桩 2)最大竖向力 Qk max=463.355KN 0满足要求2)桩

5、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Yi 2 +MyXmax/E Xi 2=(1152 + 1.2 X133.2)/3 + (140 + 64 X1.5) X0.8/2 X0.82=437.28 + 147.5=584.78KN桩身混凝土强度等级为 C60，Fc=38.5N/mm2ApFc 书 c=(3.14 X 4002) X 38.5 X 1.0/44836KN Qmax 满足要求( 6)承台设计将圆桩换算成正方形桩， (3.14X4002)/4=a2 a=354mm1) 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

6、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 + 64 X1.5) X0.8/2 X0.82=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 NI=531.5KN 满足要求顶部角桩：2B l2(2c2 + al2)tan B hpFtH。2=1.4 X (2 X 848 + 290) 3/3 X 0.942 X 1.1 X 1450=2411894 2412KN Nl=531.5KN 满足要

7、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= X l1=0.257Bx =1.75/( X x + 1.0)=1.75/(0.257 + 1.0)=1.39B hs=(800/H。)? = (800/1450) ?=0.862B 。 =2590mmB hs B xFtB。Ho =0.862 X 1.39 X 1.1 X 2590X 1450 =4949741 4950KNV1=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 + 64 X 1

8、.5) X 0.8/2 X 0.8 2 =384 - 147.5=236.5KNV2=N3 + N4=531.5 + 236.5=768KNXy = X l2=0.2 B y=1.75/( X l2+ 1.0)=1.75/(0.2 + 1.0)=1.458Bo =2980mmB hs B xFtB。Ho =0.862 X 1.458 X 1.1 X 2980X 1450=5973677 5974KNV2=768KN 满足要求3 )三桩承台弯矩及配筋计算As1=M/0.9 X fy X Ho =256.94 X 106/0.9 X 300X 1450=656.3mm【附：相似三角形： AJH相似

9、于 AGF 其中 AJ=0.8、AG=0.8 + 0.695-0.25=1.245 AH=0.46 + 0.23=0.69 、AJ AH由相似比得：AG AF0.8/1.245=0.69/AF AF 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 AF aL2AG AF0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08二、Z2基础设计计算：al2=0.232 】解 yi a(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

10、 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2.4d=400mmx,初y 2a o1/ /定承台高度为1.5m,1.62.4Ra=qpaAp + 卩 pE qsiali= V X 0.42X 800+3.14 X 0.4 X (12 X 4+22X 2.1+24 X 4.9+8 X 4.4+25 X 0.8)=100.48+355.352=435.832KN(4)估算桩数及初定承台面积n=1.2 X Fk/Ra=1.2 X1500/435.832 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=2 X

11、0.4 + 1.6=2.4m 承台长边长与短边长一样,承台面积为：2.4 X 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=20X 2.4 X 2.4 X 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 土 (Mxk X Yi)/ EYi2 (Myk X Xi)/ E Xi2=(1500 + 213.12)/4 (40+22 X 1.5) X 0.8/4 X 0.8 2=428.2

12、8 22.8451.08 (桩2、桩4)= KN405.48 (桩1、桩3)最大竖向力 Qk max=451.08KN 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 Yi 2 +MyXmax/E Xi 2=(1935 + 1.2 X 213.12)/4 + (50 + 25 X 1.5) X 0.8/4 X 0.8 2=547.686 + 27.344=575.03KN桩身混凝土强度等级为C60,查表得：Fc=27.5N/mn2ApFc 书 c=(3.14 X 4002) X 27.5 X 1.0/4=3454KN Qmax 满

13、足要求( 6)承台设计将圆桩换算成正方形桩, (3.14 X4002)/4=a 2 a=354mm1)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/mm2Fl=F - 刀 Ni =1935 - 0=1935KN(破坏锥体内无桩)A o x =800 - (354/2) - 250A o x =373 0.2h。=290mm, 取 A。x =373mmTana =1500/373=4.02, a 76 45 同理可得，Ao y = A o x =373mm, a 76 45 入。x = A o x/H o = 373/1450 =0.26 = 入。yx = 0.84/(入。x + 0.2) =1.83 = B。y因H=1500mm直线插入法，B hp =1 - (1.0 - 0.9) X (1500 - 800)/(2000 - 800)=0.9422 Bo x(Bc + A o y) + Bo y (Hc + A 。 x) B hpFtH。=21.83 X(500 + 373)