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各位同学

我们在上几节学习了基桩的设计

今天

我们来学习承台的设计计算

承台将各基桩连接成整体

应有足够的强度和刚度

以便把上部结构的荷载传递给各桩

并将各单桩连接成整体

承台材料 形状

高度

底面标高和平面尺寸可以根据地质条件

施工技术条件

及构造要求等初步拟定

之后按承载能力极限状态下的基本组合

进行设计检算

主要包括

局部受压 抗冲切

抗剪和抗弯验算

1、局部受压验算

承台支承于桩顶之上

在桩顶形成局部受压作用面

忽略桩身与承台混凝土间的粘着力

桩顶处局部受压按下式验算

公式中 为结构重要性系数

根据结构的重要性

选取重要结构取1.1

一般结构为1.0

不重要结构

或临时结构取0.9

或临时结构取0.9

Nd为承载能力极限状态下

按荷载基本组合计算的桩顶最大荷载

为局部承压强度提高系数

计算方法详见公路钢筋混凝土

及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范

为混凝土轴心抗压强度设计值

如验算结果不符合上式要求

应在承台内桩的顶面以上设置1～2层钢筋网

2 冲切验算

首先让我们学习一下冲切与剪切的区别

冲切破坏是构件在荷载作用下

出现沿应力扩散角的破裂面

混凝土被拉坏

冲切和剪切的破坏机理类似

但剪切破坏面为平面

而冲切破坏面则为空间曲面

承台冲切包括两种情况

一是柱或墩台向下冲切承台

二是角桩和边桩向上冲切承台

首先我们看下柱或墩台

向下冲切承台的验算

冲切破坏锥体

采用自柱或

墩台边缘至相应桩顶边缘

连接构成的锥体

冲切按下式验算

式中

Fld为

作用于冲切破坏

作用于冲切破坏

棱体上的冲切力设计值

大小为冲切破坏锥体外所有基桩的反力之和

其它尺寸参数及冲切承载力参数如图所示

角桩和边桩向上冲切承台验算

与柱或墩台向下冲切验算类似

所不同的是

角桩向上沿两个斜截面冲切边桩

向上沿三个斜截面冲切

因此

验算公式中的系数也有所不同

如图所示

3、承台斜截面抗剪承载力验算

如前所讲

与冲切不同

剪切破坏沿单一斜截面发生

斜截面抗剪按下式计算

式中Vd为计算斜截面以外

各排桩最大剪力设计值的总和

其它参数如图所示

当承台的同方向可作出多个破坏斜截面时

应分别对每个斜截面进行抗剪承载力计算

需要强调的是

该公式两边的量纲不统一

计算时应严格按照符号说明中

各变量的单位量纲代入数据

4 承台抗弯承载力验算

根据承台的几何尺寸

抗弯验算分两种情况

一种是外排桩中心

距墩台身边缘大于承台高度

此时按“梁式体系”计算

另一种是外排桩中心距墩台身边缘

等于或小于承台高度

此时按“撑杆-系杆”体系计算

先看第一种情况

当外排桩中心距墩台身边缘大于承台高度时

承台墩身外侧部分视作悬臂梁

计算截面的弯矩按下式计算

第二种情况

当外排桩中心距墩台身边缘

等于或小于承台高度时

承台属短悬臂结构

墩身

基桩在承台内部的传力路径

可简化为“撑杆-系杆体系”

桩与桩之间部分形成系杆

受拉

按下式验算

墩身与桩之间形成撑杆

受压

按下式验算

验算时

应先检算系杆

根据计算出的系杆配筋量

确定承台底面的钢筋布置

之后才能确定撑杆的计算高度

进行撑杆验算

同学们

以上内容就是承台设计验算的全部内容

本节课到此结束

欢迎同学们在课下提问交流