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含不同桩径桩基的桩顶作用效应计算分析

含不同桩径桩基的桩顶作用效应计算分析
含不同桩径桩基的桩顶作用效应计算分析

含不同桩径桩基的桩顶作用效应计算分析

专业知识(一)辅导:群桩与群桩效应

专业知识(一)辅导:群桩与群桩效应 群桩基础――由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。 单桩基础――采用一根桩(通常为大直径桩)以承受和传递上部结构(通常为柱)荷载的独立基础。 群桩基础――由2根以上基桩组成的桩基础。 基桩――群桩基础中的单桩。 复合桩基――由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。 复合基桩――包含承台底土阻力的基桩。 单桩竖向极限承载力――单柱在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的荷载。它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度,一般由土对桩的支承阻力控制,对于端承桩、超长桩和桩身质量有缺陷的桩,可能由桩身材料强度控制。 群桩效应――群桩基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同,承载力往往不等于各单桩承载力之和,称其为群桩效应。群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素的影响而变化。 群桩效应系数――用以度量构成群桩承载力的各个分量因群桩效应而降低或提高的幅度指标,如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数。 桩侧阻力群桩效应系数――群桩中的基桩平均极限侧阻与单桩平均极限侧阻之比。 桩端阻力群桩效应系数――群桩中的基桩平均极限端阻与单桩平均极限端阻之比。 桩侧阻端阻综合群桩效应系数――群桩中的基桩平均极限承载力与单桩极限承载力之比。 承台底土阻力群桩效应系数――群桩承台底平均极限土阻力与承台底地基土极限阻力之比。 负摩阻力――桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时,土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。在桩身某一深度处的桩土位移量相等,该处称为中性点。中性点是正、负摩阻力的分界点。 下拉荷载――对于单桩基础,中性点以上负摩阻力的累计值即为下拉荷载。对于群桩基础中的基桩,尚需考虑负摩阻力的群桩效应,即其下拉荷载尚应将单

简支梁设计计算

第四章 简支梁(板)桥设计计算 第一节 简支梁(板)桥主梁内力计算 对于简支梁桥的一片主梁,知道了永久作用和通过荷载横向分布系数求得的可变作用,就可按工程力学的方法计算主梁截面的内力(弯矩M 和剪力Q ),有了截面内力,就可按结构设计原理进行该主梁的设计和验算。 对于跨径在10m 以内的一般小跨径混凝土简支梁(板)桥,通常只需计算跨中截面的最大弯矩和支点截面及跨中截面的剪力,跨中与支点之间各截面的剪力可以近似地按直线规律变化,弯矩可假设按二次抛物线规律变化,以简支梁的一个支点为坐标原点,其弯矩变化规律即为: )(42max x l x l M M x -= (4-1) 式中:x M —主梁距离支点x 处的截面弯矩值; m ax M —主梁跨中最大设计弯矩值; l —主梁的计算跨径。 对于较大跨径的简支梁,一般还应计算跨径四分之一截面处的弯矩和剪力。如果主梁沿桥轴方向截面有变化,例如梁肋宽度或梁高有变化,则还应计算截面变化处的主梁内力。 一 永久作用效应计算 钢筋混凝土或预应力混凝土公路桥梁的永久作用,往往占全部设计荷载很大的比重(通常占60~90%),桥梁的跨径愈大,永久作用所占的比重也愈大。因此,设计人员要准确地计算出作用于桥梁上的永久作用。如果在设计之初通过一些近似途径(经验曲线、相近的标准设计或已建桥梁的资料等)估算桥梁的永久作用,则应按试算后确定的结构尺寸重新计算桥梁的永久作用。 在计算永久作用效应时,为简化起见,习惯上往往将沿桥跨分点作用的横隔梁重力、沿桥横向不等分布的铺装层重力以及作用于两侧人行道和栏杆等重力均匀分摊给各主梁承受。因此,对于等截面梁桥的主梁,其永久作用可简单地按均布荷载进行计算。如果需要精确计算,可根据桥梁施工情况,将人行道、栏杆、灯柱和管道等重力像可变作用计算那样,按荷载横向分布的规律进行分配。 对于组合式梁桥,应按实际施工组合的情况,分阶段计算其永久作用效应。 对于预应力混凝土简支梁桥,在施加预应力阶段,往往要利用梁体自重,或称先期永久作用,来抵消强大钢丝束张拉力在梁体上翼缘产生的拉应力。在此情况下,也要将永久作用分成两个阶段(即先期永久作用和后期永久作用)来进行计算。在特殊情况下,永久作用可能还要分成更多的阶段来计算。 得到永久作用集度值g 之后,就可按材料力学公式计算出梁内各截面的弯矩M 和剪力Q 。当永久作用分阶段计算时,应按各阶段的永久作用集度值g i 来计算主梁内力,以便进行内力或应力组合。 下面通过一个计算实例来说明永久作用效应的计算方法。 例4-1:计算图4-1 所示标准跨径为20m 、由5片主梁组成的装配式钢筋混凝土简支梁桥主梁的永久作用效应,已知每侧的栏杆及人行道构件的永久作用为m kN /5。 图4-1 装配式钢筋混凝土简支梁桥一般构造图(单位:cm )

