基礎(chǔ)承臺設(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6mx6m,橫向承重框架，柱截面500mmX500mm,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KNm,其余的均為KN）地質(zhì)資料見附圖。附圖:天然地面標(biāo)高9.280天然地面雜填土r=18KN/m3qsa=12kpa50mm200mmfF室內(nèi)地面50C3

2、00mm粉土qsa=22kpad=400mm承臺剖面粉細(xì)砂qsa=24kpa11.00淤泥質(zhì)粉土qsa=8kpa15.40粉質(zhì)粘土0.40.4"EB0.80.83/3胡.46h=0.薩巧胡.390.40.4P3/3V匕al2=232mmGX2C0.23al1=373mmS=1.62.59qsa=25kpaqsa=25kpa2.98m23.0023.00qpa=800Kpa等邊三樁承臺地質(zhì)資料【附：相似三角形：AH=0.46+0.23=0.69AI由相似比得：少AG0.8/1.245=0.69/AFal2=0.232AJH相似于AGF其中AJ=0.8、AG=0.8+0.695-0.25

3、=1.245、AHAFAF"1.08由厶AED相似于AGF其中AE=0.8+0.354/2=0.977由相似比得：圧AFaL2AGAF0.977/1.245=(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、樁長和承臺埋深靜壓預(yù)制混凝土管樁，直徑為400mn進(jìn)入粉質(zhì)粘土層2d=0.8m,初定承臺高度為1.5m,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+pEqsiali=X0.42X800+3.14X0.4X(12X4+22X2.1+24X4

4、.9+8X4.4+25X0.8)=100.48+355.352=435.832KN(4) 估算樁數(shù)及初定承臺面積n=1.2XFk/Ra=1.2X910/435.8322.51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 0.83c0.431c,0.83、-3221.6(30.4)2 3323"0.5X2.59X2.98-0.267=3.6m2(5) 樁基礎(chǔ)驗(yàn)算1) 單樁承載力驗(yàn)算承臺及上覆土重Gk=20X3.6X1.85=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

5、.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±(MxkXYi)/EYi2±(MykXXi)/EXi2=(910+133.2)/3±(110+50X1.5)X0.8/2X0.82=347.73±(樁3)=KN232.105(樁2)最大豎向力Qkmax=463.355KN<1.2Ra=1.2X435.832=523KN最小豎向力Qkmin=232.105KN>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/EXi2=(1

6、152+1.2X133.2)/3+(140+64X1.5)X0.8/2X0.82=437.28+147.5=584.78KN樁身混凝土強(qiáng)度等級為C60,Fc=38.5N/mn2ApFc書c=(3.14X4002)X38.5X1.0/4M836KN>Qmax滿足要求(6)承臺設(shè)計(jì)將圓樁換算成正方形樁，(3.14X4002/4=a2a=354mm1)承臺受沖切承載力驗(yàn)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(jì)值：N1=F/n+MyXi/EXi2=1152/3+(140+64X1.5)X0.8/2X0.82=384+147.5=531.5KN從角樁內(nèi)邊緣引45&

7、#176;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<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/(入l2+0.2)=0.56/(0.2+0.2)=1.4入l1、入l2滿足0.21.0。c1=867mmc2=848mm底部角樁：1BI1(2c1+al1)tan丄BhpFtH。2=1.23

8、X(2X867+373).3/3X0.942X1.1X1450=22481262248KN>NI=531.5KN滿足要求頂部角樁：2BI2(2c2+aI2)tanBhpFtH。2=1.4X(2X848+290)、3/3X0.942X1.1X1450=24118942412KN>NI=531.5KN滿足要求2)承臺受剪承載力驗(yàn)算1- 1斜截面：V1=Nmax=531.5KN(樁3)剪跨比同沖垮比入x=X11=0.257Bx=1.75/(入x+1.0)=1.75/(0.257+1.0)=1.39Bhs=(800/H。)?=(800/1450)?=0.862B。=2590mmBhsBxF

