基礎(chǔ)承臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算

1、一、某五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸 6m x 6m,橫向承重框架，柱截面 500mm X 500mm,底層平面圖及地質(zhì)資料見(jiàn)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(jí)為C60,承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(tái)頂?shù)膬?nèi)力（柱號(hào)： Z1 , Z2 Fk=910,1500, Mk=110,40., Vk=50,22 , F=1152,1935, M=140,50, V=64,25,單位符號(hào)除 Mk、M 為 KN m,其余的均為 KN）地 質(zhì)資料見(jiàn)附圖。附圖:4.006.1011.0015.40qsa=12kpa50

2、mm天然地面標(biāo)高9.280天然地面V500雜填土r=18KN/m 3F 室內(nèi)地面300mm200mm粉土qsa=22kpa粉細(xì)砂qsa=24kpa淤泥質(zhì)粉土qsa=8kpa粉質(zhì)粘土d=400mm承臺(tái)剖面YA0.4匕 al2=232mm0.4h=0.8、3X20.4C0.80.813/3 胡.460.23al1=373mm0.413/3 勺G、-ES=1.62.59l2qsa=25kpa2.98m23.00qpa=800Kpa等邊三樁承臺(tái)地質(zhì)資料【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

3、 、由相似比得:AJ AHAGAF0.8/1.245=0.69/AFAF 1.08由厶AED相似于 AGF 其中 AE=0.8 + 0.354/2=0.977由相似比得:AE AF -aL2AG 一 AFal2=0.2320.977/1.245=(1.08-al2)/1.08、Z1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)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(zhǎng)和承臺(tái)埋深靜壓預(yù)制混凝土管樁，直徑為400mn進(jìn)入粉質(zhì)粘土層2d=0.8m,初定承臺(tái)高度為1.5m, 承臺(tái)頂距天然地面0.2m，承臺(tái)埋深1.5m。(3) 確定單樁豎向承載力特征值Ra=qpaA卩 pE qsi

4、ali=4 X 0.42X 800+3.14 X 0.4 X (12 X4+22X 2.1+24 X4.9+8 X 4.4+25 X 0.8)=100.48+355.352=435.832KN(4) 估算樁數(shù)及初定承臺(tái)面積n=1.2 X Fk/Ra=1.2 X 910/435.832 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(tái)：如上圖承臺(tái)面積為：1 漢(0.8+0.4+0.8丁32漢08 + 2漢04+1.6 (3 漢丄漢 0.4 漢02 I 33丿230.5 X 2.59 X 2.98-0.267=3.6 m2(5) 樁基礎(chǔ)驗(yàn)算1) 單樁承載力驗(yàn)算

5、承臺(tái)及上覆土重 Gk=20X 3.6 X 1.85=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 (Mxk X Yi)/ EYi2 (Myk X Xi)/ EXi2=(910 + 133.2)/3 (110+50 X 1.5) X 0.8/2 X 0.8 2=347.73 115.625463.355(樁 3)= KN232.105(樁 2)最大豎向力 Qk max=463.355KN 0滿足要求2) 樁身混凝土強(qiáng)度：樁頂承

6、受的最大豎向力設(shè)計(jì)值Qmax=(F + G)/n + MxYmax/ 刀Yi 2 +MyXmax/EXi 2=(1152 + 1.2 X 133.2)/3 + (140 + 64 X 1.5) X 0.8/2 X 0.8 2 =437.28 + 147.5=584.78KN樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60, Fc=38.5N/mn2ApFc 書(shū) c=(3.14 X 4002) X 38.5 X 1.0/4M836KN Qmax滿足要求(6 )承臺(tái)設(shè)計(jì)將圓樁換算成正方形樁，(3.14 X 4002/4=a 2 a=354mm1)承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算 柱對(duì)承臺(tái)的沖切(三樁承臺(tái)不要求) 角樁對(duì)承臺(tái)的沖切角

