中美混凝土结构抗震承载力验算安全度设置水平的比较
作者：侯建国， 李健祥， 李扬
作者单位：侯建国,李扬(武汉大学,湖北武汉 430072)， 李健祥(武汉大学,湖北武汉 430072 保利(天津)房地产开发有限公司,天津 300022)
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最全面的桩基计算总结 桩基础计算 一.桩基竖向承载力《建筑桩基技术规范》 5.2.2 单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定： Ra=Quk/K 式中 Quk——单桩竖向极限承载力标准值； K——安全系数，取K＝2。 5.2.3对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。5.2.4对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值： 1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物； 2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物； 3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区； 4 软土地基的减沉复合疏桩基础。 当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时，沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时，不考虑承台效应，取η=0。
单桩竖向承载力标准值的确定： 方法一：原位测试 1.单桥探头静力触探（仅能测量探头的端阻力，再换算成探头的侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规范》5.3.3 2.双桥探头静力触探（能测量探头的端阻力和侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规 范》5.3.4 方法二：经验参数法 1.根据土的物理指标与承载力参数之间的关系确定单桩承载力标准值《建筑桩基技术规范》5.3.5 2.当确定大直径桩(d>800mm）时，应考虑侧阻、端阻效应系数，参见5. 3.6 钢桩承载力标准值的确定： 1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.7 混凝土空心桩承载力标准值的确定： 1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.8 嵌岩桩桩承载力标准值的确定： 1.桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。 后注浆灌注桩承载力标准值的确定： 1.承载力由后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值、后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值，后注浆总极限端阻力标准值； 特殊条件下的考虑 液化效应： 对于桩身周围有液化土层的低承台桩基，当承台底面上下分别有厚度不小于1.5m、1.0m 的非液化土或非软弱土层时，可将液化土层极限侧阻力乘以土层液化折减系数计算单桩
、钢筋混凝土墙下条形基础设计。某办公楼为砖混承重结构，拟采用钢筋混凝土墙下条形基础。外墙厚为370mm ，上部结构传至000.0±处的荷载标准值为 K F = 220kN/m, K M =45kN ·m/m ，荷载基本值为F=250kN/m, M=63kN ．m/m ，基础埋深1. 92m （从室内 地面算起），室外地面比室内地面低。地基持力层承载力修正特征值a f =158kPa 。混凝 土强度等级为C20 ( c f = 9. 6N/mmZ )，钢筋采用HPB235级钢筋 () 2210mm f y N =。试设计该外墙基础。 解： (1)求基础底面宽度 b 基础平均埋深：d=×2一0. 45)/2=1. 7m 基础底面宽度：b ＝m d f F G K 77.1=-γ 初选b= × = 地基承载力验算 .517.12962max +=++=b M b G F P K K K k =＜a f ＝满足要求 (2）地基净反力计算。 a j a j b M b F P b M b F P KP =-=-=KP =+=+=2.375.717.10862.1805.717.10862min 2max (3）底板配筋计算。
初选基础高度h=350mm ，边缘厚取200mm 。采用100mmC10的混凝土垫层，基 础保护层厚度取40mm ，则基础有效高度ho =310mm. 计算截面选在墙边缘，则1a ＝ 该截面处的地基净反力I j p = （ 计 算底板最大弯距 ()()221max max 97.09.1192.180261261 ?+??=+= I a p P M j j =m m ?KN 3.75 计算底板配筋 mm f h M y 1285210 3109.0103.759.06 max ???= 选用14φ＠110㎜()21399mm A s =，根据构造要求纵向钢筋选取8φ＠ 250 ()2 0.201mm A s =。基础剖面如图所示： 用静力平衡条件求柱下条形基础的内力 条件：下图所示条形基础，底板宽，b=其余数据见图