桩基础作业(承载力计算)-附答案

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

桩基础计算书

桩基础设计 1 设计资料 1.1 工程名称:上海**重型机械厂机加工车间 1.2 工程概况:单层工业厂房,单跨,跨度24米,柱距6迷(图1) -0.200 ± 0.000N Q M N 1 图(1) 起重量75Q t =吊车二台;单层排架结构,预制柱截面600?1200mm 。作用于基础顶面荷载为: 第一组 N max =3900KN 第二组 N=3300KN M=185KN.m M max =250KN.m Q=60KN Q=72KN 外墙1砖,N 1=460KN 。预制基础梁,高450mm 。 1.3 地质资料:底下水在天然地面下 2.0m 处。室内外地面差0.20m 。室外设计地面标高与天然地面一致。 表(1) 土层编号 土层名称 层底深度 (m ) γ 3/KN m ω (%) e L ω p ω ES KPa C KPa φ ( ) l I (%) I 亚粘土 1.25 18.7 34.1 0.94 36.9 21.1 4600 17 15 82.2 ∏ 淤泥质粘土 8.65 17.9 45.3 1.20 38.2 20.6 2500 13 13 140.3 I∏ 淤泥质粘土 14.35 17.1 50.8 1.42 43.4 22.8 3200 7 10 135.9 V I 亚粘土 19.5 18.7 30.0 0.90 36.6 20.0 5800 36 12 60.2 V 粘土 38.0 17.7 43.0 1.10 47.8 24.9 5200 40 11 79.0 2 确定桩基材料,几何尺寸和承台埋深 桩身采用30C 混凝土,钢筋采用HRB335级钢筋,承台采用20C 混凝土,钢筋采用HPB235,垫层采用10C 素混凝土,100mm 厚。采用钢筋混凝土预制桩,桩的截面尺寸选用400mm ?400mm ,桩基有效长度18.7m ,桩顶嵌入承台0.1米,实际桩长18.8米,桩分为

基础工程计算

四.计算题(共37分) 1 柱截面400mm ?400mm ,作用在柱底荷载标准值为中心荷载700KN ,地下水位为2.0m,基础埋深1.0m, 地基土为粉质粘土γ=m 3,3.0,6.1==b d ηη f ak =226kPa 。试根据持力层地基承载力确定基础底面尺 寸。(8分) 解:1、 )5.0(-+=d f f m d ak a γη=226+??()=240 kPa (3分) 1 20240700 ?-= -≥ d f F b G a k γ=1.79m (3分) 因为基础宽度比3m 小,所以不用进行承载力的修正。(2分) 2.某基础埋深2.0m ,柱传到基础顶面的荷载标准值为1100kN ,地基土上层厚5m ,为粉质粘土,重度19kN/m 3, 3.0,6.1==b d ηη承载力特征值135kPa,下层为淤泥质粘土,承载力特征值85kPa, 0.1=d η,此双层地基的压力扩散角为23o ,若基础底面尺寸m m b l 6.26.3?=?,试验算基底面积是否满足持力层和软弱下卧层承载力的要求。(10分) 解:1 持力层验算(5分) )3()5.0(-+-+=b d f f b m d ak a γηγη=135+??()= 6 .26.32 6.26.3201100????+=+= A G F p k k k =< 满足 2 软弱下卧层验算(5分) )5.05(0.11985-??+=cz f = kPa ) 23tan 326.2)(23tan 326.3() 21952.157(6.26.3)tan 2)(tan 2()(00??+??+?-??=++-= θθγz b z l d p lb p z =35kPa kPa p cz z 13019535=?+=+σ< 满足 3.某砖墙厚240mm,相应于荷载效应标准组合及基本组合时作用在基础顶面的轴心荷载分别为144KN/m 和190kN/m,基础埋深为0.5m ,地基承载力特征值为f ak =106kPa ,试设计此基础。 (基础高度按式07.0h f V t ≤验算,混凝土等级采用c20,f t =mm 2,钢筋采用HPB235级,f y =210N/mm 2)(10 分) 解:)5.0(-+=d f f m d ak a γη=106kPa(2分) 5 .020106144 ?-=-≥ d f F b G a k γ=(2分)