7、樁的最大凈反力設(shè)計(jì)值：N1=F/n + MyXi/ EXi2=1152/3 + (140 + 64 X 1.5) X 0.8/2 X 0.8 2=384 + 147.5=531.5KN從角樁內(nèi)邊緣引45中切線，使柱處于45線以內(nèi)時(shí)取角樁內(nèi)邊緣至樁邊水平距離 al1=800 - 250 - 354/2=373mm, al2=232mm NI=531.5KN滿足要求頂部角樁：B I2(2c2 + aI2)tan B hpFtH。2=1.4 X (2 X 848 + 290) 、3 /3 X 0.942 X 1.1 X 1450=2411894 2412KN Nl=531.5KN滿足要求2)承臺(tái)受剪

8、承載力驗(yàn)算1- 1斜截面：V1=Nmax=531.5KN (樁 3)剪跨比同沖垮比 入x=X 11=0.257B x=1.75/(入 x + 1.0)=1.75/(0.257 + 1.0)=1.39B hs=(800/H。)? = (800/1450) ?=0.862B。=2590mmB hs B xFtB。Ho =0.862 X 1.39 X 1.1 X 2590X 1450 =4949741 4950KNV1=531.5KN 滿足要求2- 2斜截面：樁 3: N3=531.5KN樁 2:N2=F/n - MyXi/ 刀Xi2=1152/3 - (140 + 64 X 1.5) X 0.8/

9、2 X 0.8 2=384 - 147.5=236.5KNV2=N3 + N4=531.5 + 236.5=768KN入 y= X l2=0.2B y=1.75/(入 l2+ 1.0)=1.75/(0.2 + 1.0)=1.458Bo =2980mmB hs B xFtB o Ho =0.862 X 1.458 X 1.1 X 2980X 1450=5973677 5974KNV2=768KN 滿足要求3 )三樁承臺(tái)彎矩及配筋計(jì)算M =咲s主J= 531.5 迖心0.354、= 177.2燈.45 = 256.94 KN m31 4丿3 4 丿As仁M/0.9 X fy X Ho =256.9

10、4 X 106/0.9 X 300X 1450=656.3mm【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、Al AH.由相似比得：少二竺AG AF0.8/1.245=0.69/AFAF 1.08由厶AED相似于 AGF 其中 AE=0.8 + 0.354/2=0.977AE AFaL2由相似比得：AG AF0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08al2=0.232、Z2基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算:解yix y 2(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?！?4

11、1d=400mm/ /度為1.5m,a。x72d=0.8m,初定承臺(tái)高1.6(2)確定樁的類型、樁長(zhǎng)和承臺(tái)埋深靜壓預(yù)制混凝土管樁，直徑為400mn進(jìn)入粉質(zhì)粘土層 承臺(tái)頂距天然地面0.2m，承臺(tái)埋深1.5m。(3)確定單樁豎向承載力特征值2.4Ra=qpaAp + 卩 pE qsiali= X 0.42X 800+3.14 X 0.4 X (12 X4+22X 2.1+24 X4.9+8 X 4.4+25 X 0.8)=100.48+355.352=435.832KN(4) 估算樁數(shù)及初定承臺(tái)面積n=1.2 X Fk/Ra=1.2 X1500/435.832 3.44取 4 根因樁位靜壓預(yù)制混凝

12、土管樁，所以取樁距S=4.0d=1.6m承臺(tái)短邊長(zhǎng)為：2d + s=2 X 0.4 + 1.6=2.4m承臺(tái)長(zhǎng)邊長(zhǎng)與短邊長(zhǎng)一樣,承臺(tái)面積為：2.4 X 2.4=5.76m(5) 樁基礎(chǔ)驗(yàn)算1)單樁承載力驗(yàn)算承臺(tái)及上覆土重 Gk=20X 2.4 X 2.4 X 1.85=213.12KN軸心豎向力作用下，樁頂承受的平均豎向力Qk=(Fk + Gk)/n=(1500 + 213.12)/4=428.28KN 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 (Mxk X Yi)/ EYi2 (Myk X Xi)/ EXi2=(1500 + 213.12)/4 (

