桩冲切承台计算
- 格式:doc
- 大小:59.50 KB
- 文档页数:1
基本信息(四桩及以上承台验算)fc(N/mm2)A(mm)B(mm)C(mm)14.325502550600h(mm)桩入承台a as(mm)柱bcx(mm)7505070450柱bcy(mm)桩径(mm)等效方桩(mm)h0450600480680βhp ft(N/mm2)1 1.431、角桩对承台冲切验算N l≤ [β1x·(c2+a1y/2)+β1y·(c1+a1x/2)]·βhp·f t·h0Nl=825KN[β1x·(c2+a1y/2)+β1y·(c1+a1x/2)]·βhp·f t·h0=841.568KN通过上式计算由于N1< [β1x·(c2+a1y/2)+β1y·(c1+a1x/2)]·βhp·f t·h0满足要求其中a1x=700mma1y=700mmλ1x= 1.0294λ1y= 1.0294β1x=0.56/(λ1x+0.2)=0.4555β1y=0.56/(λ1y+0.2)=0.45552、柱对承台冲切验算计算公式:《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)F l≤ 2[β0x·(b c+a0y)+β0y·(h c+a0x)]·βhp·f t·h0Fl=2100KN2[β0x(bcy+a0y)+β0y(bcx+a0x)]βhpfth0=3431KNβhpβ0u m fth0=3077KN通过上式计算由于F1<2[β0x(bc+a0y)+β0y(hc+a0x)]βhpfth0满足要求其中a0x=810mm M=N0.5/4*caoy=810mmβ0x=a0x/h0=0.7000β0y=a0y/h0=0.7000β0=0.7000um=4520mm3、承台受剪验算V ≤βhs·α·f t·b0·h0λx= 1.1912mmVx=1650KNλy= 1.1912mmVy=1650KNαx=0.7987βhsαxftbx0h0=3033KNαy=0.7987βhsαyftby0h0=3033KNβhs= 1.0415Vx满足<βhsαxftbx0h0Vy满足<βhsαyftby0h0基本信息(三桩承台计算)fc(N/mm2)A(mm)B(mm)C1(mm)14.390015601273h(mm)C2(mm)as(mm)柱bcx(mm)700124570450柱bcy(mm)桩径(mm)等效方桩(mm)h0450600480630βhp桩入承台a ft(N/mm2)θ1度150 1.4360θ2度1、底部角桩对承台冲切验算60N l1≤β11·(2·c1+a11)·tg(θ1/2)·βhp·f t·h0Nl1=825KNβ11(2c1+a11)tg(θ1/2)βhpfth0=975KN通过上式计算由于Nl1<β11(2c1+a11)tg(θ1/2)βhpfth0满足要求其中a11=435mma12=498mm冲跨比λ11=0.6905冲跨比λ12=0.7904冲切系数β11=0.6289冲切系数β12=0.56542、顶部角桩对承台冲切验算N l2≤β12·(2·c2+a12)·tg(θ2/2)·βhp·f t·h0Nl2=825KNβ12(2c2+a12)tg(θ2/2)βhpfth0=879KN通过上式计算由于Nl1<β11(2c1+a11)tg(θ1/2)βhpfth0满足要求3、等边三桩承台正截面弯矩计算M=Nmax(sa-30.5/4*c)/3=438KN.m每条板带配筋面积As=2012mm2。
冲切承载力验算
一、设计资料
1.
桩身设计直径: d = m
承台截面尺寸: bxh =1000x800
荷载参数取最不利一跨进行计算:
以6轴中间桩为例:上部结构传至基础顶的均布荷载为391KN/m,桩冲切荷载为,Fl=391*(2)=1192KN
2. 设计依据
《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94) 以下简称桩基规范
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002) 以下简称基础规范
《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010) 以下简称混凝土规范
/
3.计算过程
根据混凝土规范
=1
C25,ft=
按最小值控制取,
h o 取截面的有效高度800-100-50=650mm
最不利周长为um=(800+650)*2+(800+100)*2=4700
根据混凝土规范,取其中较小值
¥
1,取=1
将以上数值代入公式中,计算得承台的受冲切承载力为
(*2*+*1)*1*4700*650=6195940N=6196KN.
Fl=1192KN<6196KN。
受冲切承载力满足要求。
60035500600120020782000355010001000混凝土强度等级:C35 1.573601950535616.7600016806kN-m26600mm 218000mm 215975kN-m25285mm 216068mm 228400kN480mm460mm 0.251.871338mm 0.690.950.90003276.74a0y = MIN((Sb- bc / 2 - bp/2),h0)= λ0y = a0y / ho =X方向上冲切系数β0y = 0.84 / (λ0y + 0.2)= 2*[β0x * (bc + a0y)+ β0y*(hc + a0x)] * βhp *ft * ho-Fl=圆桩换算桩截面边宽 bp = 0.8 * D = X方向上自柱边到最近桩边的水平距离: a0x = MIN((Sa- hc / 2 -bp / 2),h0) = λ0x = a0x / ho =X方向上冲切系数β0x = 0.84 / (λ0x + 0.2)= Y 方向上自柱边到最近桩边的水平距离:三、承台柱抗冲切验算:(1)第一冲切破坏锥体作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值:Fl = 8 * R =柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力按下列公式计算Fl ≤ 2 * [β0x * (bc + a0y) + β0y * (hc + a0x)] * βhp *ft * ho桩径D(mm):柱子宽度bc(mm):单桩净反力设计值R(kN):承台边至桩中心的距离Sc(mm):基础埋深(m):桩列间距Sa(mm):桩行间距Sb(mm):最小配筋率ρmin =0.15% Asymin=Myct=2*R*(2*Sa-hc/2)+R*(Sa-hc/2)=二、承台受弯验算:(1) X 轴方向柱边的弯矩设计值:(绕X 轴)承台有效高度h 0(mm):承台宽度B(mm):(2) Y 轴方向柱边的弯矩设计值:(绕Y 轴)Mxct = 3 * R * (Sb - bc / 2)=钢筋面积(mm2): Asy=混凝土抗压强度fc(MPa):柱子高度hc(mm):钢筋面积(mm2): Asx=最小配筋率ρmin =0.15% Asxmin=混凝土抗拉强度ft(MPa):钢筋强度f y (MPa):一、基本资料:上式若>0即满足抗冲切要求;若<0即不满足抗冲切要求。
