基础承台设计计算课案

、萨X22胡粉质粘土al1=373mm、萨X22胡粉质粘土al1=373mm淤泥质粉土qsa=8kpa0.8(3/3.46S=1.6CG一、某五层钢筋混凝土框架结构，柱网尺寸6mx6m,横向承重框架，柱截面500mmX500mm,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,——单位符号除天然地天然地面m200mm天然地面标高9.280杂填土r=18KN/m3qsa=12kpaF室内地面V4.00粉土6.10qsa=22kpad=400mm承台剖面Y粉细砂Yqsa=24kpaAqsa=25kpaqpa=800Kpa地质资料98m等边三桩承台【附：相似三角形：△AJH相似于△AGF其中AJ=0.8、AG=0.8+0.695-0.25=1.245、AH=0.46+0.23=0.69、AlAHAGAF0.8/1.245=0.69/AFAF"1.08由厶AED相似于△AGF其中AE=0.8+0.354/2=0.977AEAF-aL2.由相似比得：AGAF0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08al2=0.232 [解]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1.5m,承台顶距天然值Ra=qpaAp+pEqsiali=X0.42X800+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=1.2X910/435.832〜2.51因桩位静压预制混凝土管桩，所以取桩距取等边三桩承台：如上图承台面积为：取3根S=4d=1.6m1厂'0.8J30.4V3'10.8方(33,23〜0.5X2.59X2.98-0.267=3.6m2(5)桩基础验算1)单桩承载力验算承台及上覆土重Gk=20X3.6X1.85=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±(MxkXYi)/EYi2±(MykXXi)/EXi2=(910+133.2)/3±(110+50X1.5)X0.8/2X0.82463.355(桩3)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桩身混凝土强度等级为C60,Fc=38.5N/mn2ApFc书c=(3.14X4002)X38.5X1.0/4M836KN>Qmax满足要求将圆桩换算成正方形桩，(3.14X4002/4=a2a=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角桩对承台的冲切角桩的最大净反力设计值：N1=F/n+MyXi/EXi2=1152/3+(140+64X1.5)X0.8/2X0.82从角桩内边缘引45°中切线，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-Bl1=0.56/(入l1+0.2)=0.56/(0.257+0.2)=1.23Bl2=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：[BI1(2c1+al1)tan丄]BhpFtH。2=[1.23X(2X867+373).3/3]X0.942X1.1X1450=2248126〜2248KN>NI=531.5KN满足要求顶部角桩：[BI2(2c2+aI2)tanBhpFtH。2=2411894〜2412KN>NI=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=X11=0.257Bx=1.75/(入x+1.0)=1.75/(0.257+1.0)=1.39Bhs=(800/H。)?=(800/1450)?=0.862BhsBxFtB。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/刀Xi2=1152/3-(140+64X1.5)X0.8/2X0.82=384-147.5=236.5KNV2=N3+N4=531.5+236.5=768KN入y=XI2=0.2By=1.75/(入I2+1.0)=1.75/(0.2+1.0)=1.458Bo=2980mmBhsBxFtBoHo=0.862X1.458X1.1X2980X1450=5973677〜5974KN〉V2=768KN满足要求3)三桩承台弯矩及配筋计算3I4丿3<4丿As仁M/0.9XfyXHo=256.94X106/0.9X300X1450=656.3mmAGAF0.8/1.245=0.69/AFAGAF0.8/1.245=0.69/AFAF"1.08al2=0.232 [解]yi4x°y2【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、AlAH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。x1d=400mm静压预制混凝土管桩，直径为400mn进入粉质粘土层承2d=0.(3)确定单桩竖向承载力特征值=X0.42X800+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,(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<Ra偏心竖向力作用下，桩顶承受的最大与最小竖向力满足要求Qk=(Fk+Gk)/n±(MxkXYi)/EYi2±(MykXXi)/EXi2=(1500+213.12)/4±(40+22X1.5)X0.8/4X0.82±22.8451.08405.48((桩2、桩4)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)X0.8/4X0.826+27.344桩身混凝土强度等级为C60,查表得：Fc=27.5N/mn2ApFc书c=(3.14X4002)X27.5X1.0/4=3454KN>Qmax满足要求将圆桩换算成正方形桩，(3.14X4002/4=a2a=354mm1)承台受冲切承载力验算①柱对承台的冲切1500-50=1450mmmmHmm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。x=800-(354/2)-250mTana=1500/373=4.02,a〜76°>45°同理可得，Aoy=A。x=373mm,a〜76°>45°y因H=1500mm直线插入法，Bhp=1-(1.0-0.9)X(1500-800)/(2000-800)=0.942=2[1.83X(500+373)+1.83X(500+373)]X0.942X1.1X1450=9601452弋601KN>Fl=1935KN满足要求②角桩对承台的冲切角桩的最大净反力设计值：Nl=F/n+MyXi/EXi2=1935/4+(50+25X1.5)X0.8/4X0.827.344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=373mmA1y=373mm入1y=A1y/H。=373/1450=0.26角桩冲切系数B1x=0.56/(入1x+0.2)=0.56/(0.26+0.2)=1.22=B1y入1x、入1y满足0.2~1.0。3=C2=577mm[B1x(C2+A1y/2)+B1y(C1+A1x/2)]BhpFtH。=[1.22X(577+373/2)+1.22X(577+373/2)]X0.942X1.1X1450=2799049〜2799KN>Nl=511.094KN满足要求2)承台受剪承载力验算1-1斜截面：V1=2Nmax=2X511.094=1022.2KN(桩2、桩4)Bx=1.75/(入x+1.0)=1.75/(0.26+1.0)=1.39Bhs=(800/H。)?=(800/1450)?=0.862BhsBxFtB。Ho=0.862X1.39X1