1．某灌注桩，桩径0.8d m =，桩长20l m =。从桩顶往下土层分布为： 0~2m 填土，30sik a q kP =；2~12m 淤泥，15sik a q kP =；12~14m 黏土，50sik a q kP =；14m 以下为密实粗砂层，80sik a q kP =，2600pk a q kP =，该层厚度大，桩未穿透。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ ()20.8302151050280426000.84 1583.41306.92890.3uk sk pk Q Q Q kN π π=+=???+?+?+?+??=+= 2．某钻孔灌注桩，桩径 1.0d m =，扩底直径 1.4D m =，扩底高度1.0m ，桩长 12.5l m =，桩端入中砂层持力层0.8m 。土层分布： 0~6m 黏土，40sik a q kP =；6~10.7m 粉土，44sik a q kP =； 10.7m 以下为中砂层，55sik a q kP =，1500pk a q kP =。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 1.00.8d m m =>，属大直径桩。 大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为： p pk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑ （扩底桩斜面及变截面以上d 2长度范围不计侧阻力） 大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为： 桩侧黏性土和粉土：() 1/5 1/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ=== 桩侧砂土和碎石类土：()1/3 1/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ=== 桩底为砂土：() 1/3 1/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ=== ()2 1.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564 uk Q kN ππ =????+??+???=+= 3．某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径1.2m ，桩端进入中等风化岩1.0m ，中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为41.5a MP ，桩顶以下土层参数
1、已知某砖混结构底层承重墙厚240mm ，基础顶面中心荷载的标准组合值F k =185kN/m 。地基地表为耕植土，厚0.8m,γ=16.8kN/m3；第二层为粘性土，厚2.0m ，fak=150kPa ，饱和重度γsat=16.8kN/m3，孔隙比e=0.85；第三层为淤泥质土，fak=80kPa ，饱和重度γsat=16.2kN/m3，厚1.5m 。粘性土至淤泥质土的应力扩散角θ=300，地下水位在地表下0.8m 出。要求确定基础埋深（4分）；确定基底宽度（4分）；验算软弱下卧层承载力是否满足要求（4分）。（注：宽度修正系数取0，深度修正系数取1.0）(B) 2、某预制桩截面尺寸为450×450mm ，桩长16m （从地面算起），依次穿越：①厚度h 1=4m 的粘土层，q s1k =55kPa ；②厚度h 2=5m 的粉土层，q s2k =56kPa ；③厚度h 3=4m 的粉细砂层，q s3k =57kPa ；④中砂层，很厚，q s4k =85kPa ，q pk =6300kPa 。K=2.0，试确定该预制桩的竖向承载力特征值。(C) 3、已知某砖混结构底层承重墙厚370mm ，基础顶面中心荷载的标准组合值Fk=115kN/m 。深度修正后的地基承载力特征值fa=120kPa,基础埋深为1.2m ，采用毛石基础，M5砂浆砌筑。试设计该基础。（注：毛石基础台阶高宽比允许值为1：1.25，每台阶宽不大于200mm ）。 4、如图所示某条形基础埋深1m 、宽度1.2m ，地基条件：粉土3 119/kN m γ=，厚 度1m ；淤泥质土：3 218/kN m γ=，%65=w ，kPa f ak 60=，厚度为10m 。上部结 构传来荷载Fk=120kN/m ，已知砂垫层应力扩散角0 .1,035===d b ηηθ， 。求砂垫层厚度z 与宽度b 。（A ）
七、群桩的承载力 1.群桩的共作原理 (1)群桩基础定义: 桩数不只一根的桩基称为群桩基础，群桩中的每根桩称为基桩。 (2)对列情况的桩基竖向抗压承载力为各单桩竖向抗压承载力之总和。 端承桩一一持力层坚硬上部荷载通过桩身直接传到桩端处土层上，而桩端处承压面积很小，各桩端的压力彼此互不影响，故群桩中各桩的共作和单桩工作一样；同时，由于桩的变形很小，桩间土基本不承载，单桩竖向承载力为各单桩之和；群桩的降量也与单桩基本相同。 ●桩数少于9根(s>6根)的摩擦桩基一桩端平面处各桩传来的压力互不重叠或重叠不多，这时群桩中各桩的工作情况仍和单桩土作一样。 ●条形基础下桩不超过两排者。 2.桩的平面布置 (1)布置的原则 宜使桩基承载力合力点与竖向永久荷载的合力作用点相重合，使各桩受力均匀，在纵横交接处宜布桩，避免布置在墙体洞口下。 (2)要求 独立桩基的桩：对称布置：如三桩承台、四桩承台、六桩承台等。 柱下条基及墙下条基：桩可采用一排或多排布置。 整片基础下的桩：采用行列式或交叉式布置。 预制桩:s>3d(d为桩径) 灌注桩:s>4d 扩底灌注桩:s> 1.5d' （d'为扩底直径)。 (3)桩底进入持力层的深度宜为桩身直径的1～3倍。嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的末风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度，不宜小于0.5m (4)混凝土强度等级＞C30(预制桩)；＞C20(灌注桩)；＞C40(预应力桩)。 (5)桩的主筋应经计算确定。最小配筋率＞0.8%(打入式预制桩)；＞0.6%(静压式预制桩)；＞0.2%～0.65%(灌注桩); (6)配筋长度：
