柱下桩承台冲切的正确计算方法

以五桩承台算例分析阐明柱下桩承台冲切的正确计算方法。

问题及分析：

《地基规范》8.5.19及《桩基规范》5.9.7，冲切破坏锥体应自柱边可承台变阶外至相应桩顶边缘连线构成的锥体，锥体与承台底面夹角不小于45度。对某些情况下，满足上述条件的冲切锥可能存在多个，规范未明确说明需要计算哪个，所有很多工程师根据一般经验直接取最小破坏锥体来计算，但实际上最小破坏锥体可能不是最不利破坏锥体，应计算所有潜在破坏冲切锥，按最不利破坏冲切锥来进行设计。

柱对承台冲切，参见《桩基规范》（JGJ 94-2008）5.9.7：

设计实例

参见 刘金波 主编《建筑结构新规范系列培训读本 - 建筑桩基技术规范理解与应用》例9.3.2，五桩承台计算。

分析软件：

采用理正CAD云或理正结构工具箱中的独立桩承台。

计算分析步骤：

1. 按模型输入参数

由于只需要进行承台冲切计算，只需要输入以下红框内关键参数即可。

柱底荷载不括承台及覆土重，交互值按例题荷载值减承台及覆土重考虑。

钢筋合力点距离由于软件没有区分X、Y向配筋上下侧关系，按例题平均值（80+60）/2=70mm考虑。

2. 计算

点【计算】进行桩承台计算。

3. 结果查询及对比

点【结果查看】，选择【柱冲切】简图，点【详细】即可查看详细计算书结果

经比较柱冲切结果与例9.3.2冲切力是一致的，但抗冲切力不一致，分析主要是以下两个原因造成的：

1） 冲切锥取法不一样，例9.3.2中按最小冲切锥计算，程序按最不利冲切锥计算（主要原因）

2） 例9.3.2中X、Y向钢筋合力点至混凝土外边距离分别考虑

4. 手算分析对比

按下图三种潜在冲切破坏锥分别计算抗冲切力。

下表是三种潜在冲切破坏锥分别按钢筋合力点不同方式考虑的计算结果

从上表看按X、Y钢筋合力点分别考虑计算时，X向45度冲切时为最不利抗冲切力最小；X、Y向钢筋合力点按平均值考虑时X、Y向45度冲切结果与程序一致。

结论

通过以上分析柱下桩承台冲切应考虑满足规范冲切锥要求的潜在冲切锥并按最不利冲切锥考虑计算，在X、Y向钢筋合力点按相同值考虑时，理正独立桩承台计算结果是可信的。