相应于荷载效应的标准组合的竖向力.docx

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相应于荷载效应的标准组合的竖向力

相应于荷载效应的标准组合的竖向力Fk=1665.73KN，MK=466.4KN·m，Hk=93.3KN

1.初步选择持力层确定桩型和尺寸

采用截面直径为400的预制钢筋混凝土圆桩，桩端进入持力层为1m,桩长10m，承台埋深为2m。

2.确定单桩承载力特征值

Ra=qpaAp+upƩqsiahi

Ap=0.22π=0.1256m2

Up=0.4π=1.256m

Ra=2533*0.1256+1.256*〔28*2.0+20*4.5+33.3*1〕=318.14+225.2=543.34

3.初步确定桩数及承台尺寸

先假设承台尺寸为2m*2m，厚为1.0m，承台及其上土平均容重为20KN/m3，那么承台及其上土自重的标准值为：

Gk=20*2*2*2=160KN

n>=〔Fk+Gk〕/n=〔1665.73+160〕/543.34=3.36

可取4根桩，承台的面积尺寸为2.2m*3.6m

4.群桩根底中单桩承载力验算

按照设计的承台尺寸，计算Gk=2.2*3.6*2*20=316.8KN

单桩的平均竖向力计算

Qk=〔Fk+Gk〕/n=〔1665.73+316.8〕/4=495.63KN

Qk=495.63KN

符合要求

计算单桩偏心荷载下最大竖向力为：

Qkmax=〔Fk+Gk〕/n+Mgxi/Ʃxj2

=495.63+（466.4+93.3*2）*1.4/（4*1.42）

=612.24

Qkmax=612.24KN<1.2Ra=652.008KN

符合要求

5.抗弯计算与配筋设计

在承台构造设计中，取相应于荷载效应根本组合的设计值，可按下式计算：

S=1.35Sk

所以:

F=1.35Fk=2248.74KN

M=1.35Mk=629.64KN·m

H=1.35Hk=125.955KN

对于承台进一步设计为：

取承台厚0.9m，下设厚度为100mm，强度等级为C10的混凝土垫层，保护层为50mm，那么h=0.85m；混凝土强度等级为C20，混凝土的抗拉强度为ft=1.1N/mm2，钢筋选用HRB335级，fy=300N/mm2