①受水平荷载和弯矩较大的桩，计算确定。 ②桩径大于600 mm的灌注桩，构造钢筋的长度不小于桩长的2/3 。 (7)桩顶嵌入承台的长度不小于50mm。主筋伸入承台内的锚固长度不小于钢筋直径的30倍（I级钢)和35倍（II级钢III级钢)。 3.群桩中单桩桩顶坚向力 (1)轴心受压 n——桩数 ——桩基承台自重和承台上的土自重标准值(KN) (2)偏心受压 单桩承受的外力为: 一一单桩坚向承载力特征值。 4.桩基软弱卜卧层验算 当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时，应进行软弱下卧层承载力验算。 桩数＞9根 （1）对于的群桩基础，用下列公式验算下卧层承载力 一一软弱下卧层经深度修正的地基极限承载力标准值； 一一地基承载力分项系数。取1.6。 (2)单桩软弱下卧层承载力验算
单项选择题： 1、根据《建筑地基基础设计规范》的规定，计算地基承载力设计值时必须用内摩擦角的什么值来查表求承载力系数 B ？ A设计值 B 标准值 C 平均值 2、砌体承重结构的地基允许变形值是由下列哪个值来控制的C ？ A 沉降量 B 沉降差 C 局部倾斜 3、在进行浅基础内力计算时，应采用下述何种基底压力 A ？ A 基底净反力 B 基底总压力 C 基底附加压力 4、当建筑物长度较大时，，或建筑物荷载有较大差异时，设置沉降缝，其原理是C ？A 减少地基沉降的措施 B 一种施工措施 C 减轻不均匀沉降的建筑措施 5、下列何种结构对地基的不均匀沉降最敏感A ？ A 框架结构 B 排架结构 C 筒体结构 6、框架结构的地基允许变形值由下列何种性质的值控制B ？ A 平均沉降 B 沉降差C局部倾斜 7、高耸结构物的地基允许变形值除了要控制绝对沉降量外，还要由下列何种性质控制C ？ A 平均沉降B沉降差C倾斜 8、当基底压力比较大、地基土比较软弱而基础的埋置深度又受限制时，不能采用B ？ A 筏板基础 B 刚性基础C扩展式基础 9、沉降计算时所采用的基底压力与地基承载力计算时所采用的基底压力的主要差别是C ？ A 荷载效应组合不同及荷载性质（设计值或标准值）不同 B 荷载性质不同及基底压力性质不同（总应力或附加应力） C 荷载效应、荷载性质及基底压力性质都不同 10、防止不均匀沉降的措施中，设置圈梁是属于B A 建筑措施 B 结构措施 C 施工措施 11、刚性基础通常是指C A 箱形基础 B 钢筋混凝土基础 C 无筋扩展基础 12、砖石条形基础是属于哪一类基础A ？ A 刚性基础 B 柔性基础 C 轻型基础 13、沉降缝与伸缩缝的区别在于C A 伸缩缝比沉降缝宽 B 伸缩缝不能填实 C 沉降缝必须从基础处断开 14、补偿基础是通过改变下列哪一个值来减小建筑物的沉降的B ？ A 基底的总压力 B 基底的附加压力 C 基底的自重压力 15、对于上部结构为框架结构的箱形基础进行内力分析时，应按下述何种情况来计算C ？ A 局部弯曲 B 整体弯曲 C 同时考虑局部弯曲和整体弯曲 16、全补偿基础地基中不产生附加应力，因此，地基中B . A 不会产生沉降 B 也会产生沉绛 C 会产生很大沉降 17、按照建筑《地基基础设计规范》规定，需作地基承载力验算的建筑物的范围是D 。 A 所有甲级B所有甲级及部分乙级C 所有甲级、乙级及部分丙级D 所有甲级、乙级及丙级 18、浅埋基础设计时，属于正常使用极限状态验算的是B 。 A 持力层承载力 B 地基变形 C 软弱下卧层承载力 D 地基稳定性 19、下列基础中，A 通过过梁将上部荷载传给基础。 A 墙下独立基础 B 柱下条形基础 C 柱下独立基础 D 墙下条形基础 20、受偏心荷载作用的浅埋基础，当B 时，持力层承载力满足要求。
第二章 浅基础设计基本原理 1、根据 《 建筑地基基础设计规范 》 的规定，计算地基承载力设计值时必须用内摩擦角的什么值来查表求承载力系数 B ？ A 设计值 B 标准值 C 平均值 2、砌体承重结构的地基允许变形值是由下列哪个值来控制的 C ？ A 沉降量 B 沉降差 C 局部倾斜 3、 在进行浅基础内力计算时，应采用下述何种基底压力 A ？ A 基底净反力 B 基底总压力 C 基底附加压力 4、 当建筑物长度较大时，，或建筑物荷载有较大差异时，设置沉降缝，其原理是 C ？ A 减少地基沉降的措施 B 一种施工措施 C 减轻不均匀沉降的建筑措施 5、 下列何种结构对地基的不均匀沉降最敏感 A ？ A 框架结构 B 排架结构 C 筒体结构 6、 框架结构的地基允许变形值由下列何种性质的值控制 B ？ A 平均沉降 B 沉降差 C 局部倾斜 7、 高耸结构物的地基允许变形值除了要控制绝对沉降量外，还要由下列何种性质控制 C ？ A 平均沉降 B 沉降差 C 倾斜 8、 当基底压力比较大、地基土比较软弱而基础的埋置深度又受限制时，不能采用 B ？ A 筏板基础 B 刚性基础 C 扩展式基础 9、 沉降计算时所采用的基底压力与地基承载力计算时所采用的基底压力的主要差别是 C ？ A 荷载效应组合不同及荷载性质（设计值或标准值）不同 B 荷载性质不同及基底压力性质不同（总应力或附加应力） C 荷载效应、荷载性质及基底压力性质都不同 10、 防止不均匀沉降的措施中，设置圈梁是属于 B A 建筑措施 B 结构措施 C 施工措施 11、 刚性基础通常是指 C A 箱形基础 B 钢筋混凝土基础 C 无筋扩展基础 12、 砖石条形基础是属于哪一类基础 A ？ A 刚性基础 B 柔性基础 C 轻型基础 13、 沉降缝与伸缩缝的区别在于 C A 伸缩缝比沉降缝宽 B 伸缩缝不能填实 C 沉降缝必须从基础处断开 14、 补偿基础是通过改变下列哪一个值来减小建筑物的沉降的 B ？ A 基底的总压力 B 基底的附加压力 C 基底的自重压力 15、 对于上部结构为框架结构的箱形基础进行内力分析时，应按下述何种情况来计算 C ？ A 局部弯曲 B 整体弯曲 C 同时考虑局部弯曲和整体弯曲 16、 全补偿基础地基中不产生附加应力，因此，地基中 B . A 不会产生沉降 B 也会产生沉绛 C 会产生很大沉降 17、按照建筑《地基基础设计规范》规定，需作地基承载力验算的建筑物的范围是 D 。 A 所有甲级 B 所有甲级及部分乙级 C 所有甲级、乙级及部分丙级 D 所有甲级、乙级及丙级 18、浅埋基础设计时，属于正常使用极限状态验算的是 B 。 A 持力层承载力 B 地基变形 C 软弱下卧层承载力 D 地基稳定性 19、下列基础中， A 通过过梁将上部荷载传给基础。 A 墙下独立基础 B 柱下条形基础 C 柱下独立基础 D 墙下条形基础 20、受偏心荷载作用的浅埋基础，当 B 时，持力层承载力满足要求。 A kmax 1.2a p f ≤ B k a p f ≤和kmax 1.2a p f ≤ C k a p f ≤或kmax 1.2a p f ≤ D k 1.2a p f ≤或kmax a p f ≤ 21、公式 a b d m k c f M b M d M c γγ=++中，承载力系数由 B 确定。 A k c B k ? C k c 和k ? D k c 及b 22、墙下钢筋混凝土条形基础的高度由 C 确定。 A 刚性角 B 扩散角 C 抗剪强度验算 D 抗冲切破坏强度验算 23、持力层下有软弱下卧层，为减小由上部结构传至软弱下卧层表面的竖向应力，应 B 。 A 加大基础埋深，减小基础底面积 B 减小基础埋深，加大基础底面积
1.大桥7#承台6a-0桩基桩顶荷载计算： 大桥桥梁跨径组成为5×40+（65+120+65）+3×40连续刚构、预应力混凝土结构连续T梁，桥梁全长579 m。主桥上部采用三向预应力混凝土连续刚构，主墩采用2.2 m×6.5 m×45.459 m双薄壁墩，基础采用人工挖孔灌注桩基础；荷载为纵向控制设计，作用于混凝土承台顶面中心的荷载如下： 图1.大桥桩断面示意图（除标高以m计外，其余以cm计）
承台自重：N =w ·l ·h ·γ N =16.5×22.75×4.5×25 =42229.7 kN 双薄壁墩自重：N =w ·l ·h ·γ N =（2.2×6.5×45.46×4+5.6×1.5×6.5×2+0.3×0.5/2×6.5×8）×25 =67835 kN w —宽度（m ）； l —长度（m ）； h —高度（m ）； γ—钢筋混凝土重度（kN/m 3）。 梁（中跨一半+0#块）自重：14 0/2i i N N N ==+∑0 N=（52.3/2+105+106.1+108.3+111.2+117.3+124.3+130+121.8+ 130.2+136.7+143.6+151.1+159+167.5+1097.9）×10 =29361.5 kN 梁（边跨）自重：15 0i i N N ==∑ N =（166.3+52.3+105+106.1+108.3+111.2+117.3+124.3+130+ 121.8+130.2+135.9+143.6+151.1+159+167.5）×10 =20299 kN N i —第i 块梁自重（kN ）。 由于边跨自重对于主墩属非对称传递荷载，固对其取梁高加权自重： N =7.2/（3+7.2）×20299=14328.7 kN 2.计算 （1）桩的计算宽度b 1 b 1=K f ·K 0·K ·d d —与外力H 作用方向相垂直平面上桩的直径； K f —形状换算系数，即在受力方向将各种不同截面形状的桩宽度，乘以K f 换算为相当于矩形截面宽度； K 0—受力换算系数，既考虑到实际上桩侧土在承受水平荷载时为空间受力
3.2地基的评价与计算1－地基承载力的确定 基本要求： 熟悉地基破坏的类型及影响地基承载能力的各种因素的作用；熟悉确定地基承载力的各类方法；掌握地基承载力深宽修正与软弱下卧层强度验算的方法。 3.2.1地基承载力的确定方法 地基承载力的确定方法主要有现场载荷试验方法、理论公式计算方法、其他原位测试方法以及采用经验值的确定方法等。 各种地基承载力确定方法的选用: 地基的承载力应结合具体的工程条件选用合适的方法来确定。通常应结合当地经验按下列规定综合考虑： 1．对建筑地基应采用载荷试验、理论公式计算及其他原位试验等方法综合确定； 2．对公路桥涵地基，可按规范承载力表方法或其他原位试验方法确定； 注意：当由查规范承载力表的方法确定的数值与当地经验有明显差异时，仍应由载荷试验、理论公式计算等综合确定。 理论计算公式 1．《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）──临界荷载公式
