【原】受水平荷载的桩基计算书（附参数讲解）

受水平荷载的桩基计算书

项目名称_____________构件编号_____________

设    计_____________校   对_____________审核_____________

计算时间  2016年3月1日（星期二）20:07

一、设计资料

1.荷载参数

      水平力: H = 55.20 kN

      弯矩: M = 1340.90 kN·m

注：此两项均读取塔脚反力基本组合（与钢筋有关的取基本组合）

      竖向力: N+G = 712.60 kN

2.基桩参数

      桩截面类型: 圆桩    非扩底

      桩身截面直径: d = 2000.00 mm

      桩长: L = 12.90 m

      承载力性状: 摩擦端承桩

      桩底嵌固形式: 支承于非岩石类土中

3.桩身材料

      桩形式: 混凝土桩

      混凝土等级: C30

4.桩基设计基本参数

      是否抗震设防: 否

5.桩基平面布置

      是否矩形布桩: 否

      承台坐标

承台角点	x坐标(m)	y坐标(m)
Point 1	0.00	0.00
Point 2	0.00	3.00
Point 3	3.00	3.00
Point 4	3.00	0.00

基桩坐标

基桩	x坐标(m)	y坐标(m)
Pile 1	1.50	1.50

6.承台参数

      承台底标高: 20.70 m

      承台效应系数: ηc = 0.50

7.岩土性能

	层号	岩土名称	内摩擦角φ(°)	摩擦系数μ	比例系数m(MN/m 4)	lN	抗压强度frk(Mpa)
1	1	填土	20.00	0.25	10.00	---	---
2	2	粉土	36.00	0.36	10.00	---	---
3	3	细砂	36.00	0.36	10.00	---	---
4	4	粉土	36.00	0.36	10.00	---	---

8.勘探孔

      天然地面标高: 21.00 m

	层号	岩土名称	层厚(m)	层底埋深(m)
1	1	填土	6.80	6.80
2	2	粉土	3.20	10.00
3	3	细砂	0.60	10.60
4	4	粉土	11.40	22.00

二、计算过程

1.基本参数

      承台露出地面的长度:

            l₀ = 承台底标高 - 天然地面标高 = 20.70 - 21.00  = -0.30 m < 0 m

            取l₀ = 0 m

      地基土水平抗力系数的比例系数:

            影响深度h _m = 2 × (2.00 + 1) = 6.00 m

            影响深度范围内土层数n = 1

            m= m₁ = 10000.00 kN/m⁴

      桩身抗弯刚度:

            EI= Ec × I = 30000000.00 × 0.78540 = 23561944.9013 kN·m²

      水平变形系数:

            桩身计算宽度: b ₀ = 0.9(d + 1) = 0.9 × (2.00 + 1) = 2.70 m

      桩身轴向压力传递系数: x_N = 1.00

      承台侧面地基土水平抗力系数:

            C_n= 10000.00 kN/m³

      桩底面地基土竖向抗力系数:

            C₀= 129000.00 kN/m³

      承台底地基土竖向抗力系数:

            C_b= 5000.00 kN/m³

2.计算方法

      类型: 单桩基础

      1.确定基本参数

            1).地基土水平抗力系数的比例系数m = 10000.00 kN/m⁴

            2).桩身抗弯刚度EI= 23561944.90 kN·m²

            3).水平变形系数a = 0.26 1/m

            4).桩底截面惯性矩

            5).  B₃D₄- B₄D₃ = 72.0861

            6).  B₂D₄- B₄D₂ = 79.5894

            7).  A₃B₄- A₄B₃ = 28.4432

            8).  A₂B₄- A₄B₂ = 32.1938

            9).  A₃C₄- A₄C₃ = 50.2353

            10). A₂C₄- A₄C₂ = 56.7582

            11). A₃D₄- A₄D₃ = 47.1514

            12). A₂D₄- A₄D₂ = 53.1787

            13).当h> 2.5/a时 , 取K_h = 0

      2.地面处桩身内力

            弯矩:

            水平力:

      3.单位力作用于桩身地面处，桩身在该处产生的变位

            h_c= h × a = 12.90 × 0.26 = 3.33 m

            H₀= 1作用时 ,

                  水平位移: = 6.25e-006 m/kN

                  = 1.06e-006 1/kN

            M₀= 1作用时 ,

                  水平位移: d_HM = d_MH= 1.06e-006 1/kN

                  = 2.90e-007 1/kN·m

      4.地面处桩身的变位

            水平位移:

                  x₀= H₀d_HH + M₀d_HM = 55.20 × 6.25e-006 + 1340.90 × 1.06e-006 = 0.0018 m

            转角:

                  j₀ = - (H₀d_MH+ M₀d_MM) = - (55.20 × 1.06e-006 + 1340.90 × 2.90e-007) = -0.0004

      5.地面以下任一深度桩身内力

            弯矩:

            水平力:

      6.桩顶水平位移

            Δ = x₀ - j₀l₀+ Δ₀ = 0.0018 - (-0.0004) × 0.0000 + 0.0000 = 0.0018 m

      7.桩身最大弯矩及其位置

            由, ah= 3.3298查表C.0.3-5取得ay = 0.4659, D_II = 6.5670

            按规范直接计算所得的最大弯矩位置:

            按规范直接计算所得的最大弯矩:

三、桩身内力结果

      基桩 1 轴向力: 712.6000kN

            最大弯矩 1403.3536kN·m（此值用于桩身强度计算）

            最大剪力 -193.8717kN