四桩桩基承台计算项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、设计依据《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)①《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010)②《建筑桩基技术规范》 (JGJ 94-2008)③二、示意图三、计算信息承台类型: 四桩承台计算类型: 验算截面尺寸构件编号: CT-41. 几何参数矩形柱宽bc=600mm 矩形柱高hc=600mm圆桩直径d=400mm承台根部高度H=1000mm承台端部高度h=1000mmx方向桩中心距A=1600mmy方向桩中心距B=1600mm承台边缘至边桩中心距 C=400mm2. 材料信息柱混凝土强度等级: C35 ft_c=1.57N/mm2, fc_c=16.7N/mm2承台混凝土强度等级: C30 ft_b=1.43N/mm2, fc_b=14.3N/mm2桩混凝土强度等级: C30 ft_p=1.43N/mm2, fc_p=14.3N/mm2承台钢筋级别: HRB400 fy=360N/mm23. 计算信息结构重要性系数: γo=1.0纵筋合力点至近边距离: as=100mm4. 作用在承台顶部荷载基本组合值F=4297.800kNMx=16.900kN*mMy=71.900kN*mVx=182.100kNVy=43.200kN四、计算参数1. 承台总长 Bx=C+A+C=0.400+1.600+0.400=2.400m2. 承台总宽 By=C+B+C=0.400+1.600+0.400=2.400m3. 承台根部截面有效高度 ho=H-as=1.000-0.100=0.900mho1=h-as=1.000-0.100=0.900mh2=H-h=1.000-1.000=0.000m4. 圆桩换算截面宽度 bp=0.8*d=0.8*0.400=0.320m五、内力计算1. 各桩编号及定位座标如上图所示:1号桩 (x1=-A/2=-0.800m, y1=-B/2=-0.800m)2号桩 (x2=A/2=0.800m, y2=-B/2=-0.800m)3号桩 (x3=A/2=0.800m, y3=B/2=0.800m)4号桩 (x4=-A/2=-0.800m, y4=B/2=0.800m)2. 各桩净反力设计值, 计算公式:【8.5.3-2】①∑x i=x12*4=2.560m∑y i=y12*4=2.560mN i=F/n-Mx*y i/∑y i2+My*x i/∑x i2+Vx*H*x i/∑x i2-Vy*H *y1/∑y i2N1=4297.800/4-16.900*(-0.800)/2.560+71.900*(-0.800)/2.560+182.100*1.000*(-0.800)/2.560-43.200*1.000*(-0.800)/2.560=986.856kNN2=4297.800/4-16.900*(-0.800)/2.560+71.900*0.800/2.560+182.100*1.000*0.800/2.560-43.200*1.000*(-0.800)/2.560=1145.606kNN3=4297.800/4-16.900*0.800/2.560+71.900*0.800/2.560+182.100*1.000*0.800/2.560-43.200*1.000*0.800/2.560=1162.044kNN4=4297.800/4-16.900*0.800/2.560+71.900*(-0.800)/2.560+182.100*1.000*(-0.800)/2.560-43.200*1.000*0.800/2.560=1003.294kN六、柱对承台的冲切验算【8.5.17-1】①1. ∑Ni=0=0.000kN2. αox=A/2-bc/2-bp/2=1.600/2-0.600/2-0.320/2=0.340mαoy=B/2-hc/2-bp/2=1.600-0.600/2-0.320/2=0.340m3. λox=αox/ho=0.340/0.900=0.378λoy=αoy/ho=0.340/0.900=0.3784. βox=0.84/(λo x+0.2)=0.84/(0.378+0.2)=1.454βoy=0.84/(λoy+0.2)=0.84/(0.378+0.2)=1.4545. 因 H=1.000m 所以βhp=0.983γo*Fl=γo*(F-∑Ni)=1.0*(4297.800-0.000)=4297.80kN2*[βox*(hc+αoy)+βoy*(bc+αox)]*βhp*ft_b*ho=2*[1.454*(600+340)+1.454*(600+340)]*0.983*1.43*900=6918.08kN≥γo*Fl=4297.80kN柱对承台的冲切满足规范要求七、角桩对承台的冲切验算【8.5.17-5】①1. Nl=max(N1, N2, N3, N4)=1162.044kN2. a1x=(A-bc-bp)/2=(1.600-0.600-0.320)/2=0.340ma1y=(B-hc-bp)/2=(1.600-0.600-0.320)/2=0.340m3. λ1x=a1x/ho1=0.340/0.900=0.378λ1y=a1y/ho1=0.340/0.900=0.3784. β1x=0.56/(λ1x+0.2)=0.56/(0.378+0.2)=0.969β1y=0.56/(λ1y+0.2)=0.56/(0.378+0.2)=0.969 C1=C+1/2*bp=0.400+0.320/2=0.560mC2=C+1/2*bp=0.400+0.320/2=0.560m5. 因 h=1.000m 所以βhp=0.983γo*Nl=1.0*1162.044=1162.044kN[β1x*(C2+a1y/2.0)+β1y*(C1+a1x/2)]*βhp*ft_b*ho1 =[0.969*(560+340/2)+0.969*(560+340/2)]*0.983*1.43*900 =1790.851kN≥γo*Nl=1162.044kN角桩对承台的冲切满足规范要求八、承台斜截面受剪验算【8.5.18-1】①1. 计算承台计算截面处的计算宽度bx1=Bx=C+A+C=0.400+1.600+0.400=2.400mbx2=bc=0.600mbxo=[1-0.5*h2/ho*(1-bx2/bx1)]*bx1=[1-0.5*0.000/0.900*(1-0.600/2.400)]*2.400=2.400mby1=By=C+B+C=0.400+1.600+0.400=2.400mby2=hc=0.600mbyo=[1-0.5*h2/ho*(1-by2/by1)]*by1=[1-0.5*0.000/0.900*(1-0.600/2.400)]*2.400=2.400m2.计算剪切系数因0.800ho=0.900m<2.000m,βhs=(0.800/0.900)1/4=0.971ax=1/2*(A-bc-bp)=1/2*(1.600-0.600-0.320)=0.340m λx=ax/ho=0.340/0.900=0.378βx=1.75/(λx+1.0)=1.75/(0.378+1.0)=1.270ay=1/2*(B-hc-bp)=1/2*(1.600-0.600-0.320)=0.340m λy=ay/ho=0.340/0.900=0.378βy=1.75/(λy+1.0)=1.75/(0.378+1.0)=1.2703. 计算承台底部最大剪力【8.5.18-1】①因为 N14=N1+N4=986.856+1003.294=1990.150kN因为 N23=N2+N3=1145.606+1162.044=2307.650kN所以 Vx=max(|N14|, |N23|)=max(1990.150,2307.650)=2307.650kN因 N12=N1+N2=986.856+1145.606=2132.463kNN34=N3+N4=1162.044+1003.294=2165.338kN所以 Vy=max(|N12|, |N34|)=max(2132.463,2165.338)=2165.338kNγo*Vx=1.0*2307.650=2307.650kNβhs*βx*ft_b*byo*ho=0.971*1.270*1.43*2400*900=3809.435kN≥γo*Vx=2307.650kNγo*Vy=1.0*2165.338=2165.338kNβhs*βy*ft_b*bxo*ho=0.971*1.270*1.43*2400*900=3809.435kN≥γo*Vy=2165.338kN承台斜截面受剪满足规范要求九、承台受弯计算【8.5.16-1】【8.5.16-2】1. 承台底部弯矩最大值【8.5.16-1】【8.5.16-2】①因 Mdx14=(N1+N4)*(A/2-1/2*bc)=(986.856+1003.294)*(1.600/2-1/2*0.600)=995.08kN*mMdx23=(N2+N3)*(A/2-1/2*bc)=(1145.606+1162.044)*(1.600/2-1/2*0.600)=1153.83kN*m所以 Mx=max(|Mdx14|, |Mdx23|)=max(|995.08|,|1153.83|)=1153.83kN*m因 Mdy12=(N1+N2)*(1/2*B-1/2*hc)=(986.856+1145.606)*(1/2*1.600-1/2*0.600)=1066.23kN*mMdy34=(N3+N4)*(1/2*B-1/2*hc)=(1162.044+1003.294)*(1/2*1.600-1/2*0.600)=1082.67kN*m所以 My=max((|Mdy12|, |Mdy34|)=max(|1066.23|,|1082.67|)=1082.67kN*m2. 