桩身受弯和受剪承载力验算(汇编)
结构施工图设计注意避免违反的几条规范条文
结构专业常见问题汇编一、混凝土结构图纸总说明中必须校核和注明的规范条文：1.主体结构设计使用年限。
注：《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）第1.0.5条（强条）。
2. 建筑抗震设防类别和建筑抗震设防烈度。
注：《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第3.1.1条（强条）。
《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）第3.0.2条（强条）另：GB50223-2008第3.0.3条要求重点设防类建筑应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施。
其中抗震措施包括抗震计算时的内力调整措施和各种抗震构造措施，具体体现在按抗震设防烈度提高一度后确定建筑结构的抗震等级，并根据抗震等级进行相关的抗震计算和采取相应的构造措施，但地震作用仍按原设防烈度相关参数计算。
对于特殊设防类建筑，除应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施外，同时应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
3.建筑结构安全等级和地基基础安全等级注：《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）第1.0.8条和《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第3.0.5.5条（强条）。
4.地基基础设计等级或建筑桩基设计等级。
注：a.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第3.0.1条，取值错误易造成违反第3.0.2条（强条）。
b.《建筑桩基设计规范》（JGJ 94-2008）第3.1.2条，取值错误造成违反第3.1.4条（强条）。
设计等级取值的正确性与否和沉降验算、单桩承载能力的确定、检测桩的数量等参数关系密切。
5.地下室或无地下室建筑电梯井地下部分的防水等级及其所采用的相应的防水措施。
注：《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）第3.1.4（强条）和3.2.1条（强条）。
6.建筑±0.000标高所对应的绝对标高。
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。
桩的受力验算
1 第四章桩基础的设计计算1．本章的核心及分析方法本节将介绍考虑桩与桩侧土共同抵抗外荷载作用时桩身的内力计算，从而解决桩的强度问题。
重点是桩受横轴向力时的内力计算问题。
桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。
目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。
以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。
我国公路、铁路在桩基础的设计中常用的“m”法、就属此种方法，本节将主要介绍“m”法。
2．学习要求本章应掌握桩单桩按桩身材料强度确定桩的承载力的方法，“m”法计算单桩内力的各种计算参数的使用方法，多排桩的主要计算参数及其各自的含义。
掌握承台计算方法,群桩设计的要点及注意事项,了解桩基设计的一般程序及步骤。
本专科生均应能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。
第一节单排桩基桩内力和位移计算一、基本概念（一）土的弹性抗力及其分布规律1．土抗力的概念及定义式（1）概念桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移及转角，2使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力zx σ，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。
土的这种作用力称为土的弹性抗力。
（2）定义式z zx Cx =σ （4-1）式中： zx σ——横向土抗力，kN/m 2； C ——地基系数，kN/m 3；z x ——深度Z 处桩的横向位移，m 。
2．影响土抗力的因素（1）土体性质 （2）桩身刚度 （3）桩的入土深度（4）桩的截面形状 （5）桩距及荷载等因素 3．地基系数的概念及确定方法 （1）概念地基系数C 表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，单位为kN/m 3或MN/m 3。
（2）确定方法地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。
桩基础承载力验算
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桩基础图示
盖梁
柱 一般冲刷线
局部冲刷线
系梁
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桩
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2、单桩容许承载力的计算
V' =U/2∑liτi+λm0 A[σ0] +K2 γ2 (h-3)
li ——各层土的厚度 τi——各层土的极限抗剪强度 U ——桩周长
K2——查表2-5 γ2——土的容重（多层土时取加权平均值） A ——桩底面积
