基础承台设计计算

1、.一、某五层钢筋混凝土框架结构，柱网尺寸6m6m，横向承重框架，柱截面500mm500mm，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：f 室内地面天然地面标高 9.280天然地面300mm200mmmv杂填土r=18k

2、n/m 3h=1500qsa=12kpa50mm4.00粉土6.10qsa=22kpad=400mm承台剖面粉细砂qsa=24kpaya0.41al2=232mm11.00h0.4j1 ds=1.6ef2.59淤泥质粉土h=0.8 3 1.39gxqsa=8kpa220.423bc15.400.81粉质粘土0.8 3 /30.460.4 3/30.23al1=373mmqsa=25kpa2.98m23.00qpa=800kpa等边三桩承台地质资料.【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

3、=0.69 、由相似比得：ajahagaf0.8/1.245=0.69/afaf1.08由 aed相似于 agf，其中 ae=0.8 + 0.354/2=0.977由相似比得：aeafal 2agaf0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08al2=0.232】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=0.8m，初定承台高度为 1.5m，承台顶距天然地面 0.2m，承台埋深 1.5m。（ 3）确定单桩竖向承载力特征值ra=qpa

4、ap + p qsiali3.14=40.4 2 800+3.14 0.4 (12 4+222.1+24 4.9+8 4.4+25 0.8)=100.48+355.352=435.832kn（ 4）估算桩数及初定承台面积n=1.2 fk/ra=1.2 910/435.832 2.51取 3 根因桩位静压预制混凝土管桩，所以取桩距s=4d=1.6m取等边三桩承台： 如上图承台面积为：10.80.40.8320.8320.431.6(310.40.83 )233230.5 2.59 2.98-0.267=3.6（5）桩基础验算1）单桩承载力验算承台及上覆土重gk=203.6 1.85=133.2k

5、n轴心竖向力作用下，桩顶承受的平均竖向力qk=(fk + gk)/n=(910 + 133.2)/3=347.73kn 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 + 1.2 133.2)/3 + (140 + 64 1.5) 0.8/2 0.8 2 =437.28 + 147.5=584.78kn桩身混凝土强度等级为c60， fc=38.5n/mm2apfc c=(3.14 4002) 38.5 1.0/44836kn qmax满足要求（6）承台设计将圆桩换算成正方形桩，(3.14 4

6、002)/4=a 2a=354mm1) 承台受冲切承载力验算柱对承台的冲切 ( 三桩承台不要求）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 + 641.5) 0.8/2 0.8 2=384 + 147.5=531.5kn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 nl=531.5kn满足要求顶部角桩：l2(2c2 + al2)tan2 hpfth。2=1.4 (2848 + 290) 3 /3 0.942 1.1 145

7、0=24118942412kn nl=531.5kn满足要求2）承台受剪承载力验算1-1 斜截面：v1=nmax=531.5kn （桩 3）剪跨比同冲垮比 x=l1=0.257x=1.75/( x + 1.0)=1.75/(0.257 + 1.0)=1.39 hs=(800/h 。) ? =（800/1450 ）?=0.862b 。=2590mm hsxftb 。 h。 =0.862 1.39 1.1 25901450=4949741 4950kn v1=531.5kn 满足要求2-2 斜截面：桩 3： n3=531.5kn桩 2： n2=f/n - myxi/ xi 2=1152/3 - (

8、140 + 64 1.5) 0.8/2 0.8 2 =384 - 147.5=236.5knv2=n3 + n4=531.5 + 236.5=768kny=l2=0.2 y=1.75/( l2+ 1.0)=1.75/(0.2 + 1.0)=1.458 b。=2980mm hsxftb 。 h。 =0.862 1.458 1.1 29801450 =5973677 5974kn v2=768kn 满足要求3 ）三桩承台弯矩及配筋计算n max3531.51.63msc0.354 177.2 1.45 256.94 knm3434as1=m/0.9 fy h。 =256.94 106/0.9 30

9、01450=656.3mm2.【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 、由相似比得：ajahagaf0.8/1.245=0.69/afaf1.08由 aed相似于 agf，其中 ae=0.8 + 0.354/2=0.977由相似比得：aeafal 2agaf0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08al2=0.232】二、 z2 基础设计计算：【解】yia。y 22.4（ 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