第四章简支梁设计计算

第四章 简支梁(板)桥设计计算 第一节 简支梁(板)桥主梁内力计算 对于简支梁桥的一片主梁,知道了永久作用和通过荷载横向分布系数求得的可变作用,就可按工程力学的方法计算主梁截面的内力(弯矩M 和剪力Q ),有了截面内力,就可按结构设计原理进行该主梁的设计和验算。 对于跨径在10m 以内的一般小跨径混凝土简支梁(板)桥,通常只需计算跨中截面的最大弯矩和支点截面及跨中截面的剪力,跨中与支点之间各截面的剪力可以近似地按直线规律变化,弯矩可假设按二次抛物线规律变化,以简支梁的一个支点为坐标原点,其弯矩变化规律即为: )(42 max x l x l M M x -= (4-1) 式中:x M —主梁距离支点x 处的截面弯矩值; m ax M —主梁跨中最大设计弯矩值; l —主梁的计算跨径。 对于较大跨径的简支梁,一般还应计算跨径四分之一截面处的弯矩和剪力。如果主梁沿桥轴方向截面有变化,例如梁肋宽度或梁高有变化,则还应计算截面变化处的主梁内力。 一 永久作用效应计算 钢筋混凝土或预应力混凝土公路桥梁的永久作用,往往占全部设计荷载很大的比重(通常占60~90%),桥梁的跨径愈大,永久作用所占的比重也愈大。因此,设计人员要准确地计算出作用于桥梁上的永久作用。如果在设计之初通过一些近似途径(经验曲线、相近的标准设计或已建桥梁的资料等)估算桥梁的永久作用,则应按试算后确定的结构尺寸重新计算桥梁的永久作用。 在计算永久作用效应时,为简化起见,习惯上往往将沿桥跨分点作用的横隔梁重力、沿桥横向不等分布的铺装层重力以及作用于两侧人行道和栏杆等重力均匀分摊给各主梁承受。因此,对于等截面梁桥的主梁,其永久作用可简单地按均布荷载进行计算。如果需要精确计算,可根据桥梁施工情况,将人行道、栏杆、灯柱和管道等重力像可变作用计算那样,按荷载横向分布的规律进行分配。 对于组合式梁桥,应按实际施工组合的情况,分阶段计算其永久作用效应。 对于预应力混凝土简支梁桥,在施加预应力阶段,往往要利用梁体自重,或称先期永久作用,来抵消强大钢丝束张拉力在梁体上翼缘产生的拉应力。在此情况下,也要将永久作用分成两个阶段(即先期永久作用和后期永久作用)来进行计算。在特殊情况下,永久作用可能还要分成更多的阶段来计算。 得到永久作用集度值g 之后,就可按材料力学公式计算出梁内各截面的弯矩M 和剪力Q 。当永久作用分阶段计算时,应按各阶段的永久作用集度值g i 来计算主梁内力,以便进行内力或应力组合。 下面通过一个计算实例来说明永久作用效应的计算方法。

钢管桩的计算公式

钢管桩的计算公式 条件: 地基土粘土、可塑,承载力特征值f ak ,重度γ,摩擦角φ,作用在基础顶面处内力标准值为:弯距M k ,剪力V k ,竖向轴力N k 一、根据结构力学知识,进行桩顶作用效应计算 求出每个桩顶的力 弯距ki M ,剪力ki V ,竖向轴力ki N , 如左图所示。 二、桩下压承载力计算 (参见《建筑桩基技术规范》) 单桩竖向承载力标准值为: p pk p j sjk pk sk uk A q l q u Q Q Q λ+=+=∑ sjk q ——桩侧第j 层土的极限侧阻力标准值,查表5.3.5-1。 pk q ——极限端阻力标准值,查表5.3.5-2。 j l ——桩周第j 层土的厚度 u ——桩身周长 p λ——桩端土塞效应系数,对于闭口钢管桩取1,对于敞口 钢管桩按下式计算: 当5/

三、 桩上拔承载力计算,即当0

主梁内力计算

主梁的内力计算 主梁的内力计算包括恒载内力计算和活载内力计算。根据上述梁跨结构纵、横截面的布置,计算活载作用下的梁桥荷载横向分布系数,求出各主梁控制截面(取跨中、四分点、变化点截面及支点截面)的恒载和最大活载内力,然后再进行主梁内力组合。 一、恒载内力计算 1、恒载集度 ⑴预制梁自重(第一期恒载) ①.跨中截面段主梁自重(四分点截面至跨中截面,长7.25m ) (1)0.861625.07.25156.165g KN =??= ②.马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算(长3.7m ) 主梁端部截面面积为A=1.176m 2 ()(2) 1.17600.8616 3.725.0/294.239g KN =+??= ③.支点段梁的自重(长3.55m ) (3) 1.1760 3.5525.0=104.37g KN =?? ④.横隔梁的自重 中横隔梁体积为: ()30.16 1.590.920.240.72/20.120.12/20.219072m ??-?-?= 端横隔梁体积为: ()30.25 1.840.80.20.6/20.353m ??-?= 故半跨内横隔梁重量 ()(4)20.21907210.3532519.7786g KN =?+??= ⑤.主梁永久作用集度 ()156.16594.239104.3719.7786/14.9825.00/g KN m KN m I =+++= (2)第二期恒载

①翼缘板中间湿接缝集度 ()50.40.1625.0 1.6/g KN m =??= ②现浇部分横隔梁 一片中横隔梁(现浇部分)体积:3 0.16 1.590.20.05088m ??= 一片端横隔梁(现浇部分)体积:3 0.250.2 1.840.092m ??= 故()()630.0508820.09225.0/29.960.2809/g KN m =?+??= ③桥面铺装层 6cm 沥青混凝土铺装:0.0612.52317.25/KN m ??= 将桥面铺装重量均分给五片主梁,则 ()717.25/5 3.45/g KN m == ④防撞栏:两侧防撞栏均分给五片主梁,则 ()87.52/53/g KN m =?= ⑤主梁二期永久作用集度 II 1.60.2809 3.4538.3309/g KN m =+++= 2、永久作用效用:下面进行永久作用效用计算(参照图1-4),设c 为计算截面至左侧支座的距离,并令/a c l =。 主梁弯矩M 和剪力V 的计算公式分别是 ()21 12a M a a l g =- ()1 122 a V a gl = - 永久作用效用计算见表1-2。

最全面的桩基计算总结

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

建筑桩基技术规范(JGJ94-94)

