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混凝土结构
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单桩水平承载力设计值 Rh:ZH-1
1、基本资料:
桩类型:桩身配筋率ρg<0.65%的灌注桩 桩顶约束情况:固接
截面类型:圆形截面 桩身直径 d = 1000mm
混凝土强度等级 C30 Ft = 1.50N/mm Ec = 30000N/mm
桩身纵筋 As = 2614mm 净保护层厚度 c = 50mm
钢筋弹性模量 Es = 200000N/mm
桩入土深度 h = 10.000m
桩侧土水平抗力系数的比例系数 m = 14MN/m4
桩顶竖向力 N = 2000.0kN
设计时执行的规范:
《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94) 以下简称 桩基规范
2、单桩水平承载力设计值计算:
(1)、桩身配筋率 ρg:
ρg = As / (π * d ^ 2 / 4) = 2614/(π*1000^2/4) = 0.33%
(2)、桩身换算截面受拉边缘的表面模量 Wo:
扣除保护层的桩直径 do = d - 2 * c = 1000-2*50 = 900mm
钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值 αE = Es / Ec = 200000/30000 = 6.667
Wo = π * d / 32 * [d ^ 2 + 2 * (αE - 1) * ρg * do ^ 2]
= π*1.000/32*[1.000^2+2*(6.667-1)*0.33%*0.900^2] = 0.101m
(3)、桩身换算截面积 An:
An = π * d ^ 2 / 4 * [1 + (αE - 1) * ρg]
= π*1.000^2/4*[1+(6.667-1)*0.33%] = 0.80m
(4)、桩身抗弯刚度 EI:
桩身换算截面惯性距 Io = Wo * d / 2 = 0.101*1.000/2 = 0.0506m4
对于钢筋混凝土桩,EI = 0.85 * Ec * Io
EI = 0.85*30000*1000*0.0506 = 1289972.811kN/m
(5)、桩的水平变形系数 α 按下式确定:
α = (m * bo / EI) ^ 1 / 5 (桩基规范5.4.5)
对于圆形桩,当直径 d ≤ 1m 时,bo = 0.9 * (1.5 * d + 0.5)
bo = 0.9*(1.5*1.000+0.5) = 1.800m
α = (14000*1.800/1289972.811)^1/5 = 0.4552(1/m)
(6)、桩顶(身)最大弯矩系数 νm:
桩的换算埋深 αh = 0.4552*10.000 = 4.552
查桩基规范表5.4.2得:νm = 0.926
(7)、其余参数:
桩截面模量塑性系数 γm = 2.00 (圆形截面)
桩顶竖向力影响系数 ζN = 0.5 (竖向压力)
(8)、单桩水平承载力设计值 Rh:
对于桩身配筋率ρg<0.65%的灌注桩,可按下列公式计算单桩水平承载力设计值 Rh:
Rh = α * γm * ft * Wo / νm * (1.25 + 22 * ρg) * (1 ± ζN * N / γm / ft / An)
(桩基规范5.4.2-1)
= 0.455*2*1500*0.101/0.926*(1.25+22*0.33%)*(1+0.5*2000.0/2/1500/0.80)
= 279.6kN
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