计算配筋面积Asx=γo*Mx/(0.9*ho*fy)=1.0*1153.83*106/(0.9*900*360)=3956.9mm2Asx1=Asx/By=3956.9/2=1649mm2/mAsy=γo*My/(0.9*ho*fy)=1.0*1082.67*106/(0.9*900.000*360)=3712.9mm2Asy1=Asy/Bx=3712.9/2=1547mm2/m3. 计算最小配筋率受弯最小配筋率为ρmin=0.200%4. 承台最小配筋面积As1min=ρmin*H*1000=0.200%*1000*1000=2000mm2因 As1min>Asx1 所以承台底面x方向配筋面积为 2000mm2/m选择钢筋22@190, 实配面积为2001mm2/m。
桩承台设计计算------------------------------------------------------------------- 计算项目: 二桩承台CT-1计算一、基本资料:承台类型:二桩承台 圆桩直径 d = 600mm 桩列间距 Sa = 1800mm 桩行间距 Sb = 600mm 承台边缘至桩中心距离 Sc = 600mm承台根部高度 H = 1000mm 承台端部高度 h = 1000mm柱子高度 hc = 600mm (X 方向) 柱子宽度 bc = 600mm (Y 方向) 单桩竖向承载力特征值 Ra = 1400.0kN作用于桩基上的竖向力标准值(kN):Fk=2509 kN柱脚垂直于X 轴向的弯矩设计值(kN-m) 76.6 kN.m 桩i 至通过桩群重心的Y 轴线的距离(m): xi0=0.9m桩中心最小间距为 1800mm , 3.00d (d - 圆桩直径或方桩边长) 混凝土强度等级为 C30 fc = 14.3 ft = 1.43N/mm钢筋强度设计值 fy = 360N/mm 纵筋合力点至近边距离 as = 60mm 荷载的综合分项系数 γz = 1.35 永久荷载的分项系数 γG = 1.20设计时执行的规范: 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 以下简称 基础规范 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010) 以下简称 混凝土规范二桩承台ab S b S b Y X12H h1F+G My50 hc 2VxaSa/2Sc Sc Sa/212b chc二、承台自重和承台上土自重标准值 Gk :a = 2 * Sc + Sa = 2*600+1800 = 3000mmb = 2 * Sb = 2*600 = 1200mm承台底部面积 Ab = a * b = 3.000*1.200 = 3.60(m ) 承台体积 Vct = Ab * H1 = 3.60*1.00 = 3.600(m )承台自重标准值 Gk'' = γc * Vct = 25.00*3.600 = 90.0(kN ) 承台上土自重标准值 Gk' = γs * (Ab - bc * hc) * ds= 18.00*(3.60-0.60*0.60)*1.40 = 81.6(kN ) 承台自重和承台上土自重标准值 Gk = Gk'' + Gk' = 90.0+81.6 = 171.6kN三、承台验算:圆桩换算桩截面边宽 bp = 0.8 * d = 0.8*600 = 480(mm)1、桩基承载力及承台受弯计算:(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 8.5.4-1)Qk = (2509+171.6)/2 = 1340(kN) ≤ Ra = 1400 kN在偏心竖向力作用下∑∑±±+=22i iyk i i xk k k ik x x M y y M n G F Q (基础规范 8.5.4-2)Qik =1340+76.6×0.9/(2×0.9^2)=1383(kN) ≤ 1.2Ra = 1680 kN(2) 按深梁计算承台受弯及抗剪: 柱传竖向力 N 2509.00 (KN) 输入基本组合的计算内力值柱传弯矩 M 76.60 (KN-m) 输入基本组合的计算内力值 桩台桩中心距 lc 1.80 (m)深梁弯矩 M 1000.83 (KN-m)已包括桩台自重产生的弯矩 深梁剪力 V1332.29 (KN)已包括桩台自重产生的剪力钢筋和混凝土指标C =30 C?(20,25,30,35,40,45,50,55) 混凝土等级 fc = 14.3 (N/mm2) 混凝土抗压强度设计值 fck ft = 1.43 (N/mm2) 混凝土抗拉强度设计值 ft Ec = 30000 (N/mm2) 混凝土弹性模量 Ec HRB 400 HRB(235,335,400) 纵筋强度等级 fy =360 (N/mm2) 纵筋抗拉压强度设计值 fy(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 =1.35×2509=3387.2(kN)柱对承台的冲切,可按下列公式计算:Fl ≤ 2 * [αox * (bc + aoy) + αoy * (hc + aox)] * βhp * ft * ho(基础规范 8.5.19-1) X 方向上自柱边到最近桩边的水平距离:aox = 900 - hc / 2 - bp / 2 = 900-600/2-480/2 = 360(mm) λox = aox / ho = 360/(1100-70) = 0.35X 方向上冲切系数αox = 0.84 / (λox + 0.2) (基础规范 8.5.19-3)αox = 0.84/(0.350+0.2) = 1.530aoy = Min{Sb - bc / 2, Ho} = Min{300,1030} = 300(mm)2 * αox * (bc + aoy) * βhp * ft * ho= 2*1.530*(600+300)*0.975*1.43*1030= 3954957(N) ≥ Fl = 3387200 N,满足要求。
桩基承台计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图:二、基本资料:承台类型:二桩承台承台计算方式:验算承台尺寸1.依据规范:《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)2.几何参数:承台边缘至桩中心距: C = 500 mm桩列间距: A = 1400 mm承台根部高度: H = 600 mm 承台端部高度: h = 600 mm纵筋合力点到底边的距离: a s = 130 mm 平均埋深: h m = 1.40 m矩形柱宽: B c = 500 mm 矩形柱高: H c = 400 mm圆桩直径: D s = 400 mm 换算后桩截面:L s = 320mm 3.荷载设计值:(作用在承台顶部)竖向荷载: F = 1020.00 kN绕Y轴弯矩: M y = -17.00 kN·mX向剪力: V x = -50.00 kN4.材料信息:混凝土强度等级: C25f c = 11.90 N/mm2f t = 1.27 N/mm2钢筋强度等级: HRB335 f y = 300.00 N/mm2三、计算过程:1.作用在承台底部的弯矩绕Y轴弯矩: M0y = M y+V x·H = -17.00+(-50.00)×0.60 = -47.00kN·m 2.基桩净反力设计值:计算公式:《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)N i = F/n±M0x·y i/∑y j2±M0y·x i/∑x j2(8.5.3-2)N1 = F/n+M0y·x1/∑x j2= 1020.00/2+(-47.00)×(-0.70)/0.98 = 543.57 kNN2 = F/n+M0y·x2/∑x j2= 1020.00/2+(-47.00)×0.70/0.98 = 476.43 kN3.承台受柱冲切验算:计算公式:《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)F l≤2[β0x·(b c+a0y)+β0y·(h c+a0x)]·βhp·f t·h0(8.5.17-1)自柱边到最近桩边的水平距离:a0 = 0.29 m最不利一侧冲切面计算长度:b m = 1.00 m作用于最不利冲切面以外冲切力设计值:F l = 543.57 kN承台有效高度:h0 = H-a s = 0.60-0.13 = 0.47 m冲跨比:λ0 = a0/h0 = 0.29/0.47 = 0.62冲切系数:β0= 0.84/(λ0+0.2) = 0.84/(0.62+0.2) = 1.03β0·b m·βhp·f t·h0= 1.03×1.00×1.00×1270.00×0.47= 613.69 kN > F l = 543.57 kN, 满足要求。