中华人民共和国行业标中华人民共和国行业标准建筑桩基技术规范 TechnicalCodeforBuildingPileFoundationsJGJ94—94 中华人民共和国行业标准建筑桩基技术规范 TechnicalCodeforBuildingPileFoundationsJGJ94—94 主编单位:中国建筑科学研究院 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:1995年7月1日 关于发布行业标准《建筑桩基技术规范》的通知 建标[1994]802号 根据原国家计委计标函[1987]78号文的要求,由中国建筑科学研究院主编的《建筑桩基技术规范》,业经审查,现批准为强制性行业标准,编号JGJ94—94,自1995年7月1日起施行。 本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理,具体解释等工作由中国建筑科学研究院地基所负责。在施行过程中如发现问题和意见,请函告中国建筑科学研究院。 本规范由建设部标准定额研究所组织出版。 中华人民共和国建设部 1994年12月31日 目次 1总则 2术语、符号 2.1术语 2.2符号 3基本设计规定 3.1基本资料 3.2桩的选型与布置 3.3设计原则 3.4特殊条件下的桩基 4桩基构造 4.1桩的构造 4.2承台构造 5桩基计算 5.1桩顶作用效应计算 5.2桩基竖向承载力计算 5.3桩基沉降计算 5.4桩基水平承载力与位移计算 5.5桩身承载力与抗裂计算 5.6承台计算 6灌注桩施工 6.1施工准备 6.2一般规定 6.3泥浆护壁成孔灌注桩

6.4沉管灌注桩和内夯灌注桩 6.5干作业成孔灌注桩 7混凝土预制桩与钢桩的施工 7.1混凝土预制桩的制作 7.2混凝土预制桩的起吊、运输和堆存 7.3混凝土预制桩的接桩 7.4混凝土预制桩的沉桩 7.5钢桩(钢管桩、H型桩及其他异型钢桩)的制作 7.6钢桩的焊接 7.7钢桩的运输和堆存 7.8钢桩的沉桩 8承台施工 8.1一般规定 8.2基坑开挖和回填 8.3钢筋和混凝土施工 9桩基工程质量检查及验收 9.1成桩质量检查 9.2单桩承载力检测 9.3基桩及承台工程验收资料 附录A成桩工艺选择参考表 附录B考虑承台(包括地下墙体)、基桩协同工作和土的弹性抗力作用计算受水平荷载的桩基 附录C单桩竖向抗压静载试验 附录D单桩竖向抗拔静载试验 附录E单桩水平静载试验 附录F按倒置弹性地基梁计算墙下条形桩基承台梁 附录G附加应力系数α'、平均附加应力系数α 附录H桩基等效沉降系数Ψe计算参数表 附录I本规范用词说明 附加说明本规范主编单位、参加单位和主要起草人名单条文说明 1总则 1.0.1为了在桩基设计与施工中做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规范。 1.0.2本规范适用于工业与民用建筑(包括构筑物)桩基的设计与施工。 1.0.3桩基的设计与施工,应综合考虑地质条件、上部结构类型、荷载特征、施工技术条件与环境、检测条件等因素,精心设计、精心施工。 1.0.4本规范系根据《建筑结构设计统一标准》GBJ68—84的基本原则制订。与建筑结构有关的符号、单位和术语按《建筑结构设计基本术语、通用符号和计量单位》GBJ83—85采用。 1.0.5采用本规范时,土分类按现行的《建筑地基基础设计规范》规定执行;荷载取值按现行的《建筑结构荷载规范》规定执行;混凝土桩和承台的截面计算按现行的《混凝土结构设计规范》的有关规定执行;钢桩的截面计算按现行的《钢结构设计规范》规定执行。对于特殊土地区的桩基、地震和机械振动荷载作用下的桩基,尚应按现行的有关规范执行。本规范未作规定的其他内容,尚应符合现行的有关标准、规范的规定。

单桩竖向极限承载力和抗拔承载力计算书

塔吊基础计算书 一、计算参数如下: 非工作状态工作状态 基础所受的水平力H:66.2KN 22.5KN 基础所受的竖向力P:434KN 513KN 基础所受的倾覆力矩M:1683KN.m 1211KN.m 基础所受的扭矩Mk:0 67KN.m 取塔吊基础的最大荷载进行计算,即 F =513KN M =1683KN.m 二、钻孔灌注桩单桩承受荷载: 根据公式: (注:n为桩根数,a为塔身宽) 带入数据得 单桩最大压力: Qik压=872.04KN 单桩最大拔力:Qik拔=-615.54KN 三、钻孔灌注桩承载力计算 1、土层分布情况: 层号 土层名称 土层厚度(m) 侧阻qsia(Kpa) 端阻qpa(Kpa) 抗拔系数λi 4 粉质粘土 0.95 22 / 0.75 5 粉质粘土 4.6 13 / 0.75 7 粉质粘土 5.6 16 /

0.75 8-1 砾砂 7.3 38 1000 0.6 8-2 粉质粘土 8.9 25 500 0.75 8-3 粗砂 4.68 30 600 0.6 8-4a 粉质粘土 4.05 32 750 0.75 桩顶标高取至基坑底标高,取至场地下10m处,从4号土层开始。 2、单桩极限承载力标准值计算: 钻孔灌注桩直径取Ф800,试取桩长为30.0 米,进入8-3层 根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)8.5.5条: 单桩竖向承载力特征值计算公式: 式中:Ra---单桩竖向承载力特征值; qpa,qsia---桩端端阻力,桩侧阻力特征值; Ap---桩底端横截面面积; up---桩身周边长度; li---第i层岩土层的厚度。 经计算:Ra=0.5024×600+2.512×(22×0.95+13×4.6+16×5.6+38×7.3+25×8.9+30×2.65)=2184.69KN>872.04KN满足要求。 单桩竖向抗拔承载力特征值计算公式: 式中:Ra,---单桩竖向承载力特征值; λi---桩周i层土抗拔承载力系数; Gpk ---单桩自重标准值(扣除地下水浮力) 经计算:Ra,=2.512×(22×0.95×0.75+13×4.6×0.75+16×5.6×0.75+38×7.3×0.6+25