那么各桩不计承台以及其上土自重Gk局部的净反力Ni为

各桩平均竖向力N=1.35Fk/n=562.18KN

最大竖向力Nmax=1.35〔Fk/n+Myxmax/Ʃxj〕

=1.35*〔416.4+116.6〕

=719.55

对于Ⅰ-Ⅰ断面

My=ƩNixi=2Nmaxxi=2*719.55*1.1=1583.01

钢筋面积As=My/0.9fyh0=1583.01*106/〔0.9*300*850〕=6897.65mm2

采用22根直径为20mm钢筋，As=6908mm2平行于X轴布置

对于Ⅱ-Ⅱ断面

Mx=ƩNiyi=2Nxyi=2*562.18*0.4=449.74

钢筋面积As=Mx/0.9fyh0=449.74*106/〔0.9*300*850〕=1959.6mm2

选用18根直径为12mm的钢筋，As=2034.72mm2平行于Y轴布置

6.承台抗冲切验算

1柱的向下冲切验算

Fl<=2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0

式中;a0x=0.9mλ0x=a0x/h0=0.9/0.85=1.059

β0x=0.84/（λ0x+0.2）=0.67

a0y=0.2mλ0y=a0y/h0=0.2/0.85=0.235

β0y=0.84/（λ0y+0.2）=1.93

bc=0.6mac=0.6mβhp=1-〔1-0.9〕/〔2000-800〕*（900-800）=0.992

那么2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0

=2*[0.67*（0.6+0.2）+1.93*（0.6+0.9）]*0.992*1100*0.85

=6364.64KN

桩顶平均净反力N=2248.74/4=562.19KN

Fl=F-N=2248.74-562.19=1686.55

2角桩的冲切验算

冲切力Nl必须不大于抗冲切力即满足

Nl<=[β1x（c2+aiy/2）+β1y（c1+a1x/2）]βhpfth0

式中c1=c2=0.6m

a1x=0.9mλ1x=a1x/h0=1.059β1x=0.56/（x1x+0.2）=0.448

a1y=0.2mλ1y=a1y/h0=0.235β1y=0.56/（x1y+0.2）=1.29

Nl=Nmax=719.55KN

抗冲击力=[0.4448*（0.6+0.2/2）+1.29*（0.6+0.9/2）]*0.992*1100*0.85

=1545.12KN

符合要求

7.承台抗剪验算

剪切力V必须不大于抗剪切力，即满足

V<=βhsβftbh0

对于Ⅰ-Ⅰ截面

ax=0.9λx=ax/h0=0.9/0.85=1.059β=1.75/（λx+1）=0.85

βhs=（800/h0）1/4=0.985b=2.2m

V=2*Nmax=2*719.55=1439.1

抗剪切力=0.985*0.85*1100*2.2*0.85=1722.22

符合要求

对于Ⅱ-Ⅱ截面

a1y=0.2mλy=0.235β=1.75/（0.235+1）=1.417

a=3.6m

V=2*N=2*562.18=1124.36KN

抗剪力=0.985*1.417*1100*3.6*0.85=4698.1KN

符合要求

8.沉降计算

采用实体深基根底计算方法，计算中心点沉降。

荷载扩散法计算

P0=（F+Gk-Pc0xaxb）/[（b0+2l*tanФ/4）*（a0+2l*tanФ/4）]

式中F为相应于荷载效应准永久组合时分配到桩顶的竖向力

F=1428.93Gk=316.8KNPc0=16*2=32KN/m2

l=10ma0=3.2mb0=1.8ma=3.6mb=2.2m

那么P0=〔1428.93+316.8-32*3.6*2.2〕/[（3.2+2*10tan6o）*（1.8+2*10tan6o）]=1492.3/（5.3*3.9）=72.2KPa

s=∮ps＇

s＇=ƩP0/Esi〔ziαi-zi-1αi-1〕

对于扩散后实体根底查表确定平均附加应力系数α

a/b=5.3/3.9=1.4

z/m

z/b0

αi

ES

0

0

1.0

20

1.95

0.5

0.9215

20

3.1

0.8

0.810

20

3.9

1.0

0.749

20

7.8

2.0

0.499

8

11.7

3.0

0.366

8

12.48

3.2

0.348

8

13.26

3.4

0.331

8

Ʃsi＇=72.2*{[（1.95*0.9215）+（3.1*0.810-1.95*0.9215）+（3.9*0.749-3.1*0.810）]*1/20+[（7.8*0.499-3.9*0.749）+（11.7*0.366-7.8*0.499）+（12.48*0.348-11.7*0.366）]*1/8}

=72.2*{（3.9*0.749）*1/20+[（12.48*0.348）-（3.9*0.749）]*1/8}

=23.4

△sn=〔13.26*0.331-12.48*0.348〕*72.2/8

=0.282mm<0.025Ʃsi=0.54mm

计算到桩端以下8.7m即可。

ES=ƩAi/Ʃ〔Ai/Bsi〕=〔1.79+0.71+0.41+0.97+0.39〕/〔0.1455+0.17〕

=13.53MPa<15MPa

∮p=0.5

s=∮ps‘=21.6*0.5=10.8mm

A*5

相应于荷载效应的标准组合的竖向力Fk=7070.5KN，MK=527.9KN·m，Hk=105.6KN

1.初步选择持力层确定桩型和尺寸

采用截面直径为400的预制钢筋混凝土圆桩，桩端进入持力层为1m,桩长10m，承台埋深为2m。

2.确定单桩承载力特征值

Ra=qpaAp+upƩqsiahi

Ap=0.22π=0.1256m2

Up=0.4π=1.256m

Ra=2533*0.1256+1.256*〔28*2.0+20*4.5+33.3*1〕=318.14+225.2=543.34

3.初步确定桩数及承台尺寸

先假设承台尺寸为4m*4m，厚为1.0m，承台及其上土平均容重为20KN/m3，那么承台及其上土自重的标准值为：

Gk=20*4*4*2=640KN

n>=〔Fk+Gk〕/n=〔7070.5+640〕/543.34=14.2

可取15根桩，承台的面积尺寸为3.6m*6.4m

4.群桩根底中单桩承载力验算

按照设计的承台尺寸，计算Gk=3.6*6.4*2*20=921.6KN

单桩的平均竖向力计算

Qk=〔Fk+Gk〕/n=〔7070.5+921.6〕/15=532.8KN

Qk=532.8KN

符合要求

计算单桩偏心荷载下最大竖向力为：

Qkmax=〔Fk+Gk〕/n+Mgxi/Ʃxj2

=532.8+（527.9+105.6*2）*1.4/（4*1.42）

=627.61

Qkmax=627.61KN<1.2Ra=652.008KN

符合要求

5.抗弯计算与配筋设计

在承台构造设计中，取相应于荷载效应根本组合的设计值，可按下式计算：

S=1.35Sk

所以:

F=1.35Fk=9545.18KN

M=1.35Mk=712.7KN·m

H=1.35Hk=142.56KN

对于承台进一步设计为：

取承台厚0.9m，下设厚度为100mm，强度等级为C10的混凝土垫层，保护层为50mm，那么h=0.85m；混凝土强度等级为C20，混凝土的抗拉强度为ft=1.1N/mm2，钢筋选用HRB335级，fy=300N/mm2

那么各桩不计承台以及其上土自重Gk局部的净反力Ni为

各桩平均竖向力N=1.35Fk/n=636.35KN

最大竖向力Nmax=1.35〔Fk/n+Myxmax/Ʃxj〕

=1.35*〔471.4+131.98〕

=814.6

对于Ⅰ-Ⅰ断面

My=ƩNixi=2Nmaxxi=2*814.6*1.1=1792.12

钢筋面积As=My/0.9fyh0=1792.12*106/〔0.9*300*850〕=7808.8mm2

采用25根直径为20mm钢筋，As=7850mm2平行于X轴布置

对于Ⅱ-Ⅱ断面

Mx=ƩNiyi=2Nxyi=2*636.35*0.4=509.08

钢筋面积

As=Mx/0.9fyh0=509.08*106/〔0.9*300*850〕=2218.21mm2

选用20根直径为12mm的钢筋，As=2260.8mm2平行于Y轴布置

6.承台抗冲切验算

1柱的向下冲切验算

Fl<=2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0

式中;a0x=1.1mλ0x=a0x/h0=1.1/0.85=1.294

β0x=0.84/（λ0x+0.2）=0.56

a0y=0.9mλ0y=a0y/h0=0.9/0.85=1.059

β0y=0.84/（λ0y+0.2）=0.67

bc=0.6mac=3mβhp=1-〔1-0.9〕/〔2000-800〕*（900-800）=0.992

那么2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0

=2*[0.56*（0.6+0.9）+0.67*（3+1.1）]*0.992*1100*0.85

=6654.03KN

桩顶平均净反力N=9545.18/15=636.35KN

Fl=F-N=9545.18-636.35=8908.83

2角桩的冲切验算

冲切力Nl必须不大于抗冲切力即满足

Nl<=[β1x（c2+aiy/2）+β1y（c1+a1x/2）]βhpfth0

式中c1=c2=0.6m

a1x=1.1mλ1x=a1x/h0=1.294β1x=0.56/（x1x+0.2）=0.375

a1y=0.9mλ1y=a1y/h0=1.059β1y=0.56/（x1y+0.2）=0.4448

Nl=Nmax=814.6KN

抗冲击力=[0.375*（0.6+0.9/2）+0.4448*（0.6+1.1/2）]*0.992*1100*0.85

=839.7KN

符合要求

7.承台抗剪验算

剪切力V必须不大于抗剪切力，即满足

V<=βhsβftbh0

对于Ⅰ-Ⅰ截面

ax=1.1λx=ax/h0=1.1/0.85=1.294β=1.75/（λx+1）=0.76

βhs=（800/h0）1/4=0.985b=3.6m

V=2*Nmax=2*814.6=1629.2

抗剪切力=0.985*0.76*1100*3.6*0.85=2519.79

符合要求

对于Ⅱ-Ⅱ截面

a1y=0.9mλy=1.059β=1.75/（0.235+1）=0.85

a=6.4m

V=2*N=2*636.35=1272.7KN

抗剪力=0.985*0.85*1100*6.4*0.85=5010.1KN

符合要求

8.沉降计算

采用实体深基根底计算方法，计算中心点沉降。

荷载扩散法计算

P0=（F+Gk-Pc0xaxb）/[（b0+2l*tanФ/4）*（a0+2l*tanФ/4）]

