1、.一、某五層鋼筋混凝土框架結構，柱網尺寸6m6m，橫向承重框架，柱截面500mm500mm，底層平面圖及地質資料見附圖。基礎采用靜壓預制混凝土管樁，樁直徑 400mm，樁身混凝土強度等級為 C60，承臺混凝土強度等級為 C20，樁端進入持力層深度 2d，最小樁距取 3d，各樁傳至承臺頂的內力（柱號： Z1，Z2 Fk=910,1500，Mk=110,40.，Vk=50,22，F=1152,1935，M=140,50，V=64,25，單位符號除 Mk 、M 為 KN m，其余的均為 KN) 地質資料見附圖。附圖：F 室內地面天然地面標高 9.280天然地面300mm200mmMV雜填土r=18K

2、N/m 3h=1500qsa=12kpa50mm4.00粉土6.10qsa=22kpad=400mm承臺剖面粉細砂qsa=24kpaYA0.41al2=232mm11.00H0.4J1 DS=1.6EF2.59淤泥質粉土h=0.8 3 1.39GXqsa=8kpa220.423BC15.400.81粉質粘土0.8 3 /30.460.4 3/30.23al1=373mmqsa=25kpa2.98m23.00qpa=800Kpa等邊三樁承臺地質資料.【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

3、=0.69 、由相似比得：AJAHAGAF0.8/1.245=0.69/AFAF1.08由 AED相似于 AGF，其中 AE=0.8 + 0.354/2=0.977由相似比得：AEAFaL 2AGAF0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08al2=0.232】一、 Z1 基礎設計計算：【解】（ 1）確定樁端持力層根據地質情況，初步選擇粉質粘土層作為樁端持力層。（ 2）確定樁的類型、樁長和承臺埋深靜壓預制混凝土管樁，直徑為 400mm進入粉質粘土層 2d=0.8m，初定承臺高度為 1.5m，承臺頂距天然地面 0.2m，承臺埋深 1.5m。（ 3）確定單樁豎向承載力特征值Ra=qpa

4、Ap + p qsiali3.14=40.4 2 800+3.14 0.4 (12 4+222.1+24 4.9+8 4.4+25 0.8)=100.48+355.352=435.832KN（ 4）估算樁數及初定承臺面積n=1.2 Fk/Ra=1.2 910/435.832 2.51取 3 根因樁位靜壓預制混凝土管樁，所以取樁距S=4d=1.6m取等邊三樁承臺： 如上圖承臺面積為：10.80.40.8320.8320.431.6(310.40.83 )233230.5 2.59 2.98-0.267=3.6（5）樁基礎驗算1）單樁承載力驗算承臺及上覆土重Gk=203.6 1.85=133.2K

5、N軸心豎向力作用下，樁頂承受的平均豎向力Qk=(Fk + Gk)/n=(910 + 133.2)/3=347.73KN 0滿足要求2）樁身混凝土強度：樁頂承受的最大豎向力設計值Qmax=(F + G)/n + MxYmax/Yi 2 +MyXmax/Xi 2=(1152 + 1.2 133.2)/3 + (140 + 64 1.5) 0.8/2 0.8 2 =437.28 + 147.5=584.78KN樁身混凝土強度等級為C60， Fc=38.5N/mm2ApFc c=(3.14 4002) 38.5 1.0/44836KN Qmax滿足要求（6）承臺設計將圓樁換算成正方形樁，(3.14 4

6、002)/4=a 2a=354mm1) 承臺受沖切承載力驗算柱對承臺的沖切 ( 三樁承臺不要求）角樁對承臺的沖切角樁的最大凈反力設計值：N1=F/n + MyXi/ Xi 2=1152/3 + (140 + 641.5) 0.8/2 0.8 2=384 + 147.5=531.5KN從角樁內邊緣引 45沖切線，使柱處于 45線以內時取角樁內邊緣至樁邊水平距離 al1=800 - 250 - 354/2=373mm ，al2=232mm Nl=531.5KN滿足要求頂部角樁：l2(2c2 + al2)tan2 hpFtH。2=1.4 (2848 + 290) 3 /3 0.942 1.1 145

7、0=24118942412KN Nl=531.5KN滿足要求2）承臺受剪承載力驗算1-1 斜截面：V1=Nmax=531.5KN （樁 3）剪跨比同沖垮比 x=l1=0.257x=1.75/( x + 1.0)=1.75/(0.257 + 1.0)=1.39 hs=(800/H 。) ? =（800/1450 ）?=0.862B 。=2590mm hsxFtB 。 H。 =0.862 1.39 1.1 25901450=4949741 4950KN V1=531.5KN 滿足要求2-2 斜截面：樁 3： N3=531.5KN樁 2： N2=F/n - MyXi/ Xi 2=1152/3 - (

8、140 + 64 1.5) 0.8/2 0.8 2 =384 - 147.5=236.5KNV2=N3 + N4=531.5 + 236.5=768KNy=l2=0.2 y=1.75/( l2+ 1.0)=1.75/(0.2 + 1.0)=1.458 B。=2980mm hsxFtB 。 H。 =0.862 1.458 1.1 29801450 =5973677 5974KN V2=768KN 滿足要求3 ）三樁承臺彎矩及配筋計算N max3531.51.63MSC0.354 177.2 1.45 256.94 KNm3434As1=M/0.9 fy H。 =256.94 106/0.9 30

