承台基础设计计算书

工程编号:
承台2 工程
施工图设计阶段
线路结构专业
计算书
计算书编号:____________________
审核:____________________
校核:____________________
计算:____________________
软件的名称:多桩带承台计算程序
版本号:2.25
* 2011 年 9 月 28 日*
一、已知条件
1、杆塔数据:
杆塔的类型：直线杆塔基础刚度折减系数: 0.8
正面基础根开： 8 m 侧阻抗力分项系数: 1.10
侧面基础根开： 8 m 承台底土阻抗力分项系数： 1.10
2、参料参数（除钢筋强度等级，其余单位都为kN/m^2）
混凝土强度等级： 20级承台钢筋等级： 2-II级桩钢筋等级： 2-II级
混凝土弹性模量：25500000 钢筋弹性模量：200000000 钢筋弹性模量：200000000 混凝土轴心抗压： 9600 钢筋抗拉强度： 300000 钢筋抗拉强度： 300000 混凝土轴心抗拉（设计值）： 1100 钢筋抗压强度： 300000 钢筋抗压强度： 300000 混凝土轴心抗拉（标准值）： 1540
3、地质参数
灌注桩的支承形式：桩置于土中摩擦
桩底竖向抗力比例系数： 14000 kN/m^4
桩底的极限端阻力： 120 kPa 高水位： -1 m
轴向压力传播系数： 0.5 低水位： -5 m
土层软
弱
层
土壤
类型
厚
度
m
水平抗
力比例
系数
kN/m^4
竖向抗
力比例
系数
kN/m^4
内摩
擦
角°
重度
kN/m^3
凝聚力
kN/m^2
抗拔
系数
极
限
侧
阻
力
kPa
承
载
力
特
征
值
kPa
深
度
修
正
系
数
压缩
模量
kPa
1 是 1.1:
淤泥
淤泥
质土
5 2500 2500 2 15 10 0.70 13 40 1.0 750
2 否 1.2:
粘性
土
软塑
5 6000 6000 2.5 15 25 0.75 40 120 1.0 4250
3 否 1.3:
粘性
土
可塑
5 14000 14000 7.5 1
6 35 0.75 64 180 1.2 7800
4 否 1.4:
粘性
土硬
塑坚
5 35000 35000 12.5 17 45 0.75 83 240 1.
6 9000
硬
4、参加运算荷载(力单位：kN,弯矩单位：kN·m)
◆A腿工况：上拔力
原始值:
水平力X 水平力Y 垂直力 ------- -------- -------- 标准值： 107.80 98.00 980.00
设计值： 150.92 137.20 1372.00
◆A腿工况：下压力
原始值:
水平力X 水平力Y 垂直力 ------- -------- -------- 标准值： 107.80 98.00 -1470.00
设计值： 150.92 137.20 -2058.00
◆B腿工况：上拔力
原始值:
水平力X 水平力Y 垂直力 ------- -------- -------- 标准值： 107.80 98.00 980.00
设计值： 150.92 137.20 1372.00
◆B腿工况：下压力
原始值:
水平力X 水平力Y 垂直力 ------- -------- -------- 标准值： 107.80 98.00 -1470.00
设计值： 150.92 137.20 -2058.00
◆C腿工况：上拔力
原始值:
水平力X 水平力Y 垂直力 ------- -------- -------- 标准值： 107.80 98.00 980.00
设计值： 150.92 137.20 1372.00
◆C腿工况：下压力
原始值:
水平力X 水平力Y 垂直力 ------- -------- -------- 标准值： 107.80 98.00 -1470.00
设计值： 150.92 137.20 -2058.00
◆D腿工况：上拔力
原始值:
水平力X 水平力Y 垂直力 ------- -------- -------- 标准值： 107.80 98.00 980.00
设计值： 150.92 137.20 1372.00
◆D腿工况：下压力
原始值:
水平力X 水平力Y 垂直力
------- -------- --------
标准值： 107.80 98.00 -1470.00
设计值： 150.92 137.20 -2058.00
二、稳定计算
A、B、C、D腿的基础计算
已知数据
1、基础尺寸:
承台柱尺寸
----------
承台柱宽度: 2 m 剪力槽直径: m
