基础承台设计计算

基础承台设计计算

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一、某五层钢筋混凝土框架结构,柱网尺寸６m×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KN·m,其余的均为ＫＮ) 地质资料见附图。

附图:

Ｆ室内

地面

ﻩ天然地面标高９.280 天然地面

３00mｍ

ﻩ２00ｍｍM V

杂填土

r＝18ＫN／ｍ３h=１５0０

qsａ＝12kpa50ﻩmm

４．０0

粉土

6.１0qsa＝22ｋpa

ﻩｄ＝4００mm 承台剖面

ﻩ粉细砂

qsa=24kｐaﻩY

ﻩA

0．4 1 al2＝２32mm

１1．0０H

0.４Ｊ 1 D S=1.6

ＥFﻩ2．５９

淤泥质粉土ﻩｈ=０.83≈1．３9ﻩG X

qsａ＝８kpa 2 2

０.4 ２３ﻩB C

15.40 0.8 1

粉质粘土0.83/3≈０.460.43／3≈0.23ａｌ1=3７３ｍm

ｑｓａ＝25kpa 2．98m

23.00 qpa=8０0Kpa

等边三桩承台

地质资料 【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、

∴由相似比得：AF

AH AG AJ = 0．８/１.245=0.6９/ＡF ∴AF ≈１.0８

由△A ＥD 相似于△AGF,其中ＡE ＝0．8 + ０.３54/2＝０．977

∴由相似比得:AF

aL AF AG AE 2-= 0.9７7/1．2４5＝（1.0８-al2)／1.０8 ∴al2＝0.23２ 】

一、Ｚ1基础设计计算：

【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４00mm 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 + μp ∑qsial ｉ =414

.3×0.4²×8００+３.１4×0.4×(12×４+22×2.1+24×4.９+8×4.4+25×0.８)

=100.48＋355.352=435.832KN

(4)估算桩数及初定承台面积

n=1.２×Fk/Ra=1.2×9１0／４３5.83２≈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:

()

)338.04.0213(6.1334.02338.0238.04.08.021⨯⨯⨯-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+⨯⨯++⨯ ≈０．5×2.5９×2.98-0.2６7=3．６㎡

（５）桩基础验算

1)单桩承载力验算

承台及上覆土重Ｇｋ＝20×３．6×1.85＝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 ±(Mxk×Yi)/∑Yi²±（Myk×Ｘi)／∑Xi²

=(９10 ＋ 1３3.2）/3 ± (11０+50×1.5)×0.8/2×0.8²

=34７．73 ± 1１5.625

463.355 (桩３）

= KＮ

232.105 (桩２)

最大竖向力Qk mａx＝４６3．３55ＫN ≤ 1.2Ra＝1.２×4３5.８３2＝523KN

最小竖向力Qk ｍin=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/∑Ｙｉ² +MyXmａｘ/∑Xi²

=(11５2 ＋ 1．2×１33.2)/３+ （１40 + ６4×1.５)×０.8/2×0．8² =437．２8 + １4７.5

=5８4.78KN

桩身混凝土强度等级为C60,Fｃ＝38．5N／mm²

ApFcψｃ＝(３.1４×400²)×38．5×１．０/４

≈483６KN ＞Qmａｘ满足要求

(６）承台设计

将圆桩换算成正方形桩,(3．14×4０0²)／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/∑Ｘi²

=１152/3 + （14０+ 64×１.5)×0.8／2×0.8²

＝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λｌ1=ａｌ1／H。=373/1450=0.257，λｌ2＝al2/Ｈ。=29０/1450=0．2 角桩冲切系数

βl１＝0.５６/(λｌ１ + ０.2)＝0．５6/(0.２5７＋ 0.2）=1.２3

βl2＝0.56/(λl2 + 0.２)=0.56/（0.2 + 0.2)=1．4

λｌ1、λl2满足０.２~1．0。

c1=86７mm，c2=848mm