对轴心荷载作用或荷载作用偏心距b e 033.0≤（b 为基础的宽度）的基础，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力的公式如下： a b d m c k f M b M d M c γγ=++ 式中 f a ──由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值； M b 、M d 、M c ──承载力系数，根据基底下一倍短边宽深度内土的内摩 擦角标准值k ?按《建筑地基基础设计规范》（GB50007 －2002）表5.2.5确定； γ──持力层土的重度； m γ──基底以上土层的加权平均重度； b ──基础底面宽度（m ），当基础宽度大于6m 时按6m 考虑，对于砂土，小于3m 时按3m 计算； d ──基础埋置的深度（m ），一般自室外地面标高算起,特 殊情况将在下面讨论。 c k ──基底下一倍短边基宽深度范围内土的粘聚力标准值。 使用本公式计算地基承载力的要点： （1） 公式计算出的地基承载力已考虑了基础的深度与宽度效应， 在用于地基承载力验算时无需再作深、宽修正。 （2） 采用本理论公式确定地基承载力值时，在验算地基承载力的 同时必须进行地基的变形验算。 （3） 本公式中使用的抗剪强度指标c k 和k ?，一般应采用不固结不 排水三轴压缩试验的结果。当考虑实际工程中有可能使地基产 生一定的固结度时，也可以采用固结不排水试验指标。
第五章砌体构件承载力计算 学习本章的意义和内容：无筋砌体受压构件的破坏形态和影响受压承载力的主要因素，无筋砌体受压构件的承载力计算方法，梁下砌体局部受压承载力和梁下设置刚性垫块时的局部受压承载力验算方法以及有关的构造要求，无筋砌体受弯、受剪以及受拉构件的破坏特征及承载力的计算方法。 通过本章学习可以掌握土木工程中砌体结构构件计算的基本理论，为砌体结构设计奠 定基础。 本章习题内容主要涉及：无筋砌体受压构件承载力的主要因素及承载力计算公式的应用；局部受压构件破坏的类型及公式的应用；砌体受拉、受弯、受剪构件的计算及应用范围。 一、概念题 （一）填空题： 1．无筋砌体受压构件按高厚比的不同以及荷载作用偏心矩的有无，可分为____________、____________、____________、____________、____________。 2．在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下，在施工质量得到保证的前提下，影响无筋砌体受压承载力的主要因素是____________和____________。 3．在设计无筋砌体偏心受压构件时，《砌体规范》对偏心距的限制条件是___________。为了减少轴向力的偏心距，可采用____________或____________等构造措施。 4．通过对砌体局部受压的试验表明，局部受压可能发生三种破坏，即 ____________、____________、____________。其中，____________是局部受压的基本破坏形态；____________是由于发生突然，在设计中应避免发生，____________仅在砌体材料强度过低时发生。 5．砌体在局部受压时，由于未直接受压砌体对直接受压砌体的约束作用以及力的扩散作用，使砌体的局部受压强度_______________________。局部受压强度用____________表示。 6．对局部抗压强度提高系数进行限制的目的是__________________________________。 7．局部受压承载力不满足要求时，一般采用____________的方法，满足设计要求。 8．当梁端砌体局部受压承载力不足时，与梁整浇的圈梁可作为垫梁。垫梁下砌体的局部受压承载力，可按集中荷载作用下___________计算。 9．砌体受拉、受弯构件的承载力按材料力学公式进行计算，受弯构件的弯曲抗拉强度的取值应根据___________。受剪构件承载力计算采用变系数的___________。 （二）选择题 1．一偏心受压柱，截面尺寸为490mm×620mm,弯矩沿截面长边作用，该柱的最大允许偏 心距为[ ]： a、217mm; b、186mm; c、372mm; d、233mm。 2．一带壁柱的偏心受压窗间墙，截面尺寸如图1-5-1所示，轴向力偏向壁柱一侧，该柱的最大允许偏心距为[ ]： a、167mm; b、314mm; c、130mm; d、178mm。
一、单项选择 1、根据《建筑地基基础设计规范》的规定，计算地基承载力设计值时必须用内摩擦角的什么值来查表求承载力系数 B ？ A设计值 B 标准值 C 平均值 2、砌体承重结构的地基允许变形值是由下列哪个值来控制的 C ？ A 沉降量 B 沉降差 C 局部倾斜 3、在进行浅基础内力计算时，应采用下述何种基底压力 A ？ A 基底净反力 B 基底总压力 C 基底附加压力 4、当建筑物长度较大时，，或建筑物荷载有较大差异时，设置沉降缝，其原理是 C ？ A 减少地基沉降的措施 B 一种施工措施 C 减轻不均匀沉降的建筑措施 5、下列何种结构对地基的不均匀沉降最敏感 A ？ A 框架结构 B 排架结构 C 筒体结构 6、当基底压力比较大、地基土比较软弱而基础的埋置深度又受限制时，不能采用 B ？ A 筏板基础 B 刚性基础C扩展式基础 7、沉降计算时所采用的基底压力与地基承载力计算时所采用的基底压力的主要差别是 C ？ A 荷载效应组合不同及荷载性质（设计值或标准值）不同 B 荷载性质不同及基底压力性质不同（总应力或附加应力） C 荷载效应、荷载性质及基底压力性质都不同 8、防止不均匀沉降的措施中，设置圈梁是属于 B A 建筑措施 B 结构措施 C 施工措施 9、刚性基础通常是指 B A 箱形基础 B 钢筋混凝土基础 C 无筋扩展基础 10、砖石条形基础是属于哪一类基础 A ？ A 刚性基础 B 柔性基础 C 轻型基础 11、沉降缝与伸缩缝的区别在于 C A 伸缩缝比沉降缝宽 B 伸缩缝不能填实 C 沉降缝必须从基础处断开 12、补偿基础是通过改变下列哪一个值来减小建筑物的沉降的 B ？ A 基底的总压力 B 基底的附加压力 C 基底的自重压力 13、对于上部结构为框架结构的箱形基础进行内力分析时，应按下述何种情况来计算 C ？ A 局部弯曲 B 整体弯曲 C 同时考虑局部弯曲和整体弯曲 14、全补偿基础地基中不产生附加应力，因此，地基中 B .