承台柱高度: 1 m 剪力槽深度: m
矩形高桩承台尺寸
------------------
X方向宽: 4.5 m 承台高度2 m
Y方向宽: 4.5 m
桩的参数
---------------
桩的直径 : 1.00 m
设计地面以下深度: 12.00 m
设计地面以上高度: 0.50 m
桩在承台上的坐标 (以承台中心为原点): 桩号X方向坐标(m) Y方向坐标(m)
1 -1.250000 1.250000
2 1.250000 1.250000
3 -1.250000 -1.250000
4 1.250000 -1.250000
2.控制桩尺寸的参数:
桩顶水平位移允许值: 12 mm
垂直位移允许值 : 12 mm
3.基础配筋：
单桩保护层厚： 60 mm 桩顶梯形高度： 630 mm
桩外箍筋布置方式(1 螺旋布置；2 水平布置)：1
加密区长度： 4000 mm 承台保护层厚： 60 mm
桩的计算长度： 6.228 m 附加设计安全系数： 1.0
----------------------------------------------------------- 名称规格(mm) 中心间距(mm) 数量(根)
承台柱主筋 16 124 60
承台柱外箍筋 8 200 8
承台柱内箍筋 14 1537 2
承台横向主筋 28 150 30
承台侧向主筋 28 150 30
承台一侧横筋 16 589 2
承台立筋 8 2倍主筋间距 60
桩主筋 18 123 22
桩外箍筋 8 200 1
桩内箍筋 14 1800 7
-----------------------------------------------------------
基础稳定计算结果
1.弹性桩判断(标准值算出):
桩变形系数:0.3345
因为:
允许值≤ 实际值(桩变形系数*埋深)
------ --------------
2.50 4.01
所以:
弹性桩判断：弹性
2.变位值(标准值算出):
水平控制工况:上拔力
转角控制工况:上拔力
垂直控制工况:下压力
X方向结果 Y方向结果合力方向结果单位 --------- --------- ------------ ----- 水平方向变位 : 1.67 1.52 2.258163 mm
转角变位 : 0.00031 0.00028 0.000418 弧度
垂直方向变位 : -2.98 mm
因为:
水平方向变位(mm) ≤ 水平位移允许值(mm)
---------------- ------------------
2.258163 12
所以:
水平位移计算合理
因为：
垂直方向变位(mm) ≤ 垂直位移允许值(mm)
---------------- ------------------
-2.98 12
所以:
垂直位移计算合理
3. 上拔稳定计算(设计值算出)
(1)单桩上拔验算
控制工况:上拔力
因为：
单桩的允许的上拔力(kN) ≥ 桩中的最大轴向反力(kN)Tmax ---------------------- -------------------------- 981.748 226.600 所以：
单桩上拔稳定验算合理
(2).群桩上拔验算
控制工况:
因为：
群桩的允许上拔力(kN) ≥ 桩中的平均轴向反力(kN)T
------------------- -----------------------
不考虑不考虑
所以：
群桩上拔稳定验算------
4. 下压稳计算(设计值算出)
(1). 按轴心下压力作用的公式计算
控制工况:下压力
因为：
桩的下压承截力R(kN) ≥ 平均下压轴向反力N(kN)
------------------- --------------------
1033.651 948.990
所以：
按<轴心下压力公式>验算下压稳定合理
(2). 按偏心下压力作用的公式计算
控制工况:下压力
因为:
1.2*桩的下压承截力1.2R(kN) ≥ 最大下压轴向反力N(kN)
------------------------- --------------------
1240.381 1170.54
所以：
按<偏心下压力公式>验算下压稳定合理
5.侧向稳定计算(设计值算出)
控制工况:上拔力
因为：
桩允许压应力(kPa) ≥ 桩最大压应力(kPa)
----------------- -----------------
62.1 9.289
所以：
侧向稳定验算合理
6.承台的冲切验算
(1).承台的柱下冲切验算
因为没有形成柱下冲切条件的桩，所以不再计算承台的柱下冲切了!
