矩形板式基础计算书(无桩)
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矩形板式基础计算书计算依据:1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-20092、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011一、塔机属性二、塔机荷载塔机竖向荷载简图1、塔机自身荷载标准值2、风荷载标准值ωk(kN/m2)3、塔机传递至基础荷载标准值4、塔机传递至基础荷载设计值三、基础验算矩形板式基础布置图基础及其上土的自重荷载标准值:G k=blhγc=4.5×4.5×1.25×25=632.81kN基础及其上土的自重荷载设计值:G=1.2G k=1.2×632.81=759.38kN荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:M k''=G1R G1+G2R Qmax-G3R G3-G4R G4+0.9×(M2+0.5F vk H/1.2)=42×22+3.8×11.5-19.8×6.3-128×11.8+0.9×(690+0.5×19.02×43/1.2)=260.26kN·mF vk''=F vk/1.2=19.02/1.2=15.85kN荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:M''=1.2×(G1R G1+G2R Qmax-G3R G3-G4R G4)+1.4×0.9×(M2+0.5F vk H/1.2) =1.2×42×22+3.8×11.5-19.8×6.3-128×11.8)+1.4×0.9×(690+0.5×19.02×43/1.2) =497.85kN·mF v''=F v/1.2=26.63/1.2=22.19kN基础长宽比:l/b=4.5/4.5=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
3#5710矩形板式基础计算书计算依据:1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-20092、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011一、塔机属性塔机竖向荷载简图1、塔机自身荷载标准值k矩形板式基础布置图G k=blhγc=5.5×5.5×1.25×25=945.31kN基础及其上土的自重荷载设计值:G=1.2G k=1.2×945.31=1134.38kN荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:M k''=G1R G1-G3R G3-G4R G4+0.5F vk'H/1.2=32.8×20.8-17.6×5.6-135×10.6+0.5×85.97×43/1.2=692.98kN·mF vk''=F vk'/1.2=85.97/1.2=71.64kN荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:M''=1.2×(G1R G1-G3R G3-G4R G4)+1.4×0.5F vk'H/1.2=1.2×(32.8×20.8-17.6×5.6-135×10.6)+1.4×0.5×85.97×43/1.2=1139.63kN·mF v''=F v'/1.2=120.36/1.2=100.3kN基础长宽比:l/b=5.5/5.5=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
W x=lb2/6=5.5×5.52/6=27.73m3W y=bl2/6=5.5×5.52/6=27.73m3相应于荷载效应标准组合时,同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩:M kx=M k b/(b2+l2)0.5=1001.04×5.5/(5.52+5.52)0.5=707.84kN·mM ky=M k l/(b2+l2)0.5=1001.04×5.5/(5.52+5.52)0.5=707.84kN·m1、偏心距验算(1)、偏心位置相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:P kmin=(F k+G k)/A-M kx/W x-M ky/W y=(454.2+945.31)/30.25-707.84/27.73-707.84/27.73=-4.79<0偏心荷载合力作用点在核心区外。
矩形格构式基础计算书计算依据:1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-20092、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20084、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20115、《钢结构设计规范》GB50017-20036、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012一、塔机属性塔机竖向荷载简图1、塔机自身荷载标准值k三、桩顶作用效应计算基础布置图承台及其上土的自重荷载标准值:G k=bl(hγc+h'γ')=4×4×(1.35×25+0×19)=540kN承台及其上土的自重荷载设计值:G=1.2G k=1.2×540=648kN桩对角线距离:L=(a b2+a l2)0.5=(2.42+2.42)0.5=3.394m1、荷载效应标准组合轴心竖向力作用下:Q k=(F k+G k+G p2)/n=(521.1+540+20)/4=270.275kN荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:Q kmax=(F k+G k+G p2)/n+(M k+F Vk(H0-h r+h/2))/L=(521.1+540+20)/4+(673.718+18.542×(1.35+9-3.8-1.35/2))/3.394=500.866kN Q kmin=(F k+G k+G p2)/n-(M k+F Vk(H0-h r+h/2))/L=(521.1+540+20)/4-(673.718+18.542×(1.35+9-3.8-1.35/2))/3.394=39.684kN 2、荷载效应基本组合荷载效应基本组合偏心竖向力作用下:Q max=(F+G+1.35×G p2)/n+(M+F v(H0-h r+h/2))/L=(637.32+648+1.35×20)/4+(993.619+25.959×(1.35+9-3.8-1.35/2))/3.394=665.761kN Q min=(F+G+1.35×G p2)/n-(M+F v(H0-h r+h/2))/L=(637.32+648+1.35×20)/4-(993.619+25.959×(1.35+9-3.8-1.35/2))/3.394=-9.601kN 四、格构柱计算整个格构柱截面对X、Y轴惯性矩:I=4[I0+A0(a/2-Z0)2]=4×[514.65+27.37×(47.00/2-3.82)2]=44460.467cm4整个构件长细比:λx=λy=H0/(I/(4A0))0.5=900/(44460.467/(4×27.37))0.5=44.66分肢长细比:λ1=l01/i