基礎(chǔ)承臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算

一、某五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸6m×6m，橫向承重框架，柱截面500mm×500mm，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(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(xiàn)=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)資料見附圖。附圖：F室內(nèi)地面 天然地面標(biāo)高9.280天然地面300mm 200mmMV雜填土r=18KN/m3h=1500qsa=12kpa 50mm 4.00 粉土6.10qsa=22kpa d=400mm承臺(tái)剖面 粉細(xì)砂 qsa=24kpa Y A 0.41al2=232mm 11.00 H0.4J1DS=1.6 EF 2.59 淤泥質(zhì)粉土 h=0.8≈1.39 GXqsa=8kpa2 20.423 B C 15.40 0.81粉質(zhì)粘土0.8/3≈0.460.4/3≈0.23al1=373mm qsa=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、由相似比得：0.8/1.245=0.69/AFAF≈1.08由△AED相似于△AGF，其中AE=0.8+0.354/2=0.977由相似比得：0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08al2=0.232】一、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(tái)埋深靜壓預(yù)制混凝土管樁，直徑為400mm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=qpaAp+μp∑qsiali=×0.42×800+3.14×0.4×(12×4+22×2.1+24×4.9+8×4.4+25×0.8)=100.48+355.352=435.832KN（4）估算樁數(shù)及初定承臺(tái)面積n=1.2×Fk/Ra=1.2×910/435.832≈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：≈0.5×2.59×2.98-0.267=3.6㎡（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=20×3.6×1.85=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×Yi)/∑Yi2±(Myk×Xi)/∑Xi2=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=1.2×435.832=523 KN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/∑Yi2+MyXmax/∑Xi2=(1935+1.2×213.12)/4+(50+25×1.5)×0.8/4×0.82=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/mm2ApFcψc=(3.14×4002)×27.5×1.0/4=3454KN>Qmax滿足要求（6）承臺(tái)設(shè)計(jì)將圓樁換算成正方形樁，(3.14×4002)/4=a2a=354mm1）承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算=1\*GB3①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，F(xiàn)t=1.1N/mm2Fl=F-∑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=373mmTanα=1500/373=4.02,α≈76°>45°同理可得，A。y=A。x=373mm,α≈76°>45°λ。x=A。x/H。=373/1450=0.26=λ。yβ。x=0.84/(λ。x+0.2)=1.83=β。y因H=1500mm，直線插入法，βhp=1–(1.0-0.9)×(1500-800)/(2000-800)=0.9422[β。x(Bc+A。y)+β。y(Hc+A。x)]βhpFtH。=2[1.83×(500+373)+1.83×(500+373)]×0.942×1.1×1450=9601452≈9601KN>Fl=1935KN滿足要求=2\*GB3②角樁對(duì)承臺(tái)的沖切角樁的最大凈反力設(shè)計(jì)值：Nl=F/n+MyXi/∑Xi2=1935/4+(50+25×1.5)×0.8/4×0.82=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=373mm，A1y=373mm。角樁沖垮比λ1x=A1x/H。=373/1450=0.26λ1y=A1y/H。=373/1450=0.26角樁沖切系數(shù)β1x=0.56/(λ1x+0.2)=0.56/(0.26+0.2)=1.22=β1yλ1x、λ1y滿足0.2~1.0。C1=C2=577mm[β1x(C2+A1y/2)+β1y(C1+A1x/2)]βhpFtH。=[1.22×(577+373/2)+1.22×(577+373/2)]×0.942×1.1×1450=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=2×511.094=1022.2KN（樁2、樁4）剪跨比同沖垮比λx=λ。x=0.26βx=1.75/(λx+1.0)=1.75/(0.26+1.0)=1.39βhs=(800/H。)?=（800/1450）?=0.862B。=2400mmβhsβxFtB。H。=0.862×1.39×1.1×2400×1450=4586633≈4587KN〉V1=1022.2KN滿足要求2-2斜截面：樁4：N4=511.094KN樁3：N3=F/n-MyXi/∑Xi2=1935/4-(50+25×1.5)×0.8/4×0.82=483.75-27.344=456.406KNV2=N3+N4=456.406+511.094=967.5KNλy=λx=0.26βy=βx=1.39B。=2400βhsβxFtB。H。=0.862×1.39×1.1×2400×1450=4586633≈4587KN〉V2=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=∑NiXi=2×511.094×1.5=1533.3KN·m對(duì)柱邊2-2截面彎矩M2=∑NiYi=511.094×0.55+456.406×0