9、tB。Ho=0.862X1.39X1.1X2590X1450=49497414950KNV1=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+64X1.5)X0.8/2X0.82=384-147.5=236.5KNV2=N3+N4=531.5+236.5=768KNXy=XI2=0.2By=1.75/(入I2+1.0)=1.75/(0.2+1.0)=1.458Bo=2980mmBhsBxFtBoHo=0.862X1.458X1.1X2980X1450=59736775974KNV2=768KN滿足要求3)三樁承臺彎

10、矩及配筋計(jì)算MNmaXS叵C531516KN-m434As仁M/0.9XfyXHo=256.94X106/0.9X300X1450=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、AlAH由相似比得：少竺AGAF0.8/1.245=0.69/AFAF"1.08由厶AED相似于AGF其中AE=0.8+0.354/2=0.977】al2=0.232、。21由相似比得：圧AFaL2AGAF124d=400mm/度為1.5m,二、Z2基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算:解0.977/1.245=(1.08-al

11、2)/1.08yia(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。a。xYZ2d=0.8m,初定承臺高1.62.4(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進(jìn)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+pEqsiali=X0.42X800+3.14X0.4X(12X4+22X2.1+24X4.9+8X4.4+25X0.8)=100.48+355.352=435.832KN(4)估算樁數(shù)及初定承臺面積n=1.2XFk/Ra=1.2X1500/435.8323.44取4根因樁位靜壓預(yù)

12、制混凝土管樁，所以取樁距S=4.0d=1.6m承臺短邊長為：2d+s=2X0.4+1.6=2.4m承臺長邊長與短邊長一樣,承臺面積為：2.4X2.4=5.76m(5)樁基礎(chǔ)驗(yàn)算1)單樁承載力驗(yàn)算承臺及上覆土重Gk=20X2.4X2.4X1.85=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)/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Qk=(Fk+Gk)/n±(MxkXYi)/刀Yi2±(MykXXi)/刀Xi2=(1500+213.12)/4±(40+22X1.

13、5)X0.8/4X0.82=428.28±22.8451.08(樁2、樁4)=KN405.48(樁1、樁3)最大豎向力Qkmax=451.08KN<1.2Ra=1.2X435.832=523KN最小豎向力Qkmin=405.48KN>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/EXi2=(1935+1.2X213.12)/4+(50+25X1.5)X0.8/4X0.82=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書c=(3.1

14、4X4002)X27.5X1.0/4=3454KN>Qmax滿足要求6)承臺設(shè)計(jì)將圓樁換算成正方形樁,(3.14X4002)/4=a2a=354mm1)承臺受沖切承載力驗(yàn)算柱對承臺的沖切1500-50=1450mmFt=1.1N/mm2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,Fl=F-刀Ni=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,a76°>45°同理可得，A。y=A。x=373m

15、m,a76°>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，Bhp=1-(1.0-0.9)X(1500-800)/(2000-800)=0.9422B。x(Bc+A。y)+B。y(Hc+A。x)BhpFtH。=21.83X(500+373)+1.83X(500+373)X0.942X1.1X1450=9601452弋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(jì)值：Nl=F/n+MyXi/EXi2=1935/4+(50+25X1.5)X

16、0.8/4X0.82=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=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=B1y入1x、入1y滿足0.21.0。3=C2=577mmB1x(C2+A1y/2)+B1y(C1+A1x/2)BhpFtH。=1.22X(577+373/2)+1.22X(577+373/2)X0.9

17、42X1.1X1450=27990492799KN>Nl=511.094KN滿足要求2) 承臺受剪承載力驗(yàn)算1- 1斜截面：V1=2Nmax=2X511.094=1022.2KN(樁2、樁4)剪跨比同沖垮比入x=入。x=0.26Bx=1.75/(入x+1.0)=1.75/(0.26+1.0)=1.39Bhs=(800/H。)?=(800/1450)?=0.862B。=2400mmBhsBxFtB。Ho=0.862X1.39X1.1X2400X1450=45866334587KNV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+25X1.5)X0.8/4X0.82=483.75-27.344=456.406KNV2=N3+N4=456.406+511.094=967.5KNXy=Xx=0.26By=Bx=1.39Bo=2400BhsBxFtB。Ho=0.862X1.39X1.1X2400X1450=45866334587KNV2=976.5KN滿足要求3) 承臺彎矩及配筋計(jì)算對柱邊1-1截面彎