桩基承台计算书项目名称_____________日期_____________设计者_____________校对者_____________一、示意图:二、基本资料:承台类型:五桩承台承台计算方式:验算承台尺寸1.依据规范:《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)2.几何参数:承台边缘至桩中心距: C = 500 mm桩列间距: A = 850 mm 桩行间距: B = 850 mm承台根部高度: H = 700 mm 承台端部高度: h = 700 mm纵筋合力点到底边的距离: a s = 70 mm 平均埋深: h m = 2.50 m矩形柱宽: B c = 600 mm 矩形柱高: H c = 600 mm圆桩直径: D s = 400 mm 换算后桩截面:L s = 320mm 3.荷载设计值:(作用在承台顶部)竖向荷载: F = 3500.00 kN绕X轴弯矩: M x = 0.00 kN·m 绕Y轴弯矩: M y = 0.00 kN·mX向剪力: V x = 0.00 kN Y向剪力: V y = 0.00 kN 4.材料信息:混凝土强度等级: C30f c = 14.30 N/mm2f t = 1.43 N/mm2钢筋强度等级: HRB400 f y = 360.00 N/mm2三、计算过程:1.作用在承台底部的弯矩绕X轴弯矩: M0x = M x-V y·H = 0.00-0.00×0.70 = 0.00kN·m绕Y轴弯矩: M0y = M y+V x·H = 0.00+0.00×0.70 = 0.00kN·m 2.基桩净反力设计值:计算公式:《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)N i = F/n±M0x·y i/∑y j2±M0y·x i/∑x j2(8.5.3-2)N1 = F/n= 3500.00/5 = 700.00 kNN2 = F/n= 3500.00/5 = 700.00 kNN3 = F/n= 3500.00/5 = 700.00 kNN4 = F/n= 3500.00/5 = 700.00 kNN5 = F/n= 3500.00/5 = 700.00 kN3.承台受柱冲切验算:计算公式:《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)F l≤2[β0x·(b c+a0y)+β0y·(h c+a0x)]·βhp·f t·h0(8.5.17-1)X方向上自柱边到最近桩边的水平距离:a0x = 0.39 my方向上自柱边到最近桩边的水平距离:a0y = 0.39 m承台有效高度:h0 = H-a s = 0.70-0.07 = 0.63 m作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值:F l = F-∑Q i = 3500.00-700.00 = 2800.00 kNX方向冲跨比:λ0x = a0x/h0 = 0.39/0.63 = 0.62Y方向冲跨比:λ0y = a0y/h0 = 0.39/0.63 = 0.62X方向冲切系数:β0x= 0.84/(λ0x+0.2) = 0.84/(0.62+0.2) = 1.03Y方向冲切系数:β0y = 0.84/(λ0y+0.2) = 0.84/(0.62+0.2) = 1.032[β0x·(H c+a0y)+β0y·(B c+a0x)]·βhp·f t·h0= 2×[1.03×(0.60+0.39)+1.03×(0.60+0.39)]×1.00×1430.00×0.63= 3658.83 kN > F l = 2800.00 kN, 满足要求。
角桩对承台冲切破坏的分析与计算
角桩对承台冲切破坏的分析与计算是一个重要的研究课题,它不仅关系到建筑物的安全性,而且也关系到建筑物的结构稳定性。
因此,对角桩对承台冲切破坏的分析与计算进行深入的研究是十分必要的。
首先,要分析角桩对承台冲切破坏的原因。
一般来说,角桩对承台冲切破坏的原因主要有两种:一是由于角桩的质量不足,导致角桩的强度不足,无法承受承台的冲切力;二是由于角桩的安装不当,导致角桩的强度不足,无法承受承台的冲切力。
其次,要分析角桩对承台冲切破坏的影响。
一般来说,角桩对承台冲切破坏会对建筑物的结构稳定性产生严重的影响,甚至可能导致建筑物的倒塌。
此外,角桩对承台冲切破坏还会对建筑物的安全性产生严重的影响,甚至可能导致建筑物的损坏。
最后,要分析角桩对承台冲切破坏的计算方法。
一般来说,角桩对承台冲切破坏的计算方法主要有两种:一是采用有限元法,通过对角桩的几何形状、材料性能和冲切力的分析,计算出角桩的破坏极限;二是采用实验法,通过对角桩的实际试验,计算出角桩的破坏极限。
总之,角桩对承台冲切破坏的分析与计算是一个重要的研究课题,必须从多个角度进行分析,以确保建筑物的安全性和结构稳定性。
两桩承台计算(柱偏心):一,受弯计算:1,基桩竖向力设计值计算:桩数(对称布置的两桩承台):n=2方桩边长(圆桩换算边宽0.8d)(m):bp=0.4柱截面长边尺寸(m):hc=0.7(X方向)柱截面短边尺寸(m):bc=0.4(Y方向)作用于桩基上的竖向力设计值(kN):F=3261桩基承台和承台上土的自重设计值(kN):G=100.0柱端垂直于X轴向的弯矩设计值(kN-m)My=15桩i至柱中心线的距离(m):x10=0.90x20=2.97桩i至通过桩群重心的Y轴线的距离(m):xi0=1.94考虑弯矩作用时,第i桩的竖向反力设计值(kN):Nix=2556.5<=1.2倍基桩竖向承载力设计值(公式5.1.1-2)2,承台受弯计算:垂直Y轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m):x1=0.55垂直X轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN):My=1406.1公式(5.6.2-2)承台高度(mm):h=1800砼弯曲抗压强度设计值(N/mm^2):fcm=16.5钢筋强度设计值(N/mm^2):fy=310构件尺寸(mm):b=1000h=1800纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离(mm):as=65截面的有效高度(mm):h0=1735弯矩(kN-m)My=1406.1公式 4.1.5-1det=2839791.41x=49.83yetb*h0=944.4公式 4.1.5-2Asx=2652配筋率(%)rox=0.15二,受冲切计算:承台受柱冲切的承载力计算:自柱短边到最近桩边的水平距离(m):aox1=0.35aox2=2.42公式(5.6.6-3)alfaox1=1.80lmtaox1=0.20alfaox2=0.45lmtaox=1.39桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗拉强度设计值(N/mm^2)ft=1.5公式(5.6.6-4)gamoFl=3261承台受柱冲切的承载力设计值(kN):R=5859.4>=gamoFl=3261满足受柱冲切的承载力要求.