TC5610塔式起重机地基承载力验算 (18#楼2-D~2-E轴交3-16轴处) 某某工程18#楼塔吊拟采用长沙中联重工科技发展股份有限公司生产的TC5610塔式起重机，塔吊采用附着式安装，起升高度约100米（本塔吊附着式最大起升高度为220米）。使用期限约为十九个月，本工程受场地限制，塔吊基础设置在地下室底板2-D~2-E轴交3-16轴处（具体详见附图），以下计算均采用标准值（地基采用特征值）。 由于本工程地下室基础为桩承载，而塔吊基础持力层为残积砂质粘性土层，为防止不均匀沉降引起地下室底板裂缝，在塔吊基础周边与地下室交接处均设后浇带，浇筑时间同地下室底板后浇带做法如下图： 一、地基承载力验算依据： 1、根据地质报告基础持力层土层为残积砂质粘性土，地基承载力特征值取值为230KPa。 2、根据塔吊使用说明中要求,塔吊基础选用5.0 m×5.0 m×1.00 m固定支腿钢筋混凝土基础。
3、根据厂家提供使用说明书(第1.1-5页)，塔吊附着式安装的参数如下： 载荷 工况 基础载荷 Fv （KN ） Fh （KN ） M(KN.m) 工作状况 511.2 18.3 1335 非工作状况 464.1 73.9 1552 Fv ：基础所受垂直力； Fh ：基础所受水平力； M ：基础所受倾覆力矩； e ：偏心距，单位m 。 4、塔吊基础属于设备基础，吊臂在工作状态或风荷载的作用下使塔吊基础的受力不断发生变化。根据《塔式起重机设计规范》—GB/T13752-92中第13页第4.6.3条中，固定式混凝土基础的抗倾翻稳定性验算要求，荷载的偏心距e 取不超过b/3。 二、地基承载力验算： （一）、工作状态下： 1、基础所受垂直力Fv 为：511.2 KN 2、基础自重：G ＝5.0×5.0×1.00×25=625.0 KN 3、塔吊总重：F ＝Fv ＋G = 511.2 + 625.0 ＝ 1136.2 KN 4、力矩M /＝M+Fh ×1.00＝1335.0＋18.3×1.00＝1353.3 KN.m a 、当轴心荷载作用时： P=F/A= 1136.2/（5.0×5.0）=45.45 kPa ＜f=230kPa , ——满足要求 Fh Fv M Pmin Pmax e F
1、某建筑物基础底面尺寸为3m×4m ，基础理深d =1.5m ，拟建场地地下水位距地表1.0m ，地基土分布：第一层为填土，层厚为1米，γ＝18.0kN/m 3；第二层为粉质粘土，层厚为5米，γ＝19.0kN/m 3，φk ＝22o，C k =16kPa ；第三层为淤泥质粘土，层厚为6米，γ＝17.0kN/m 3，φk ＝11o，C k =10kPa ；。按《地基基础设计规范》（GB50007－2002）的理论公式计算基础持力层地基承载力特征值f a ，其值最接近下列哪一个数值？ B (A) 184kPa ； (B) 191kPa ；(C) 199 kPa ；(D) 223kPa 。 2. 某建筑物的箱形基础宽9m ，长20m ，埋深d =5m ，地下水位距地表2.0m ，地基土分布：第一层为填土，层厚为1.5米，γ＝18.0kN/m 3；第二层为粘土，层厚为10米，水位以上γ＝18.5kN/m 3、水位以下γ＝19.5kN/m 3，L I =0.73，e =0.83由载荷试验确定的粘土持力层承载力特征值f ak =190kPa 。该粘土持力层深宽修正后的承载力特征值f a 最接近下列哪个数值？D (A) 259kPa ；(B) 276kPa ； (C) 285kPa ； (D) 292kPa 。 计算题 某建筑物的箱形基础宽8.5m ，长20m ，埋深4m ，土层情况见下表所示，由荷载试验确定的粘土持力层承载力特征值fak=189kPa ，已知地下水位线位于地表下2m 处。求该粘土持力层深宽修正后的承载力特征值fa 因箱基宽度b=8.5m>6.0m ，故按6m 考虑；箱基埋深d=4m 。 由于持力层为粘性土，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）表5.2.4，确定修正系数ηb ，ηd 的指标为孔隙比e 和液性指数IL ，它们可以根据土层条件分别求得： 83.00.12.198.9)32.01(72.21)1(0=-?+?=-+=γγωw s d e 73.03.175.373.170.32=--=--=p L p L I ωωωω 由于I L =0.73<0.85，e=0.83<0.85，从规范表5.2.4查得ηb =0.3，ηd =1.6 因基础埋在地下水位以下，故持力层的γ取有效容重为：
目录 1 基本条件的确定 (2) 2 确定基础埋深 (2) 2.1设计冻深 2.2选择基础埋深 3 确定基础类型及材料 (2) 4 确定基础底面尺寸 (2) 4.1确定B柱基底尺寸 4.2确定C柱基底尺寸 5 软弱下卧层验算 (3) 5.1 B柱软弱下卧层验算 5.1 C柱软弱下卧层验算 6 计算柱基础沉降 (4) 6.1计算B柱基础沉降 6.2计算C柱基础沉降 7 按允许沉降量调整基底尺寸 (7) 8 基础高度验算 (7) 8.1 B柱基础高度验算 8.2 C柱基础高度验算 9 配筋计算 (12) 9.1 B柱配筋计算 9.2 C柱配筋计算
