1、 一、某五层钢筋混凝土框架结构，柱网尺寸 6m6m，横向承重框架，柱截面500mm500mm，底层平面图及地质资料见附图。基础采用静压预制混凝土管桩，桩直径400mm，桩身混凝土强度等级为 C60，承台混凝土强度等级为 C20，桩端进入持力层深度2d，最小桩距取 3d，各桩传至承台顶的内力（柱号：Z1，Z2 Fk=910,1500，Mk=110,40.，Vk=50,22 ，F=1152,1935，M=140,50，V=64,25 ，单位符号除 Mk、M 为 KNm，其余的均为 KN) 地质资料见附图。附图：F 室内地面 天然地面标高 9.280 天然地面 300mm 200mm M V杂填土r
2、=18KN/m3 h=1500qsa=12kpa50mm4.00粉土6.10 qsa=22kpad=400mm 承台剖面粉细砂qsa=24kpa YA0.4 1 al2=232mm11.00 H 0.4 J 1 D S=1.6 E F 2.59淤泥质粉土 h=0.8 1.39 G X3qsa=8kpa 2 20.4 2 3B C15.40 0.8 1粉质粘土 0.8 /30.46 0.4 /30.23 al1=373mm 33qsa=25kpa 2.98m23.00 qpa=800Kpa 等边三桩承台地质资料【附：相似三角形：AJH 相似于AGF，其中 AJ=0.8、AG=0.8 + 0.69
3、5-0.25=1.245、AH=0.46 + 0.23=0.69、由相似比得：AFHGJ0.8/1.245=0.69/AF AF1.08由AED 相似于AGF，其中 AE=0.8 + 0.354/2=0.977由相似比得： aLE20.977/1.245=(1.08-al2)/1.08 al2=0.232 】 一、Z1 基础设计计算：【解】（1）确定桩端持力层根据地质情况，初步选择粉质粘土层作为桩端持力层。（2）确定桩的类型、桩长和承台埋深静压预制混凝土管桩，直径为 400mm 进入粉质粘土层 2d=0.8m，初定承台高度为 1.5m，承台顶距天然地面 0.2m，承台埋深 1.5m。（3）确定
4、单桩竖向承载力特征值Ra=qpaAp + pqsiali= 0.4800+3.140.4(124+222.1+244.9+84.4+250.8)41.=100.48+355.352=435.832KN（4）估算桩数及初定承台面积n=1.2Fk/Ra=1.2910/435.8322.51 取 3 根因桩位静压预制混凝土管桩，所以取桩距 S=4d=1.6m取等边三桩承台：如上图承台面积为： )38.04213(6.4.0238048.21 0.52.592.98-0.267=3.6（5）桩基础验算1）单桩承载力验算承台及上覆土重 Gk=203.61.85=133.2KN轴心竖向力作用下，桩顶承受的
5、平均竖向力Qk=(Fk + Gk)/n=(910 + 133.2)/3=347.73KN 0满足要求2）桩身混凝土强度：桩顶承受的最大竖向力设计值Qmax=(F + G)/n + MxYmax/Yi +MyXmax/Xi=(1152 + 1.2133.2)/3 + (140 + 641.5)0.8/20.8=437.28 + 147.5=584.78KN桩身混凝土强度等级为 C60，Fc=38.5N/mmApFcc=(3.14400)38.51.0/44836KN Qmax 满足要求（6）承台设计将圆桩换算成正方形桩，(3.14400)/4=a a=354mm1) 承台受冲切承载力验算柱对承台
6、的冲切(三桩承台不要求）角桩对承台的冲切角桩的最大净反力设计值：N1=F/n + MyXi/Xi=1152/3 + (140 + 641.5)0.8/20.8=384 + 147.5=531.5KN从角桩内边缘引 45冲切线，使柱处于 45线以内时取角桩内边缘至桩边水平距离al1=800 - 250 - 354/2=373mm，al2=232mm Nl=531.5KN 满足要求顶部角桩：l2(2c2 + al2)tan hpFtH。 2=1.4(2848 + 290) /30.9421.114503=2411894 2412KN Nl=531.5KN 满足要求2）承台受剪承载力验算1-1 斜截
7、面：V1=Nmax=531.5KN （桩 3）剪跨比同冲垮比 x=l1=0.257x=1.75/(x + 1.0)=1.75/(0.257 + 1.0)=1.39hs=(800/H。) =（800/1450）=0.862B。=2590mmhsxFtB。H。=0.8621.391.125901450=4949741 4950KN V1=531.5KN 满足要求2-2 斜截面：桩 3： N3=531.5KN桩 2： N2=F/n - MyXi/Xi=1152/3 - (140 + 641.5)0.8/20.8=384 - 147.5=236.5KNV2=N3 + N4=531.5 + 236.5=
8、768KNy=l2=0.2 y=1.75/(l2+ 1.0)=1.75/(0.2 + 1.0)=1.458B。=2980mmhsxFtB。H。=0.8621.4581.129801450=5973677 5974KN V2=768KN 满足要求3）三桩承台弯矩及配筋计算KNm94.256.17354.06.1354max CSNMAs1=M/0.9fyH。=256.9410 6/0.93001450=656.3mm【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：AFHGJ0.8/
