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三角型承台的验算.doc

上传人:xrp****65 文档编号:6637535 上传时间:2024-12-18 格式:DOC 页数:8 大小:98.50KB 下载积分:10 金币
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资源描述
3、 承台设计  构造要求:承台最小宽度不应小于500mm,承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长,边缘挑出部分不应小于150mm,墙下条形承台边缘挑出部分可降低至75mm。条形和柱下独立承台的最小厚度为500mm,其最小埋深为600mm。   本工程中承台混凝土等级C30,取其中的(8)-(A)柱位置的承台为例计算: 一、基本资料:      承台类型:三桩承台    圆桩直径 d = 500mm      桩列间距 Sa = 900mm    桩行间距 Sb = 1560mm      桩中心至承台边缘距离 Sc = 500mm      承台根部高度 H = 1100mm    承台端部高度 h = 1100mm  柱子高度 hc = 700mm(X 方向)    柱子宽度 bc = 650mm(Y 方向) 二、控制内力:        Nk = 4666;  Fk = 4666;  F = 6299.1; 三、承台自重和承台上土自重标准值 Gk:       a = 2(Sc + Sa) = 2*(0.5+0.9) = 2.8m        b = 2Sc + Sb = 2*0.5+1.56 = 2.56m       承台底部面积 Ab = a * b - 2Sa * Sb / 2 = 2.8*2.56-2*0.9*1.56/2 = 5.76m        承台体积 Vct = Ab * H1 = 5.76*1.1 = 6.340m        承台自重标准值 Gk'' = γc * Vct = 25*6.34 = 158.5kN        土自重标准值 Gk' = γs * (Ab - bc * hc) * ds = 18*(5.76-0.65*0.7)*0.8                          = 76.4kN        承台自重及其上土自重标准值 Gk = Gk'' + Gk' = 158.5+76.4 = 235.0kN    四、承台验算:       圆桩换算桩截面边宽 bp = 0.866d = 0.866*500 = 433mm   1、承台受弯计算:   (1)、单桩桩顶竖向力计算: 在轴心竖向力作用下        Qk = (Fk + Gk) / n    (基础规范 8.5.3-1)        Qk = (4666+235)/3 = 1633.7kN ≤ Ra = 2020kN     每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值 Qgk:        Qgk = Gk / n = 235/3 = 78.3kN     扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:        Ni = γz * (Qik - Qgk)        N = 1.35*(1633.7-78.3) = 2099.7kN    (2)、承台形心到承台两腰的距离范围内板带的弯矩设计值:        S = (Sa ^ 2 + Sb ^ 2) ^ 0.5 = (0.9^2+1.56^2)^0.5 = 1.801m        αs = 2Sa = 2*0.9 = 1.800m        α = αs / S = 1.8/1.801 = 0.999        承台形心到承台两腰的距离 B1:        B1 = Sa / S * 2Sb / 3 + Sc * (Sa + Sb) / S = 1.203m      M1 = Nmax * [S - 0.75 * c1 / (4 - α ^ 2) ^ 0.5] / 3    (基础规范 8.5.16-4)         = 2099.7*[1.801-0.75*0.65/(4-0.999^2)^0.5]/3         = 1063.6kN·m      ②号筋 Asy = 3783mm    ζ = 0.068    ρ = 0.32%        10Φ22@110  (As = 3801)    (3)、承台形心到承台底边的距离范围内板带的弯矩设计值:        承台形心到承台底边的距离 B2 = Sb / 3 + Sc = 1.020m      M2 = Nmax * [αs - 0.75 * c2 / (4 - α ^ 2) ^ 0.5] / 3    (基础规范 8.5.16-5)         = 2099.7*[1.8-0.75*0.7/(4-0.999^2)^0.5]/3         = 1047.7kN·m      ①号筋 Asx = 3667mm    ζ = 0.076    ρ = 0.36%        10Φ22@100  (As = 3801)    2、承台受冲切承载力验算:    (1)、柱对承台的冲切验算:      扣除承台及其上填土自重,作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值:        Fl = 6299100N      三桩三角形柱下独立承台受柱冲切的承载力按下列公式计算:      Fl ≤ [βox * (2bc + aoy1 + aoy2) + (βoy1 + βoy2) * (hc + aox)] * βhp * ft * ho                                   (参照承台规程 4.2.1-2)        X 方向上自柱边到最近桩边的水平距离:        aox = 900 - 0.5hc - 0.5bp = 900-700/2-433/2 = 333mm        λox = aox / ho = 333/(1100-110) = 0.337        X 