设计计算书 1 基本条件确定 人工填土不能作为持力层，选用亚粘土作为持力层。 2 确定基础埋深 2.1设计冻深 ???Z =Z zw zs o d ψψze ψ=2.01.000.950.90???1.71=m 2.2选择基础埋深 根据设计任务书中给出的数据，人工填土d 1.5m =，因持力层应选在亚粘土层处，故取0m .2d = 3 确定基础类型及材料 基础类型为：柱下独立基础 基础材料：混凝土采用C25，钢筋采用HPB235。 4 确定基础底面尺寸 根据亚粘土e=0.95，l I 0.65=，查表得0, 1.0b d ηη==。因d=2.0m 。 基础底面以上土的加权平均重度： 1[18.0 1.519.0(2.0 1.5)]/2.018.25o γ=?+?-=3/m KN 地基承载力特征值a f （先不考虑对基础宽度进行修正）： 11(0.5)150 1.018.25(2.00.5)177.38a a d m f f d ηγ=+?-=+??-=a KP 4.1 确定B 柱基底尺寸 202400 17.47.177.3820 2.0 K a G F A m f d γ≥ ==--?由于偏心力矩不大，基础底面面积按 20％增大，即A=1.20A =20.962m 。一般l/b=1.2～2.0，初步选择基础底面尺寸： 25.4 3.921.06m 3.9A l b b m =?=?==，虽然≤m 3,但b η=0不需要对a f 进行修正。 4.1.1持力层承载力验算 基础和回填土重：20 2.021.06842.4G G dA KN γ==??=
桩基础计算报告书 计算人 校对人： 审核人： 计算工具：PKPM 软件开发单位：中国建筑科学研究院 设计单位：
灌注桩计算说明书 1.支架计算 组件钢结构支架要在37m/s(基本风压0.85KN/m2)的风载作用下正常使用，应使其主要构件满足强度要求、稳定性要求，即横梁、斜梁、斜撑、拉杆、立柱在风载作用下不失稳且立柱弯曲强度满足要求。组件自重19.5kg。 支架计算最大柱底反力： Fx max=5.6KN,Fy max=0.9KN,Fz max=12.1KN Fx min= -6.9KN, Fy min= -0.9KN,Fz min= -7.29KN 2.灌注桩设计 2.1基桩设计参数 成桩工艺: 干作业钻孔桩 承载力设计参数取值: 根据建筑桩基规范查表 孔口标高0.00 m 桩顶标高0.30 m 桩身设计直径: d = 0.25m 桩身长度: l = 1.60 m 根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011，设计使用年限不少于50年时，灌注桩的混凝土强度不应低于C25；所以本次设计中混凝土强度选用C25。灌注桩纵向钢筋的配置为3跟根Ф6，箍筋采用Ф4钢筋，箍筋间距选择300~400。 2.2岩土设计参数
2.3设计依据 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008) 以下简称桩基规范 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 《建筑结构载荷规范》GB50009-2012 《钢结构设计规范》GB50017-2003 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011年版） 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 2.4单桩竖向承载力估算 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式估算： 式中——桩侧第i 层土的极限阻力标准值，按JGJ94-2008中表5.3.5-1取值， 吐鲁番当地土质为角砾，属中密-密实状土层，查表得出干作业钻孔桩的极限侧阻力标准值为 135~150； ——极限端阻力标准值，按JGJ94-2008中表5.3.5-2取值，吐鲁番当地土质为 角砾，属中密-密实状土层，查表得出干作业钻孔桩的极限端阻力标准值为4000~5500； μ——桩身周长； ——桩周第i 层土的厚度； ——桩端面积。 1）计算参数表
砌体构件承载力计算 第五章砌体构件承载力计算 学习本章的意义和内容:无筋砌体受压构件的破坏形态和影响受压承载力的主要因素，无筋砌体受压构件的承载力计算方法，梁下砌体局部受压承载力和梁下设置刚性垫块时的局部受压承载力验算方法以及有关的构造要求，无筋砌体受弯、受剪以及受拉构件的破坏特征及承载力的计算方法。 通过本章学习可以掌握土木工程中砌体结构构件计算的基本理论，为砌体结构设计奠定基础。 本章习题内容主要涉及:无筋砌体受压构件承载力的主要因素及承载力计算公式的应用;局部受压构件破坏的类型及公式的应用;砌体受拉、受弯、受剪构件的计算及应用范围。 一、概念题 (一)填空题: 1.无筋砌体受压构件按高厚比的不同以及荷载作用偏心矩的
有无，可分为____________、____________、____________、____________、____________。 2.在截面尺寸和材料强度等级一定的条件下，在施工质量得到保证的前提下，影响无筋砌体受压承载力的主要因素是____________和____________。 3.在设计无筋砌体偏心受压构件时，《砌体规范》对偏心距的限制条件是___________。为了减少轴向力的偏心距，可采用____________或____________等构造措施。 4.通过对砌体局部受压的试验表明，局部受压可能发生三种破坏，即____________、____________、____________。其中，____________是局部受压的基本破坏形态;____________是由于发生突然，在设计中应避免发生，____________仅在砌体材料强度过低时发生。 5.砌体在局部受压时，由于未直接受压砌体对直接受压砌体的约束作用以及力的扩散作用，使砌体的局部受压强度_______________________。局部受压强度用____________表示。 6.对局部抗压强度提高系数进行限制的目的是__________________________________。 7.局部受压承载力不满
基础工程计算题
