地震作用下桩的抗剪承载力验算
八度抗震区高层建筑高强预应力管桩基础的应用
八度抗震区高层建筑高强预应力管桩基础的应用摘要:预应力混凝土管桩作为一种成熟的桩基础形式已越来越被大家所接受，其以施工速度快、长度易调整、质量较可靠、造价较合理、易于检测、现场清洁等优点，被广泛地应用于工业与民用建筑中。
但是我们知道，抗震设防烈度为8度及以上地区,不宜采用预应力混凝土管桩。
为了解决这一问题，本文介绍了预应力高强混凝土管桩的发展应用情况与存在问题,并提出了建议。
关键词:预应力混凝土管桩;8度抗震区;水平承载力近十多年来,预应力高强混凝土管桩在我国的生产与应用以惊人的速度迅速发展,生产管桩的企业10年内增加了近10倍。
国家标准图集“预应力混凝土管桩”03sg409,适用范围为非抗震区和抗震设防烈度6度、7度的地区,若使用于抗震设防烈度8度的地区,则需另行验算。
1 水平承载力的计算1.由桩身强度确定的水平承载力随着桩基工程应用的增多和普及,水平承载力深入研究,国内抗震宏观调查,除建于液化地基上的建筑,地基基础有较多失效报导外,地下室和桩的地震损坏远远小于上部结构。
桩基水平承载力的验算应考虑承台、地下室外墙侧面土的抗力也已进入有关规范的条文。
桩基设计,近年来一般只做桩的竖向静荷载试验和竖向承载力验算,不再做桩水平静荷载试验和桩水平承载验算,认为考虑承台、地下室外墙土的水平抗力后,桩的水平承载力已能满足抗震要求。
管桩的水平承载力,一由桩身强度决定,即桩身的抗剪承载力和抗裂弯矩。
二由管桩桩侧土的抗力决定的水平承载力,可由桩的水平静荷载试验确定或采用m法估算。
一般后者的抗力小于前者。
预应力管桩抗剪承载力设计值(vcs)、抗裂弯矩标准值(mk)与可用于8度地震区c型预制方桩的比较。
由以上两表计算结果分析可以得到如下结论:(1)预应力高强混凝土管桩,在水平地震力作用下,桩身抗裂弯矩除φ400×95a型桩外均高于可用于8度抗震的相近规格c类预制方桩。
预应力高强混凝土管桩不出现裂缝,预制方桩允许出现裂缝,裂缝宽度wmax≤0.2mm。
基础工程习题 (4)
基本概念练习题1.为评价填土的压实情况，在压实后应测定：(A)最优含水量；(B)压缩模量；(C)压实系数；(D)抗剪强度。
2.土质地基详细勘察对高层建筑（天然地基）控制性勘探孔的深度：(A)应达到基底下0.5～1.0倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层；(B)应能控制地基主要受力层，且不应小于基础底面宽度的5倍；(C)应超过地基变形计算深度；(D)应根据基底压力和基础宽度查表确定。
3.浅层平板载荷试验确定土的变形模量采用的方法是：(A)半理论半经验的方法；(B)经验方法；(C)假定半无限体表面为柔性板上作用竖向荷载的线弹性理论；(D)假定半无限体表面为刚性平板上作用竖向荷载的线弹性理论。
4.渗透试验可分为常水头试验和变水头试验：(A)常水头试验可适用于砂土；(B)常水头试验可适用于低渗透性的粘性土；(C)变水头试验可适用于低渗透性的粘性土；(D)变水头试验适用于砂土和粉土。
5.对于p～s曲线上存在明显初始直线段的载荷试验，所确定的地基承载力特征值：(A)一定是小于比例界限值；(B)一定是等于比例界限值；(C)一定是大于比例界限值；(D)上述三种说服都不对。
6.下列说法中有错误的是：(A)薄壁取土器可用于可塑状态的粘性土；(B)厚壁取土器几乎可用于各种状态的粘性土及粉土，只是所取土样的质量等级至多只达到Ⅱ级；(C)单动三重（或二重）管取土器可用于坚硬粘性土和密实砾砂；(D)双动三重（或二重）管取土器也可用于软岩中取样。
7.一般认为原生湿陷性黄土的地质成因是：(A)冲积成因；(B)洪积成因；(C)冰水沉积成因；(D)风积成因。
8.初步判断膨胀土的室内试验指标是：(A)压缩模量；(B)孔隙比；(C)粉粒含量；(D)自由膨胀率。
9.从下列确定基础埋置深度所必须考虑的条件中，指出错误的论述：(A)在任何条件下，基础埋置深度都不应小于0.5m；(B)基础的埋置深度必须大于当地地基土的设计冻深；(C)岩石地基上的高层建筑的基础埋置深度必须满足大于1/15建筑物高度以满足抗滑稳定性的要求；(D)确定基础的埋置深度时应考虑作用在地基上的荷载大小和性质。
桩身受弯和受剪承载力验算