9、1.245=0.69/AF AF1.08由AED 相似于AGF，其中 AE=0.8 + 0.354/2=0.977由相似比得： aLE20.977/1.245=(1.08-al2)/1.08 al2=0.232 】 二、Z2 基础设计计算： 【解】 yi a。y 2 2.4（1）确定桩端持力层根据地质情况，初步选择粉质粘土层作为桩端持力层。（2）确定桩的类型、桩长和承台埋深 a。x 1 d=400mm静压预制混凝土管桩，直径为 400mm 进入粉质粘土层 2d=0.8m，初定承台高度为 1.5m，承台顶距天然地面 0.2m，承台埋深 1.5m。 1.6（3）确定单桩竖向承载力特征值 2.4Ra
10、=qpaAp + pqsiali= 0.4800+3.140.4(124+222.1+244.9+84.4+250.8)41.=100.48+355.352=435.832KN（4）估算桩数及初定承台面积n=1.2Fk/Ra=1.21500/435.8323.44 取 4 根因桩位静压预制混凝土管桩，所以取桩距 S=4.0d=1.6m承台短边长为：2d + s=20.4 + 1.6=2.4m 承台长边长与短边长一样，承台面积为：2.42.4=5.76m（5）桩基础验算1）单桩承载力验算承台及上覆土重 Gk=202.42.41.85=213.12KN轴心竖向力作用下，桩顶承受的平均竖向力Qk=(
11、Fk + Gk)/n=(1500 + 213.12)/4=428.28KN 0满足要求2）桩身混凝土强度：桩顶承受的最大竖向力设计值Qmax=(F + G)/n + MxYmax/Yi +MyXmax/Xi=(1935 + 1.2213.12)/4 + (50 + 251.5)0.8/40.8=547.686 + 27.344=575.03KN桩身混凝土强度等级为 C60，查表得：Fc=27.5N/mmApFcc=(3.14400)27.51.0/4=3454KN Qmax 满足要求（6）承台设计将圆桩换算成正方形桩，(3.14400)/4=a a=354mm1）承台受冲切承载力验算柱对承台的
12、冲切 1500 50=1450mm桩顶伸入承台 50mm，承台有效高度 H。=1450mm，承台混凝土强度等级为C20，Ft=1.1N/mmFl=F - Ni =1935 0=1935KN(破坏锥体内无桩)A。x =800(354/2) 250A。x =373 0.2h。=290mm, 取 A。x =373mmTan=1500/373=4.02, 76 45同理可得，A。y = A。x =373mm, 76 45。x = A。x/H。= 373/1450 =0.26 =。y。x = 0.84/(。x + 0.2) =1.83 =。y因 H=1500mm，直线插入法，hp =1 (1.0 - 0
13、.9)(1500 - 800)/(2000 - 800)=0.9422。x(Bc + A。y) + 。y (Hc + A。x)hpFtH。=21.83(500 + 373) + 1.83(500 + 373)0.9421.11450=9601452 9601KN Fl=1935KN 满足要求角桩对承台的冲切角桩的最大净反力设计值：Nl=F/n + MyXi/Xi=1935/4 + (50 + 251.5)0.8/40.8=483.75 + 27.344 =511.094KN从角桩内边缘引 45冲切线，使柱处于 45线以内时取角桩内边缘至桩边水平距离A1x=373mm，A1y=373mm。角桩冲
14、垮比 1x=A1x/H。=373/1450=0.261y=A1y/H。=373/1450=0.26角桩冲切系数 1x=0.56/(1x + 0.2)=0.56/(0.26 + 0.2)=1.22=1y1x、1y 满足 0.21.0。C1=C2=577mm1x(C2 + A1y/2) + 1y(C1 + A1x/2)hpFtH。=1.22(577 + 373/2) + 1.22(577 + 373/2)0.9421.11450=2799049 2799KN Nl=511.094KN 满足要求2）承台受剪承载力验算1-1 斜截面：V1=2Nmax=2511.094=1022.2KN （桩 2、桩
15、4）剪跨比同冲垮比 x=。x=0.26x=1.75/(x + 1.0)=1.75/(0.26 + 1.0)=1.39hs=(800/H。) =（800/1450）=0.862B。=2400mmhsxFtB。H。=0.8621.391.124001450=4586633 4587KN V1=1022.2KN 满足要求2-2 斜截面：桩 4： N4=511.094KN桩 3： N3=F/n - MyXi/Xi=1935/4 - (50 + 251.5)0.8/40.8=483.75 - 27.344=456.406KNV2=N3 + N4=456.406 + 511.094=967.5KNy=x=
16、0.26 y=x=1.39B。=2400hsxFtB。H。=0.8621.391.124001450=4586633 4587KN V2=976.5KN 满足要求3）承台弯矩及配筋计算对柱边 1-1 截面弯矩 M1=NiXi=2511.0941.5=1533.3KNm对柱边 2-2 截面弯矩M2=NiYi=511.0940.55 + 456.4060.55=281.1 + 251=532.1KNm采用 HRB335 级钢筋，fy=300N/mm钢筋垂直 1-1 截面放置 As1= =(1533.3106)/(0.93001450)=3916.5mm。FyHM9.01配 1220200 钢筋(As=3768mm)钢筋垂直 2-2 截面放置 As2= 。y9.02=(532.1106)/(0.93001450)=1359mm配 914260 钢筋（As=1385mm）