1.某钢筋混凝土条形基础和地基土情况如题图一所示，已知条形基础宽度 b =1.65m 。求该条形基础能承担的竖向荷载F k 最大是多少？（基底下地基压力 扩散角为22。） 解： 1）持力层承载力验算 3/3.175 .015.018117/5.495.165.120m kN m kN bd G m G k =+?+?==??==γγ kPa d b f f m d b ak a 68.127)5.05.1(3.176.1100)5.0()3(=-??+=-+-+=γηγη m kN G b f F f b G F p k a k a k k k /2.1615.4965.168.127=-?=-?≤≤+=得由 取F k =161.2kN/m 2）下卧层承载力验算 kPa p cz 4525.95.018117=?+?+?= kPa b G F p k k k 7.12765.15 .492.161=+=+= kPa p c 265.018117=?+?= kPa z b p p b p c k z 38.5122tan 2265.1) 267.127(65.1 tan 2)(=??+-?=+-=οθ
31/86.125 .2125.95.018117m kN m =+?+?+?=γ kPa d f f m d ak az 58.98)5.05.3(86.120.160)5.0(1=-??+=-+=γη kPa f kPa p p az z cz 58.9838.9638.5145=<=+=+ 即下卧层承载力满足要求。 故条形基础能承担的竖向荷载最大值为F k =161.2kN/m 2.某建筑物其中一柱下桩基承台顶面荷载（标高－0.30m ）F k =2000kN ， M k =300kNm ，地基表层为杂填土，厚1.8m ；第二层为软粘土，厚7.5m ，q sa =14kPa ； 第三层为粉质粘土，厚度较大，q sa =30kPa ，q p =800kPa 。若选取承台埋深d=1.8m ， 承台厚1.5m ，承台底面积取2.4m ×3.0m 。选用截面为300mm ×300mm 的钢筋 混凝土预制桩，试确定桩长及桩数，并进行桩位布置和群桩中单桩受力验算。 解：根据地质资料，将第三层作为桩持力层，进入6d=6×0.3=1.8m L=7.5+1.8=9.3m ∑=+=n i i sia p p pa a l q u A q R 1 =800×0.32+4×0.3×(14×7.5+30×1.8)=263kN kN Ad G G k 2598.10.34.220=???==γ 根6.8263 2592000=+=+>a k k R G F n 取9根 m d s 2.1~9.0)4~3(== ???>=<±=??±=±==<=+= ∑02096.3152.1293422512.162.130025126325122max min max kN kN Ra kN x x M Q Q kN R kN n G F Q i k k k k a k k k 满足要求 .
目录 1设计任务 (2) 1.1设计资料 (2) 1.2设计要求 (3) 2 桩基持力层，桩型，桩长的确定 (3) 3 单桩承载力确定 (3) 3.1单桩竖向承载力的确定 (3) 4 桩数布置及承台设计 (4) 5 复合桩基荷载验算 (6) 6 桩身和承台设计 (9) 7 沉降计算 (14) 8 构造要求及施工要求 (20) 8.1预制桩的施工 (20) 8.2混凝土预制桩的接桩 (21) 8.3凝土预制桩的沉桩 (22) 8.4预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施 (23) 8.5结论与建议 (25) 9 参考文献 (25)
一、设计任务书 (一)、设计资料 1、某地方建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为5层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.1m,本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载。承台底面埋深：D ＝2.1m。
（二）、设计要求： 1、桩基持力层、桩型、承台埋深选择 2、确定单桩承载力 3、桩数布置及承台设计 4、群桩承载力验算 5、桩身结构设计和计算 6、承台设计计算 7、群桩沉降计算 8、绘制桩承台施工图 二、桩基持力层，桩型，桩长的确定 根据设计任务书所提供的资料，分析表明，在柱下荷载作用下，天然地基基础难以满足设计要求，故考虑选用桩基础。由地基勘查资料，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。 根据工程请况承台埋深2.1m，预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为450㎜×450㎜。桩长21.1m。 三、单桩承载力确定 （一）、单桩竖向承载力的确定： 1、根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。 根据地质条件以第四层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层， 采用截面为450×450mm的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层 1.0m；镶入承台0.1m，桩长21.1 m。承台底部埋深 2.1 m。 2、确定单桩竖向承载力标准值Quk可根据经验公式估算： Quk= Qsk+ Qpk=μ∑qsikli+qpkAp Q——单桩极限摩阻力标准值（kN） sk Q——单桩极限端阻力标准值（kN） pk u——桩的横断面周长（m） A——桩的横断面底面积（2m） p L——桩周各层土的厚度（m） i q——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（a kP）sik