13、40+22 X 1.5) X 0.8/4 X 0.8 2=428.28 22.8451.08(樁 2、樁 4)= KN405.48(樁 1、樁 3)最大豎向力 Qk max=451.08KN 0滿足要求2 )樁身混凝土強(qiáng)度：樁頂承受的最大豎向力設(shè)計(jì)值Qmax=(F + G)/n + MxYmax/ 刀 Yi2 +MyXmax/E Xi 2=(1935 + 1.2 X 213.12)/4 + (50 + 25 X 1.5) X 0.8/4 X 0.8 2=547.686 + 27.344=575.03KN樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60,查表得：Fc=27.5N/mn2ApFc 書(shū) c=(3.14 X

14、 4002) X 27.5 X 1.0/4=3454KN Qmax滿足要求(6 )承臺(tái)設(shè)計(jì)將圓樁換算成正方形樁，(3.14 X 4002/4=a 2a=354mm1)承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算Ft=1.1N/mm2柱對(duì)承臺(tái)的沖切 1500 - 50=1450mm樁頂伸入承臺(tái)50mm承臺(tái)有效高度H。=1450mm承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20,Fl=F - 刀Ni =1935 - 0=1935KN(破壞錐體內(nèi)無(wú)樁)A。x =800 - (354/2)- 250A。x =373 0.2h。=290mm, 取 A。x =373mmTana =1500/373=4.02, a 76 45 同理可得，Ao y =

15、 A。x =373mm, a 76 45 入。x = A。x/H。= 373/1450 =0.26 = 入。yB。x = 0.84/(入。x + 0.2) =1.83 = B。y因H=1500mm直線插入法，B hp =1 - (1.0 - 0.9) X (1500 - 800)/(2000 - 800)=0.9422 B。x(Bc + A。y) + B o y (Hc + A。x) B hpFtH。=21.83 X (500 + 373) + 1.83 X (500 + 373) X 0.942 X 1.1 X 1450=9601452 弋601KN Fl=1935KN滿足要求角樁對(duì)承臺(tái)的沖

16、切角樁的最大凈反力設(shè)計(jì)值：Nl=F/n + MyXi/ EXi2=1935/4 + (50 + 25 X 1.5) X 0.8/4 X 0.8 2=483.75 + 27.344=511.094KN從角樁內(nèi)邊緣引45沖切線，使柱處于45線以內(nèi)時(shí)取角樁內(nèi)邊緣至樁邊水平距離A1x=373mm A1y=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) B 1x=0.56/(入 1x + 0.2)=0.56/(0.26 + 0.2)=1.22= B 1y 入 1x、入 1y 滿足 0.21.0。3= C2=577mm

17、B 1x(C2 + A1y/2) + B 1y(C1 + A1x/2) B hpFtH。=1.22 X (577 + 373/2) + 1.22 X (577 + 373/2) X 0.942 X 1.1 X 1450 =2799049 2799KN Nl=511.094KN滿足要求2) 承臺(tái)受剪承載力驗(yàn)算1- 1斜截面：V1=2Nmax=2X 511.094=1022.2KN (樁 2、樁 4)剪跨比同沖垮比 入x=入。x=0.26B x=1.75/(入 x + 1.0)=1.75/(0.26 + 1.0)=1.39B hs=(800/H。)? = (800/1450) ?=0.862B。=

18、2400mmB hs B xFtB。Ho =0.862 X 1.39 X 1.1 X 2400X 1450=4586633 4587KNV仁 1022.2KN 滿足要求2- 2斜截面：樁 4: N4=511.094KN樁 3:N3=F/n - MyXi/ 刀Xi2=1935/4 - (50 + 25 X 1.5) X 0.8/4 X 0.8 2=483.75 - 27.344=456.406KNV2=N3 + N4=456.406 + 511.094=967.5KN入 y= X x=0.26 B y= B x=1.39Bo =2400B hs B xFtB。Ho =0.862 X 1.39 X 1.1 X 2400X 1450=4586633 4587KNV2=976.5KN 滿足要求3) 承臺(tái)彎矩及配筋計(jì)算對(duì)柱邊 1-1 截面彎矩 M1=E NiXi=2 X 511.0