三,承台受剪计算:柱边至沿X向桩边的水平距离(m):ax1=0.35公式(5.6.8-2)betax=0.20lmtax=0.20桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗压强度设计值(N/mm^2)fc=15公式(5.6.8-1)gamoVx=2556.5承台受剪的承载力设计值(kN):Rx=5205.0>=gamoVx=2556.5满足受剪的承载力要求.四,承台局部受压计算(按砼规范):砼局部受压净面积(m^2):Aln=0.28砼局部受压面积(m^2):Al=0.28砼局部受压时的计算底面积(m^2):Ab=1.00(计算底面积边长>=承台宽度时)公式(4.5.1-2)beta=1.89公式(4.5.1-1)Fl=3261砼局部受压的承载力设计值(kN):R=11905.9>=Fl=3261满足局部受压的承载力要求.三桩承台计算:一,受弯计算:1,基桩竖向力设计值计算:桩数:n=3方桩边长(圆桩换算边宽0.8d)(m):bp=0.64柱截面长边尺寸(m):hc=0.7(X方向)柱截面短边尺寸(m):bc=0.7(Y方向)作用于桩基上的竖向力设计值(kN):F=14000桩基承台和承台上土的自重设计值(kN):G=0.0作用于桩群上的外力对通过桩群重心的X轴的Mfx=100力矩设计值(kN-m):作用于桩群上的外力对通过桩群重心的Y轴的Mfy=150力矩设计值(kN-m):桩i至通过桩群重心的Y轴线的距离(m):xi0=1.2桩i至通过桩群重心的X轴线的距离(m):y10=1.6y20=0.8考虑Mfx时,第i桩的竖向反力设计值(kN):N1y=4708.3<=1.2倍基桩竖向承载力设计值(公式5.1.1-2)N2y=4687.5考虑Mfx,Mfy时,第i桩的竖向反力设计值(kN):Nimax=4750.0<=1.2倍基桩竖向承载力设计值(公式5.1.1-2)2,承台受弯计算:垂直Y轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m):xi=0.9垂直X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m):y1=1.3y2=0.5垂直Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN):Mx=5885.4公式(5.6.2-4)垂直X轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN):My=4037.5公式(5.6.2-3)承台高度(mm):h=2000砼弯曲抗压强度设计值(N/mm^2):fcm=16.5钢筋强度设计值(N/mm^2):fy=310构件尺寸(mm):bx=1600(X向等效宽度)by=h=2000纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离(mm):as=60截面的有效高度(mm):h0=1940弯矩(kN-m)Mx=5885.4公式 4.1.5-1 (砼规范)det=3317735.10x=118.53yetb*h0=1056.0公式 4.1.5-2 (砼规范)Asy=10095按三向板带配筋时,单向板带配筋面积(mm^2):Asy1=5827弯矩(kN-m)My=4037.5公式 4.1.5-1det=3457728.79x=80.50yetb*h0=1056.0公式 4.1.5-2Asx=6856按三向板带配筋时,单向板带配筋面积(mm^2):Asx1=4570单向板带配筋面积取Asy1,Asx1中较大者:Ax1=5827二,受冲切计算:承台受基桩冲切的承载力计算:从承台底角桩内边缘引45度冲切线与承台顶面相a11=0.53A=1.89交点至角桩内边缘的水平距离A,柱边至桩内侧的水a12=0.93A=1.89平距离B,取两者中的较小者(m):从角桩内边缘至承台外边延长线角点的距离(m):c1=1.70c2=2.20公式(5.6.7-4)alfa11=1.01lmta11=0.27公式(5.6.7-6)alfa12=0.71lmta12=0.48桩基的重要性系数:gamo=1.0三桩承台角度sita1,sita2(度):sita1=sita2=60.0砼的抗拉强度设计值(N/mm^2)ft=1.5公式(5.6.7-3)gamoNl=4750.0承台受底部基桩冲切的承载力设计值(kN):R=6693.6>=gamoNl=4750.0公式(5.6.7-5)gamoNl=4708.3承台受顶部基桩冲切的承载力设计值(kN):R=6323.0>=gamoNl=4708.3满足受基桩冲切的承载力要求.三,承台受剪计算:柱边至沿X向桩边的水平距离(m):ax=0.53柱边至沿Y向桩边的水平距离(m):ay1=0.93ay2=0.13公式(5.6.8-2)betax=0.21lmtax=0.27公式(5.6.8-2)betay1=0.15lmtay1=0.48公式(5.6.8-2)betay2=0.20lmtay2=0.07桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗压强度设计值(N/mm^2)fc=12.5公式(5.6.8-1)gamoVx=4750.0承台受剪的承载力设计值(kN):Rx=8122.9>=gamoVx=4750.0公式(5.6.8-1)gamoVy1=4708.3承台受剪的承载力设计值(kN):Ry1=5974.0>=gamoVy=4708.3公式(5.6.8-1)gamoVy2=9375.0承台受剪的承载力设计值(kN):Ry2=11640.0>=gamoVy=9375.0满足受剪的承载力要求.四,承台局部受压计算(按砼规范):砼局部受压净面积(m^2):Aln=0.49砼局部受压面积(m^2):Al=0.49砼局部受压时的计算底面积(m^2):Ab=4.41(按计算底面积的第三种简图)公式(4.5.1-2)beta=3.00公式(4.5.1-1)Fl=14000砼局部受压的承载力设计值(kN):R=27562.5>=Fl=14000满足局部受压的承载力要求.四桩承台计算:一,受弯计算:1,基桩竖向力设计值计算(不考虑承台效应):桩数(对称布置的四桩承台):n=4方桩边长(圆桩换算边宽0.8d)(m):bp=0.64柱截面长边尺寸(m):hc=0.7(X方向)柱截面短边尺寸(m):bc=0.7(Y方向)作用于桩基上的竖向力设计值(kN):F=18800桩基承台和承台上土的自重设计值(kN):G=0.0作用于桩群上的外力对通过桩群重心的X轴的Mfx=150力矩设计值(kN-m):作用于桩群上的外力对通过桩群重心的Y轴的Mfy=150力矩设计值(kN-m):桩i至通过桩群重心的Y轴线的距离(m):xi0=1.2桩i至通过桩群重心的X轴线的距离(m):yi0=1.2考虑Mfx时,第i桩的竖向反力设计值(kN):Niy=4731.3(公式5.1.1-2)考虑Mfy时,第i桩的竖向反力设计值(kN):Nix=4731.3(公式5.1.1-2)角桩的最大竖向反力设计值(kN):Nimax=4762.5<=1.2倍基桩竖向承载力设计值(公式5.1.1-2)2,承台受弯计算:垂直Y轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m):xi=0.9垂直X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m):y i=0.9垂直Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN):Mx=8043.1公式(5.6.2-1)垂直X轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN):My=8043.1公式(5.6.2-2)承台高度(mm):h=1900砼弯曲抗压强度设计值(N/mm^2):fcm=16.5钢筋强度设计值(N/mm^2):fy=310构件尺寸(mm):b=4000h=1900纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离(mm):as=60截面的有效高度(mm):h0=1840弯矩(kN-m)Mx=8043.1公式 4.1.5-1 (砼规范)det=3141868.94x=67.47yetb*h0=1001.6公式 4.1.5-2 (砼规范)Asy=14364配筋率(%)roy=0.20弯矩(kN-m)My=8043.1公式 4.1.5-1det=3141868.94x=67.47yetb*h0=1001.6公式 4.1.5-2Asx=14364配筋率(%)rox=0.20二,受冲切计算:1,承台受柱冲切的承载力计算:自柱短边到最近桩边的水平距离(m):aox=0.53自柱长边到最近桩边的水平距离(m):aoy=0.53公式(5.6.6-3)alfaox=1.48lmtaox=0.29公式(5.6.6-3)alfaoy=1.48lmtaoy=0.29桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗拉强度设计值(N/mm^2)ft=1.5公式(5.6.6-4)gamoFl=18800承台受柱冲切的承载力设计值(kN):R=20033.1>=gamoFl=18800满足受柱冲切的承载力要求.2,承台受基桩冲切的承载力计算:从承台底角桩内边缘引45度冲切线与承台顶面相a1x=0.53A=1.79交点至角桩内边缘的水平距离A,柱边至桩内侧的水a1y=0.53A=1.79平距离B,取两者中的较小者(m):从角桩内边缘至承台外边缘的距离(m):c1=1.12c2=1.12公式(5.6.7-2)alfa1x=0.98lmta1x=0.29公式(5.6.7-2)alfa1y=0.98lmta1y=0.29桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗拉强度设计值(N/mm^2)ft=1.5公式(5.6.7-1)gamoNl=4762.5承台受基桩冲切的承载力设计值(kN):R=7519.2>=gamoNl=4762.5满足受基桩冲切的承载力要求.三,承台受剪计算:柱边至沿X向桩边的水平距离(m):ax=0.53柱边至沿Y向桩边的水平距离(m):ay=0.53公式(5.6.8-2)betax=0.20lmtax=0.29公式(5.6.8-2)betay=0.20lmtay=0.29桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗压强度设计值(N/mm^2)fc=16.5公式(5.6.8-1)gamoVx=9462.5承台受剪的承载力设计值(kN):Rx=24781.8>=gamoVx=9462.5公式(5.6.8-1)gamoVy=9462.5承台受剪的承载力设计值(kN):Ry=24781.8>=gamoVy=9462.5满足受剪的承载力要求.四,承台局部受压计算(按砼规范):砼局部受压净面积(m^2):Aln=0.49砼局部受压面积(m^2):Al=0.49砼局部受压时的计算底面积(m^2):Ab=4.41(按计算底面积的第三种简图)公式(4.5.1-2)beta=3.00公式(4.5.1-1)Fl=18800砼局部受压的承载力设计值(kN):R=36382.5>=Fl=18800满足局部受压的承载力要求.五桩承台计算:一,受弯计算:1,基桩竖向力设计值计算(不考虑承台效应):桩数(对称布置的五桩承台):n=5方桩边长(圆桩换算边宽0.8d)(m):bp=0.64柱截面长边尺寸(m):hc=0.8(X方向)柱截面短边尺寸(m):bc=0.8(Y方向)作用于桩基上的竖向力设计值(kN):F=24000桩基承台和承台上土的自重设计值(kN):G=0.0作用于桩群上的外力对通过桩群重心的X轴的Mfx=200力矩设计值(kN-m):作用于桩群上的外力对通过桩群重心的Y轴的Mfy=200力矩设计值(kN-m):桩i至通过桩群重心的Y轴线的距离(m):xi0=2.0桩i至通过桩群重心的X轴线的距离(m):yi0=2.0考虑Mfx时,第i桩的竖向反力设计值(kN):Niy=4825.0(公式5.1.1-2)考虑Mfy时,第i桩的竖向反力设计值(kN):Nix=4825.0(公式5.1.1-2)角桩的最大竖向反力设计值(kN):Nimax=4850.0<=1.2倍基桩竖向承载力设计值(公式5.1.1-2)2,承台受弯计算:垂直Y轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m):xi=1.6垂直X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m):y i=1.6垂直Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN):Mx=15440.0公式(5.6.2-1)垂直X轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN):My=15440.0公式(5.6.2-2)承台高度(mm):h=2000砼弯曲抗压强度设计值(N/mm^2):fcm=16.5钢筋强度设计值(N/mm^2):fy=310构件尺寸(mm):bx=4000by=4000h=2000纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离(mm):as=60截面的有效高度(mm):h0=1940弯矩(kN-m)Mx=15440.0公式 4.1.5-1 (砼规范)det=3295721.21x=124.59yetb*h0=1056.0公式 4.1.5-2 (砼规范)Asy=26525配筋率(%)roy=0.34弯矩(kN-m)My=15440.0公式 4.1.5-1det=3295721.21x=124.59yetb*h0=1056.0公式 4.1.5-2Asx=26525配筋率(%)rox=0.34二,受冲切计算:1,承台受柱冲切的承载力计算:自柱短边到最近桩边的水平距离(m):aox=1.28自柱长边到最近桩边的水平距离(m):aoy=1.28公式(5.6.6-3)alfaox=0.84lmtaox=0.66公式(5.6.6-3)alfaoy=0.84lmtaoy=0.66桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗拉强度设计值(N/mm^2)ft=1.5公式(5.6.6-4)gamoFl=19200承台受柱冲切的承载力设计值(kN):R=20274.7>=gamoFl=19200满足受柱冲切的承载力要求.2,承台受基桩冲切的承载力计算:从承台底角桩内边缘引45度冲切线与承台顶面相a1x=1.28A=1.89交点至角桩内边缘的水平距离A,柱边至桩内侧的水a1y=1.28A=1.89平距离B,取两者中的较小者(m):从角桩内边缘至承台外边缘的距离(m):c1=1.12c2=1.12公式(5.6.7-2)alfa1x=0.56lmta1x=0.66公式(5.6.7-2)alfa1y=0.56lmta1y=0.66桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗拉强度设计值(N/mm^2)ft=1.5公式(5.6.7-1)gamoNl=4850.0承台受基桩冲切的承载力设计值(kN):R=5718.5>=gamoNl=4850.0满足受基桩冲切的承载力要求.三,承台受剪计算:柱边至沿X向桩边的水平距离(m):ax=1.28柱边至沿Y向桩边的水平距离(m):ay=1.28公式(5.6.8-2)betax=0.13lmtax=0.66公式(5.6.8-2)betay=0.13lmtay=0.66桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗压强度设计值(N/mm^2)fc=15公式(5.6.8-1)gamoVx=9650.0承台受剪的承载力设计值(kN):Rx=14553.1>=gamoVx=9650.0公式(5.6.8-1)gamoVy=9650.0承台受剪的承载力设计值(kN):Ry=14553.1>=gamoVy=9650满足受剪的承载力要求.四,承台局部受压计算(按砼规范):砼局部受压净面积(m^2):Aln=0.64砼局部受压面积(m^2):Al=0.64砼局部受压时的计算底面积(m^2):Ab=5.76(按计算底面积的第三种简图)公式(4.5.1-2)beta=3.00公式(4.5.1-1)Fl=24000砼局部受压的承载力设计值(kN):R=43200.0>=Fl=24000满足局部受压的承载力要求.