10、长和承台埋深a。 x1d=400mm静压预制混凝土管桩，直径为400mm进入粉质粘土层 2d=0.8m，初定承台高度为1.5m，承台顶距天然地面 0.2m，承台埋深 1.5m。1.6（ 3）确定单桩竖向承载力特征值2.4ra=qpaap + p qsiali3.14=40.4 2 800+3.14 0.4 (12 4+222.1+24 4.9+8 4.4+25 0.8)=100.48+355.352=435.832kn（ 4）估算桩数及初定承台面积n=1.2 fk/ra=1.2 1500/435.832 3.44取 4 根因桩位静压预制混凝土管桩，所以取桩距 s=4.0d=1.6m承台短边长为

11、： 2d + s=2 0.4 + 1.6=2.4m承台长边长与短边长一样，承台面积为： 2.4 2.4=5.76m（5）桩基础验算1）单桩承载力验算承台及上覆土重 gk=202.4 2.4 1.85=213.12kn 轴心竖向力作用下，桩顶承受的平均竖向力qk=(fk + gk)/n=(1500 + 213.12)/4=428.28kn 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=(1935 + 1.2 213.12)/4 + (50 + 25 1.5) 0.8/4 0.8 2 =547.686

12、+ 27.344=575.03kn桩身混凝土强度等级为 c60，查表得： fc=27.5n/mm2 apfc c=(3.14 4002) 27.5 1.0/4=3454kn qmax满足要求（6）承台设计将圆桩换算成正方形桩，(3.14 4002)/4=a 2a=354mm1）承台受冲切承载力验算柱对承台的冲切1500 50=1450mm桩顶伸入承台 50mm，承台有效高度 h。=1450mm，承台混凝土强度等级为c20，ft=1.1n/mm2fl=f -ni =1935 0=1935kn(破坏锥体内无桩 )a 。x =800 (354/2) 250a 。x =373 0.2h。 =290mm

13、,取 a。x =373mmtan=1500/373=4.02, 76 45 同理可得， a。y = a 。x =373mm, 76 45 。 x = a 。x/h 。= 373/1450 =0.26 =。 y。 x = 0.84/(。 x + 0.2) =1.83 =。 y因 h=1500mm，直线插入法，hp =1 (1.0 - 0.9) (1500 - 800)/(2000 - 800)=0.942 2 。 x(bc + a 。y) + 。 y (hc + a 。 x) hpfth。=21.83 (500 + 373) + 1.83(500 + 373)0.942 1.1 1450=960

14、1452 9601kn fl=1935kn满足要求角桩对承台的冲切角桩的最大净反力设计值：nl=f/n + myxi/xi 2=1935/4 + (50 + 25 1.5) 0.8/4 0.8 2=483.75 + 27.344.=511.094kn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a1x=373mm，a1y=373mm。角桩冲垮比 1x=a1x/h。 =373/1450=0.26 1y=a1y/h。=373/1450=0.26角桩冲切系数 1x=0.56/( 1x + 0.2)=0.56/(0.26 + 0.2)=1.22= 1y 1x、 1y 满足

15、 0.2 1.0 。 c1=c2=577mm1x(c2 + a1y/2) + 1y(c1 + a1x/2) hpfth。=1.22(577 + 373/2) + 1.22 (577 + 373/2)0.942 1.1 1450=27990492799kn nl=511.094kn满足要求2）承台受剪承载力验算1-1 斜截面：v1=2nmax=2 511.094=1022.2kn （桩 2、桩 4）剪跨比同冲垮比 x=。 x=0.26x=1.75/( x + 1.0)=1.75/(0.26 + 1.0)=1.39 hs=(800/h 。) ? =（800/1450 ）?=0.862b 。=240

16、0mm hsxftb 。 h。 =0.862 1.39 1.1 24001450=4586633 4587kn v1=1022.2kn 满足要求2-2 斜截面：桩 4： n4=511.094kn桩 3： n3=f/n - myxi/ xi 2=1935/4 - (50 + 25 1.5) 0.8/4 0.8 2 =483.75 - 27.344=456.406knv2=n3 + n4=456.406 + 511.094=967.5kny=x=0.26y=x=1.39b。=2400 hsxftb 。 h。 =0.862 1.39 1.1 24001450=4586633 4587kn v2=976.5kn 满足要求3）承台弯矩及配筋计算对柱边 1-1截面弯矩 m1=nixi=2 511.094 1.5=1533.3kn m对柱边 2-2截面弯矩m2= ni