y0=45.00/2.78=16.187分肢毛截面积之和:A=4A0=4×27.37×102=10948mm2格构式钢柱绕两主轴的换算长细比:λ0 =(λx2+λ12)0.5=(44.662+16.1872)0.5=47.503maxλ0max=47.503≤[λ]=150满足要求!2、格构式钢柱分肢的长细比验算λ1=16.187≤min(0.5λ0max,40)=min(0.5×50,40)=25满足要求!3、格构式钢柱受压稳定性验算λ0max(f y/235)0.5=50×(235/235)0.5=50查表《钢结构设计规范》GB50017附录C:b类截面轴心受压构件的稳定系数:υ=0.856Q max/(υA)=665.761×103/(0.856×10948)=71.041N/mm2≤f=215N/mm2满足要求!4、缀件验算缀件所受剪力:V=Af(f y/235)0.5/85=10948×215×10-3×(235/235)0.5/85=27.692kN 格构柱相邻缀板轴线距离:l1=l01+27=45.00+27=72cm作用在一侧缀板上的弯矩:M0=Vl1/4=27.692×0.72/4=4.985kN·m分肢型钢形心轴之间距离:b1=a-2Z0=0.47-2×0.0382=0.394m作用在一侧缀板上的剪力:V0=Vl1/(2·b1)=27.692×0.72/(2×0.394)=25.328kN σ= M0/(bh2/6)=4.985×106/(10×2702/6)=41.025N/mm2≤f=215N/mm2满足要求!τ=3V0/(2bh)=3×25.328×103/(2×10×270)=14.071N/mm2≤τ=125N/mm2满足要求!角焊缝面积:A f=0.7h f l f=0.8×10×550=3850mm2角焊缝截面抵抗矩:W f=0.7h f l f2/6=0.7×10×5502/6=352917mm3垂直于角焊缝长度方向应力:σf=M0/W f=4.985×106/352917=14N/mm2平行于角焊缝长度方向剪应力:τf=V0/A f=25.328×103/3850=7N/mm2((σf /1.22)2+τf2)0.5=((14/1.22)2+72)0.5=13N/mm2≤f tw=160N/mm2满足要求!根据缀板的构造要求缀板高度:270mm≥2/3 b1=2/3×0.394×1000=262mm满足要求!缀板厚度:10mm≥max[1/40b1,6]= max[1/40×0.394×1000,6]=10mm满足要求!缀板间距:l1=720mm≤2b1=2×0.394×1000=787mm满足要求!线刚度:∑缀板/分肢=4×10×2703/(12×(470-2×38.2))/(514.65×104/720)=23.32≥6满足要求!五、桩承载力验算1、桩基竖向抗压承载力计算桩身周长:u=πd=3.14×0.8=2.513m桩端面积:A p=πd2/4=3.14×0.82/4=0.503m2R a=ψuΣq sia·l i+q pa·A p=0.8×2.513×(1.7×33.8+12.3×10.85+1.8×62.83+2.4×114.35)+2.51×0.503=1164.303kN Q k=270.275kN≤R a=1164.303kNQ kmax=500.866kN≤1.2R a=1.2×1164.303=1397.164kN满足要求!2、桩基竖向抗拔承载力计算Q kmin=39.684kN≥0不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算!3、桩身承载力计算纵向普通钢筋截面面积:A s=nπd2/4=14×3.142×222/4=5322mm2(1)、轴心受压桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:Q=Q max=665.761kNψc f c A p+0.9f y'A s'=(0.75×11.9×0.503×106 + 0.9×(360×5321.858))×10-3=6213.557kN Q=665.761kN≤ψc f c A p+0.9f y'A s'=6213.557kN满足要求!(2)、轴心受拔桩桩身承载力Q kmin=39.684kN≥0不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算!4、桩身构造配筋计算A s/A p×100%=(5321.858/(0.503×106))×100%=1.058%≥0.45%满足要求!5、裂缝控制计算Q kmin=39.684kN≥0不需要进行裂缝控制计算!六、承台计算承台有效高度:h0=1350-50-22/2=1289mmM=(Q max+Q min)L/2=(665.761+(-9.601))×3.394/2=1113.54kN·mX方向:M x=Ma b/L=1113.54×2.4/3.394=787.392kN·mY方向:M y=Ma l/L=1113.54×2.4/3.394=787.392kN·m2、受剪切计算V=F/n+M/L=637.32/4 + 993.619/3.394=452.078kN受剪切承载力截面高度影响系数:βhs=(800/1289)1/4=0.888塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:a1b=(a b-B-d)/2=(2.4-1.6-0.8)/2=0ma1l=(a l-B-d)/2=(2.4-1.6-0.8)/2=0m 剪跨比:λb'=a1b/h0=0/1289=0,取λb=0.25;λl'= a1l/h0=0/1289=0,取λl=0.25;承台剪切系数:αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.25+1)=1.4αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.25+1)=1.4βhsαb f t bh0=0.888×1.4×1.57×103×4×1.289=10058.885kNβhsαl f t lh0=0.888×1.4×1.57×103×4×1.289=10058.885kNV=452.078kN≤min(βhsαb f t bh0,βhsαl f t lh0)=10058.885kN满足要求!3、受冲切计算塔吊对承台底的冲切范围:B+2h0=1.6+2×1.289=4.178ma b=2.4m≤B+2h0=4.178m,a l=2.4m≤B+2h0=4.178m角桩位于冲切椎体以内,可不进行角桩冲切的承载力验算!4、承台配筋计算(1)、承台底面长向配筋面积αS1= M y/(α1f c bh02)=787.392×106/(1.03×16.7×4000×12892)=0.007δ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.007)0.5=0.007γS1=1-δ1/2=1-0.007/2=0.997A S1=M y/(γS1h0f y1)=787.392×106/(0.997×1289×360)=1703mm2最小配筋率:ρ=0.15%承台底需要配筋:A1=max(A S1, ρbh0)=max(1703,0.0015×4000×1289)=7734mm2 承台底长向实际配筋:A S1'=9884mm2≥A1=7734mm2满足要求!(2)、承台底面短向配筋面积αS2= M x/(α2f c bh02)=787.392×106/(1.03×16.7×4000×12892)=0.007δ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.007)0.5=0.007γS2=1-δ2/2=1-0.007/2=0.997A S2=M x/(γS2h0f y1)=787.392×106/(0.997×1289×360)=1703mm2最小配筋率:ρ=0.15%承台底需要配筋:A2=max(1703, ρlh0)=max(1703,0.0015×4000×1289)=7734mm2 承台底短向实际配筋:A S2'=9884mm2≥A2=7734mm2满足要求!(3)、承台顶面长向配筋面积承台顶长向实际配筋:A S3'=9884mm2≥0.5A S1'=0.5×9884=4942mm2满足要求!(4)、承台顶面短向配筋面积承台顶长向实际配筋:A S4'=9884mm2≥0.5A S2'=0.5×9884=4942mm2满足要求!(5)、承台竖向连接筋配筋面积承台竖向连接筋为双向Φ10@500。