式中F为相应于荷载效应准永久组合时分配到桩顶的竖向力

F=5907.7Gk=921.6KNPc0=16*2=32KN/m2

l=10ma0=6mb0=3.2ma=6.4mb=3.6m

那么P0=〔5907.7+921.6-32*6.4*3.6〕/[（6+2*10tan6o）*（3.2+2*10tan6o）]=6092.02/（8.1*5.3）=141.9KPa

s=∮ps＇

s＇=ƩP0/Esi〔ziαi-zi-1αi-1〕

对于扩散后实体根底查表确定平均附加应力系数α

a/b=8.1/5.3=1.6

z/m

z/b0

αi

ES

0

0

1.0

20

2.65

0.5

0.927

20

3.1

0.6

0.898

20

5.3

1.0

0.764

20

10.6

2.0

0.518

8

15.9

3.0

0.383

8

16.96

3.2

0.364

8

18.02

3.4

0.346

8

Ʃsi＇=141.9*{[（2.65*0.927）+（3.1*0.898-2.65*0.927）+（5.3*0.764-3.1*0.898）]*1/20+[（10.6*0.518-5.3*0.764）+（15.9*0.383-10.6*0.518）+（16.96*0.364-15.9*0.383）]*1/8}

=141.9*{（5.3*0.764）*1/20+[（16.96*0.364）-（5.3*0.764）]*1/8}

=66.4

△sn=〔18.02*0.346-16.96*0.364〕*141.9/8

=1.09mm<0.025Ʃsi=1.66mm

计算到桩端以下8.7m即可。

ES=ƩAi/Ʃ〔Ai/Bsi〕=〔2.46+0.33+1.27+1.44+0.59〕/〔0.203+0.25〕

=13.44MPa<15MPa

∮p=0.5

s=∮ps‘=66.4*0.5=33.2mm

1×C

相应于荷载效应的标准组合的竖向力Fk=1881.255KN，MK=451KN·m，Hk=90.3KN

1.初步选择持力层确定桩型和尺寸

采用截面直径为400的预制钢筋混凝土圆桩，桩端进入持力层为1.5m,桩长8.4m，承台埋深为1.7m。

2.确定单桩承载力特征值

Ra=qpaAp+upƩqsiahi

Ap=0.22π=0.1256m2

Up=0.4π=1.256m

Ra=

=637KN

3.初步确定桩数及承台尺寸

先假设承台尺寸为2m*2m，厚为1.0m，承台及其上土平均容重为20KN/m3，那么承台及其上土自重的标准值为：

Gk=20×2×2×1.7=136KN

n>=

=

=3.16

可取4根桩，承台的面积尺寸为2.2m×3.6m

4.群桩根底中单桩承载力验算

按照设计的承台尺寸，计算Gk=2.2×3.6×2×20=269.28KN

单桩的平均竖向力计算

Qk=

=

=537.63KN

Qk=537.63KN

符合要求

计算单桩偏心荷载下最大竖向力为：

Qkmax=

+

=537.63+

=537.63+84.93=622.56

Qkmax=622.56KN<1.2Ra=764.4KN

符合要求

5.抗弯计算与配筋设计

在承台构造设计中，取相应于荷载效应根本组合的设计值，可按下式计算：

S=1.35Sk

所以:

F=1.35Fk=2540.7KN

M=1.35Mk=609KN·m

H=1.35Hk=121.5KN

对于承台进一步设计为：

取承台厚0.9m，下设厚度为100mm，强度等级为C10的混凝土垫层，保护层为50mm，那么h=0.85m；混凝土强度等级为C20，混凝土的抗拉强度为ft=1.1N/mm2，钢筋选用HRB335级，fy=300N/mm2