桩基础习题

第八章 桩基础 8-1 某一般民用建筑,已知由上部结构传至柱下端的荷载组合分别为:荷载标准组合:竖向荷载k F =3040kN ,弯矩k M =400kN.m ,水平力k H =80kN ;荷载准永久组合:竖向荷载 F Q =2800kN ,弯矩M Q =250kN.m ,H Q =80kN ;荷载基本组合:竖向荷载F =3800kN ,弯矩M =500kN.m ,水平力H =100kN 。工程地质资料见表8-37,地下稳定水位为4-m 。试 桩(直径φ500mm ,桩长15.5m )极限的承载力标准值为1000kN 。试按柱下桩基础进行桩基有关设计计算。 表8-37 [例8-2]工程地质资料 序号 地层名称 深度 (m) 重度γ kN/m 3 孔隙比 e 液性指数 I L 粘聚力 c (kPa) 内摩擦 角)(?? 压缩模量 E (N/mm 2) 承载力 f k (kPa) 1 杂填土 0~1 16 2 粉土 1~4 18 0.90 10 12 4.6 120 3 淤泥质土 4~16 17 1.10 0.55 5 8 4.4 110 4 粘土 16~26 19 0.65 0.27 15 20 10.0 280 【解】 (1)选择桩型、桩材及桩长 由试桩初步选择φ500的钻孔灌注桩,水下混凝土用25C ,钢筋采用HPB235,经查表得c f =11.9N/mm 2,t f =1.27N/mm 2; ='=y y f f 210N/mm 2。初选第四层(粘土)为持力层,桩端进入持力层不得小于1m ;初选承台底面埋深1.5m 。 则最小桩长为:5.155.1116=-+=l m 。 (2)确定单桩竖向承载力特征值R ①根据桩身材料确定,初选%45.0=ρ,0.1=?,8.0c =ψ,计算得: )9.0(s y ps c c A f A f R ''+=ψφ =4/5000045.02109.04/5009.118.02 2????+???ππ=2035210N=2035kN ②按土对桩的支承力确定,查表8-7,sk2q =42kPa ,sk3q =25kPa ,sk4q =60kPa ,查表8-8, q pk =1100kPa 则: ∑+=+=P pk i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q =+?+??12255.242(5.0π4732/946/uk a ===K Q R kN ③由单桩静载试5002/1000/uk a ===K Q R kN 小者,则取473a =R kN 。 (3初选承台底面积为6.34?m 2土自重:205.16.34k =???=G

4 主梁作用效应计算

4 主梁作用效应计算 先计算永久作用效应,在计算活载作用下的荷载横向分布系数,并求得各主梁控制截面(跨中、四分点、变化点截面和支点截面)的最大可变效应,最后进行作用效应组合。 4.1永久作用效用计算 4.11永久作用集度 (1)预制梁自重(一期恒载) 按跨中截面计,主梁的恒载集度: g(1)=0.7275?25=18.14KN/m 由于变截面的过渡区段折算成的恒载集度: g (2)=0.35?1.3?0.5?0.15?4?25 /28.66=0.2KN/m 由于粱端腹板加宽所增加的重力折算成的恒载集度: g (3)=0.24?2?1?2.39?25/ 28.66=1KN/m 中间横隔梁体积:(0.81?1.44-0.81?0.09?0.5)?0.15=0.17m 3 端部横隔梁体积:(0.69?1.35+0.69?0.5?0.09)?0.15=0.14m 3 边主梁的横隔梁恒载集度:g (4)=(3?0.17+2?0.14)?25/28.66=0.69KN/m 中主梁的横隔梁恒载集度:'g (4)=2?g (4)=1.38KN/m 边主梁的一期恒载集度:g 1=∑=4 1i =18.14+0.2+1+0.69=20.03KN/m 中主梁的一期恒载集度:∑==4 1 ' 1 i g =18.14+0.2+1+1.38=20.72KN/m (2)二期恒载 一侧人行道栏杆1.52KN/m ;一侧人行道3.6KN/m ;桥面铺装层重(图4-1): 1号梁:874.0254.0)0908 .0084.0(5.0=??+? 2号梁:9345.5252.2)1205 .00908.0(5.0=??+? 3号梁:447.7252.2)1503 .01205.0(5.0=??+? 4号梁:083.9252.2)18.01503.0(5.0=??+?