筏形承台计算(按倒楼盖法计算):一,受弯计算:1,基桩竖向力设计值计算(不考虑承台效应):桩数:n=20nx=4方桩边长(圆桩换算边宽0.8d)(m):bp=0.64作用于桩基上的竖向力设计值(kN):F=94000桩基承台和承台上土自重设计值(kN):G=0.0作用于桩群上的外力对通过桩群重心的X轴的Mfx=5000力矩设计值(kN-m):作用于桩群上的外力对通过桩群重心的Y轴的Mfy=5000力矩设计值(kN-m):桩i至通过桩群重心的Y轴线的距离(m):xi0=2.040桩i至通过桩群重心的X轴线的距离(m):yi0=1.20 3.60考虑Mfx时,第i桩的竖向反力设计值(kN):Niy=4752.14856.34700.0考虑Mfy时,第i桩的竖向反力设计值(kN):Nix=4750.04800.04700.0角桩的最大竖向反力设计值(kN):Nimax=4956.3<=1.2倍基桩竖向承载力设计值(公式5.1.1-2)2,筏形承台受弯计算:垂直Y轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m):xi=1.50垂直X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m):y i=1.50垂直Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN):Mx=29137.5公式(5.6.2-1)垂直X轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN):My=36000.0公式(5.6.2-2)承台高度(mm):h=2000砼弯曲抗压强度设计值(N/mm^2):fcm=16.5钢筋强度设计值(N/mm^2):fy=310构件尺寸(mm):bx=11200by=13600h=2000纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离(mm):as=60截面的有效高度(mm):h0=1940弯矩(kN-m)Mx=29137.5公式 4.1.5-1 (砼规范)det=3448259.09x=83.05yetb*h0=1056.0公式 4.1.5-2 (砼规范)Asy=49509配筋率(%)roy=0.23弯矩(kN-m)My=36000.0公式 4.1.5-1det=3442744.39x=84.54yetb*h0=1056.0公式 4.1.5-2Asx=61194配筋率(%)rox=0.23二,受冲切计算:1,筏形承台受单一基桩的冲切承载力计算:桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗拉强度设计值(N/mm^2)ft=1.5公式(5.6.7-7)gamoNl=4956.3承台受柱冲切的承载力设计值(kN):R=18018.7>=gamoNl=4956.25满足受单一基桩的冲切承载力要求.2,筏形承台受桩群的冲切承载力计算:剪力墙内边至桩群外边缘的水平距离(m):aox=1.00aoy=1.00桩群外边缘的水平距离(m):bx=5.00桩群外边缘的竖向距离(m):by=5.00冲切锥体范围内各桩的竖向净反力设计值之和(kN):sigamNli=28200.0公式(5.6.6-3)alfaox=1.01lmta1x=0.52公式(5.6.6-3)alfaoy=1.01lmta1y=0.52桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗拉强度设计值(N/mm^2)ft=1.5公式(5.6.7-1)gamoNl=28200.0承台受基桩冲切的承载力设计值(kN):R=70282.8>=gamoNl=28200.0满足受桩群的冲切承载力要求.三,受剪计算:剪力墙边至沿X向桩边的水平距离(m):ax=1.18剪力墙边至沿Y向桩边的水平距离(m):ay=1.18公式(5.6.8-2)betax=0.13lmtax=0.61公式(5.6.8-2)betay=0.13lmtay=0.61桩基的重要性系数:gamo=1.0砼的抗压强度设计值(N/mm^2)fc=15公式(5.6.8-1)gamoVx=24000.0承台受剪的承载力设计值(kN):Rx=52288.8>=gamoVx=24000.0公式(5.6.8-1)gamoVy=19425.0承台受剪的承载力设计值(kN):Ry=43061.4>=gamoVy=19425.0满足受剪的承载力要求.(大者)向承载力设计值介于0.2~1.0之间介于0.2~1.0之间介于0.3~3.0之间长>=承台宽度时)(y20为近距者)向承载力设计值向承载力设计值1600(Y向等效宽度)B=0.53B=0.93介于0.2~1.0之间介于0.2~1.0之间介于0.3~1.4之间介于0.3~1.4之间<0.3时,取为0.3向承载力设计值介于0.2~1.0之间介于0.2~1.0之间B=0.53B=0.53介于0.2~1.0之间介于0.2~1.0之间介于0.3~1.4之间介于0.3~1.4之间向承载力设计值介于0.2~1.0之间介于0.2~1.0之间B=1.28B=1.28介于0.2~1.0之间介于0.2~1.0之间介于0.3~1.4之间介于0.3~1.4之间ny=54700.0(公式5.1.1-2)4700.0(公式5.1.1-2)向承载力设计值介于0.2~1.0之间介于0.2~1.0之间介于0.3~1.4之间介于0.3~1.4之间。
桥梁桩基承台的剪切及冲切计算摘要:本文通过对承台所受剪切力和冲切力的特征分析和比较对冲切和剪切的概念和具体验算的选择做进一步的说明,使我们更加明确剪切和冲切的概念和验算方法。
关键词:剪切;冲切;桩基承台一概述桥梁桩基承台是将桩基础和桥墩连接为整体的重要构件,通常结构是承台桩之上墩身以下的厚板,其作用为将桥梁上部荷载传递给桩基。
承台内部应力分布较为复杂,影响因素很多, 而在桩承台的计算中,各规范均明确要求同时验算剪切承载力和冲切承载力。
那么剪切和冲切有什么不同,各自验算方法又是什么呢?让我们试着分析一下。
目前国内桩基承台的计算方法,依据《公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004(以下简称“新桥规”),“新桥规”承台冲切和剪切验算在原规范的基础上进行了一定的优化和修正,但是冲切和剪切的概念却并不明确,以至于许多同志对这两个概念还很模糊,那么下面我们就加以总结和区分。
二剪切和冲切的概念解析一般说来,柱下单独基础板双向受力,墙下条形基础板单向受力,冲切和剪切,其破坏机理类似,承载力均受混凝土的抗拉强度所控制。
不同的是剪切破坏面可视为平面,而冲切破坏面则可视为空间曲面,如截圆锥、截角锥或棱台及其他不规则曲面等。
故剪切又称单向剪切(one way sherar);冲切有时候也称冲剪,又称双向剪切(punching, two way shear)。
也就是说,两者相比,冲切是一个空间概念。
三剪切和冲切的区别我们还可以用小表来具体说明两者之间的异同:三具体验算方法抗剪验算“新桥规”中承台斜截面抗剪承载力是完全根据原规范混凝土的抗剪能力公式转化过来的,与普通受弯构件的混凝土抗剪公式(“新桥规”5.2.10式)相比,抗剪承载力有较大的提高,其原因是虽然两者都是根据同一公式得到的,但普通受弯构件的混凝土抗剪公式,是按剪跨比取3、纵向配筋率取2%~3%简化而来,对承台而言,由于剪跨比远小于3,虽然配筋也较上述数值小,但计算结果会比“新桥规”5.2.10式的计算结果大,而且一般情况下,随着跨高比的减少,梁的斜截面抗剪能力有一定的提高,承台的斜截面抗剪承载力的公式也符合该规律。
浅谈多桩矩形承台抗冲切计算摘要:根据国内现行规范,本文通过工程实例,运用常规方法对桩基础承台进行抗冲切验算。
关键字:多桩矩形承台抗冲切实例一、前言在工程建设中桩基础的应用非常广泛,而且种类繁多。
在设计过程中,桩基础承台的抗冲切验算是十分常见和重要的。
桩基承台是柱与桩的转换层,将柱子承受的荷载传递给桩基,其应力分布较为复杂。
本文就笔者对多桩矩形承台抗冲切验算过程的理解,根据实际工程中如何进行柱下四桩承台进行举例验算。