矩形格构式基础计算书计算依据:1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-20092、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20084、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20115、《钢结构设计规范》GB50017-2003一、塔机属性二、塔机荷载塔机竖向荷载简图1、塔机自身荷载标准值2、风荷载标准值ωk(kN/m2)3、塔机传递至基础荷载标准值4、塔机传递至基础荷载设计值三、桩顶作用效应计算基础布置图承台及其上土的自重荷载标准值:G k=bl(hγc+h'γ')=4.8×4.8×(1.2×25+0×19)=691.2kN承台及其上土的自重荷载设计值:G=1.2G k=1.2×691.2=829.44kN桩对角线距离:L=(a b2+a l2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.091m1、荷载效应标准组合轴心竖向力作用下:Q k=(F k+G k+G p2)/n=(461.4+691.2+20)/4=293.15kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:Q kmax=(F k+G k+G p2)/n+(M k+F Vk h)/L=(461.4+691.2+20)/4+(637.738+17.049×1.2)/5.091=422.432kNQ kmin=(F k+G k+G p2)/n-(M k+F Vk h)/L=(461.4+691.2+20)/4-(637.738+17.049×1.2)/5.091=163.868kN2、荷载效应基本组合荷载效应基本组合偏心竖向力作用下:Q max=(F+G+1.35×G p2)/n+(M+F v h)/L=(565.68+829.44+1.35×20)/4+(955.465+23.869×1.2)/5.091=548.827kNQ min=(F+G+1.35×G p2)/n-(M+F v h)/L=(565.68+829.44+1.35×20)/4-(955.465+23.869×1.2)/5.091=162.233kN四、格构柱计算1、格构式钢柱换算长细比验算整个格构柱截面对X、Y轴惯性矩:I=4[I0+A0(a/2-Z0)2]=4×[236.53+26.26×(46.00/2-2.99)2]=43004.147cm4整个构件长细比:λx=λy=H0/(I/(4A0))0.5=1130/(43004.147/(4×26.26))0.5=55.847 分肢长细比:λ1=l01/i y0=31.00/1.94=15.979分肢毛截面积之和:A=4A0=4×26.26×102=10504mm2格构式钢柱绕两主轴的换算长细比:λ0 max=(λx2+λ12)0.5=(55.8472+15.9792)0.5=58.088 λ0max=58.088≤[λ]=150满足要求!2、格构式钢柱分肢的长细比验算λ1=15.979≤min(0.5λ0max,40)=min(0.5×58.088,40)=29.044满足要求!3、格构式钢柱受压稳定性验算λ0max(f y/235)0.5=58.088×(215/235)0.5=55.561查表《钢结构设计规范》GB50017附录C:b类截面轴心受压构件的稳定系数:υ=0.828 Q max/(υA)=548.827×103/(0.828×10504)=63.103N/mm2≤f=215N/mm2满足要求!4、缀件验算缀件所受剪力:V=Af(f y/235)0.5/85=10504×215×10-3×(215/235)0.5/85=25.413kN格构柱相邻缀板轴线距离:l1=l01+30=31.00+30=61cm作用在一侧缀板上的弯矩:M0=Vl1/4=25.413×0.61/4=3.876kN·m分肢型钢形心轴之间距离:b1=a-2Z0=0.46-2×0.0299=0.4m作用在一侧缀板上的剪力:V0=Vl1/(2·b1)=25.413×0.61/(2×0.4)=19.368kNσ= M0/(bh2/6)=3.876×106/(20×3002/6)=12.918N/mm2≤f=215N/mm2满足要求!τ=3V0/(2bh)=3×19.368×103/(2×20×300)=4.842N/mm2≤τ=125N/mm2满足要求!角焊缝面积:A f=0.7h f l f=0.8×10×464=3248mm2角焊缝截面抵抗矩:W f=0.7h f l f2/6=0.7×10×4642/6=251179mm3垂直于角焊缝长度方向应力:σf=M0/W f=3.876×106/251179=15N/mm2平行于角焊缝长度方向剪应力:τf=V0/A f=19.368×103/3248=6N/mm2((σf /1.22)2+τf2)0.5=((15/1.22)2+62)0.5=14N/mm2≤f tw=160N/mm2满足要求!根据缀板的构造要求缀板高度:300mm≥2/3 b1=2/3×0.4×1000=267mm满足要求!缀板厚度:20mm≥max[1/40b1,6]= max[1/40×0.4×1000,6]=10mm满足要求!缀板间距:l1=610mm≤2b1=2×0.4×1000=800mm满足要求!线刚度:∑缀板/分肢=4×20×3003/(12×(460-2×29.9))/(236.53×104/610)=115.995≥6满足要求!五、桩承载力验算考虑基坑开挖后,格构柱段外露,不存在侧阻力,此时为最不利状态1、桩基竖向抗压承载力计算桩身周长:u=πd=3.14×0.8=2.513m桩端面积:A p=πd2/4=3.14×0.82/4=0.503m2R a=uΣq sia·l i+q pa·A p=2.513×(5.8×5+7.4×24+3.1×18)+200×0.503=760.014kNQ k=293.15kN≤R a=760.014kNQ kmax=422.432kN≤1.2R a=1.2×760.014=912.017kN满足要求!2、桩基竖向抗拔承载力计算Q kmin=163.868kN≥0不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算!3、桩身承载力计算纵向普通钢筋截面面积:A s=nπd2/4=12×3.142×162/4=2413mm2(1)、轴心受压桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:Q=Q max=548.827kNψc f c A p+0.9f y'A s'=(0.75×12×0.503×106 + 0.9×(300×2412.743))×10-3=5210.017kN Q=548.827kN≤ψc f c A p+0.9f y'A s'=5210.017kN满足要求!