桩基础承载能力验算
提纲
1、桩基础设计的内容 2、确定桩长的程序
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一、桩基础设计内容
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1、根据单桩承载力确定桩的长度
2、桩身强度验算： a.求桩身弯矩图，定出桩身最大弯矩值;
b.求出弯矩相应截面位置和相应轴力， 配置钢筋验算截面强度。
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二、确定桩长的程序
1、柱桩
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1、单桩最大竖向力的计算
设最大冲刷线以下桩长为h，一般冲刷线以下桩长为h3， h3=h+ɑ，ɑ为常数，取3米。
单桩最大竖向力V
V=N1+N2+N3+N4+N5+ qh/2
2024/6—盖梁自重反力 N3——系梁自重反力 N4——一根墩柱自重反力 N5——计算柱顶最大垂直反力时活载产生的
将桩底直接放在基岩上 从而确定桩的长度。
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2、摩擦桩
需要根据单桩的承载力 来确定桩的长度。
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对于摩擦桩，则需要根据单桩的承载力来 确定桩的长度。所以，根据不同的地质条件， 在适宜的深度存在基岩时应采用柱桩形式。当 基岩埋藏较深时，则应考虑采用摩擦桩形式。 对于摩擦桩，桩长的计算程序为：
承台抗弯及抗剪强度验算
承台计算
一、桩顶处的局部受压验算
二、桩对承台的冲剪验算 三、承台抗弯及抗剪强度验算
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1一Βιβλιοθήκη 桩顶处的局部受压验算桩顶作用于承台混凝土的压力，如不考虑桩身与承 台混凝土间的粘着力，局部承压时，按下式计算： P’i≤βAc Rja /γm 式中：P’I — 承台内一根基桩承受的最大计算的轴向力 （kN）且P’I=γsoψΣγsiPi，其中结构重要性系数γso 、荷载组合系数ψ、荷载安全系数Σγsi可查《公路砖 石及混凝土桥涵设计规范》取用，Pi为桩的最大轴向力; γm — 材料安全系数，凝土为l.54； Ac— 承台内基桩桩顶横截面面积; Rja— 混凝土抗压 极限强度； β —局部承压时Rja的提高系数规范有规定计算方法。
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三、承台抗弯及抗剪强度验算
(二)承台抗剪切强度验算 承台应有足够的厚度，防止沿墩身底面边缘 Ⅰ-Ⅰ及Ⅱ-Ⅱ截面处产生剪切破坏(如图)。在各截 面剪切力分别为m1 P1 ，及m2P2，按此验算承台厚 度，必要时在承台纵桥向及横桥向配置抗剪钢筋网 或加大承台厚度。在验算承台强度时，承台厚度可 自顶面算至承台底层钢筋网。 桩柱式墩台，一般应将桩柱上盖梁视为支承在 桩柱的单跨或多跨连续受弯构件计算并配筋和验算 截面强度，以保证其抗弯、抗剪结构强度和位移、 裂缝等。 back
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一、桩顶处的局部受压验算
结果不符合上式要求 ，应在承台内桩的顶 面以上设置1一2层钢 筋网，钢筋网的边长 应大于桩径的2.5倍， 钢筋直径不宜小于 l2mm，网孔为 100×100mm左右如 左图。
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二、桩对承台的冲剪验算
桩顶到承台顶面t0，应根据桩顶对承台的冲 剪强度，按下试近似计算确定： t0≥P’jγm/umRjj 式中： um —承台受桩冲剪，破裂锥体的平均周长 ，且um =(u1+u2)/2
桩的验算
三）、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
1. 桩顶竖向力的计算依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条。
其中n──单桩个数，n=4；F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=619.2kN；G──桩基承台的自重，G= =1089kN ；Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1552kN.m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=4.5/2=2.25m；Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN)；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，最大压力：N=(619.2+1089)/4+1552×2.25/(4×2.25)=815.05kN。
2. 矩形承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。
其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取B/2-a/2-=1.625m；N i1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=815.05-1089/4=542.8kN/m2；经过计算得到弯矩设计值：Mx1=My1=2×542.8×1.625=1764.1kN.m。