地震作用下，桩身受弯和受剪承载力验算 以2＃楼CT10受X 方向地震作用为例：一、抗剪承载力：已知：ft=mm 2;fyv=360 N/mm 2kN h s A f bh f V sv yv t cs 91.321106.01.04004.036025.11046.0142.304.27.025.17.03232∴桩身抗剪承载力V ＝ kN二、桩身受弯承载力：查03SG409，桩身极限弯矩M u ＝148kN ·m ，桩身抗裂弯矩M cr ＝99kN ·m三、桩身最大弯矩值及剪力值：根据桩基规范附录：h m =2*(d+1)=2*+1)=3m基桩侧面h m 深度范围内存在两层不同的土（见地质报告）： m 1=10,h 1=2.3mm 2=,h 2=0.7m22212211)2(mh h h h m h m m ++== 桩身的计算宽度b 0：圆形桩，当直径d ≤1m 时，b 0＝（+）＝桩身抗弯刚度EI ：I 0＝434410*67.264)(m d D -=-πE c ＝*1010N/m 2EI ＝＝**1010**10-3＝·m 2672.050==EImb α 承台顶面处：M ＝ kN ·m ，H ＝ kN （详附图）根据附录，m kN l n H n M M ⋅=⨯+=+=240122.299122.28800kN n H H 25122.2990===645.02524672.000=⨯=H M α48.1422672.0>=⨯=h α，取0.4=h α 查附录表()056.1503.0645.0824.0503.00.11.11.1=---+=h ()275.11.1056.10.11.1425.1157.1157.1=---+=ⅡD m kN D H M ⋅===61.19275.1250max Ⅱ，<< 148 kN ·m,满足要求；kN H 250= << V = kN,满足要求。
《建筑工程抗震设防分类标准》疑问解答
如果仅有一、二根独立的框支柱，框支柱的抗震等级如何定？是否要按《高规》第10节复杂高层的要求进行内力调整？
解答：
如果仅有一、二根独立的框支柱，应按框支柱的要求进行构件设计，框支柱的抗震等级按“框支框架”要求取值，并按6.2.5和6.2.10条进行内力调整。
6.1.3-3嵌固部位
问题1：
地下商场和车库能否视为“地下室无上部结构部分”，按三级或四级抗震等级采取抗震构造措施？单层大面积地下车库，采用板柱-抗震墙结构，采用钢筋混凝土密肋楼盖、无梁楼盖或无粘结预应力楼盖。这类结构设计一般只在外墙和楼梯间处布墙，抗震墙间距有时达60~80米，对这类结构抗震墙间距应如何把握？这类地下建筑的抗震等级是否按《抗规》表6.1.2执行？
解答：
地下商场和车库上盖无建筑物时，可以视为“地下室无上部结构部分”按三或四级抗震等级采取抗震构造措施。但是，当地下商场面积很大，按照所容纳人数或营业面积判别，属于重点设防类（乙类）时，抗震等级宜适当提高。
除有特殊要求外，一般不对地下车库抗震墙间距做规定，抗震等级按《抗规》14.1条执行。
问题2：
单层地下车库上部有多栋高层剪力墙结构主楼，地下室采用板柱
4.1.8地形影响
问题：有一“校安工程”有三个台阶，均开阔平坦，地勘报告划分为“抗震一般地段”，是否应根据4.1.8条条文“坡降”计算出系数对水平地震影响系数予以增大；
解答：4.1.8条主要针对不利地段，除了要考虑稳定性外,尚应考虑地震作用的放大；对于一般地段无此要求。
5.2.3扭转效应
问题：《抗规》P323页5.2.3条的第3点“对于扭转刚度小的结构例如某些核心筒-外稀柱框架结构或类似结构……”这里的类似结构包括框架结构吗？这里说的Tθ>0.75Tx1，或Tθ>0.75Ty1均需考虑地震扭转效应，那几乎所有的结构都要考虑双向地震了，我们一般的扭转周期比控制都是0.9或者0.85，要达到0.75比较困难？
桩板式路基结构抗震性能分析
轴 。 本 次 计 算 模 型 采 用 MIDAS CIVIL
进行数值分析。其中桥面板采用板单元
模 拟 ，划 分 约 为 500mm×500mm 一 个
单元，有限元模型中以不同板厚来模拟
桩 顶 加 腋 部 分（50cm 厚）和 等 厚 部 分
（26cm 厚）；桩采用三维梁单元模拟下
PHC-500AB110 管桩抗剪承载力及偏
心受压承载力验算。
2
E2地震作用下反应分析结果
2.1关键节点最大位移
在 E2 地震的输入下，利用反应谱分
析方法，可以得到结构各关键节点的位
移响应，其结果见表 3。
2.2管桩控制截面最大地震内力
E2 地震作用的输入下，利用反应谱
分析方法，可以得到各桥墩关键截面的
桩板式路基结构抗震性能分析
方正东 1,2，窦巍 1,2，张浩 1,2
（1. 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽
2. 交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽
摘
岩土工程与地基基础
安徽建筑
作者简介：
方正东（1990-），男，2016年毕业于合肥工业
大学建筑与土木工程系，工学硕士，工程师，
从事桥梁结构设计工作。
213
1.9
249.3
152
213
1.4
桥墩（PRC管桩）抗剪验算
位置
工况
E2（纵向+竖向）
地震剪力
抗剪承载力
能力/需求
kN
kN
41
251
6.1
35
251
7.2
37
251
6.7
7
桥梁桩基抗震动力特性分析验算
桥梁桩基抗震动力特性分析验算摘要：模拟地震作用下，桥梁的桩土相互作用机理，从而对桩基进行抗震分析与抗震验算。
应用有限单元程序midas/civil与xtract软件分别建立有限元模型及桩基的弯矩与曲率关系，模拟地震作用时，桩基的动力特性反应，并检验是否满足设计与规范要求。