(2)、轴心受拔桩桩身承载力Q kmin=163.868kN≥0不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算!4、桩身构造配筋计算A s/A p×100%=(2412.743/(0.503×106))×100%=0.48%≥0.45%满足要求!六、承台计算1、荷载计算承台有效高度:h0=1200-50-25/2=1138mmM=(Q max+Q min)L/2=(548.827+(162.233))×5.091/2=1810.063kN·mX方向:M x=Ma b/L=1810.063×3.6/5.091=1279.908kN·mY方向:M y=Ma l/L=1810.063×3.6/5.091=1279.908kN·m2、受剪切计算V=F/n+M/L=565.68/4 + 955.465/5.091=329.091kN受剪切承载力截面高度影响系数:βhs=(800/1138)1/4=0.916塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:a1b=(a b-B-d)/2=(3.6-1.6-0.8)/2=0.6ma1l=(a l-B-d)/2=(3.6-1.6-0.8)/2=0.6m剪跨比:λb'=a1b/h0=600/1138=0.527,取λb=0.527;λl'= a1l/h0=600/1138=0.527,取λl=0.527;承台剪切系数:αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.527+1)=1.146αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.527+1)=1.146βhsαb f t bh0=0.916×1.146×1.27×103×4.8×1.138=7278.715kNβhsαl f t lh0=0.916×1.146×1.27×103×4.8×1.138=7278.715kNV=329.091kN≤min(βhsαb f t bh0,βhsαl f t lh0)=7278.715kN满足要求!3、受冲切计算塔吊对承台底的冲切范围:B+2h0=1.6+2×1.138=3.876ma b=3.6m≤B+2h0=3.876m,a l=3.6m≤B+2h0=3.876m角桩位于冲切椎体以内,可不进行角桩冲切的承载力验算!4、承台配筋计算(1)、承台底面长向配筋面积αS1= M y/(α1f c bh02)=1279.908×106/(1.05×11.9×4800×11382)=0.016δ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.016)0.5=0.017γS1=1-δ1/2=1-0.017/2=0.992A S1=M y/(γS1h0f y1)=1279.908×106/(0.992×1138×360)=3151mm2最小配筋率:ρ=max(0.2,45f t/f y1)=max(0.2,45×1.27/360)=max(0.2,0.159)=0.2% 梁底需要配筋:A1=max(A S1, ρbh0)=max(3151,0.002×4800×1138)=10925mm2承台底长向实际配筋:A S1'=12272mm2≥A1=10925mm2满足要求!(2)、承台底面短向配筋面积αS2= M x/(α2f c bh02)=1279.908×106/(1.05×11.9×4800×11382)=0.016δ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.016)0.5=0.017γS2=1-δ2/2=1-0.017/2=0.992A S2=M x/(γS2h0f y1)=1279.908×106/(0.992×1138×360)=3151mm2最小配筋率:ρ=max(0.2,45f t/f y1)=max(0.2,45×1.27/360)=max(0.2,0.159)=0.2% 梁底需要配筋:A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.002×4800×1138)=10925mm2 承台底短向实际配筋:A S2'=12272mm2≥A2=10925mm2满足要求!(3)、承台顶面长向配筋面积承台顶长向实际配筋:A S3'=6362mm2≥0.5A S1'=0.5×12272=6136mm2满足要求!(4)、承台顶面短向配筋面积承台顶长向实际配筋:A S4'=6362mm2≥0.5A S2'=0.5×12272=6136mm2满足要求!(5)、承台竖向连接筋配筋面积承台竖向连接筋为双向Φ10@500。
6015矩形板式桩基础计算书矩形板式桩基础计算书⼀、塔机属性⼆、塔机荷载1、塔机传递⾄基础荷载标准值2、塔机传递⾄基础荷载设计值三、桩顶作⽤效应计算矩形桩式基础布置图承台及其上⼟的⾃重荷载标准值:G k=bl(hγc+h'γ')=4.6×4.6×(1×25+0×19)=529kN承台及其上⼟的⾃重荷载设计值:G=1.35G k=1.35×529=714.15kN 桩对⾓线距离:L=(a b2+a l2)0.5=(3.22+3.22)0.5=4.53m 1、荷载效应标准组合轴⼼竖向⼒作⽤下:Q k=(F k+G k)/n=(681+529)/4=302.5kN荷载效应标准组合偏⼼竖向⼒作⽤下:Q kmax=(F k+G k)/n+(M k+F Vk h)/L=(681+529)/4+(4647+156.2×1)/4.53=1363.87kNQ kmin=(F k+G k)/n-(M k+F Vk h)/L=(681+529)/4-(4647+156.2×1)/4.53=-758.87kN2、荷载效应基本组合荷载效应基本组合偏⼼竖向⼒作⽤下:Q max=(F+G)/n+(M+F v h)/L=(919.35+714.15)/4+(6273.45+210.87×1)/4.53=1841.22kNQ min=(F+G)/n-(M+F v h)/L=(919.35+714.15)/4-(6273.45+210.87×1)/4.53=-1024.47kN 四、桩承载⼒验算1、桩基竖向抗压承载⼒计算桩⾝周长:u=πd=3.14×0.7=2.2m桩端⾯积:A p=πd2/4=3.14×0.72/4=0.38m2R a=uΣq sia·l i+q pa·A p=2.2×(7.79×35+2×50+5.73×54+1.48×55)+500×0.38=1871.38kN Q k=302.5kN≤R a=1871.38kNQ kmax=1363.87kN≤1.2R a=1.2×1871.38=2245.66kN满⾜要求!2、桩基竖向抗拔承载⼒计算Q kmin=-758.87kN<0按荷载效应标准组合计算的桩基拔⼒:Q k'=758.87kN桩⾝的重⼒标准值:G p=l t A pγz=17×0.38×25=163.56kNR a'=uΣλi q sia l i+G p=2.2×(0.7×7.79×35+0.7×2×50+0.7×5.73×54+0.7×1.48×55)+163.56 =1338.83kN Q k'=758.87kN≤R a'=1338.83kN满⾜要求!3、桩⾝承载⼒计算纵向普通钢筋截⾯⾯积:A s=nπd2/4=12×3.14×182/4=3054mm2(1)、轴⼼受压桩桩⾝承载⼒荷载效应基本组合下的桩顶轴向压⼒设计值:Q=Q max=1841.22kN桩⾝结构竖向承载⼒设计值:R=2050kN满⾜要求!