（四）、矩形承台截面主筋的计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。
式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0。
fc──混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2；ho──承台的计算高度Hc-50.00=1150.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：αs=1764.1×106/(1.00×14.30×5500.00×1150.002)=0.004；ξ =1-(1-2×0.004)0.5=0.004；γs =1-0.004/2=0.998；Asx =Asy =460.30×106/(0.998×1250.00×300.00)=1230.00mm2。
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=1.43N/mm 2;fyv=360 N/mm 2kN h sA f bh f V sv yv t cs 91.321106.01.04004.036025.11046.0142.304.27.025.17.0323200∴桩身抗剪承载力V ＝321.912 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C.0.2：h m =2*(d+1)=2*(0.5+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=9.9,h 2=0.7m22212211)2(mh h h h m h m m ++==9.96 桩身的计算宽度b 0：圆形桩，当直径d ≤1m 时，b 0＝0.9（1.5d+0.5）＝1.125 桩身抗弯刚度EI ：I 0＝434410*67.264)(m d D -=-πE c ＝3.6*1010N/m 2EI ＝0.85E c I 0＝0.85*3.6*1010*2.67*10-3＝81.7MN ·m 2672.050==EImb α 承台顶面处：M ＝288.2 kN ·m ，H ＝299.2 kN （详附图） 根据附录C.0.2，C.0.1m kN l n H n M M ⋅=⨯+=+=240122.299122.28800 kN n H H 25122.2990===∴645.02524672.00=⨯=H M α 48.1422672.0>=⨯=h α，取0.4=h α查附录表C.0.3-5()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 = 221.58 kN,满足要求。
桩基抗弯验算规则
桩基抗弯验算规则
桩基抗弯验算规则是指在桩基承受外力作用时，判断其抗弯能力是否满足要求的规则。
一般情况下，桩基在受到弯矩作用时，会产生一定的弯曲变形和应力，为了保证桩基的安全性和稳定性，需要进行抗弯验算。
抗弯验算规则一般包括以下几个方面：
1.确定桩基的外力作用：包括垂直荷载、水平荷载、风荷载等
的大小和作用点的位置。
2.计算桩基的抗弯承载力：根据桩的几何形状、材料强度和桩
土相互作用的特性，采用适当的计算方法计算桩基的抗弯承载力。
3.比较抗弯承载力和外力作用：将桩基的抗弯承载力与外力作
用进行比较，判断是否满足设计要求。
若抗弯承载力大于外力作用，桩基可以满足要求；若抗弯承载力小于外力作用，则需要采取相应的措施，如增加桩的尺寸、改善桩土相互作用等，以提高桩基的抗弯能力。
需要注意的是，在抗弯验算中还应考虑桩基的变形控制要求，以及桩身的稳定性、锚固性等方面的问题，从而综合考虑和评估桩基的抗弯能力。
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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=1.43N/mm 2;fyv=360 N/mm 2
kN h s A f bh f V sv yv t cs 91.321106.01.04004.036025.1104
6.0142.304.2
7.025.17.03232
∴桩身抗剪承载力V ＝321.912 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C.0.2：
h m =2*(d+1)=2*(0.5+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=2.3m
m 2=9.9,h 2=0.7m
22212211)2(m
h h h h m h m m ++==9.96 桩身的计算宽度b 0：
圆形桩，当直径d ≤1m 时，b 0＝0.9（1.5d+0.5）＝1.125
桩身抗弯刚度EI ：
I 0＝434410*67.264)(m d D -=-π
E c ＝3.6*1010N/m 2
EI ＝0.85E c I 0＝0.85*3.6*1010*2.67*10-3＝81.7MN ·m 2
672.050==EI mb α
承台顶面处：M ＝288.2 kN ·m ，H ＝299.2 kN （详附图）
根据附录C.0.2，C.0.1
m kN l n H n M M ⋅=⨯+=+=240122.299122.28800
kN n H H 25122.2990=== ∴
645.02524672.00
0=⨯=H M α 48.1422672.0>=⨯=h α，取0.4=h α
查附录表C.0.3-5
()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 = 221.58 kN,满足要求。
以上计算已能满足要求，无需再考虑RE γ。