基礎(chǔ)承臺設(shè)計計算

1、一、某五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸6m36m,橫向承重框架，柱截面500mm3500mm,底層平面圖及地質(zhì)資料見附圖?；A(chǔ)采用靜壓預(yù)制混凝土管樁，樁直徑400mm,樁身混凝土強(qiáng)度等級為C60,承臺混凝土強(qiáng)度等級為C20,樁端進(jìn)入持力層深度2d,最小樁距取3d,各樁傳至承臺頂?shù)膬?nèi)力（柱號：Z1,Z2Fk=910,1500,Mk=110,40.,Vk=50,22,F=1152,1935,M=140,50,V=64,25單位符號除Mk、M為KN2m,其余的均為KN）地質(zhì)資料見附圖。附圖:粉細(xì)砂qsa=24kpa11.00淤泥質(zhì)粉土qsa=8kpa15.40粉質(zhì)粘土2.98mqsa=25kpa-2

2、3.00qpa=800Kpa等邊三樁承臺地質(zhì)資料、Z1基礎(chǔ)設(shè)計計算:【解】(1)確定樁端持力層根據(jù)地質(zhì)情況，初步選擇粉質(zhì)粘土層作為樁端持力層。(2)確定樁的類型、樁長和承臺埋深1.5m,靜壓預(yù)制混凝土管樁，直徑為400mn®入粉質(zhì)粘土層2d=0.8m,初定承臺高度為承臺頂距天然地面0.2m,承臺埋深1.5m。(3)確定單樁豎向承載力特征值Ra=qpaAp+仙p二qsiali=730.423800+3.1430.43(1234+2232.1+2434.9+834.4+2530.8)=100.48+355.352=435.832KN(4)估算樁數(shù)及初定承臺面積n=1.23Fk/Ra=1.

3、23910/435.832=2.51取3根因樁位靜壓預(yù)制混凝土管樁，所以取樁距S=4d=1.6m取等邊三樁承臺：如上圖承臺面積為：1一0.80.40.832c0.8a-30.4J§-,c1c,0.8V3x2M十2父十1.6(3父一父0.4父)3323=0.532.5932.98-0.267=3.6m2(5)樁基礎(chǔ)驗算1)單樁承載力驗算承臺及上覆土重Gk=2CB3.631.85=133.2KN軸心豎向力作用下，樁頂承受的平均豎向力Qk=(Fk+Gk)/n=(910+133.2)/3=347.73KN<Ra滿足要求偏心豎向力作用下，樁頂承受的最大與最小豎向力Qk=(Fk+Gk)/n

4、土(Mxk3Yi)/EYi2土(Myk3Xi)/EXi2=(910+133.2)/3±(110+5031.5)30.8/230.82=347.73±115.625463.355(樁3)=KN232.105(樁2)最大豎向力Qkmax=463.355KN<1.2Ra=1.23435.832=523KN最小豎向力Qkmin=232.105KN>0滿足要求樁頂承受的最大豎向力設(shè)計值Qmax=(F+G)/n+MxYmax/EYi2+MyXmax/EXi2=(1152+1.23133.2)/3+(140+6431.5)30.8/230.82=437.28+147.5=58

5、4.78KN樁身混凝土強(qiáng)度等級為C60,Fc=38.5N/mn2ApFc巾c=(3.1434002)338.531.0/4M836KN>Qmax滿足要求(6)承臺設(shè)計將圓樁換算成正方形樁，(3.1434002/4=a2a=354mm1)承臺受沖切承載力驗算柱對承臺的沖切(三樁承臺不要求)角樁對承臺的沖切角樁的最大凈反力設(shè)計值：N1=F/n+MyXi/EKi2=1152/3+(140+6431.5)30.8/230.82=384+147.5=531.5KN從角樁內(nèi)邊緣引45°沖切線，使柱處于450線以內(nèi)時取角樁內(nèi)邊緣至樁邊水平距離al1=800-250-354/2=373mm,a

6、l2=232mm<0.2H。=290mm取a12=290mm角樁沖垮比入I1=al1/H。=373/1450=0.257,入I2=al2/H。=290/1450=0.2角樁沖切系數(shù)Bl1=0.56/(入l1+0.2)=0.56/(0.257+0.2)=1.23Bl2=0.56/(Xl2+0.2)=0.56/(0.2+0.2)=1.4入l1、Xl2滿足0.21.0。c1=867mmc2=848mm底部角樁：10l1(2c1+al1)tan寸0hpFtH。=1.233(2X867+373)g/330.94231.131450=2248126=2248KN>Nl=531.5KN滿足要求頂

7、部角樁：Bl2(2c2+al2)tan-0hpFtH。2=1.43(23848+290)、.3/330.94231.131450=24118942412KN>Nl=531.5KN滿足要求2)承臺受剪承載力驗算1-1斜截面：V1=Nmax=531.5KN(樁3)剪跨比同沖垮比入x=入11=0.257Bx=1.75/(Xx+1.0)=1.75/(0.257+1.0)=1.39Bhs=(800/H。)？=(800/1450)?=0.862B。=2590mmBhsBxFtB。H=0.86231.39314949741=4950KNV1=531.5KN滿足要求2-2斜截面

8、：樁3:N3=531.5KN樁2:N2=F/n-MyXi/EXi2=1152/3-(140+6431.5)30.8/230.82=384-147.5=236.5KNV2=N3+N4=531.5+236.5=768KN入y=入l2=0.2By=1.75/(入l2+1.0)=1.75/(0.2+1.0)=1.458Bo=2980mmBhsBxFtB。Ho=0.86231.4583159736775974KNV2=768KN滿足要求3 )三樁承臺彎矩及配筋計算M=NeS立cL531516亙M0.354'=177.2m1.45=256.94KN2m3<4J3&l