(2)、轴⼼受拔桩桩⾝承载⼒荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉⼒设计值:Q'=-Q min=1024.47kNf y A S=360×3053.63×10-3=1099.31kNQ'=1024.47kN≤f y A S=1099.31kN满⾜要求!4、桩⾝构造配筋计算A s/A p×100%=(3053.63/(0.38×106))×100%=0.79%≥0.65%满⾜要求!五、承台计算1、荷载计算承台有效⾼度:h0=1000-50-20/2=940mmM=(Q max+Q min)L/2=(1841.22+(-1024.47))×4.53/2=1848.09kN·mX⽅向:M x=Ma b/L=1848.09×3.2/4.53=1306.8kN·mY⽅向:M y=Ma l/L=1848.09×3.2/4.53=1306.8kN·m2、受剪切计算V=F/n+M/L=919.35/4 + 6273.45/4.53=1616.09kN受剪切承载⼒截⾯⾼度影响系数:βhs=(800/940)1/4=0.96塔吊边缘⾄⾓桩内边缘的⽔平距离:a1b=(a b-B-d)/2=(3.2-2-0.7)/2=0.25ma1l=(a l-B-d)/2=(3.2-2-0.7)/2=0.25m 剪跨⽐:λb'=a1b/h0=250/940=0.27,取λb=0.27;λl'= a1l/h0=250/940=0.27,取λl=0.27;承台剪切系数:αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.27+1)=1.38αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.27+1)=1.38βhsαb f t bh0=0.96×1.38×1.57×103×4.6×0.94=9013.53kNβhsαl f t lh0=0.96×1.38×1.57×103×4.6×0.94=9013.53kNV=1616.09kN≤min(βhsαb f t bh0,βhsαl f t lh0)=9013.53kN满⾜要求!3、受冲切计算塔吊对承台底的冲切范围:B+2h0=2+2×0.94=3.88ma b=3.2m≤B+2h0=3.88m,a l=3.2m≤B+2h0=3.88m⾓桩位于冲切椎体以内,可不进⾏⾓桩冲切的承载⼒验算!4、承台配筋计算(1)、承台底⾯长向配筋⾯积αS1= M y/(α1f c bh02)=1306.8×106/(1.03×16.7×4600×9402)=0.019δ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.019)0.5=0.019γS1=1-δ1/2=1-0.019/2=0.991A S1=M y/(γS1h0f y1)=1306.8×106/(0.991×940×360)=3899mm2最⼩配筋率:ρ=max(0.2,45f t/f y1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2% 梁底需要配筋:A1=max(A S1,ρbh0)=max(3899,0.002×4600×940)=8648mm2 承台底长向实际配筋:A S1'=9347mm2≥A1=8648mm2满⾜要求!(2)、承台底⾯短向配筋⾯积αS2= M x/(α2f c bh02)=1306.8×106/(1.03×16.7×4600×9402)=0.019δ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.019)0.5=0.019γS2=1-δ2/2=1-0.019/2=0.991A S2=M x/(γS2h0f y1)=1306.8×106/(0.991×940×360)=3899mm2最⼩配筋率:ρ=max(0.2,45f t/f y1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2% 梁底需要配筋:A2=max(9674,ρlh0)=max(9674,0.002×4600×940)=8648mm2 承台底短向实际配筋:A S2'=9347mm2≥A2=8648mm2满⾜要求!(3)、承台顶⾯长向配筋⾯积承台顶长向实际配筋:A S3'=6108mm2≥0.5A S1'=0.5×9347=4674mm2满⾜要求!(4)、承台顶⾯短向配筋⾯积承台顶长向实际配筋:A S4'=6108mm2≥0.5A S2'=0.5×9347=4674mm2满⾜要求!(5)、承台竖向连接筋配筋⾯积承台竖向连接筋为双向Φ10@500。
矩形板式基础计算书计算依据:1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-20092、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011一、塔机属性塔机竖向荷载简图1、塔机自身荷载标准值k基础布置图Gk =blhγc=5.5×5.5×1.4×25=1058.75kN基础及其上土的自重荷载设计值:G=1.2Gk=1.2×1058.75=1270.5kN 荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:Mk ''=G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9×(M2+0.5FvkH/1.2)=57.9×28+4.2×12.97-29.11×6.3-152.3×12.5+0.9×(800+0.5×18.927×43/1.2)=613.729kN·mFvk ''=Fvk/1.2=18.927/1.2=15.772kN荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:M''=1.2×(G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4)+1.4×0.9×(M2+0.5FvkH/1.2)=1.2×(57.9×28+4.2×12.97-29.11×6.3-152.3×12.5)+1.4×0.9×(800+0.5×18.927×43/1.2)=941.514kN·mFv ''=Fv/1.2=26.498/1.2=22.081kN基础长宽比:l/b=5.5/5.5=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=5.5×5.52/6=27.729m3Wy=bl2/6=5.5×5.52/6=27.729m3相应于荷载效应标准组合时,同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩:Mkx =Mkb/(b2+l2)0.5=834.167×5.5/(5.52+5.52)0.5=589.845kN·mMky =Mkl/(b2+l2)0.5=834.167×5.5/(5.52+5.52)0.5=589.845kN·m1、偏心距验算相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:Pkmin =(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy=(521.1+1058.75)/30.25-589.845/27.729-589.845/27.729=9.683kPa≥0 偏心荷载合力作用点在核心区内。
