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：

地质资料

【附：相似三角形：△AJH 相似于△AGF ，其中AJ=、AG= + 、

AH= + =、

∴由相似比得：AF

AH AG AJ = =AF ∴AF ≈

由△AED 相似于△AGF ，其中AE= + 2=

∴由相似比得：AF

aL AF AG AE 2-= =/ ∴al2= 】

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=，初定承台高度为，承台顶距天然地面，承台埋深。

（3）确定单桩竖向承载力特征值

Ra=qpaAp + μp ∑qsiali =414

.3×²×800+××(12×4+22×+24×+8×+25×

=+=

（4）估算桩数及初定承台面积

n=×Fk/Ra=×910/≈ 取3根

因桩位静压预制混凝土管桩，所以取桩距S=4d=

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⨯⨯⨯-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+⨯⨯++⨯ ≈××（5）桩基础验算

1）单桩承载力验算

承台及上覆土重Gk=20××=

轴心竖向力作用下，桩顶承受的平均竖向力

Qk=(Fk + Gk)/n=(910 + /3= < 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)/∑Yi ² ± (Myk ×Xi)/∑Xi ²

=(910 + /3 ± (110+50××2×²

= ±

(桩3)

= KN

(桩2)

最大竖向力Qk max= ≤ =×=523KN

最小竖向力Qk min= > 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/∑Yi ² +MyXmax/∑Xi ²

=(1152 + ×/3 + (140 + 64××2×²

= +

桩身混凝土强度等级为C60，Fc=mm ²

ApFc ψc=×400²)××4

≈4836KN > Qmax 满足要求

（6）承台设计

将圆桩换算成正方形桩，×400²)/4=a ² a=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/∑Xi ²

=1152/3 + (140 + 64××2×²

=384 +

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 < 。=290mm ,取a12=290mm

角桩冲垮比λl1=al1/H 。=373/1450=,λl2=al2/H 。=290/1450=

角桩冲切系数

βl1=(λl1 + =+ =

βl2=(λl2 + = + =

λl1、λl2满足~。

c1=867mm ，c2=848mm

底部角桩：

[βl1(2c1 + al1)tan 2

1 ]βhpFtH 。 =[×(2×867 + 373)3/3 ]×××1450

=2248126 ≈2248KN > Nl= 满足要求

顶部角桩：

[βl2(2c2 + al2)tan 2

2θ]βhpFtH 。 =[×(2×848 + 290)3/3]×××1450

=2411894 ≈2412KN > Nl= 满足要求

2）承台受剪承载力验算

1-1斜截面：

V1=Nmax= （桩3）

剪跨比同冲垮比λx=λl1=

βx =(λx + = + =

βhs=(800/H 。)¼

=（800/1450）¼=

B 。=2590mm

βhsβxF tB 。H 。=×××2590×1450

=4949741 ≈4950KN 〉V1= 满足要求

2-2斜截面：

桩3： N3=

桩2： N2=F/n - MyXi/∑Xi ²=1152/3 - (140 + 64××2×²

=384 - =

V2=N3 + N4= + =768KN

λy =λl2= βy=(λl2+ = + =

B 。=2980mm

βhsβxF tB 。H 。=×××2980×1450

=5973677 ≈5974KN 〉V2=768KN 满足要求

3）三桩承台弯矩及配筋计算 94.25645.12.177354.0436.135.531433max =⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=C S N M KN ·m As1=M/×fy ×H 。=×106/×300×1450=²