方向上冲切系数 βox = 0.84 / (λox + 0.2)    (基础规范 8.5.17-3)        βox = 0.84/(0.337+0.2) = 1.565        Y 方向(下边)自柱边到最近桩边的水平距离:        aoy1 = 2 * 1560 / 3 - 0.5bc - 0.5bp = 1040-650/2-433/2 = 498mm        λoy1 = aoy1 / ho = 498/(1100-110) = 0.504        Y 方向(下边)冲切系数 βoy1 = 0.84 / (λoy1 + 0.2)    (基础规范 8.5.17-4)        βoy1 = 0.84/(0.504+0.2) = 1.194        Y 方向(上边)自柱边到最近桩边的水平距离:        aoy2 = 1560 / 3 - 0.5bc - 0.5bp = 520-650/2-433/2 = -22mm        λoy2 = aoy2 / ho = -22/(1100-110) = -0.022        当 λoy2 < 0.2 时,取 λoy2 = 0.2,aoy2 = 0.2ho = 0.2*990 = 198mm        Y 方向(上边)冲切系数 βoy2 = 0.84 / (λoy2 + 0.2)    (基础规范 8.5.17-4)        βoy2= 0.84/(0.2+0.2) = 2.1      [βox * (2bc + aoy1 + aoy2) + (βoy1 + βoy2) * (hc + aox)] * βhp * ft * ho      = [1.565*(2*650+498+198)+(1.194+2.1)*(700+333)]*0.975*1.43*990      = 9029023N ≥ Fl = 6299100N,满足要求。    (2)、底部角桩对承台的冲切验算:        扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:        Nl = N1 = 2099700N      承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:      Nl ≤ β12 * (2c2 + a12) * tg(θ2 / 2) * βhp * ft * ho    (基础规范 8.5.17-10)        θ2 = 2 * arctg(Sa / Sb) = 2*arctg(900/1560) = 60°        c2 = [Sc * ctg(θ2 / 2) + Sc + 0.5bp] * Cos(θ2 / 2)           = [500*ctg30°+500+433/2]*Cos30°= 1371mm        a12 = (2Sb / 3 - 0.5bp - 0.5bc) * Cos(θ2 / 2)            = (2*1560/3-433/2-650/2)*Cos30°= 432mm        λ12 = a12 / ho = 432/(1100-110) = 0.436        底部角桩冲切系数 β12 = 0.56 / (λ12 + 0.2)    (基础规范 8.5.17-11)        β12 = 0.56/(0.436+0.2) = 0.88      β12 * (2c2 + a12) * tg(θ2 / 2) * βhp * ft * ho      = 0.88*(2*1371+432)*tg30°*0.975*1.43*990      = 2229798N ≥ Nl = 2099700N,满足要求。    (3)、顶部角桩对承台的冲切验算:(近似计算)        扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值:        Nl = Max{N2, N3} = 2099700N      承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:      Nl ≤ β11 * (2c1 + a11) * tg(θ1 / 2) * βhp * ft * ho    (基础规范 8.5.17-8)        θ1 = arctg(Sb / Sa) = arctg(1560/900) = 60°        c1 = ctgθ1 * 2Sc + Sc + 0.5bp = ctg60°*2*500+500+433/2 = 1293mm        a11 = Sa - 0.5bp - 0.5bc = 900-433/2-650/2 = 333mm        λ11 = a11 / ho = 333/(1100-110) = 0.337        底部角桩冲切系数 β11 = 0.56 / (λ11 + 0.2)    (基础规范 8.5.17-9)        β11 = 0.56/(0.337+0.2) = 1.043      β11 * (2c1 + a11) * tg(θ1 / 2) * βhp * ft * ho      = 1.043*(2*1293+333)*tg30°*0.975*1.43*990      = 2433399N ≥ Nl = 2099700N,满足要求。    3、承台斜截面受剪承载力计算:    (1)、X方向(上边)斜截面受剪承载力计算:      扣除承台及其上填土自重后 X 方向斜截面的最大剪力设计值:        Vx = N2 + N3 = 4199400N      柱上边缘计算宽度 bxo:        Sb / 3 - Sc = 1560/3-500 = 20mm ≤ 0.5bc = 325mm        bxo = a = 2800mm      承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:      Vx ≤ βhs * βy * ft * bxo * ho    (基础规范 8.5.18-1)        X 方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:        ay = 520 - 0.5bc - 0.5bp = 520-650/2-433/2 = -22mm        λy = ay / ho = -22/(1100-110) = -0.022        当 λy < 0.3 时,取 λy = 0.3        βy = 1.75 / (λy + 1.0) = 1.75/(0.3+1.0) = 1.346      βhs * βy * ft * bxo * ho = 0.95*1.346*1.43*2800*990 = 5069495N           ≥ Vx = 4199400N,满足要求。    (2)、X方向(下边)斜截面受剪承载力计算:      扣除承台及其上填土自重后 X 方向斜截面的最大剪力设计值:        Vx = N1 = 2099700N      柱下边缘计算宽度 bxo:      bxo = 2 * [Sc + (2Sb / 3 - 0.5bc + Sc) * Sa / Sb] = 2402mm      承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:      Vx ≤ βhs * βy * ft * bxo * ho    (基础规范 8.5.18-1)        X 方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:        ay = 1040 - 0.5bc - 0.5bp = 1040-650/2-433/2 = 498mm        λy = ay / ho = 498/(1100-110) = 0.504        βy = 1.75 / (λy + 1.0) = 1.75/(0.504+1.0) = 1.164      βhs * βy * ft * bxo * ho = 0.95*1.164*1.43*2402*990 = 3760082N           ≥ Vx = 2099700N,满足要求。    (3)、Y方向斜截面受剪承载力计算:      扣除承台及其上填土自重后 Y 方向斜截面的最大剪力设计值:        Vy = Max{N2 , N3} = 2099700N      承台斜截面受剪承载力按下列公式计算:      Vy ≤ βhs * βx * ft * byo * ho    (基础规范 8.5.18-1)        Y 方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离:        ax = 900 - 0.5hc - 0.5bp = 900-700/2-433/2 = 333mm        λx = ax / ho = 333/(1100-110) = 0.337        βx = 1.75 / (λx + 1.0) = 1.75/(0.337+1.0) = 1.309      βhs * βx * ft * byo * ho = 0.95*1.309*1.43*2560*990 = 4507164N           ≥ Vy = 2099700N,满足要求。    4、柱下局部受压承载力计算:        局部荷载设计值 F = 6299100N        混凝土局部受压面积 Al = bc * hc = 455000mm        承台在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算:        Ab = (bx + 2 * c) * (by + 2 * c)        c = Min{Cx, Cy, bx, by} = Min{1050,955,700,650} = 650mm        Ab = (700+2*650)*(650+2*650) = 3900000mm        βl = Sqr(Ab / Al) = Sqr(3900000/455000) = 2.928      ω * βl * fcc * Al = 1.0*2.928*0.85*14.33*455000 = 16227305N            ≥ F = 6299100N,满足要求。  三桩承台的桩基变形验算(扩散法) 编号 Fk G Wcs Ap Pb=Po S' 1-A 1266 217.35 55.8 5.97 239.12 9.56 1-C 1574 217.35 55.8 5.97 290.71 11.63 6-A 1208 217.35 55.8 5.97 229.41 9.18 6-C 1380 217.35 55.8 5.97 258.22 10.33 四桩承台的桩基变形验算(扩散法) 编号 Fk G Wcs Ap Pb=Po S' 1-B 1775 283.47 70 15.32 129.80 5.19 2-A 1723 283.47 70 15.32 126.40 5.06 2-C 1870 283.47 70 15.32 136.00 5.44 3-A 1690 283.47 70 15.32 124.25 4.97 3-C 1820 283.47 70 15.32 132.73 5.31 4-A 1785 283.47 70 15.32 130.45 5.22 4-B 2075 283.47 70 15.32 149.38 5.98 4-C 2090 283.47 70 15.32 150.36 6.01 5-A 2050 283.47 70 15.32 147.75 5.91 6-B 1663 283.47 70 15.32 122.48 4.90 五桩承台的桩基变形验算(扩散法) 编号 Fk G Wcs Ap Pb=Po S' 2-B 2208 385.59 109.38 19.50 127.40 6.37 3-B 2160 385.59 109.38 19.50 124.93 6.25 5-B 2290 385.59 109.38 19.50 131.60 6.58 5-C 2470 385.59 109.38 19.50 140.83 7.04
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