矩形板式桩基础计算书计算依据:1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-20092、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20084、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011一、塔机属性二、塔机荷载1、塔机传递至基础荷载标准值2、塔机传递至基础荷载设计值三、桩顶作用效应计算基础布置图承台及其上土的自重荷载标准值:G k=bl(hγc+h'γ')=5.2×5.2×(1.2×25+0×19)=811.2kN承台及其上土的自重荷载设计值:G=1.35G k=1.35×811.2=1095.12kN 桩对角线距离:L=(a b2+a l2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.091m1、荷载效应标准组合轴心竖向力作用下:Q k=(F k+G k)/n=(624.5+811.2)/4=358.925kN荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:Q kmax=(F k+G k)/n+(M k+F Vk h)/L=(624.5+811.2)/4+(2695.1+97×1.2)/5.091=911.156kNQ kmin=(F k+G k)/n-(M k+F Vk h)/L=(624.5+811.2)/4-(2695.1+97×1.2)/5.091=-193.306kN2、荷载效应基本组合荷载效应基本组合偏心竖向力作用下:Q max=(F+G)/n+(M+F v h)/L=(843.075+1095.12)/4+(3638.385+130.95×1.2)/5.091=1230.06kN Q min=(F+G)/n-(M+F v h)/L=(843.075+1095.12)/4-(3638.385+130.95×1.2)/5.091=-260.963kN 四、桩承载力验算1、桩基竖向抗压承载力计算桩身周长:u=πd=3.14×0.8=2.513m桩端面积:A p=πd2/4=3.14×0.82/4=0.503m2承载力计算深度:min(b/2,5)=min(5.2/2,5)=2.6mf ak=(2.6×330)/2.6=858/2.6=330kPa承台底净面积:A c=(bl-nA p)/n=(5.2×5.2-4×0.503)/4=5.383m2复合桩基竖向承载力特征值:R a=ψuΣq sia·l i+q pa·A p+εc f ak A c=0.8×2.513×(5.9×300)+8000×0.503+0.1×330×5.383=7760. 427kNQ k=358.925kN≤R a=7760.427kNQ kmax=911.156kN≤1.2R a=1.2×7760.427=9312.512kN满足要求!2、桩基竖向抗拔承载力计算Q kmin=-193.306kN<0按荷载效应标准组合计算的桩基拔力:Q k'=193.306kN桩身的重力标准值:G p=((d1-d+h z)γz+(l t-(d1-d+h z))(γz-10))A p=(((-3.2)-0+10)×25+(5.9-( (-3.2)-0+10))×(25-10))×0.503=78.719kNR a'=ψuΣλi q sia l i+G p=0.8×2.513×(0.8×9.1×300)+78.719=4469.912kNQ k'=193.306kN≤R a'=4469.912kN满足要求!3、桩身承载力计算纵向普通钢筋截面面积:A s=nπd2/4=18×3.142×162/4=3619mm2(1)、轴心受压桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:Q=Q max=1230.06kNψc f c A p+0.9f y'A s'=(0.75×16.7×0.503×106 + 0.9×(360×3619.115))×10-3=7472.668kN Q=1230.06kN≤ψc f c A p+0.9f y'A s'=7472.668kN满足要求!(2)、轴心受拔桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值:Q'=-Q min=260.963kNf y A s=(360×3619.115)×10-3=1302.881kNQ'=260.963kN≤f y A s=1302.881kN满足要求!4、桩身构造配筋计算A s/A p×100%=(3619.115/(0.503×106))×100%=0.72%≥0.65%满足要求!5、裂缝控制计算裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。
矩形板式基础计算书工程信息:工程名称:某工程;方案编制人:张三;编制日期:2021/4/1。
施工单位:某施工单位;结构类型:框架;计算依据:依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)、《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-2017)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)编制。
一、参数信息1)塔吊基本参数塔吊型号:QTZ63,塔吊最大起吊高度H0=40m,塔身宽度B=1.6m;2)塔机自重参数塔身自重G0=251kN,起重臂自重G1=37.4kN,小车和吊钩自重G2=3.8kN,平衡臂自重G3=19.8kN,平衡块自重G4=89.4kN,最大起重荷载Q max=60kN,最小起重荷载Q max=10kN;3)塔机尺寸参数起重臂重心到塔身中心的距离R G1=22m,小车和吊钩重心到塔身中心的距离R G2=11.5m,平衡臂重心到塔身中心的距离R G3=6.3m,平衡块重心到塔身中心的距离R G4=11.8m,最大起重荷载到塔身中心的距离R Qmax=11.5m,最小起重荷载到塔身中心的距离R Qmin=50m;4)塔吊承台参数承台长度b=4.8m,承台宽度l=4.8m,承台高度h=1.25m,承台混凝土强度等级:C35,承台混凝土自重=25kN/m3,承台上部覆土厚度d=1.5m,承台上部覆土重度=17kN/m3;5)塔吊基础参数地基承载力特征值f a=150kN/m2,基础宽度地基承载力修正系数ηb=0.3,基础埋深地基承载力修正系数ηd=1.6,基础埋深地基承载力修正系数γ=25kN/m3,基础底面以上的土的加权平均重度γm=25kN/m3,承台埋置深度D=1.5m,修正后的地基承载力特征值f a=203.5kN/m2;6)风荷载参数塔身桁架杆件类型为:型钢或方钢管,地面粗糙度类型为:B类城市郊区,塔机计算高度h=43m,塔身前后片桁架平均充实率α0=0.35,塔身风向系数α=1.2,基本风压W0=0.45kN/m2(工程所在地:北京,取50年一遇),风荷载高度变化系数μz=1.32,风荷载体型系数μs=1.95,风荷载风振系数βz=1.65;7)承台配筋参数承台底面长向配筋:使用HPB235钢筋,直径为20mm,间距为160mm;承台底面短向配筋:使用HPB235钢筋,直径为20mm,间距为160mm;二、荷载计算1、自重荷载及起重荷载1)塔机自重标准值F