关键词：桥梁桩基抗震动力特性中图分类号：u4 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）06-0144-01桩基础在公路、铁路和城市桥梁工程建设中被普遍采用。
其抗震性能作为桥梁整体结构抗震中最重要的一项，对提高结构抗震性能，减轻震害有着重要的影响。
对桩基动态特性进行分析时，考虑桩土相互作用，根据m法对桩基土弹簧进行模拟，得出地震力作用下桩基础的水平力、弯矩以及剪力。
另外根据桩基的实际尺寸、配筋以及实际受力等状态拟定出桩基的弯矩与曲率关系图，计算出构件的承载值。
从而与地震作用下的荷载对照，对桩基抗震进行精确的分析与验算。
1、工程概述巢湖市跨后河河口大桥上部结构为（42.5+69.48+42.5）m变截面连续梁，由中间单箱双室梁及两侧单箱单室梁组成。
支座采用gxp 盆式支座，下部结构桥墩和桩基础采用c30混凝土，普通钢筋采用r235和hrb335钢筋。
1号、2号墩桩基长35m，直径1.3m。
地基土层从上之下有，粉质粘土层，细砂层，卵石层、漂卵石层以及强分化千枚岩层。
2、有限元模型分析与验算2.1 结构抗震模型前处理全桥的各构件共有1700个单元，1703个节点构成。
盆式橡胶支座考虑初始刚度影响，依据规范《公路桥梁抗震细则 jtgb02-01-2008》6.3.7条计算和取值，采用弹性连接模拟。
桩土相互作用用土弹簧模拟，忽略阻尼和刚度特性的影响。
根据地基土层特性，通过“m”法计算桩基节点弹性支撑的顺桥向刚度与横桥向刚度。
巢湖市地震基本烈度为ⅶ度，地震反谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度值为0.10g，模态叠加时采用cqc法。
最全面的桩基计算总结
最全面的桩基计算总结桩基础计算一.桩基竖向承载力《建筑桩基技术规》5.2.2 单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定：Ra=Quk/K式中Quk——单桩竖向极限承载力标准值；K——安全系数，取K＝2。
5.2.3对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。
5.2.4对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值： 1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物；2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物；3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；4 软土地基的减沉复合疏桩基础。
当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时，沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时，不考虑承台效应，取η=0。
单桩竖向承载力标准值的确定：方法一：原位测试1.单桥探头静力触探（仅能测量探头的端阻力，再换算成探头的侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规》5.3.32.双桥探头静力触探（能测量探头的端阻力和侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规》5.3.4方法二：经验参数法1.根据土的物理指标与承载力参数之间的关系确定单桩承载力标准值《建筑桩基技术规》5.3.52.当确定大直径桩(d>800mm）时，应考虑侧阻、端阻效应系数，参见5.3.6钢桩承载力标准值的确定：1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.7混凝土空心桩承载力标准值的确定：1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.8嵌岩桩桩承载力标准值的确定：1.桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。
后注浆灌注桩承载力标准值的确定：1.承载力由后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值、后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值，后注浆总极限端阻力标准值；特殊条件下的考虑液化效应：对于桩身周围有液化土层的低承台桩基，当承台底面上下分别有厚度不小于1.5m、1.0m 的非液化土或非软弱土层时，可将液化土层极限侧阻力乘以土层液化折减系数计算单桩极限承载力标准值。
《建筑结构抗震设计》课后习题全解(王社良版)
