中南大学基础工程课程设计报告

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(2)基础额变形系数

??5mb0 EI其中:桩截面惯性矩I??d464?0.0491m4

C30混凝土受压弹性模量EC?3.2?104MPa

EI?3.2?107?0.0491?1.57KPa/m4

假定桩为弹性桩,则其计算深度:hm=2(d+1)=2(1.05+1)=4.1m

m1h12+m2(2h1+h2)h2 hm深度内存在两层不同的土,则m的换算公式为:m=2hm其中:m1?6000KN/m4,h1?2.52m;m2?8000KN/m4,h2?1.58m,则

m1h12?m2(2h1?h2)h2 m?2hm6000?2.522?8000?(2?2.52?1.58)?1.584 ??7244.45KN/m24.1故桩的变形系数:??5mb0?57244.45?1.48?0.369m?1

EI1.57?106桩的换算入土深度:?l?0.369?40?14.76?2.5,则桩为弹性桩,假设成立。

3. 计算单桩桩顶刚度?1、?2、?3、?4

?1?1l0??l1?AEC0A0

其中 l0?0,l?40m,E?3.2?104MPa,A??d2?0.785m2,??0.5 428o?10.82m?3m(相邻中心距)故: 因A0的直径D?d?2ltan?1?2*40*tan44 A0??D24???324?7.069m2

因l?40m?10m,故C0?m0l?ml?7244.45?40?289778KN/m3

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从上得?1?1l0??l1?AEC0A07?10?0.5?401?0.785?3.2?107289778?7.0694?7.79?105

又?l0?0,,EI?3.2?10?0.0491?1.57KPa/m

393查表有YH=1.064,YM?0.985,?M?1.484 故?2??3EIYH?0.3933?1.57?106?1.064?1.014?105KN?m

?3??2EIYM?0.3932?1.57?106?0.985?2.388?105KN

?4??EI?M?0.393?1.57?106?1.484?9.157?105KN?m/rad

4. 计算承台刚性系数

?bb??ni?1?n?1?8?7.79?105?6.232?106KN/m

?aa??ni?2?n?2?8?1.014?105?8.112?105KN?m

?????????n?3??8?2.388?105??1.910?106KN

?3? ?????ni?4??ni?1xi?8?9.157?10?8?7.79?10???

?2??2.132?107KN?m/rad2552 对于低承台桩基,承台处于软塑砂粘土中,因此,承台的计算宽度为:

B0?b+1=11.2+1=12.2m,Ch?mh?6000*2.98?17880KN/m3 ?aa??aa?B0???????'????''Chh1?8.112?105?12.2?17880?2.98??1.136?106KN?m 222Ch1?B0h??1.910?106?12.2?17880?2.982???1.587?106KN663

???????

'Ch1?B0h?2.132?107?12.2?17880?2.983??2.613?107KN?m/rad1212 5. 计算承台底面形心处的位移a,b,?

桩基为竖直桩基,桩群对称布置,?ba??b???ab???a?0,则有:

????a???H a?aab?bb?N

?a???????M a?? word完美 整理版

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N?化简后可得:b?

?bba??????H??a???M?aa???????a??2?aa??M??a???H?aa???????a??2

??

(1)荷载情况1:双线、纵向、二孔重载

N=18629.07 KN, H=341.5 KN, M=4671.75KN?m

N18629.07??4b???7.129?10m7?bb2.613?10

a??????H??a???M?aa???????a??22.613?107?341.5?1.587?106?4671.75?4 ??6.014?1021.136?106?2.613?107?(?1.587?106)???aa??M??a???H?aa???????a??2

1.136?106?4671.75?1.587?106?341.5??2.153?10?4rad 67621.136?10?2.613?10?(?1.587?10)(2)荷载情况2:双线、纵向、一孔重载

N=17534.94KN, H=341.5KN, M=4762.57KN?m

N17534.94?3??2.813?10b?=m 6?bb6.232?10a??????H??a???M?aa???????a??2

2.613?107?341.5?1.587?106?4762.57?4??6.067?10m 67621.136?10?2.613?10?(?1.587?10)???aa??M??a???H?aa???????a??2

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1.136?106?4762.57?1.587?106?341.5?4??2.191?10rad 67621.136?10?2.613?10?(?1.587?10)四、墩身弹性水平位移δ计算

假定墩帽、托盘和基础部分产生刚性转动,将墩身分为四个部分,(由于墩身4-5段下部分在土中,故将其分为两段,只计算土上部分风力),分别计算它们所受的风荷载,桥上有车时的风压强度W=800Pa,纵向水平风力等于风荷载强度乘以迎风面积,分别计算出四部分的上下底边长及中线长,然后计算出各个截面的弯矩,再求和即可得到托盘底面所受的总弯矩。 1. 墩顶外力和纵向风力引起的力矩 (1)墩顶外力:双线、纵向、二孔重载 H=253.44KN, M=893.16KN?m

(2)墩帽所受风力:H墩帽?7.5?0.6?0.8?3.6KN

作用点离墩帽底面的距离为l墩帽?0.3m

(3)托盘所受风力:H托盘?(7.1?5.9)?0.5?1.5?0.8?7.8KN

作用点离托盘底面的距离为l托盘?h?(a?2b)1.5?(5.9?2?7.1)??0.773m

3?(a?b)3?(5.9?7.1)其中短边a?5.9m,长边b?7.1m

(4)墩身所受风力: H墩身1-21?(5.9?6.02)?3??0.8?14.304KN,

21?0.8?14.592KN, 2 H墩身2-3?(6.02?6.14)?3? H墩身3?4?(6.14?6.26)?3??0.8?14.88KN

121 H墩身4?5?(6.26?6.34)?2.02??0.8?10.181KN 2 作用点离墩身底面的距离为: l l墩身1-2?3?3?(5.9?2?6.02)?1.49m

3?(5.9?6.02)墩身2-3?3?3?(6.02?2?6.14)?1.5m

3?(6.14?6.02) word完美 整理版

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l l

墩身3-4?3?3?(6.14?2?6.26)?1.5m

3?(6.14?6.26)2.02?(6.26?2?6.34)?1.01m

3?(6.26?6.34)墩身4-5?2.02?

示意图如图4所示:

图4 纵向风力示意图

计算由墩顶外力和纵向风力引起的弯矩,计算结果如下表。

墩身各截面弯矩值计算表 截面位置 项目 墩顶弯矩 墩顶水平力 墩帽风力 托盘风力托盘顶 0-0 893.16 152.064 1.08 0 墩身 1-1 893.16 532.224 6.48 6.029 墩身 2-2 893.16 1292.544 17.28 29.429 墩身 3-3 893.16 28.08 52.829 墩身 4-4 893.16 38.88 76.229 墩身 5-5 893.16 46.152 91.985 2052.864 2813.184 3325.133 word完美 整理版

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