k1=251+37.4+3.8+19.8+89.4=401.4kN;2)基础自重标准值G k=4.8×4.8×(1.25×25+1.5×17)=1307.52kN;3)起重荷载标准值F qk=60kN;2、风荷载计算计算公式如下:1)工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔机所受风均布线荷载标准值工作状态下ω0=0.2kN/m2μz=1.32μs=1.95βz=1.59α0=0.35α=1.2计算结果:ωk=0.65kN/m2q sk=0.44kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值F vk=q sk×H=18.92kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值M sk=0.5F vk×H=406.78kN·m2)非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔机所受风均布线荷载标准值非工作状态下ω0=0.45kN/m2(北京,取50年一遇)μz=1.32μs=1.95βz=1.65α0=0.35α=1.2计算结果:ωk=1.53kN/m2q'sk=1.03kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值F'vk=q'sk×H=44.29kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值M'sk=0.5F'vk×H=952.24kN·m3、塔机的倾覆力矩塔机自身产生的倾覆力矩,向前(起重臂方向)为正,向后为负。
矩形板式基础计算方案书工程名称:施工单位:编制人:日期:目录一、编制依据 (5)二、塔机属性 (5)三、塔机荷载 (6)四、基础验算 (8)五、基础配筋验算 (12)一、编制依据1、工程施工图纸及现场概况2、塔机使用说明书3、《塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T 187-2009》4、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-20105、《塔式起重机设计规范》GB13752-926、《混凝土结构设计规范GB50010-2002》7、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)2006年版8、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)9、《建筑安全检查标准》(JGJ59-99)二、塔机属性三、塔机荷载(一)塔机自身荷载标准值(二)风荷载标准值(三)塔机传递至基础荷载标准值(四)塔机传递至基础荷载设计值四、基础验算基础及其上土的自重荷载标准值:G k =6.5×6.5×1.25×25=1320.31kN 基础及其上土的自重荷载设计值:G=1.2×1320.31=1584.37kN 荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力: M k '' =G 1R G1+G 2 R G2-G 3R G3-G 4R G4+0.9×(M 2+0.5F vk H/1.2)=37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8+0.9×(690+0.5×12.52×43/1.2)=509.73kN·mF vk ''=F vk '/1.2=12.52/1.2=10.43kN荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:M''= 1.2×(G 1R G1+G 2 R G2-G 3R G3-G 4R G4)+1.4×0.9×(M 2+0.5F vk H/1.2)=1.2×(37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.9×(690+0.5×12.52×43/1.2)=776.25kN·m F v ''=F v '/1.2=17.53/1.2=14.61kN基础长宽比:l/b=6.5/6.5=1 <1.1,基础计算形式为方形基础。
矩形板式基础计算书计算依据:
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
1、塔机传递至基础荷载标准值
基础布置图
G k=blhγc=6×6×1.25×25=1125kN
基础及其上土的自重荷载设计值:G=1.35G k=1.35×1125=1518.75kN
荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:
M k''=1330.37kN·m
F vk''=F vk'/1.2=54.81/1.2=45.675kN
荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:
M''=1795.999kN·m
F v''=F v'/1.2=73.993/1.2=61.661kN
基础长宽比:l/b=6/6=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
W x=lb2/6=6×62/6=36m3
W y=bl2/6=6×62/6=36m3
相应于荷载效应标准组合时,同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩:M kx=M k b/(b2+l2)0.5=1330.37×6/(62+62)0.5=940.714kN·m
M ky=M k l/(b2+l2)0.5=1330.37×6/(62+62)0.5=940.714kN·m
1、偏心距验算
(1)、偏心位置
相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:
P kmin=(F k+G k)/A-M kx/W x-M ky/W y
=(360+1125)/36-940.714/36-940.714/36=-11.012<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。
(2)、偏心距验算
偏心距:e=(M k+F Vk h)/(F k+G k)=(1330.37+54.81×1.25)/(360+1125)=0.942m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离:
a=(62+62)0.5/2-0.942=3.301m
偏心距在x方向投影长度:e b=eb/(b2+l2)0.5=0.942×6/(62+62)0.5=0.666m
偏心距在y方向投影长度:e l=el/(b2+l2)0.5=0.942×6/(62+62)0.5=0.666m
偏心荷载合力作用点至e b一侧x方向基础边缘的距离:b'=b/2-e b=6/2-0.666=2.334m
偏心荷载合力作用点至e l一侧y方向基础边缘的距离:l'=l/2-e l=6/2-0.666=2.334m
b'l'=2.334×2.334=5.447m2≥0.125bl=0.125×6×6=4.5m2
满足要求!