计算例题

【例2-3-7】计算图2-3-52所示的五梁式装配式钢筋混凝土简支梁桥主梁的恒载内力。图2-3-52a和图2-3-52b分别为主梁横截面和横隔梁布置图。已知计算跨径l=,每侧栏杆及人行道重量的作用力为5kN/m,钢筋混凝土、沥青混凝土和混凝土的重度分别为25 kN/m3、23kN/m3和24kN/m3。 解:(1)恒载集度计算 1)主梁 2)横隔梁 对于边主梁 纵断面 2cm 号混凝土垫层6-12cm 图 2-3-52 主梁和横隔梁的布置图(单位:cm) 对于中主梁 2 20.63kN/m 1.26kN/m g'=?= 3)桥面铺装层 4)栏杆及人行道 5)作用于边主梁的全部恒载集度为 作用于中主梁的全部恒载集度为 (2)计算恒载内力主梁各截面的弯矩和剪力的力学计算模型如图2-3-53所示,则 g A l Q M x a) b) a) b)

图2-3-53 恒载内力计算图 各计算截面的弯矩和剪力计算结果列于表2-3-7。 注:括号()内值为中主梁内力。 【例2-3-8】 以例2-3-7所示的计算跨径l =的五梁式装配式钢筋混凝土简支梁为例(梁采用C40混凝土)。计算边主梁在公路-I 级和人群荷载q r =m 作用下的跨中截面最大弯矩和最大剪应力,以及支点截面的最大剪应力。荷载横向分布系数,按表2-3-8选取,具体可按备注栏参考有关例题计算。 表 解:(1)公路—I 级车道荷载标准值 均布荷载标准值为 q k =m 计算弯矩时的集中荷载标准值()k 19.55 180kN 360180kN 238kN 505 P -=+ ?-=- 计算剪力时的集中荷载标准值为=×238 kN= kN (2)计算冲击系数 依据《桥通规》,简支梁的基频可按下式计算 其中,截面抗弯惯矩为3424 6627.510cm 6.627510m I -=?=?(见例2-3-4) 由于边主梁全部恒载集度为G =×103 N/m (见例2-3-7),重力加速度g =s 2 ,可得结构跨中处单位长度质量为 C40混凝土的弹性模量为E =×104MPa=×1010 N/m 2 则 1 4.74Hz f = = 冲击系数为10.1767ln 0.01570.259f μ=-= (3)计算公路—I 级车道荷载的跨中弯矩 将车道荷载按图2-3-55布置,则车道荷载的跨中弯矩为 图2-3-55 车道荷载的影响线加载图式(单位:m ) 其中,双车道不折减k 19.5 1.00,m 4.875m 4 y ξ== =,车道均布荷载作用下22221 19.5m 47.53m 88 l Ω==?= 故得

建筑桩基技术规范 JGJ94-2008

目录 1 总则 (1) 2 术语、符号 (2) 2.1术语 (2) 2.2符号 (3) 3 基本设计规定 (5) 3.1一般规定 (5) 3.2基本资料 (6) 3.3桩的选型与布置 (7) 3.4特殊条件下的桩基 (8) 3.5耐久性规定 (10) 4 桩基构造 (11) 4.1基桩构造 (11) 4.2承台构造 (13) 5 桩基计算 (15) 5.1 桩顶作用效应计算 (15) 5.2 桩基竖向承载力计算 (16) 5.3单桩竖向极限承载力 (17) 5.4特殊条件下桩基竖向承载力验算 (24) 5.5桩基沉降计算 (28) 5.6 软土地基减沉复合疏桩基础 (31) 5.7 桩基水平承载力与位移计算 (33) 5.8 桩身承载力与裂缝控制计算 (36) 5.9 承台计算 (38) 6 灌注桩施工 (46) 6.1 施工准备 (46) 6.2一般规定 (46) 6.3泥浆护壁成孔灌注桩 (47) 6.4 长螺旋钻孔压灌桩 (50) 6.5沉管灌注桩和内夯沉管灌注桩 (50) 6.6干作业成孔灌注桩 (53)

6.7灌注桩后注浆 (54) 7 混凝土预制桩与钢桩施工 (56) 7.1 混凝土预制桩的制作 (56) 7.2 混凝土预制桩的起吊、运输和堆放 (57) 7.3 混凝土预制桩的接桩 (57) 7.4 锤击沉桩 (58) 7.5 静压沉桩 (60) 7.6 钢桩(钢管桩、H型桩及其他异型钢桩)施工 (61) 8 承台施工 (63) 8.1 基坑开挖和回填 (63) 8.2 钢筋和混凝土施工 (63) 9 桩基工程质量检查及验收 (64) 9.1一般规定 (64) 9.2 施工前检验 (64) 9.3 施工检验 (64) 9.4 施工后检验 (64) 9.5 基桩及承台工程验收资料 (65) 附录A 桩型与成桩工艺选择 (66) 附录B 预应力混凝土空心桩基本参数 (68) 附录C 考虑承台(包括地下墙体)、基桩协同工作和土的弹性抗力作用计算受水平荷载的桩基 (72) 附录D Boussinesq解的附加应力系数α、平均附加应力系数α (91) ψ计算参数 (106) 附录E 桩基等效沉降系数 e 附录F 考虑桩径影响的Mindlin解应力影响系数 (117) 附录G 按倒置弹性地基梁计算砌体墙下条形桩基承台梁 (156) 附录H 锤击沉桩锤重的选用 (158) 本规范用词说明 (159) 条文说明 (160)