9、01450=656.3mm2.【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：AJAHAGAF0.8/1.245=0.69/AFAF1.08由 AED相似于 AGF，其中 AE=0.8 + 0.354/2=0.977由相似比得：AEAFaL 2AGAF0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08al2=0.232】二、 Z2 基礎設計計算：【解】yia。y 22.4（ 1）確定樁端持力層根據地質情況，初步選擇粉質粘土層作為樁端持力層。（ 2）確定樁的類型、 樁

10、長和承臺埋深a。 x1d=400mm靜壓預制混凝土管樁，直徑為400mm進入粉質粘土層 2d=0.8m，初定承臺高度為1.5m，承臺頂距天然地面 0.2m，承臺埋深 1.5m。1.6（ 3）確定單樁豎向承載力特征值2.4Ra=qpaAp + p qsiali3.14=40.4 2 800+3.14 0.4 (12 4+222.1+24 4.9+8 4.4+25 0.8)=100.48+355.352=435.832KN（ 4）估算樁數及初定承臺面積n=1.2 Fk/Ra=1.2 1500/435.832 3.44取 4 根因樁位靜壓預制混凝土管樁，所以取樁距 S=4.0d=1.6m承臺短邊長為

11、： 2d + s=2 0.4 + 1.6=2.4m承臺長邊長與短邊長一樣，承臺面積為： 2.4 2.4=5.76m（5）樁基礎驗算1）單樁承載力驗算承臺及上覆土重 Gk=202.4 2.4 1.85=213.12KN 軸心豎向力作用下，樁頂承受的平均豎向力Qk=(Fk + Gk)/n=(1500 + 213.12)/4=428.28KN 0滿足要求2 ）樁身混凝土強度：樁頂承受的最大豎向力設計值Qmax=(F + G)/n + MxYmax/Yi 2 +MyXmax/Xi 2=(1935 + 1.2 213.12)/4 + (50 + 25 1.5) 0.8/4 0.8 2 =547.686

12、+ 27.344=575.03KN樁身混凝土強度等級為 C60，查表得： Fc=27.5N/mm2 ApFc c=(3.14 4002) 27.5 1.0/4=3454KN Qmax滿足要求（6）承臺設計將圓樁換算成正方形樁，(3.14 4002)/4=a 2a=354mm1）承臺受沖切承載力驗算柱對承臺的沖切1500 50=1450mm樁頂伸入承臺 50mm，承臺有效高度 H。=1450mm，承臺混凝土強度等級為C20，Ft=1.1N/mm2Fl=F -Ni =1935 0=1935KN(破壞錐體內無樁 )A 。x =800 (354/2) 250A 。x =373 0.2h。 =290mm

13、,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，直線插入法，hp =1 (1.0 - 0.9) (1500 - 800)/(2000 - 800)=0.942 2 。 x(Bc + A 。y) + 。 y (Hc + A 。 x) hpFtH。=21.83 (500 + 373) + 1.83(500 + 373)0.942 1.1 1450=960

14、1452 9601KN Fl=1935KN滿足要求角樁對承臺的沖切角樁的最大凈反力設計值：Nl=F/n + MyXi/Xi 2=1935/4 + (50 + 25 1.5) 0.8/4 0.8 2=483.75 + 27.344.=511.094KN從角樁內邊緣引 45沖切線，使柱處于 45線以內時取角樁內邊緣至樁邊水平距離A1x=373mm，A1y=373mm。角樁沖垮比 1x=A1x/H。 =373/1450=0.26 1y=A1y/H。=373/1450=0.26角樁沖切系數 1x=0.56/( 1x + 0.2)=0.56/(0.26 + 0.2)=1.22= 1y 1x、 1y 滿足

15、 0.2 1.0 。 C1=C2=577mm1x(C2 + A1y/2) + 1y(C1 + A1x/2) hpFtH。=1.22(577 + 373/2) + 1.22 (577 + 373/2)0.942 1.1 1450=27990492799KN Nl=511.094KN滿足要求2）承臺受剪承載力驗算1-1 斜截面：V1=2Nmax=2 511.094=1022.2KN （樁 2、樁 4）剪跨比同沖垮比 x=。 x=0.26x=1.75/( x + 1.0)=1.75/(0.26 + 1.0)=1.39 hs=(800/H 。) ? =（800/1450 ）?=0.862B 。=240

16、0mm hsxFtB 。 H。 =0.862 1.39 1.1 24001450=4586633 4587KN V1=1022.2KN 滿足要求2-2 斜截面：樁 4： N4=511.094KN樁 3： N3=F/n - MyXi/ Xi 2=1935/4 - (50 + 25 1.5) 0.8/4 0.8 2 =483.75 - 27.344=456.406KNV2=N3 + N4=456.406 + 511.094=967.5KNy=x=0.26y=x=1.39B。=2400 hsxFtB 。 H。 =0.862 1.39 1.1 24001450=4586633 4587KN V2=976.5KN 滿足要求3）承臺彎矩及配筋計算對柱邊 1-1截面彎矩 M1=NiXi=2 511.094 1.5=1533.3KN m對柱邊 2-2截面彎矩M2= Ni