9、t;4JAs1=M/0.93fy3H。=256.943106/0.9330031450=656.3m由【附：相似三角形：AJH相似于4AGF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:AJAHAGAF0.8/1.245=0.69/AFAF=1.08由AEDffi似于4AGF其中AE=0.8+0.354/2=0.977,由相似比得:AEAF-aL2AGAF0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08al2=0.232、Z2基礎(chǔ)設(shè)計計算:【解】yia(1)確定樁端持力層根據(jù)地質(zhì)情況，初步選擇粉質(zhì)粘土層作為樁端持力層。

10、(2)確定樁的類型、樁長和承臺埋深靜壓預(yù)制混凝土管樁，直徑為400mn®入粉質(zhì)粘土層承臺頂距天然地面0.2m,承臺埋深1.5m。(3)確定單樁豎向承載力特征值Ra=qpaAp+仙p二qsiali241d=400mmlxa。xr72d=0.8m,初定承臺高1.6度為1.5m,2.4“30.423800+3.1430.43(1234+2232.1+2434.9+834.4+2530.8)=100.48+355.352=435.832KN(4)估算樁數(shù)及初定承臺面積n=1.23Fk/Ra=1.2X1500/435.832=3.44取4根因樁位靜壓預(yù)制混凝土管樁，所以取樁距S=4.0d=1.

11、6m承臺短邊長為：2d+s=230.4+1.6=2.4m承臺長邊長與短邊長一樣,承臺面積為：2.432.4=5.76m(5)樁基礎(chǔ)驗算1)單樁承載力驗算承臺及上覆土重Gk=2032.432.431.85=213.12KN軸心豎向力作用下，樁頂承受的平均豎向力滿足要求Qk=(Fk+Gk)/n±=(1500+213.12)/4Qk=(Fk+Gk)/n=(1500+213.12)/4=428.28KN<Ra偏心豎向力作用下，樁頂承受的最大與最小豎向力(Mxk3Yi)/EYi2±(Myk3Xi)/EXi2±(40+2231.5)30.8/430.82=428.28&

12、#177;451.08=KN405.4822.8(樁2、樁4)樁1、樁3)最大豎向力Qkmax=451.08KN<1.2Ra=1.23435.832=523KN最小豎向力Qkmin=405.48KN>0滿足要求樁頂承受的最大豎向力設(shè)計值Qmax=(F+G)/n+MxYmax/EYi2+MyXmax/EXi2=(1935+1.23213.12)/4+(50+2531.5)30.8/430.82=547,686+27.344=575.03KN樁身混凝土強(qiáng)度等級為C60,查表得：Fc=27,5N/mn2ApFc巾c=(3.1434002)327.531.0/4=3454KN>Qma

13、x滿足要求(6)承臺設(shè)計將圓樁換算成正方形樁，(3.1434002/4=a2a=354mm1)承臺受沖切承載力驗算柱對承臺的沖切1500-50=1450mm樁頂伸入承臺50mm承臺有效高度H。=1450mm承臺混凝土強(qiáng)度等級為C20,Ft=1.1N/mm2Fl=F-ENi=1935-0=1935KN(破壞錐體內(nèi)無樁)A。x=800-(354/2)-250A。x=373>0.2h。=290mm,取A。x=373mmTana=1500/373=4.02,a弋76°>45°同理可得，Aoy=Aox=373mm,a76>45入。x=A。x/H0=373/1450=

14、0.26=入。yB。x=0.84/(入。x+0.2)=1.83=0。y因H=1500mm直線插入法，Bhp=1-(1.0-0,9)3(1500-800)/(2000-800)=0.9422B。x(Bc+Aoy)+B。y(Hc+A。x)0hpFtH。=21,833(500+373)+1,833(500+373)30,94231.131450=9601452咫601KN>Fl=1935KN滿足要求角樁對承臺的沖切角樁的最大凈反力設(shè)計值：Nl=F/n+MyXi/EKi2=1935/4+(50+2531.5)30.8/430.82=483.75+27.344=511,094KN從角樁內(nèi)邊緣引45

15、°沖切線，使柱處于450線以內(nèi)時取角樁內(nèi)邊緣至樁邊水平距離A1x=373mmA1y=373mm角樁沖垮比入1x=A1x/H=373/1450=0.26入1y=A1y/H。=373/1450=0.26角樁沖切系數(shù)B1x=0.56/(入1x+0.2)=0.56/(0.26+0.2)=1.22=01y入1x、入1y滿足0.21.0。C1=C2=577mmB1x(C2+A1y/2)+B1y(C1+A1x0hpFtH。=1,223(577+373/2)+1.223(577+373/2)30.94231.131450=27990492799KN>Nl=511.094KN滿足要求2)承臺受剪

16、承載力驗算1-1斜截面：V1=2Nmax=23511.094=1022,2KN(樁2、樁4)剪跨比同沖垮比入x=入。x=0.26Bx=1.75/(Xx+1.0)=1.75/(0.26+1.0)=1.39Bhs=(800/H。)？=(800/1450)?=0.862B。=2400mmBhsBxFtB。H=0.86231.39314586633=4587KNV1=1022.2KN滿足要求2-2斜截面：樁4:N4=511.094KN樁3:N3=F/n-MyXi/EXi2=1935/4-(50+2531.5)30.8/430.82=483.75-27.344=456.406KNV2=N3+N4=456.406+511.094=967.5KNXy=Xx=0.26By=Bx=1.39Bo=2400BhsBxFtB。Ho=0.86231.393145866334587KNV2=976.5KN滿足要求3)承臺彎矩及配筋計算對柱邊1-1截面彎矩M1乏NiXi=23511.09431.5=1533.3KN2m對柱邊2-2截面彎矩M2