群桩效应1.doc

群桩效应(Group Piles effects )在高层建筑基础设计时不能不考虑的就是群桩效应,群桩效应就是指群桩基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同,承载力往往不等于各单桩承载力之和这一现象。 影响群桩效应的主要因素有两个:一个是群桩自身的几何特征,如承台的设置方式(高、低承台)、桩间距桩长L及桩长与承台宽度比L/Bc、桩的排列形式、桩数;另一个是桩侧及桩端的土性及其分布、成桩工艺。 群桩效应具体反映在以下几个方面:群桩的侧阻力、群桩的端阻力、承台土反力、桩顶荷载分布、群桩的破坏模式、群桩的沉降及其随荷载的变化。 群桩基础——由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础 单桩基础——采用一根桩(通常为大直径桩)以承受和传递上部结构(通常为柱)荷载的独立基础。 群桩基础——由2根以上基桩组成的桩基础。 基桩——群桩基础中的单桩。 复合桩基——由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。 复合基桩——包含承台底土阻力的基桩。 单桩竖向极限承载力——单柱在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度,一般由土对桩的支承阻力控制,对于端承桩、超长桩和桩身质量有缺陷的桩,可能由桩身材料强度控制。 群桩效应——群桩基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同,承载力往往不等于各单桩承载力之和,称其为群桩效应。群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素的影响而变化。 群桩效应系数——用以度量构成群桩承载力的各个分量因群桩效应而降低或提高的幅度指标,如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数。 桩侧阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限侧阻与单桩平均极限侧阻之比。 桩端阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限端阻与单桩平均极限端阻之比。 桩侧阻端阻综合群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限承载力与单桩极限承载力之比。 承台底土阻力群桩效应系数——群桩承台底平均极限土阻力与承台底地基土极限阻力之比。 负摩阻力——桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时,土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。在桩身某一深度处的桩土位移量相等,该处称为中性点。中性点是正、负摩阻力的分界点。 下拉荷载——对于单桩基础,中性点以上负摩阻力的累计值即为下拉荷载。对于群桩基础中的基桩,尚需考虑负摩阻力的群桩效应,即其下拉荷载尚应将单桩下拉荷载乘以相应的负摩阻力群桩效应系数予以折减。 闭塞效应——开口管桩沉入过程,桩端土一部分被挤向外围,一部分涌入管内形成“土塞”。土塞受到管壁摩阻力作用将产生一定压缩,土塞高度及其闭塞程度与土性、管径、壁厚及进入持力层的深度等诸多因素有关。闭塞程度直接影响端阻发挥与破坏性状及桩的承载力。称此为“闭塞效应”。

盖梁自重及作用效应计算

盖梁自重及作用效应计算(1/2盖梁长度)见表3-2 。 图3-2 盖梁自重计算图式(尺寸单位:cm ) 表3-2 盖梁自重产生的弯距、剪力计算 截面编号 自重 /kN 弯距 m /kN ? 剪力/kN V 左 V 右 1~1 1(1.20.35) 1.9025 (0.50.210.35) 1.9025 19.95 1.75 21.70 q =???+????=+= 119.950.35/2 1.750.35/3 3.70 M =-?-?=- -21.7 -21.7 2~2 2(0.350.500.70 1.03 0.50.61 1.03) 1.902521.70 8.3134.2514.9221.70 35.78 q =?+?+????-=++-= 28.31(0.35/20.68) 34.25 1.03/2 14.92 1.03/3 =29.87 M =-?+-?-?- -57.48 -57.48 3~3 30.10 1.30 1.9025 6.18q =???= 38.31(0.35/20.78) 34.25(1.03/20.1) 14.92(1.03/30.1) 6.180.1/2 =35.92 M =-?+-?+-?+-?- -63.66 -63.66

4~4 40.65 1.30 1.902540.14 q=???= 4 8.31(0.35/2 1.43) 34.25(1.03/20.75) 14.92(1.03/30.75) (6.1840.14)0.75/2 =90.45 M=-?+ -?+ -?+ -+? - -103.80 188.34 5~5 50.65 1.30 1.902540.14 q=???= 540.410.65/213.13 M=-?=148.20 148.20 6~6 62.40 1.30 1.9025148.20 q=???= 5 40.410.65/2 148.20(2.40/20.65) 287.3 M=-? -?+ = 0 0 盖梁自重(一半): 123456292.14() q q q q q q kN +++++=