2、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时,基础底面边缘压力值
P kmin=-11.012kPa
P kmax=(F k+G k)/3b'l'=(360+1125)/(3×2.334×2.334)=90.874kPa
3、基础轴心荷载作用应力
P k=(F k+G k)/(lb)=(360+1125)/(6×6)=41.25kN/m2
4、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值
f a=f ak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
=1500.00+0.30×19.00×(6.00-3)+1.60×19.00×(1.50-0.5)=1547.50kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算
P k=41.25kPa≤f a=1547.5kPa
满足要求!
(3)、偏心作用时地基承载力验算
P kmax=90.874kPa≤1.2f a=1.2×1547.5=1857kPa
满足要求!
5、基础抗剪验算
基础有效高度:h0=h-δ=1250-(50+22/2)=1189mm
X轴方向净反力:
P xmin=γ(F k/A-(M k''+F vk''h)/W x)=1.35×(360.000/36.000-(1330.370+45.675×1.250)/36.000)
=-38.530kPa
P xmax=γ(F k/A+(M k''+F vk''h)/W x)=1.35×(360.000/36.000+(1330.370+45.675×1.250)/36.00 0)=65.530kPa
假设P xmin=0,偏心安全,得
P1x=((b+B)/2)P xmax/b=((6.000+1.600)/2)×65.530/6.000=41.502kPa
Y轴方向净反力:
P ymin=γ(F k/A-(M k''+F vk''h)/W y)=1.35×(360.000/36.000-(1330.370+45.675×1.250)/36.000) =-38.530kPa
P ymax=γ(F k/A+(M k''+F vk''h)/W y)=1.35×(360.000/36.000+(1330.370+45.675×1.250)/36.00 0)=65.530kPa
假设P ymin=0,偏心安全,得
P1y=((l+B)/2)P ymax/l=((6.000+1.600)/2)×65.530/6.000=41.502kPa
基底平均压力设计值:
p x=(P xmax+P1x)/2=(65.53+41.502)/2=53.516kPa
p y=(P ymax+P1y)/2=(65.53+41.502)/2=53.516kPa
基础所受剪力:
V x=|p x|(b-B)l/2=53.516×(6-1.6)×6/2=706.412kN
V y=|p y|(l-B)b/2=53.516×(6-1.6)×6/2=706.412kN
X轴方向抗剪:
h0/l=1189/6000=0.198≤4
0.25βc f c lh0=0.25×1×14.3×6000×1189=25504.05kN≥V x=706.412kN
满足要求!
Y轴方向抗剪:
h0/b=1189/6000=0.198≤4
0.25βc f c bh0=0.25×1×14.3×6000×1189=25504.05kN≥V y=706.412kN
满足要求!
四、基础配筋验算
基础X向弯矩:
MⅠ=(b-B)2p x l/8=(6-1.6)2×53.516×6/8=777.053kN·m
基础Y向弯矩:
MⅡ=(l-B)2p y b/8=(6-1.6)2×53.516×6/8=777.053kN·m
2、基础配筋计算
(1)、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/(α1f c bh02)=777.053×106/(1×14.3×6000×11892)=0.006
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.006)0.5=0.006
γS1=1-ζ1/2=1-0.006/2=0.997
A S1=|MⅡ|/(γS1h0f y1)=777.053×106/(0.997×1189×360)=1821mm2
基础底需要配筋:A1=max(1821,ρbh0)=max(1821,0.0015×6000×1189)=10701mm2
基础底长向实际配筋:A s1'=11778.14mm2≥A1=10701mm2
满足要求!
(2)、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/(α1f c lh02)=777.053×106/(1×14.3×6000×11892)=0.006
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.006)0.5=0.006
γS2=1-ζ2/2=1-0.006/2=0.997
A S2=|MⅠ|/(γS2h0f y2)=777.053×106/(0.997×1189×360)=1821mm2
基础底需要配筋:A2=max(1821,ρlh0)=max(1821,0.0015×6000×1189)=10701mm2 基础底短向实际配筋:A S2'=11778.14mm2≥A2=10701mm2
满足要求!
(3)、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋:A S3'=11778.14mm2≥0.5A S1'=0.5×11778.14=5889.07mm2 满足要求!
(4)、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋:A S4'=11778.14mm2≥0.5A S2'=0.5×11778.14=5889.07mm2 满足要求!
(5)、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向HRB400 10@500。
五、配筋示意图
基础配筋图。