图5.9.2 承台弯矩计算示意
(a)矩形多桩承台; (b)等边三桩承台; (c)等腰三桩承台
式中 Mx、My—— 分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值;
xi、yi——垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离;
Ni——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合下的第i基桩或复合基
桩竖向反力设计值。
2 三桩承台的正截面弯距值应符合下列要求: 1)等边三桩承台(图5.9.2(b))
M?Nmax3(sa?c) (5.9.2-3) 34式中 M——通过承台形心至各边边缘正交截面范围内板带的弯矩设计值;
Nmax——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合下三桩中最大基桩或复合基桩
竖向反力设计值;
sa——桩中心距;
c——方柱边长,圆柱时c=0.8d(d为圆柱直径)。
2)等腰三桩承台(图5.9.2(c))
M1?Nmax0.75(sa?c1) (5.9.2-4)
234?? M2?Nmax0.75(?sa?c2) (5.9.2-5)
234??式中 M1、M2——分别为通过承台形心至两腰边缘和底边边缘正交截面范围内板带的
弯矩设计值;
sa—— 长向桩中心距;
?——短向桩中心距与长向桩中心距之比,当?小于0.5时,应按变截面的二桩承
台设计;
c1、c2——分别为垂直于、平行于承台底边的柱截面边长。
5.9.3 箱形承台和筏形承台的弯矩可按下列规定计算:
1 箱形承台和筏形承台的弯矩宜考虑地基土层性质、基桩分布、承台和上部结构类型和刚度,按地基-桩-承台-上部结构共同作用原理分析计算;
41
2 对于箱形承台,当桩端持力层为基岩、密实的碎石类土、砂土且深厚均匀时;或当上部结构为剪力墙;或当上部结构为框架-核心筒结构且按变刚度调平原则布桩时,箱形承台底板可仅按局部弯矩作用进行计算;
3对于筏形承台,当桩端持力层深厚坚硬、上部结构刚度较好,且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时;或当上部结构为框架-核心筒结构且按变刚度调平原则布桩时,可仅按局部弯矩作用进行计算。
5.9.4 柱下条形承台梁的弯矩可按下列规定计算:
1 可按弹性地基梁(地基计算模型应根据地基土层特性选取)进行分析计算;
2 当桩端持力层深厚坚硬且桩柱轴线不重合时,可视桩为不动铰支座,按连续梁计算。 5.9.5 砌体墙下条形承台梁,可按倒置弹性地基梁计算弯矩和剪力,并应符合附录G的要求。对于承台上的砌体墙,尚应验算桩顶部位砌体的局部承压强度。
II 受冲切计算
5.9.6桩基承台厚度应满足柱(墙)对承台的冲切和基桩对承台的冲切承载力要求。 5.9.7 轴心竖向力作用下桩基承台受柱(墙)的冲切,可按下列规定计算:
1 冲切破坏锥体应采用自柱(墙)边或承台变阶处至相应桩顶边缘连线所构成的锥体,锥体斜面与承台底面之夹角不应小于45°(图5.9.7)。 2 受柱(墙)冲切承载力可按下列公式计算:
Fl??hp?0umfth0
(5.9.7-1)
Fl?F??Qi
(5.9.7-2)
?0?0.84
??0.2(5.9.7-3)
式中 Fl——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合下作用于冲切破坏锥体上的
冲切力设计值;
ft—— 承台混凝土抗拉强度设计值;
?hp——承台受冲切承载力截面高度影响系数,当h≤800mm时,βhp 取1.0,
h≥2000mm时,β
hp
取0.9, 其间按线性内插法取值;
um—— 承台冲切破坏锥体一半有效高度处的周长; h0——承台冲切破坏锥体的有效高度;
?0——柱(墙)冲切系数;
?——冲跨比,??a0/h0,a0为柱(墙)边或承台变阶处到桩边水平距离;
当λ<0.25时,取λ=0.25;当λ>1.0时,取λ=1.0;
F——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合作用下柱(墙)底的竖向荷
载设计值;
?Qi——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合下冲切破坏锥体内各基桩
或复合基桩的反力设计值之和。
3 对于柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力可按下列公式计算(图5.9.7):
Fl?2?ox(bc?aoy)??oy(hc?aox)?hpfth0 (5.9.7-4)
??式中
(5.9.7-3)求得,?0x?a0x/h0,?0y?a0y/h0;?0x、?0x、?0y—— 由公式
42