单桩水平承载力计算

600 单桩水平承载力: ZH-600 600.1 基本资料 600.1.1 工程名称: 工程一 600.1.2 桩型:预应力混凝土管桩; 桩顶约束情况:铰接 600.1.3 管桩的编号 PHC-AB600(110),圆桩直径 d = 600mm ,管桩的壁厚 t = 110mm ; 纵向钢筋的根数、直径为 13φ10.7; 桩身配筋率 ρg = 0.826% 600.1.4 桩身混凝土强度等级 C80, f t = 2.218N/mm E c = 37969N/mm 纵向钢筋净保护层厚度 c = 25mm ; 钢筋弹性模量 E s = 200000N/mm 600.1.5 桩顶允许水平位移 x 0a = 10mm ; 桩侧土水平抗力系数的比例系数 m = 10MN/m 4 ; 桩的入土长度 h = 28m 600.2 计算结果 600.2.1 桩身换算截面受拉边缘的截面模量 W 0 600.2.1.1 扣除保护层厚度的桩直径 d 0 = d - 2c = 600-2*25 = 550mm 600.2.1.2 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 αE = E s / E c = 200000/37969 = 5.2675 600.2.1.3 预应力混凝土管桩的内径 d 1 = d - 2t = 600-2*110 = 380mm 600.2.1.4 W 0 = π·[(d 4 - d 14) / d] / 32 + π·d·(αE - 1)·ρg ·d 02 / 16 = π*[(0.64-0.384)/0.6]/32+π*0.6*(5.2675-1)*0.00826*0.552/16 = 0.019051m 600.2.2 桩身抗弯刚度 EI 600.2.2.1 桩身换算截面惯性矩 I 0 = W 0·d 0 / 2 = 0.01905*0.55/2 = 0.0052390m 4 600.2.2.2 EI = 0.85E c ·I 0 = 0.85*37969*1000*0.005239 = 169079kN · m 600.2.3 桩的水平变形系数 α 按桩基规范式 5.7.5 确定: α = (m ·b 0 / EI)1/5 600.2.3.1 圆形桩当直径 d ≤ 1m 时 b 0 = 0.9(1.5d + 0.5) = 0.9*(1.5*0.6+0.5) = 1.260m 600.2.3.2 α = (m ·b 0 / EI)1/5 = (10000*1.26/169079)0.2 = 0.5949(1/m) 600.2.4 桩顶水平位移系数 νx 600.2.4.1 桩的换算埋深 αh = 0.5949*28 = 16.66m 600.2.4.2 查桩基规范表 5.7.2,桩顶水平位移系数 νx = 2.441 600.2.5 单桩水平承载力特征值按桩基规范式 5.7.2-2 确定: R ha = 0.75α3·EI·x 0a / νx 600.2.5.1 R ha = 0.75*0.59493*169079*0.01/2.441 = 109.4kN 600.2.5.2 验算地震作用桩基的水平承载力时,R haE = 1.25R ha = 136.7kN 9#,10#楼,查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=1158kn,Vy=2077kn,地震作用下基底剪力为Vx=2292kn,Vy=3001kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为64根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为3001/64=47kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力). 2,3#楼,查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=1098kn,Vy=1560kn,地震作用下基底剪力为Vx=2121kn,Vy=2048kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为55根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为2121/55=39kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力). 500 单桩水平承载力: ZH-500 500.1 基本资料 500.1.1 工程名称: 工程一 500.1.2 桩型:预应力混凝土管桩; 桩顶约束情况:铰接 500.1.3 管桩的编号 PHC-AB500(100),圆桩直径 d = 500mm ,管桩的壁厚 t = 100mm ; 纵向钢筋的根数、直径为 10φ10.7; 桩身配筋率 ρg = 0.877% 500.1.4 桩身混凝土强度等级 C80, f t = 2.218N/mm E c = 37969N/mm 纵向钢筋净保护层厚度 c = 25mm ; 钢筋弹性模量 E s = 200000N/mm 500.1.5 桩顶允许水平位移 x 0a = 10mm ; 桩侧土水平抗力系数的比例系数 m = 10MN/m 4 ; 桩的入土长度 h = 28m 500.2 计算结果 500.2.1 桩身换算截面受拉边缘的截面模量 W 0 500.2.1.1 扣除保护层厚度的桩直径 d 0 = d - 2c = 500-2*25 = 450mm 500.2.1.2 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 αE = E s / E c = 200000/37969 = 5.2675 500.2.1.3 预应力混凝土管桩的内径 d 1 = d - 2t = 500-2*100 = 300mm 500.2.1.4 W 0 = π·[(d 4 - d 14) / d] / 32 + π·d·(αE - 1)·ρg ·d 02 / 16 = π*[(0.54-0.34)/0.5]/32+π*0.5*(5.2675-1)*0.00877*0.452/16 = 0.011425m 500.2.2 桩身抗弯刚度 EI 500.2.2.1 桩身换算截面惯性矩 I 0 = W 0·d 0 / 2 = 0.01143*0.45/2 = 0.0025707m 4 500.2.2.2 EI = 0.85E c ·I 0 = 0.85*37969*1000*0.0025707 = 82965kN · m 500.2.3 桩的水平变形系数 α 按桩基规范式 5.7.5 确定: α = (m ·b 0 / EI)1/5 500.2.3.1 圆形桩当直径 d ≤ 1m 时 b 0 = 0.9(1.5d + 0.5) = 0.9*(1.5*0.5+0.5) = 1.125m 500.2.3.2 α = (m ·b 0 / EI)1/5 = (10000*1.125/82965)0.2 = 0.6706(1/m) 500.2.4 桩顶水平位移系数 νx 500.2.4.1 桩的换算埋深 αh = 0.6706*28 = 18.78m 500.2.4.2 查桩基规范表 5.7.2,桩顶水平位移系数 νx = 2.441 500.2.5 单桩水平承载力特征值按桩基规范式 5.7.2-2 确定: R ha = 0.75α3·EI·x 0a / νx 500.2.5.1 R ha = 0.75*0.67063*82965*0.01/2.441 = 76.9kN 500.2.5.2 验算地震作用桩基的水平承载力时,R haE = 1.25R ha = 96.1kN 1#楼,查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=955.5kn,Vy=3962.8kn,地震作用下基底剪力为Vx=4150.33kn,Vy=5372.60kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为135根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为5372.60/135=39.8kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力). 4#楼,查电算信息风荷载作用下基底剪力为Vx=895.6kn,Vy=1853.1kn,地震作用下基底剪力为 Vx=2005.43kn,Vy=2587.28kn.故由地震下控制。工程桩总桩数为66根。则作用于基桩顶处的水平力H ik 为2587.28/66=39.2kn< R ha .满足要求(还未考虑土对筏板的有利抗侧力).

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