第一章绪论1.1地震按其成因分为哪几种类型？按其震源的深浅又分为哪几种类型？构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震。
深浅：构造地震可分为浅源地震（d<60km）、中源地震(60 –300km)，深源地震(>300km)1.2什么是地震波？地震波包含了哪几种波？各种地震波各自的传播特点是什么？对地面和建筑物的影响如何？地震波：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量。
是一种弹性波，分为体波（地球内部传播）、面波（地球表面传播）。
体波：分为纵波（p波）：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向一致。
特点是：周期短，振幅小；影响：它使地面发生上下振动，破坏性较弱。
橫波（s波）：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向垂直。
特点是：周期长，振幅大。
影响：它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强，。
面波：分为洛夫波（L波）：传播时将质点在与波前进方向相垂直的水平方向上作蛇形运动。
影响：其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。
地震波的传播速度：纵波＞横波＞面波橫波、面波：地面震动猛烈、破坏作用大。
地震波在传播过程中能量衰减：地面振动减弱、破坏作用逐渐减轻。
地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。
地震发生时，震源区的介质发生急速的破裂和运动，这种扰动构成一个波源。
由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及表层各处传播开去，形成了连续介质中的弹性波。
1.3什么地震震级？什么是地震烈度和基本烈度？什么是抗震设防烈度？地震震级：表示地震本身强度或大小的一种度量指标。
地震烈度：指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。
基本烈度：在一定时期内（一般指50年），某地区可能遭遇到的超越某一概率的最大地震烈度。
抗震设防烈度：就是指指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。
1.4什么是多遇地震和罕遇地震？多遇地震一般指小震，50年可能遭遇的超越概率为63％的地震烈度值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
d0= d1= C c= h= AS= ES= b0= EC= ft=
ae= ρg= W0= I0= EI=
5.131578947 0.002832958 0.005575153 0.000947776 30613163.7
单桩水平承载力特征值计算 桩的水平变形系数(1/m) 桩顶水平位移系数 桩顶允许位移(mm) 单桩水平承载力特征值(KN) 单桩水平承载力特征值(KN)(考虑地震) 单桩水平承载力设计值(KN) 桩身抗剪承载力(KN) 单桩水平承载力设计值(KN) 判断是否满足要求 а= γx= х0a= Rha= Rha= 1.25Rha= 1.75ftbh0/(λ+1)= min(1.75ftbh0/(λ+1),1.25Rha) 0.680123685 2.441 10 29.59139196 44.38708793 36.98923994 140.034048 36.98923994 不满足要求 根据混凝土结构设计规范式
桩身参数 圆桩(0)或方桩(1) 桩径或桩的边长(m) 桩内径(m) 桩身混凝土强度等级 桩保护层厚度(mm) 桩长(m) 桩中所配钢筋的面积(mm2) 钢筋弹性模量(N/mm2) 桩身的计算宽度(m) 混凝土弹性模量(N/mm2) 混凝土抗拉强度(N/mm2) 桩身计算参数 钢与混凝土弹性模量比值 配筋率 桩身换算受拉边缘的截面模量(m3) 桩的换算截面惯性矩(m4) 桩身抗弯刚度(N.m2) 土层计算参数 桩侧土水平抗力系数的比例系数(MN/m4) m= 4.5 根据地勘桩顶所在土层情况 0 0.4 0.24 80 30 30 356 195000 0.99 38000 2.22
地震作用下桩的水平承载力是否满足计算书
表中黄色阴影部分为计算输入参数 单桩所受水平力计算 承台所受的总水平地震作用设计值(KN) 建筑物地上部分高度(m) 基础埋深(m) 总桩数(根) 桩身所受的总水平力(KN) 单桩所受水平力(KN) FE= hb= df= n= 44.51871658 此值为基底地震剪力
所在土层情况，查桩基规范表5.7.5,也可采用桩侧范围内2(d0+1)土的情况加权平均取值
土结构设计规范式7.5.12计算