那么各桩不计承台以及其上土自重Gk局部的净反力Ni为

各桩平均竖向力N=1.35

=634.83KN

最大竖向力Nmax=1.35〔

〕

=1.35×〔470+84.93〕

=749.15

对于Ⅰ-Ⅰ断面

My=ƩNixi=2Nmaxxi=2×874.46×1.1=1749.96KN.m

钢筋面积As=

=

=7834mm2

采用21根直径为22mm钢筋，As=7982mm2平行于X轴布置

对于Ⅱ-Ⅱ断面

Mx=ƩNiyi=2Nxyi=2×634.83×0.4=509.6kn.m

钢筋面积As=

=

=2220.4mm2

选用16根直径为14mm的钢筋，As=2462.4mm2平行于Y轴布置

6.承台抗冲切验算

1柱的向下冲切验算

Fl<=2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0

式中;a0x=0.9mλ0x=

=

=1.059

β0x=

）=0.67

a0y=0.2mλ0y=

=0.2/0.85=0.235

β0y=1.93

bc=0.6mac=0.6mβhp=

=0.992

那么2[β0x〔bc+a0y〕+β0y〔ac+a0x〕]βhpfth0

=2[0.67〔0.6+0.2〕+1.93〔0.6+0.9〕]×0.992×1100×0,85

=6364.64KN

桩顶平均净反力N=

=635.17KN

Fl=F-N=2540.7-635.17=1905.52kn

2角桩的冲切验算

冲切力Nl必须不大于抗冲切力即满足

Nl<=[β1x（c2+aiy/2）+β1y（c1+a1x/2）]βhpfth0

式中c1=c2=0.6m

a1x=0.9mλ1x=

=1.059β1x=

=0.448

a1y=0.2mλ1y=

=0.235β1y=

）=1.29

Nl=Nmax=749.15

抗冲击力=[0.4448×（0.6+

）+1.29×（0.6+

）]×0.992×1100×0.85

=1545.12KN

符合要求

7.承台抗剪验算

剪切力V必须不大于抗剪切力，即满足

V<=βhsβftbh0

对于Ⅰ-Ⅰ截面

ax=0.9λx=

=1.059β=

=0.85

βhs=

=0.985b=2.2m

V=2×Nmax=2×634.83=1269.66kn

抗剪切力=0.985×0.85×1100×2.2×0.85=2000.25kn

符合要求

对于Ⅱ-Ⅱ截面

a1y=0.2mλy=0.235β=

=1.417

a=3.6m

V=2×N=2×634.83=1269.66KN

抗剪力=0.985×1.417×1100×3.6×0.85=4698.1KN

符合要求

8.沉降计算

采用实体深基根底计算方法，计算中心点沉降。

荷载扩散法计算

P0=（F+Gk-Pc0xaxb）/[（b0+2l×tanФ/4）×（a0+2l×tanФ/4）]

式中F为相应于荷载效应准永久组合时分配到桩顶的竖向力

F=1564.9KNGk=269.28KNPc0=16×1.7KN/m2

l=8.4ma0=2.4mb0=1.35ma=3.6mb=2.2m

那么

P0=

=

=85.78

s=∮ps＇

s＇=ƩP0/Esi〔ziαi-zi-1αi-1〕

对于扩散后实体根底查表确定平均附加应力系数α

a/b=

=1.4

z/m

z/b0

αi

ES

0

0

1.0

20

1.85

0.5

0.9215

20

3.2

0.86

0.780

20

3.7

1.0

0.749

20

7.4

2.0

0.499

8

11.1

3.0

0.366

8

11.84

3.2

0.348

8

12.58

3.4

0.331

8

Ʃsi＇=85.78×[1.85×0.9215+﹙3.2×0.780-1.85×0.9215﹚+﹙3.7×0.749-3.2×0.780﹚]

＋[﹙67.4×0.499-3.7×0.745﹚+﹙11.1×0.366-7.4×0.499﹚+﹙111.84×0.348-11.1×0.366﹚]

=27.4mm

△sn=（12.58×0.331-11.84×0.348）

=0.5211＜0.025

SI=0.685

计算到桩端以下8.7m即可。

ES=ƩAi/Ʃ〔Ai/Bsi〕=

=13.71MPa<15MPa

∮p=0.5

S=

=27.4×0.5＝13,.7

C*1

相应于荷载效应的标准组合的竖向力Fk=1908.09KN，MK=427.41KN·m，Hk=85.5KN

1.初步选择持力层确定桩型和尺寸

采用截面直径为400的预制钢筋混凝土圆桩，桩端进入持力层为1m,桩长10m，承台埋深为2m。

2.确定单桩承载力特征值

Ra=qpaAp+upƩqsiahi

Ap=0.22π=0.1256m2

Up=0.4π=1.256m

Ra=2533*0.1256+1.256*〔28*2.0+20*4.5+33.3*1〕=318.14+225.2=543.34

3.初步确定桩数及承台尺寸

先假设承台尺寸为2m*2m，厚为1.0m，承台及其上土平均容重为20KN/m3，那么承台及其上土自重的标准值为：

Gk=20*2*2*2=160KN

n>=〔Fk+Gk〕/n=〔1908.09+160〕/543.34=3.8

可取5根桩，承台的面积尺寸为2.2m*3.6m

4.群桩根底中单桩承载力验算

按照设计的承台尺寸，计算Gk=2.2*3.6*2*20=316.8KN

单桩的平均竖向力计算

Qk=〔Fk+Gk〕/n=〔1908.09+316