?0y 均应满足0.25~1.0的要求;
hc、bc —— 分别为x、y方向的柱截面的边长;
aox、aoy——分别为、y方向柱边离最近桩边的水平距离。
x
图5.9.7 柱对承台的冲切计算示意
4 对于柱下矩形独立阶形承台受上阶冲切的承载力可按下列公式计算(图5.9.7):
Fl?2?1x(b1?a1y)??1y(h1?a1x)?hpfth10
(5.9.7-5)
式中
???1x、?1y—— 由公式5.9.7-3求得,?1x?a1x/h10,?1y?a1y/h10;?1x、
?1y 均应满足0.25~1.0的要求;
h1、b1 —— 分别为x、y方向承台上阶的边长;
a1x、a1y——分别为x、y方向承台上阶边离最近桩边的水平距离。
对于圆柱及圆桩,计算时应将其截面换算成方柱及方桩,即取换算柱截面边长,换算桩截面边长bp?0.8d(d为圆桩直径)。 bc?0.8dc(dc为圆柱直径)
对于柱下两桩承台,宜按深受弯构件(lo/h<5.0,lo=1.15 ln,ln为两桩净距)计算受
弯、受剪承载力,不需要进行受冲切承载力计算。
5.9.8 对位于柱(墙)冲切破坏锥体以外的基桩,可按下列规定计算承台受基桩冲切的承载力:
1 四桩以上(含四桩)承台受角桩冲切的承载力可按下列公式计算(图5.9.8-1):
Nl??1x(c2?a1y/2)??1y?c1?a1x/2??hpfth0 (5.9.8-1)
???1x??1y?0.56 (5.9.8-2)
?1x?0.20.56 (5.9.8-3)
?1y?0.2 43
(a)锥形承台; (b)阶形承台
图5.9.8-1 四桩以上(含四桩)承台角桩冲切计算示意
式中 Nl——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合作用下角桩(含复合基桩)
反力设计值;
?1x,?1y——角桩冲切系数;
a1x、a1y—— 从承台底角桩顶内边缘引45°冲切线与承台顶面相交点至角桩内
边缘的水平距离;当柱(墙)边或承台变阶处位于该45°线以内时,则取由柱(墙)边或承台变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线(图5.9.8-1);
h0——承台外边缘的有效高度;
?1x、?1y——角桩冲跨比,?1x?a1xh0,?1y其值均应满足0.25~?a1yh0,
1.0的要求。
2 对于三桩三角形承台可按下列公式计算受角桩冲切的承载力(图5.9.8-2):
底部角桩:
Nl??11?2c1?a11??hptg ?11??12ftho (5.9.8-4)
0.56 (5.9.8-5) ?11?0.2
图5.9.8-2 三桩三角形承台角桩冲切计算示意
顶部角桩:
Nl??12?2c2?a12??hptg(5.9.8-6)
44
?22ftho
?12?式中
0.56 (5.9.8-7) ?12?0.2?11、?12 —— 角桩冲跨比,?11?a11/h0,?12?a12/h0,其值均应满足0.25~1.0
a11、a12——从承台底角桩顶内边缘引45°冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘
的水平距离;当柱(墙)边或承台变阶处位于该45°线以内时,则
的要求;
取由柱(墙)边或承台变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线。
3 对于箱形、筏形承台,可按下列公式计算承台受内部基桩的冲切承载力:
(a) (b)
5.9.8-3 基桩对筏形承台的冲切和墙对筏形承台的冲切计算示意
(a)受基桩的冲切 (b)受桩群的冲切
1)应按下式计算受基桩的冲切承载力(图5.9.8-3(a)):
Nl?2.8?bp?h0??hpfth0 (5.9.8-8)
2)应按下式计算受桩群的冲切承载力(图5.9.8-3(b)):
?Nli?2?0xby?a0y??oy?bx?a0x??hpfth0 (5.9.8-9) 式中
?????0x、?0y——由公式5.9.7-3求得, 其中?0x?a0x/h0,?0y?a0y/h0,?0x、
?0y均应满足0.25~1.0的要求;
桩的净反力设计值、冲切锥体内各基桩或复合基桩反力设计值之和。
Nl、?Nli——不计承台和其上土重,在荷载效应基本组合下,基桩或复合基
III受剪计算
5.9.9 柱(墙)下桩基承台,应分别对柱(墙)边、变阶处和桩边联线形成的贯通承台的斜截面的受剪承载力进行验算。当承台悬挑边有多排基桩形成多个斜截面时,应对每个斜截面的受剪承载力进行验算。
5.9.10 柱下独立桩基承台斜截面受剪承载力应按下列规定计算:
1 承台斜截面受剪承载力可按下列公式计算(图5.9.10-1):
V??hs?ftb0h0 (5.9.10-1)
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