(2).角桩冲切验算
控制工况:
因为：
角桩所允许的冲切力(kN) ≥ 角桩实际的冲切力(kN)
---------------------- --------------------
不计算不计算
所以：
角桩冲切验算------
7. 承台受剪计算
排号此截面允许剪力(kN) 此截面最大剪力(kN) 是否合理X方向不计算-----
Y方向不计算-----
8.每个桩的轴向反力
序号X坐标(m) Y坐标(m) 轴向反力(标准值)(kN) 轴向反力(设计值)(kN)
1 -1.250000 1.250000 -14 32
2 1.250000 1.250000 -180 -181
3 -1.250000 -1.250000 136 227
4 1.250000 -1.250000 -29 13
9.随深度变化桩合力断面上剪力及弯矩值(设计值算出)
序号深度(m) 剪力(kN) 弯矩(kN·m)
1 0 50.968 -2.052
2 0.
3 50.403 13.097
3 0.6 48.776 27.963
4 0.9 46.226 42.19
5 1.2 42.829 55.502
6 1.49 38.934 67.886
7 1.79 34.549 78.649
8 2.09 29.873 88.349
9 2.39 24.916 96.488
10 2.69 20.106 103.215
11 2.99 15.007 108.448
12 3.29 10.124 112.202
13 3.59 5.449 114.469
14 3.89 1.063 115.532
15 4.18 -3.048 115.175
16 4.48 -6.794 113.688
17 4.78 -10.124 111.213
18 5.08 -13.097 107.675
19 5.38 -15.646 103.356
20 5.68 -17.839 98.399
21 5.98 -19.467 92.735
22 6.58 -21.734 80.418
23 7.17 -22.514 67.039
24 7.77 -22.017 53.659
25 8.37 -20.53 40.919
26 8.97 -18.263 29.308
27 10.46 -10.124 7.716
28 11.96 0 0
───────────────────────────────────────
10.桩身抗裂验算
控制工况：上拔力
计算用到的：
设计地面上高度： 0.50 m 设计地面以下深度：12.00 m 计算的结果：
允许抗裂应力: 1540.00 kPa 最大抗裂应力: 797.33 kPa 因为：
允许抗裂应力 >= 实际抗裂应力
------------ ------------
1540.00 797.33
所以:
桩身抗裂验算合理
───────────────────────────────────────
基础配筋计算结果
1、承台柱配筋：
控制工况:上拔力
承台柱底部的弯矩(kN·m)： 203.962 承台柱底部垂直力(kN)：-2154.000
专家建议配筋面积(mm^2)：12893.096 压力区分布角(度)： 0.260 偏心距增大系数： 1.000 承载力矩(kN·m)：5359.440
外力矩(kN·m)： 366.000 轴向稳定系数： 17.560
实际安全系数： 2.441
因为：
附加设计安全系数 < 实际安全系数
---------------- ------------
1.0
2.441
所以：
承台柱配筋合理
2.承台配筋:
X方向控制工况:下压力
Y方向控制工况:下压力
X方向允许弯矩(kN·m): 22273.882, X方向实际弯矩(kN·m): 475.500
Y方向允许弯矩(kN·m): 22273.882, Y方向实际弯矩(kN·m): 470.000因为:
X方向允许弯矩≥ X方向实际弯矩
------------- -------------
22273.882 475.500
所以：
承台X方向配筋验算合理
因为：
Y方向允许弯矩≥ Y方向实际弯矩
------------- -------------
22273.882 470.000
所以：
承台Y方向配筋验算合理
3.桩配筋计算
控制工况:上拔力
最大弯矩处垂直力(kN): 166.948 最大弯矩(kN·m): 115.532
地面处垂直力(kN)： 217.575 地面处弯矩(kN·m)： -2.052
实际安全系数： 3.642
因为：
附加设计安全系数 < 实际安全系数
---------------- ------------
1.0 3.642
所以：
桩配筋合理。