二、桩基承台计算要点在局部荷载或集中反力作用下,在承台内产生正应力和剪应力,尤其在柱(桩)头四周合成较大的主拉应力,当主拉应力超过混凝土抗拉强度时,沿柱(桩)头四周出现斜裂缝,最后在板内形成锥体斜截面破坏,破坏形状像从板中冲切而成,故称冲切破坏,为斜拉破坏。
冲切有时候也称冲剪,又称双向剪切。
对于双向受力的柱下单独基础应验算控制截面的受冲切承载力。
冲切破坏锥体的选取是抗冲切计算的重要步骤。
柱下桩基承台实际上相当于一个由多个集中力(即桩)作用下的倒立板柱,基底反力不连续,冲切破坏一般发生在桩顶内侧的连线上,这种破坏在45°斜线以内也可能发生,因此承台破坏锥体并不一定是唯一的。
破坏锥体的选用应符合实边缘连线所构成的四棱截锥体,截锥侧面坡角应不小于45°,当坡角小于45°时取45°,实际情况中存在多个破坏锥体时,对于出现的每种情况均应进行冲切验算。
承台的冲切强度有两种:一种是柱对承台自上而下的冲切,另一种是桩顶竖向净反力对承台自下而上的冲切1、柱对承台的冲切承台在承受柱传来的荷载时,若承台厚度不足,就会发生冲切破坏,咋珠子的四周形成一个不大于45度的斜面冲切破坏锥体。
对于矩形截面柱的矩形承台,在柱与承台交接处以及承台变阶处,可按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)公式计算:Fl≤2*[β0x*(bc+a0y)+β0y*(hc+a0x)]*βhp*ft*h0 (基础规范8.5.17-1)Fl=F-ΣNi(基础规范8.5.17-2)β0x=0.84/(λ0x+0.2) (基础规范8.5.17-3)β0y=0.84/(λ0y+0.2) (基础规范8.5.17-4)式中:Fl——扣除承台及其上填土自重,作用在冲切破坏锥体上相应于荷载效应基本组合的冲切力设计值,冲切破坏锥体应采用自柱边或承台变阶处至相应柱顶边缘连线构成的锥体,锥体与承台底面的夹角不小于45°;H0——冲切破坏锥体的有效高度;βhp——受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,βhp 取1.0;当h大于或等于2000mm时,βhp取0.9,其间按线性内插法取用;β0x、β0y——冲切系数;λ0x、λ0y——冲跨比,λ0x=a0x/h0,λ0y=a0y/h0,λ0x=a0x/h0,a0x、a0y 为柱边或变阶处至桩边的水平距离;当a0x(a0y)<0.2 h0时,a0x(a0y)=0.2h0;当a0x(a0y)>h0时,a0x(a0y)=h0;F——柱根部轴力设计值;ΣNi——冲切破坏锥体范围内各桩的净反力设计值之和。
桩承台设计计算------------------------------------------------------------------- 计算项目: 二桩承台CT2a-1计算一、基本资料:承台类型:二桩承台圆桩直径 d = 400mm桩列间距 Sa = 1200mm 桩行间距 Sb = 500mm承台边缘至桩中心距离 Sc = 400mm承台根部高度 H = 1200mm 承台端部高度 h = 1200mm柱子高度 hc = 500mm(X 方向)柱子宽度 bc = 500mm(Y 方向)单桩竖向承载力特征值 Ra = 1400.0kN桩中心最小间距为 1200mm, 3.00d (d -圆桩直径或方桩边长)混凝土强度等级为 C30 fc = 14.33 ft = 1.43N/mm钢筋强度设计值 fy = 300N/mm 纵筋合力点至近边距离 as = 60mm 荷载的综合分项系数γz = 1.35 永久荷载的分项系数γG = 1.20 设计时执行的规范:《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)以下简称基础规范《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)以下简称混凝土规范《钢筋混凝土承台设计规程》(CECS 88:97)以下简称承台规程二、承台自重和承台上土自重标准值 Gk:a = 2 * Sc + Sa = 2*400+1200 = 2000mmb = 2 * Sb = 2*500 = 1000mm承台底部面积 Ab = a * b = 2.000*1.000 = 2.00m承台体积 Vct = Ab * H1 = 2.00*1.200 = 2.400m承台自重标准值 Gk'' =γ c * Vct = 25.00*2.400 = 60.0kN承台上土自重标准值 Gk' =γs * (Ab - bc * hc) * ds=18.00*(2.00-0.500*0.500)*1.000 =31.5kN承台自重和承台上土自重标准值 Gk = Gk'' + Gk' = 60.0+31.5 =91.5kN三、承台验算:圆桩换算桩截面边宽 bp = 0.866 * d = 0.866*400 = 346mm1、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 = (2708.5+91.5)/2 = 1400.0kN ≤ Ra = 1400.0kN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 = 91.5/2 = 45.8kN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*(1400.0-45.8) = 1828.2kN(2)、Y 轴方向柱边的弯矩设计值:(绕 Y 轴)Myct = Nl * (Sa - hc) / 2 = 1828.2*(1.200-0.500)/2 = 639.9kN·M①号筋 Asx = 1904mm δ= 0.035 ρ= 0.17%10Φ16@100 (As = 2011)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 = 3656475N柱对承台的冲切,可按下列公式计算:Fl ≤ 2 * [βox * (bc + aoy) + βoy * (hc + aox)] * βhp * ft * ho(基础规范8.5.17-1)X 方向上自柱边到最近桩边的水平距离:aox = 600 - hc / 2 - bp / 2 = 600-500/2-346/2 = 177mm λox = aox / ho = 177/(1200-60) = 0.155当λox < 0.2 时,取λox = 0.2,aox = 0.2 * ho = 0.2*1140 =228mmX 方向上冲切系数βox = 0.84 / (λox + 0.2) (基础规范8.5.17-3)βox = 0.84/(0.200+0.2) = 2.100aoy = Min{Sb - bc / 2, Ho} = Min{250,1140} = 250mm2 * βox * (bc + aoy) * βhp * ft * ho= 2*2.100*(500+250)*0.967*1.43*1140= 4973994N ≥ Fl = 3656475N,满足要求。
冲切承载力验算
一、设计资料
1.
桩身设计直径: d = 0.80 m
承台截面尺寸: bxh =1000x800
荷载参数取最不利一跨进行计算:
以6轴中间桩为例:上部结构传至基础顶的均布荷载为391KN/m,桩冲切荷载为,Fl=391*(6.1/2)=1192KN
2. 设计依据
《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94) 以下简称桩基规范
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002) 以下简称基础规范
《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010) 以下简称混凝土规范
3.计算过程
根据混凝土规范
=1
C25,ft=1.27
按最小值控制取,1.0
h o 取截面的有效高度800-100-50=650mm
最不利周长为um=(800+650)*2+(800+100)*2=4700
根据混凝土规范,取其中较小值
1, 1.9取=1
将以上数值代入公式6.5.1-1中,计算得承台的受冲切承载力为
(0.7*2*1.27+0.25*1)*1*4700*650=6195940N=6196KN.
Fl=1192KN<6196KN。
受冲切承载力满足要求。